Eisen

Harun Dastekin

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Ursprung des Wortes „Eisen“

Eisen (mhd. isen; vergleichbar mit kelt. isara ‚kräftig‘, got. eisarn und

aiz, lateinisch aes ‚Erz‘)[A 1] ist ein chemisches Element mit dem

Elementsymbol Fe (lateinisch ferrum, ‚Eisen‘) und der Ordnungszahl

26. Es zählt zu den Übergangsmetallen, im Periodensystem steht es

in der 8. Nebengruppe (Eisen-Platin-Gruppe), nach der neuen

Zählung in der Gruppe 8 oder Eisengruppe.

Ich zitiere Wikipedia:

Aus Knaurs Lexikon für Symbole:

Eisen, in der Kulturgeschichte der Menschheit ein noch

junges Gebrauchsmetall ,repräsentiert in den Mythen von den

Weltzeitaltern die letzte Stufe einer Entwicklung,

das einst mit dem goldenen Zeitalter begonnen haben soll.

Es ist dem Kriegsgott Mars (griech. Ares) zugeordnet,

und der rötliche Rost erinnert an die Blutfarbe.

Geschichte

Beginn Eisenzeit

Ende der Eisenzeit

Rennofen

Hochofen (neu)

ÊRZE

Erz

Bestandteile des Hochofenprozesses

Geeignete Erze sind welche mit 60% Eisen

Andere Mineralische Bestandteile nennt man Gangart

Es muss Stückiges Erz sein um das Strömen

der Gase zu Vereinfachen d.h. am besten sind Pellets

Sinteranlagen verarbeiten feinkörniges Erz

zu gröberen Stücken

Hochofen Prozess

Eisen kommt in der Natur nicht Elementar vor

Eisenerz : Gemenge aus chemischen Verbindungen

des Eisens mit nicht eisenhaltigen Gesteinen

Wichtige Eisenerze sind z.B.:

Magnetit (72 % Fe) Hämatit (70 % Fe) Siderit (48% Fe)

Fe3 O4 Fe2 O3 Fe CO3

FeS2

Pyrit (46 % Fe)

Magnetit (72 % Fe)

Fe3 O4

Hämatit (70 % Fe)

Fe2 O3

FeS2

Pyrit (46 % Fe)

KOKS

Bestandteile des Hochofenprozesses

Koks: Brennstoff mit bis zu 93% Kohlenstoff und

einem Heizwert von 23–31 MJ/kg.

Es erfüllt drei Aufgaben:

Zum einen dient es der Reduktion des Eisenoxids

FeO + CO → Fe + CO2 ΔH0= -17kJ/mol

Zum anderen liefert es die notwendige Reaktionswärme

für den genannten Reduktionsvorgang.

Und zuletzt sorgt es für die gleichmäßige Durchlüftung

der Aufgeschichteten Säule aus Erz, Zuschlägen und Koks.

Und verbessert das Abfließen der flüssigen Bestandteile

Erz + Zuschlag = Möller

GAS

Bestandteile des Hochofenprozesses

Gas: Luft

Durch das einblasen von Luft in den Hochofen

bleibt der Prozess erhalten.

Der Hochofen ist ein Gegenstromreaktor:

Material läuft von oben nach unten (durch den „Reaktor“).

Die entstehenden Reaktionsgase strömen von unten nach oben.

Diese entstehenden Gichtgase werden oben an der Gicht entnommen,

gereinigt und zur weiteren Verwendung

der chemischen Industrie zugeführt (Heißlufterzeugung).

Reaktionen im Hochofen

Aufbau

Chemie Oberstufe. gesamtbd. Cornelsen Verlag

In der Vorwärmezone werden Eisenerz, Koks und Zuschlag

vom Durchstörmenden Gas getrocknet und Vorgewärmt.

In der Reduktionszone wird Eisenoxid durch CO und C reduziert.

Das dabei entstehende Eisen ist noch fest.

In der Kohlungszone bildet sich ein Eisen-Kohlenstoffgemisch, dessen

Schmelzpunkt bei etwa 1100 – 1200 Grad C liegt.

In der Schmelzzone verbrennt der Koks an der

eingeblasenen Luft und bringt das Eisen-

Kohlenstoffgemisch zum Schmelzen.

Restliche Eisenverbindungen werden von CO und C

zu Eisen reduziert.

Aufbau des Hochofens

Gichtgast besteht aus 60% Stickstoff, 20 % CO

sowie Wasserstoff und Methan.

Es wird zum Aufheizen der Luft verwendet

Zuschläge werden hinzugemischt , damit die

sogenannte Gangart schmilzt und als Schlacke

abgetrennt wird.

Reaktionen im Hochofen

Chemie

http://www.chempage.de/lexi/stahl.htm

2 C + O2 2 CO; -∆H

Reaktionen im Hochofen

Einströmende Luft verbrennt Koks zunächst zu CO:

Erzschicht wird vom aufsteigenden Kohlenstoffmonoxid reduziert:

Fe2O3 + 3 CO 2 Fe + 3 CO2; -∆H

In der nächsten Koksschicht wird das entstandene Kohlendioxid

wieder zu Kohlenstoffmonooxid reduziert:

CO2 + C 2 CO; +∆H

Dieser Vorgang wiederholt sich in den folgenden Schichten mehrmals

Chemie Oberstufe. gesamtbd. Cornelsen Verlag

Produkte aus dem Hochofen

Roheisen

VerwendungRoheisen wird vorwiegend (bis zu 97 %) zur

Stahlherstellung verwendet.

werden.

Das restliche Roheisen (ca. 3 %) wird zur Herstellung

von Guss- bzw. Gießereieisen (graues Roheisen)

genutzt.

Das Roheisen enthält etwa 3-4%

Kohlenstoff.

Es ist deshalb spröde und nicht

schmiedbar

Reaktionen im Hochofen

GAS

Reaktionen im Hochofen

Schlacke

Quellen

http://www.Wikipedia.de

http://www.dillinger.de

Chemie Oberstufe. gesamtbd. Cornelsen Verlag

Arni, Arnold, Verständliche Chemie, 2. Aufl.,

WILEY-VCH Verlag: 2008

Chemie heute – Sekundarbereich I,

Schroedel Verlag: 2001 Braunschweig

Quellen:

http://www.wissenswerkstatt.net/2008/11/0

1/ist-die-wikipedia-zitierfaehig-der-umgang-

mit-wissenschaftlichen-quellen-

werkstattnotiz-126/

Biedermann, Hans, Knaurs lexikon der Symbole,

Verlagsgruppe Weltbild: Augsburg 2002

http://www.chempage.de/lexi/stahl.htm