Eisen und Stahl

Nur wenige Metalle wie Gold, Silber oder Kupfer werden elementar gefunden.

Eisen hingegen verbindet sich leicht mit Sauerstoff und kommt daher als Erz in der Natur vor. Die ältesten eisernen Gegenstände wurden um 4000 v. Chr. aus Meteorit-Eisen gefertigt, jedoch erst 3000 Jahre später konnte Eisen in großen Mengen gewonnen werden. Die Technik der Metallgewinnung bestimmte die Geschichte. Seit ca. 700 v. Chr. wird im Siegerland Eisenerz verhüttet Die Kelten erhitzten Eisenerz im Holzkohlefeuer unter ständiger Zufuhr von Luft. Dabei wurde offensichtlich den Eisenoxiden der Sauerstoff entzogen und so konnte das elementare Eisen in sogenannten Rennöfen erschmolzen werden.
 
Vom Eisenerz zum Eisen

Die Rot- und Braunfärbung vieler Gesteine ist ein deutlicher Hinweis auf Eisenverbindungen. Diese Eisenerze werden in der Regel erst abgebaut, wenn ihr Eisenanteil im Gestein 30 % überschreitet. Die bekanntesten Eisenerze sind Eisenoxide(Hämatit, Limonit, Magnetit). Aus ihnen läßt sich durch Reduktion Eisen gewinnen. Zur Reduktion wird Steinkohlenkoks eingesetzt, er ist fast reiner Kohlenstoff.

Vor der Verarbeitung werden die Erze von dem störenden Begleitgestein, der Gangart, befreit. Um Eisen im flüssigen Zustand zu erhalten, benötigt man hohe Temperaturen über 1600 °C (Schmelzpunkt 1535 °C). Durch den Bau eines hohen Schachtofens, dem Hochofen erreicht man die Temperaturen um die Eisenoxide zu reduzieren.