Einleitung

Aufgrund des hohen Kohlenstoffgehaltes sowie den relativ hohen Konzentrationen an Phosphor und Schwefel ist Roheisen im Allgemeinen sehr spröde und eignet sich weder zum Schmieden noch zum Schweißen. Deshalb muss das Roheisen nachbehandelt werden, um hieraus den eigentlichen Stahl mit seinen typischen Schmiede- und Schweißeigenschaften zu erzeugen. Diese erfolgt in Stahlwerken, deren Aufgabe im Wesentlichen darin besteht den Kohlenstoff auf das gewünschte Maß von unter 2 % zu reduzieren und die störenden Eisenbegleiter wie Schwefel, Phosphor und Stickstoff (und in gewissem Rahmen auch Silizium und Mangan) weitestgehend zu entfernen. 

Im besonderen Maße wirkt dabei der Schwefel nachteilig. Er führt zur Bildung von Eisensulfid, welches in Verbindung mit Sauerstoff ein niedrigschmelzendes Gemenge bildet. Das Eisensulfid lagert sich bei einer späteren Warmumformung im Bereich von 800 °C bis 1000 °C an den Korngrenzen der Austenitkörner ab und führt so zu einer Versprödung des Gefüges. Da die Bruchfläche eines bei diesen Temperaturen gebrochenen Stahls rotglühend ist, bezeichnet man diese Bruchart auch als sogenannten Rotbruch. Ab einer Temperatur von 1200 °C fangen die Eisensulfideinschlüsse sogar an zu schmelzen und führen somit ebenfalls zum Bruch. Dies wird dann als sogenannter Heißbruch bezeichnet. Um Rot- und Heißbrüche zu vermeiden müssen Stähle deshalb im Allgemeinen schwefelarm sein (Ausnahme: Automatenstähle). Zudem wird meist Mangan hinzulegiert, welches dann den Schwefel in Form von Mangansulfid an sich bindet und somit nicht in der schädlichen Eisensulfidverbindung vorliegt.

In den nachfolgenden Abschnitten wird deshalb auf die Reduktion des Schwefels durch eine gezielte Entschwefelung und auf die Reduktion des Kohlenstoffgehaltes durch Frischen näher eingegangen.