Das Roheisen enthält, nachdem es aus dem Hochofen kommt, noch sehr viele Verunreinigungen. Diese sorgen beispielsweise dafür, dass Roheisen sehr spröde ist und beim Erhitzen plötzlich in den flüssigen Zustand übergeht, statt langsam aufzuschmelzen.

Der Anteil an Begleitelementen im Stahl muss also, um gezielt bestimmte Eigenschaften zu erhalten, genau eingestellt werden. Dafür wird das Roheisen in einem Konverter gefrischt. BeiChargierung LD-Konverter diesem Vorgang oxidieren die Begleitstoffe und können als Gas und Schlacke getrennt vom flüssigen Stahl abgezogen werden.

Das Linz-Donawitz Verfahren

Der Name stammt von den beiden Städten, Linz und Donawitz in Österreich, in denen das Verfahren zuerst angewendet wurde. Es wird auch nach dem Prozess als Sauerstoff-Blasverfahren bezeichnet. Heutzutage ist es das am weitesten verbreitete Verfahren zur Stahlerzeugung aus Roheisen. Etwa 80 Prozent des in Deutschland produzierten Stahls werden nach diesem Verfahren hergestellt.

Der sogenannte Konverter ist mit feuerfesten Steinen – häufig Dolomit – ausgekleidet. Er besitzt nur im oberen Bereich eine Öffnung durch die Gase austreten können und über die er befüllt und abgegossen wird.

Hauptsächlich kommt beim Linz-Donawitz Verfahren (LD-Verfahren) flüssiges Roheisen zum Einsatz. Zusätzlich wird ein gewisser Anteil Schrott oder Eisenschwamm beigemischt, um den Konverter zu kühlen. Dieser Anteil darf allerdings circa 30 Prozent nicht überschreiten. Teilweise werden auch weitere Zusätze zugegeben, beispielsweise um die Schlackenbildung zu verbessern.

Beim Aufblasprozess wird 20 Minuten lang aus einer wassergekühltenLichtbogenofen Sauerstofflanze reiner Sauerstoff mit einem Druck von etwa 12 bar auf die Schmelze geblasen. Die währenddessen ablaufenden Oxidationsprozesse liefern genug Wärme, um das flüssige Metall von etwa 1150°C auf 1650°C aufzuheizen. Begleitelemente wie Kohlenstoff und Schwefel verbrennen dabei und entweichen als Gas oder lagern sich als Schlacke auf der Oberfläche der Flüssigkeit ab.

Weitere Aufblasverfahren

Das Linz-Donawitz Verfahren wurde in den letzten Jahren kontinuierlich weiterentwickelt. Man ist teilweise dazu übergangen vom Boden her Edelgase wie Stickstoff oder Argon einzuleiten, um die Durchmischung zu verbessern und die Geschwindigkeit der Reaktionen zu erhöhen.

Das Linz-Donawitz-Arbed-Centre-National Verfahren (LDAC-Verfahren) wird für besonders phosphorreiche Roheisenchargen verwendet. Dabei wird nach dem ersten Aufblasvorgang nur die Schlacke abgegossen, um dann ein zweites Mal zusammen mit Staubkalk aufzublasen. Dadurch erreicht man eine sehr effektive Beseitigung von Phosphorbeimengungen.

Es gibt weitere Aufblasprozesse und auch Bodenblasprozesse, die jedoch in der heutigen Stahlindustrie deutlich weniger Bedeutung besitzen.

Elektrostahlverfahren

Im Gegensatz zu den oben beschriebenen Verfahren verarbeitet man beim Elektrostahlverfahren deutlich weniger bis gar kein Roheisen. Stattdessen erschmilzt man den Stahl im Elektroofen aus Eisenschrott.

Im Lichtbogenofen wird zwischen einer Kohleelektrode und dem eingefüllten Schrott mithilfe von elektrischer Energie ein Plasma gezündet. Im Plasma werden Temperaturen von über 3000°C erreicht, die es ermöglichen, den Schrott zu schmelzen. Grundsätzlich funktioniert das Frischen im Elektroofen aufgrund der extrem hohen Temperatur und des im Schrott enthaltenen Sauerstoffs ohne äußere Zufuhr von Sauerstoff. Um den Vorgang zu beschleunigen, kann allerdings zusätzlich Sauerstoff eingeblasen werden.

Lichtbogenöfen existieren in verschiedenen Ausführungen und können ein Füllgewicht von 360t bei einer Transformatorleistung von 160MVA erreichen.

Weitere Elektroofen-Typen haben im Bereich der Stahlerzeugung weniger Bedeutung, da sie meist nur vergleichsweise geringe Mengen Schmelzgut aufnehmen können. Dazu zählen Induktionsöfen, Widerstandsöfen, Elektronenstrahlöfen und Plasmaöfen. Sie werden zum Beispiel in Gießereien eingesetzt.