Das Eisenerz wird in verschiedenen Verfahren für die Verhüttung (Schmelze im Hochofen) aufbereitet. Die Aufbereitung besteht im Wesentlichen aus einer Zerkleinerung und Reinigung von Steinen, Erde und anderen Fremdstoffen; diese Aufbereitung wird mechanische Aufbereitung genannt. Bei einer chemischen Aufbereitung wird durch Erhitzung des Erzes im Drehrohrofen Feuchtigkeit, [[Schwefel]] und [[Kohlendioxid]] ausgetrieben; Dieser Vorgang nennt sich Rösten (Krupp-Renn-Verfahren). Beim Rösten verlieren die Erze etwa 1/3 des Gewichtes. Das aufbereitete Erz wird mit Zuschlägen (z. B. Kalkstein CaCO3 CaCO<sub>3</sub> oder gebrannter Kalk [[CaO]]) gemischt. Diese Mischung wird Möller genannt. Zu dem Möller wird dann Koks (entgaste Steinkohle) hinzugegeben und man erhält dadurch Beschickungsmaterial für den Hochofen.
[[Bild:Hochofen.JPG]]
In den Hochofen werden fortlaufend schichtweise Koks und Möller eingefüllt. Während des langsamen Absackens zur eigentlichen Reaktionszone erwärmt sich da Gemisch mehr und mehr. Gleichzeitig drückt man in den unteren Teil des Hochofens den auf 600-1300°C 1.300 °C vorgewärmten Heißwind, so dass die Luft (+Heizöl oder Kohlenstoffgas) im Inneren des Hochofens nach oben strömt. Von der heißen Luft wird der [[Kohlenstoff]] des glühenden Kokses zu CO2 CO<sub>2</sub> verbrannt, dieser setzt sich jedoch sofort mit dem Koks wieder zu [[CO]] um. Dieser Vorgang vollzieht sich im stetigen Wechsel bis etwa zur halben Höhe des Schachtes und hört dann wegen der zu niedrigen Temperatur auf.
Etwa alle 2 Stunden erfolgt ein Hochofenabstich. Zuerst fließt das schwere Roheisen aus dem Stichloch, dann die leichtere Schlacke, die im Hochofen auf dem Roheisen schwimmt.
Das Roheisen wurde früher oft zu 1m 1 m langen, 40 kg schweren Masseln vergossen, (das geschieht in einer Masselgießmaschine mit Kokillen auf einem unendlichen Band), heute wird es in so genannten Torpedowagen zur Weiterverarbeitung transportiert oder es wird flüssig in Roheisenpfannen zum Mischer gebracht. Der Mischer ist ein Waagerecht waagerecht liegender ausgemauerter Zylinder, der um seine Längsachse drehbar ist. Je nach Ausführung hat der Mischer ein Gesamtgewicht von bis zu 3000 t.
Der Mischer hat im Wesentlichen folgende Aufgaben:
* 0,02…0,06% [[S]]
Damit aus Roheisen Stahl wird, müssen die Gehalte an diesen [[Elemente]]n deutlich gesenkt werden. Die Umwandlung von Roheisen in Stahl wird „Frischen“ genannt. Beim Frischen wird [[Luft ]] durch oder auf das schmelzflüssige Roheisen geblasen, wodurch sich FeO bildet, das mit den Roheisenbegleitern ([[Si]], [[Mn]], [[P]]) wiederum regiert. Diese Reaktionsprodukte gehen dann in die Schlacke über.* [[Si]] + FeO --[[Bild:Pfeil.gif]] SiO<sup>2</sup> SiO2 + 2 [[Fe]]* [[Mn]] + FeO --> [[Bild:Pfeil.gif]] MnO + [[Fe]]* [[C]] + FeO --> [[Bild:Pfeil.gif]] [[CO]] + [[Fe]]* 2 [[P]] + 5 FeO --[[Bild:Pfeil.gif]] P<sub>2</sub>O<sup>5</sup> P2O5 + [[Fe]]
Die Schlackeschicht hat folgende Funktionen:
* Bildung von FeO auf dem Roheisen, das dann den [[Kohlenstoff]] und die anderen [[Elemente]] im Roheisen oxidiert.
* Durch Zusatz von Kalk ist die Schlacke in der Lage, die in dieser Menge unerwünschten Begleit[[elemente]] ([[P]], [[Mn]], [[Si]]) in Form von flüssigen Oxidationsprodukten zu binden.
* Aufgrund der größeren Affinität zu [[Sauerstoff]] werden zunächst [[Silizium]] und [[Mangan]] oxidiert. Das ist für die Stahlherstellung ungünstig, da für den Stahl ein gewisser Prozentsatz (z.B. [[Mn]]) erforderlich ist; und deshalb später wieder zulegiert werden muss. Anschließend verbrennt [[C]] zu [[CO]], das durch Blasenbildung das Bad weiter in Bewegung bringt und schließlich [[Phosphor]]. Dieser Ablauf ist natürlich nicht so zu verstehen, das die Oxidation des [[Kohlenstoff]]s erst dann beginnt wenn [[Si]] und [[Mn]] vollständig verbrannt ist. In Abhängigkeit von Temperatur und Zeit überschneiden sich die Vorgänge. Wenn der Gehalt an [[Kohlenstoff]] oder [[Phosphor]] (0,08%) zu stark absinkt, muss der Prozess unterbrochen werden, da die Gefahr des Überfrischens besteht (d. h. [[Fe]] verbrennt mit [[Sauerstoff]] im Bad ==> [[Bild:Pfeil.gif]] Der Prozess wird unwirtschaftlich und die Stahlqualität schlecht).
