Das Bessemer-Verfahren — Massenstahl verwandelt die Zivilisation

Klartext

Stahl herzustellen heißt zunächst, Kohlenstoff zu entfernen: Roheisen enthält 3 bis 4,5 %, Stahl 0,1 bis 1,5 %. Bis Mitte des 19. Jahrhunderts gelang das nur von Hand – indem man das Metall stundenlang rührte oder es tagelang in Kontakt mit Holzkohle erhitzte –, für bestenfalls einige Hundert Kilogramm pro Tag. Bessemers Idee lässt sich in ein Bild fassen: Luft durch das schmelzflüssige Metall blasen, so wie man ein Feuer anfacht, damit der Kohlenstoff von selbst verbrennt; die dabei freigesetzte Wärme genügt, um das Bad flüssig zu halten, ohne auch nur einen Brennstoff zuzugeben. Das Ergebnis: Fünf Tonnen Roheisen werden in rund zwanzig Minuten zu Stahl. Universell war das Verfahren anfangs allerdings nicht: Der in vielen Erzen enthaltene Phosphor wurde nicht entfernt und machte den Stahl spröde – erst die basische Zustellung von 1878 sollte dieses Hindernis beseitigen.

Entdeckung

Technische Erläuterung

1. Beschickung des Konverters — Flüssiges Roheisen von ~1 300 °C wird in einen birnenförmigen Konverter gefüllt, ein mit sauren Schamottesteinen (Silica) ausgekleidetes Stahlgefäß mit einem Fassungsvermögen von 5 bis 30 Tonnen.

2. Einblasen von Luft — Druckluft wird über Düsen im Boden des Konverters durch das flüssige Roheisen geblasen. Der Sauerstoff der Luft reagiert mit dem im Roheisen vorhandenen Kohlenstoff (C + O₂ → CO₂), Silicium (Si + O₂ → SiO₂) und Mangan. Diese Reaktionen sind heftig exotherm: Die Temperatur steigt ohne externe Wärmezufuhr auf ~1 600 °C.

3. Kontrollierte Entkohlung — Der Bediener beobachtet die aus dem Konverter austretende Flamme. Wenn die Flamme schwächer wird (Rückgang des CO), ist der Kohlenstoff nahezu beseitigt. Er stoppt das Blasen und rückkohlt den Stahl anschließend durch Zugabe von Spiegeleisen (Eisen-Mangan-Kohlenstoff-Legierung), um den gewünschten Gehalt zu erreichen (0,1–1,5 % C).

4. Abstich — Der Konverter kippt und gießt den flüssigen Stahl in Kokillen. Die Schlacke (SiO₂ + MnO) schwimmt auf und trennt sich von selbst ab.

Warum es funktionierte

Vor Bessemer wurde Stahl durch Puddeln oder durch Zementieren erzeugt – zwei langsame Verfahren mit geringer Ausbringung. Bessemer automatisiert das Frischen, indem er die chemische Energie des Roheisens selbst nutzt: Die Verunreinigungen (Kohlenstoff, Silicium) dienen als Brennstoff.

Die wichtigste anfängliche Einschränkung war der Phosphor: Das saure Bessemer-Verfahren entfernt ihn nicht, was den Stahl spröde macht. Sidney Gilchrist Thomas löst dieses Problem 1878 mit einer basischen Zustellung (Dolomit), die den Einsatz phosphorhaltiger Erze ermöglicht, die in Europa reichlich verfügbar sind.

Kausalkette

Corts Puddelverfahren (1784) → Bedarf an Stahlpanzerungen für den Krimkrieg (1853) → Bessemer erfindet den Konverter (1856) → Thomas löst das Phosphorproblem (1878) → Die Weltstahlproduktion explodiert: 0,5 Mt (1870) → 28 Mt (1900) → Bau von Wolkenkratzern (Home Insurance Building, Chicago, 1885) → Brooklyn Bridge (1883) → Eiffelturm (7 300 Tonnen Puddeleisen, 1889) → Schiffe aus Stahl

Anekdote

Bessemer entwickelte sein Verfahren auf der Suche nach einem besseren Metall für Kanonen. Während des Krimkriegs erforderte sein rotierendes Geschoss ein Rohr, das widerstandsfähiger war als Gusseisen. Die Gießereien weigerten sich, einen ausreichend reinen Stahl herzustellen, was Bessemer dazu brachte, sein eigenes Verfahren zu erfinden – ein klassischer Fall militärischer Notwendigkeit als Motor ziviler Innovation.

Quellen

Referenzen, die beim Faktencheck-Audit im August 2026 überprüft wurden: Dies sind die Seiten,
an denen die Aussagen dieses Bulletins abgeglichen wurden.

1. The Manufacture of Iron without Fuel — Vortrag Bessemers, Cheltenham, August 1856
2. Weltweite Rohstahlproduktion 2023 — World Steel Association
3. Sustainability Indicators Report 2024 (CO₂-Emissionen pro Tonne) — World Steel Association