Aus der Frühzeit der Eisen- und Stahlherstellung

Die Anfänge der Eisenerzeugung befinden sich nach dem heutigen Stand der Forschung in Kleinasien. Seit vor etwa 3.000 Jahren das Metall Eisen zu einer materiellen Grundlage der menschlichen Kultur und Zivilisation geworden ist, hat man die technischen Hilfsmittel zur Gewinnung des Eisens aus den Erzen ständig weiterentwickelt. Das erste verwendete Eisen wurde vermutlich aus Meteoriten gewonnen.

Zunächst wurden Waffen, Werkzeuge, Ackerbaugeräte und vieles mehr hergestellt. Die Anwendung von Eisen scheint in allen Fällen weit vor dem Beginn der Periode zu liegen, die als "Eisenzeit" (ab 800 v. Chr.) bezeichnet wird. Deren Entfaltung findet sich nunmehr überall dort, wo reichlich reduzierbare Erze gefunden wurden und genügend Holz vorhanden war, um die Erze mit Holzkohle zu verhütten, also Eisen erschmelzen zu können. Koks wurde hierfür erst im 19. Jahrhundert verwendet.

Die Entwicklungslinien der Eisenerzeugung können anhand der nachstehenden Reihenfolge der Verhüttungsöfen für die Eisenerze verfolgt werden:

Von etwa 1500 vor bis 1100 nach der Zeitenwende wird in Europa Eisenerz mit Holzkohle erschmolzen. Dies geschieht in Gruben oder Schachtöfen aus Lehm, den Rennfeuern oder Rennöfen. Anfangs wurden die Öfen mit dem natürlichen Luftzug betrieben, später mit handbetriebenen Blasebälgen. Das Ergebnis dieses Reduktionsvorganges war ein mit Schlacke durchsetzter Eisenklumpen. Dieser Klumpen, auch als "Luppe" bezeichnet, wurde anschließend mehrere Male erhitzt und mit dem Hammer "ausgeschmiedet", um ihn von den Schlackeresten zu befreien.

Seit dem 12. Jahrhundert wurden die Blasebälge mit Wasserkraft betrieben. So konnten die Öfen mit größeren Eisenmengen befüllt und die Ausmaße der Rennöfen erhöht werden. Es entstand der Stückofen, der Vorgänger des heutigen Hochofens. In diesen Stücköfen konnten nun deutlich größere Mengen an Roheisen gewonnen werden. Allerdings waren die "Stücke", also das schmiedbare Eisen, so groß, dass man sie mit Muskelkraft kaum noch ausschmieden konnte. Ein mit Wasserkraft angetriebener Hammer löste die menschliche Arbeitskraft ab.

Aus den immer größer werdenden Stücköfen entwickelte sich im 14. Jahrhundert der Holzkohlehochofen. Dieser war so konstruiert, dass man durch "Anstechen" das glühend heiße, flüssige Roheisen ablaufen lassen konnte. Die erdigen Bestandteile des Erzes schwammen als "Schlackedeckel" auf dem Eisen, das selbst frei von Schlacke blieb. Somit verbesserte sich die Roheisenqualität. Das entstandene Roheisen musste, bevor es weiterverarbeitet wurde, von unerwünschten chemischen Elementen gereinigt werden. Diesen Vorgang bezeichnete man damals wie heute als "Frischen"; (s. Verfahren der Stahlherstellung).
Ein weiterer Vorteil im Vergleich zu den zuvor gebräuchlichen Anlagen war, dass der Hochofen in Dauerbetrieb produzieren konnte, was die Produktionsmenge drastisch erhöhte. Bis zum Beginn des 18. Jahrhunderts wurden die Hochöfen mit Holzkohle betrieben. Die Produktion von einem Kilogramm Eisen verschlang 125 kg Holz und so dezimierten sich die Waldbestände besonders dort, wo zahlreiche Öfen in Betrieb waren (Schoppa 1992).


Entwicklung der Hochöfen
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Quelle: Autorenteam, verändert nach Wiel 1970, S. 207 und http://www.thyssenkrupp-steel.de

Im 18. Jahrhundert wurde durch das allmähliche Schwinden der Holzbestände die Eisenproduktion immer schwieriger. Es erfolgte eine Umstellung der Hochöfen auf Kohle. Im Jahre 1709 gelang es erstmals in England einen Kokshochofen in Betrieb zu nehmen. Der erste Kokshochofen des Ruhrreviers entstand erst 1848 auf der Friedrich-Wilhelms-Hütte in Mülheim a. d. Ruhr. Um Koks zu gewinnen wird unter Luftabschluss Steinkohle auf 1.000 °C erhitzt. Als Folge der einsetzenden Entgasung bleibt der Koks zurück. Diese neue Errungenschaft ist ein entscheidender Faktor für die Entwicklung der Montanindustrie und die industrielle Zukunft des Ruhrgebietes. Denn hier lagert die für den Verkokungsprozess geeignete Fettkohle (Gasgehalt 20 - 30 Prozent), Gas- und Gasflammkohle (Gasgehalt bis 40 Prozent) (Internet 1 und Kersting/Ponthöfer 1990, S. 17).