Bildung von Hochofenschlacke und ihre Verwendung

Entstehung

Die Hochofenschlacke entsteht als Nebenprodukt bei der Roheisengewinnung im Hochofen (Hochofenprozess) im Bereich der Kohlungs- und der Schmelzzone (Bild 2). Bei der Schlackenbildung reagieren die nichtmetallischen Bestandteile aus den Eisenerzen, die sogenannte Gangart, mit den Zuschlägen. Diese Zuschläge werden zusammen mit den Erzen oben in den Hochofen gegeben, damit sich Schlacke bildet.

Die Zusammensetzung der Zuschläge richtet sich nach der Zusammensetzung des Eisenerzes. Damit die Schlacke leicht schmilzt, muss sie im Wesentlichen aus Calciumaluminiumsilicaten bestehen. Dementsprechend muss man einem Eisenerz, das Silicate und Aluminiumoxid enthält, kalkhaltige Zuschläge zusetzen. Ist die Gangart selbst kalkhaltig, so werden silicium- und aluminiumoxidhaltige Mineralien hinzugegeben. Ein Teil der Bestandteile ist also im Erz enthalten, der andere in den Zuschlägen.

Die Entstehung der Hochofenschlacke lässt sich vereinfacht durch folgende Reaktionsgleichungen beschreiben:

$\begin{array}{l}{\text{CaCO}}_{\text{3}}\stackrel{}{\to }\text{CaO + C}{O}_2\\ CaO{\text{+ SiO}}_{\text{2}}\stackrel{}{\to }CaSi{O}_3\end{array}$

Die spezifisch leichtere Hochofenschlacke schwimmt unten im Hochofen auf dem flüssigen Roheisen und verhindert so, dass es durch die direkt oberhalb eingeblasene heiße Luft wieder zu Eisenoxiden oxidiert wird.

Der Ausdruck „Schlacke“ stammt übrigens aus früheren Zeiten, als die Schlacke vom entstandenen Metall abge„schlagen“ werden musste.

Verwendung

Je nachdem, wie schnell die Schlacke abgekühlt wird, weist sie unterschiedliche mechanische Eigenschaften auf. Bei langsamer Abkühlung entsteht kristalline Hochofenstückschlacke, bei schnellem Abkühlen glasiger Hüttensand. Außerdem kann flüssige Schlacke mithilfe von Pressluft zu Mineralfasern verarbeitet werden, der sogenannten Hüttenwolle.