Das Puddle-Verfahren – Die Gewinnung von Stahl aus Roheisen

Autor: Leonardo
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Der britische Unternehmer Henry Cort führte 1783 das mechanische Walzverfahren in die Eisenproduktion ein und legte damit den Grundstein für das Puddle-Verfahren, mit dem aus Roheisen Schmiedestahl gewonnen werden konnte. Das Verfahren wurde letztendlich 1784 entwickelt und sorgte für eine entscheidende Qualitätsverbesserung von Eisen. Cort hatte bemerkt, dass Kohlenstoff, der in Roheisen enthalten ist, verpufft, wenn er mit Luft in Berührung kommt.

In speziellen Öfen, den Puddelöfen, lässt man Verbrennungsgase, die mit Sauerstoff versetzt sind, über das Flüssigeisen streichen, wodurch der darin enthaltene Kohlenstoff sowie Schwefel und andere Verunreinigungen verbrennen. Während dieses Prozesses muss ein Arbeiter (Puddler) das Eisen ständig umrühren (engl.: to puddle). Anschließend wird das Eisen aus dem Ofen genommen.

Geschichte des Puddle-Verfahrens

Die Puddle-Technik gilt als eines der ältesten Verfahren zur Gewinnung von Stahl und hatte während der Industrialisierung eine sehr große Bedeutung. So wurde es unter anderem zur Herstellung von Dampfmaschinen genutzt. Bis Mitte des 19. Jahrhunderts war die Anwendung des Puddle-Verfahrens gebräuchlich.
Das Verfahren ist dafür bekannt, dass es Stahl produziert, der aufgrund des Gehalts an Phosphor besonders resistent gegenüber Korrision ist. Dieser Stahl fand Verwendung im Schiffbau für die englische Marine.

Qualität des Stahls

Im Wesentlichen hing die Qualität des Stahls von der Fähigkeit des Puddlers ab. Bei Klumpenbildung mussten diese mit einer Zange aus dem Ofen geholt werden. Aufgrund dessen war es erstmals möglich, elastischen und bruchfesten Stahl zu produzieren.
Das Puddle-Verfahren ist mit einem hohen Arbeitsaufwand verbunden und der Ofen benötigt ständig Brennstoff. Eine komplette Abkühlung des Ofens sollte vermieden werden, um Schäden an diesem zu vermeiden und eine erneute Anfeuerung möglichst zu verkürzen. Aus diesem Grund ist das Verfahren im Gegensatz zu anderen heutigen Verfahren sehr kostenintensiv. Außerdem können in einem Puddelofen nur maximal 300 Kilogramm Eisen in nur einem Arbeitsgang verarbeitet werden. Die Produktion von einer höheren Menge ist auf diesem Wege nicht möglich.

Weiterentwicklung des Puddle-Verfahrens

Henry Bessemer hatte festgestellt, dass der Sauerstoff, der in der aufgeblasenen Luft enthalten ist, zusammen mit dem im Eisen enthaltenen Kohlenstoff verbrennt und dadurch genügend Wärme produziert, um das Eisen in flüssigem Zustand zu belassen, wodurch ein weiterer Brennstoff unnötig wurde. Sämtliche im Eisen enthaltenen Verunreinigungen verbrannten, sodass einzig Stahl das Endprodukt war.
Mit Einführung der Thomas-Technik und der Bessemerbirne, wobei es sich um schnellere Verfahren zur Roheisengewinnung handelt, verlor das Puddle-Verfahren an Bedeutung.

Puddle-Stahl wurde unter anderem im Eiffelturm und der Griethausener Eisenbahnbrücke verwendet.

Erfindungen im Alltag