Verfahren, Prozess, Technik

Zementstahl

Durch Zementation gewonnene historische Stahlsorte. Hierzu wurden Eisenstäbe in einem Ofen unter Luftabschluss und mit Kohlepulver für längere Zeit zum Glühen gebracht.

Dieses Verfahren, welches auch «Aufkohlen» genannt wird, erhöhte den Kohlenstoffgehalt, war aber aufwendig und teuer. Ausserdem konnte man nur eine relativ geringe Menge Stahl in einem Brandvorgang erzeugen. Im 19. Jahrhundert verlor diese Technik dank der Verbreitung des Puddelverfahrens schnell an Bedeutung. In England war das Produkt bekannt als Blister Steel.

Die technologische Hürde in der wirtschaftlichen Erzeugung von Zementstahl lag beim Ofenbau. Der erste Zementationsofen in England stand in Coalbrookdale um 1620. Ab 1710 war der Hauptproduktionsort im Derwenttal im Nordosten des Landes. Um dieselbe Zeit waren bereits einige Zementationsöfen in Birmingham und Umgebung (West Midlands) sowie in Sheffield und Rotherham (South Yorkshire) in Betrieb.

Da abgesehen von einigen Hämatitvorkommen die Eisenerze in England (Ironstones) wegen ihres Phosphorgehalts für die Zementstahlproduktion ungeeignet waren, wurde Stabeisen aus dem Baskenland und aus Schweden (insb. das hochgradige Eisen von Dannemora) importiert. Um 1737 wurden in England etwa 1000 Tonnen Schwedisches Eisen in Zementstahl beziehungsweise Blister Steel umgewandelt.

blister steel

An historical type of steel obtained by cementation. The iron bars were annealed with coal powder over a lengthy period of time in airtight conditions.

This process, also known as carburisation, increased the carbon content but was complex and expensive. Moreover, only a relatively small amount of steel could be obtained in each firing process. In the 19th century, the importance of this technique soon decreased owing to the spread of puddling. The product was known in England as blister steel.

The furnace itself was the main technological hurdle in producing blister steel economically. The first cementation furnace in England was built at Coalbrookdale around 1620. The bulk of production moved to the Derwent Valley in the northeast as of 1710. Around this time, some cementation furnaces had started up in Birmingham and surroundings (West Midlands) as well as in Sheffield and Rotherham (South Yorkshire).

Since, with the exception of some haematite deposits, iron ores in England (ironstones) were unsuitable for blister steel production because of their phosphorus content, bar iron was imported from the Basque country and from Sweden (especially high-grade iron from Dannemora). In 1737, about 1000 tons of Swedish iron was converted into blister steel in England.

• Evans, Chris: Steel in Britain before and after Benjamin Huntsman: Manufacture and Consumption in the Eighteenth Century. In: L’acier En Europe Avant Bessemer, edited by Philippe Dillmann, Catherine Verna, and Liliane Hilaire-Pérez. Toulouse 2011. S. 285–298 (OpenEdition Book, Stand 28.9.2022).
• Fischer, Johann Conrad: Tagebücher. Bearbeitet von Karl Schib. Schaffhausen 1951.