1. Gewinnung von Eisen
Von Jan Gerhards

2. Gliederung
• Das Element Eisen
• Die wirtschaftliche Bedeutung von Eisen
• Die Eisenerze
– Magneteisenerz
– Hämatit
• Der Hochofen
– Der Nutzen
– Die Bestückungen
– Der Aufbau
• Der Winderhitzer
• Der Hochofen
• Chemische Reaktionen im Hochofen
• Die Endprodukte
– Schlacke
– Eisen

3. Das Element Eisen
• Chemische Abkürzung: Fe
• Atommasse: 55,85u
• Ordnungszahl: 26
• Festes Element
• Metall

4. Die Wirtschaftliche Bedeutung von
Eisen
• Billiges Metall
• Leicht zu verarbeiten
• Viele Verwendungsmöglichkeiten
– Weiterverarbeitung zu
• Gusseisen
• Stahl
– Bau von
• Fortbewegungsmittel
• Hausbau
• Generatoren,
Transformatoren, Elektromotoren

5. Die Eisenerze
• Reines Eisen kommt nicht in Natur vor
 nur Eisenerze
• Wirtschaftlich genutzt
– Magneteisenerz (Fe3O4)
– Hämatit (Fe2O3)
• Wirtschaftlich nicht genutzt
– Brauneisenstein (Fe2O3 xxH2O)
– Späteisenstein (FeCo3)
– Pyrit (FeS2)

6. Magneteisenerz
• Hoher Eisengehalt: 60 – 70 %
• Eisenoxid
• Große Lager in
Schweden, Norwegen, Nordafrika, Russland
und USA
• Magnetisch

7. Hämatit
• Eisengehalt 40 – 60 %
• Eisenoxid
• Große Lager in Brasilien, Australien und
Nordamerika
• Früher großes Lager in Deutschland
• Rot oder schwarz

8. Der Hochofen

9. Der Nutzen eines Hochofens
• Früher Idee: Ausschmelzen des Eisens
 Heute: Reduktion des Eisenoxids um
Sauerstoff durch Kohlenstoff
• Reduktion: Abgabe von Sauerstoff

10. Die Bestückungen eines Hochofens
• Kalk
– Bildet die Nebenbestandteile des Eisenerzes zu
leicht schmelzbarer Schlacke um
• Eisenerz
– Z.T. Pellets
– Bildet mit Kalk den Möller
• Koks
– Fast reiner Kohlenstoff
– Oxidiert während Hochofenprozess

11. Der Aufbau eines Hochofens

12. Der Winderhitzer
• Höhe: 25-40m
• Durchmesser:
bis zu 9m
• Funktion:
erhitzt Luft auf
bis zu 1300°C

13. Der Hochofen
• Höhe: ca.30m
• Höhe mit Aufbauten:
bis zu 100m
• Durchmesser: 10-15m
• dient der Gewinnung
von Eisen
– Ca. 1400 kg Eisenerz,
490 kg Kocks und
220 kg Kalk für 1
Tonne Eisen

14. Technische Funktionen im Hochofen
1200°C heiße Luft zum
Einblasen in Hochofen
Gichtgas zum
Entstauben und Verbrennen
Abwechselnd Koks und Möller
Zum Hochofen
Alle 4 Stunden bei
Abstich: Eisen und Schlacke

15. Chemische Reaktionen im Hochofen
• Gegenstromreaktor
• Viele Nebenprozesse
• Hauptprozesse laufen gleichzeitig ab
– Aufeinander aufbauend
– In möglichst guter Reihenfolge und Darstellung
– 2 Wege: Weg des Eisenerzes, Weg des Kokses

16. Chemische Reaktionen im Hochofen
Eisenerz
Koks
FeO
FeO+CCO+Fe
Fe
C
Fe2O3 ,Fe3O4
C+OCO
CO
CO2
3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2
3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2
Fe3O4+CO3FeO+CO2
Fe3O4
Fe3O4+CO3FeO+CO2
FeO+CCO+Fe

17. Weiterverarbeitung von Roheisen
• Zusammensetzung
– Eisen: 93%
– Kohlenstoff: 4,5%
– Silicium: 0,5%
– Mangan: 0,5%
– Phosphor: 0,06%
– Schwefel: 0,05%
• Verwendung
– Gusseisen
– Stahl
– Legierungen

18. Weiterverarbeitung von Schlacke
• Verwendung
– 80% Zement
– 15% Straßenbau
– 5% Glaszusatz

19. Danke für eure Aufmerksamkeit!
Habt ihr noch Fragen?