Die gesamte Geschichte des Stahls

  • 2019

Von Jonathan Schifman

Die Geschichte von Stahl beginnt lange vor Brücken, I-Trägern und Wolkenkratzern. Es beginnt in den Sternen.

Milliarden von Jahren, bevor die Menschen die Erde betraten - noch bevor die Erde überhaupt existierte - strahlten Sterne Sterne zu Eisen und Kohlenstoff zusammen. Über unzählige kosmische Explosionen und Wiedergeburten gelangten diese Materialien in Asteroiden und andere Planetenkörper, die ineinander stießen, als sich der kosmische Topf bewegte. Irgendwann bildeten einige dieser Gesteine ​​und Metalle die Erde, wo sie das Schicksal einer bestimmten Spezies von wandelnden Affen prägen würden.

An einem geschichtsträchtigen Tag fanden zufällige Menschen einen glitzernden Meteoriten, hauptsächlich Eisen und Nickel, der durch die Atmosphäre gerast war und in den Boden stürzte. So begann eine Besessenheit, die die Spezies ergriff. Im Laufe der Jahrtausende bearbeiteten unsere Vorfahren das Material und fanden bessere Möglichkeiten, Eisen von der Erde selbst zu ziehen und schließlich zu Stahl zu schmelzen. Wir kämpfen darum, erschaffen und zerstören damit Nationen, bauen globale Volkswirtschaften auf und bauen daraus einige der größten Erfindungen und Strukturen auf, die die Welt je gekannt hat.

Metal vom Himmel

König Tut hatte einen Dolch aus Eisen - ein geschätztes Objekt in der Antike, das nur wenigen mehr als einem Pharao würdig war. Als der britische Archäologe Howard Carter vor fast einem Jahrhundert Tutanchamuns Grab fand und dieses Objekt sah, war es klar, dass der Dolch etwas Besonderes war. Was Archäologen damals nicht wussten, war, dass die Klinge aus dem Weltraum kam.

Polytechnische Universität Mailand

Eisen, das von Meteoriten stammt, hat einen höheren Nickelgehalt als Eisen, das vom Boden ausgehoben und von Menschen geschmolzen wurde. In den Jahren nach Carters großer Entdeckung haben Forscher herausgefunden, dass nicht nur König Tuts Dolch, sondern auch praktisch alle Eisenwaren aus der Bronzezeit aus Eisen stammen, das vom Himmel gefallen ist.

Für unsere Vorfahren schien diese exotische Legierung so gewesen zu sein, als wäre sie von Wesen gesendet worden, die wir nicht verstanden haben. Die alten Ägypter nannten es biz-n-pt. In Sumer wurde es als bekannt an bar. Beide bedeuten "Metall vom Himmel". Die Eisen-Nickel-Legierung war geschmeidig und ließ sich leicht zerschlagen, ohne zu brechen. Aber es gab ein äußerst begrenztes Angebot, das nur durch gelegentliche außerirdische Lieferung auf die Erde gebracht wurde. Dadurch wurde dieses Metall der Götter wertvoller als Edelsteine ​​oder Gold.

Es dauerte Tausende von Jahren, bis die Menschen unter ihren Füßen blickten. Um 2.500 v. Chr. Entdeckten Stammesangehörige im Nahen Osten eine weitere Quelle für dunkles metallisches Material, die unter der Erde versteckt war. Es sah genauso aus wie das Metall vom Himmel - und zwar, aber etwas war anders. Das Eisen wurde mit Steinen und Mineralien vermischt und als Erz zusammengeworfen. Eisenerz zu extrahieren war nicht so, als würde man ein streunendes Stück Gold oder Silber aufheben. Eisen aus den unterirdischen Reichen zu entfernen, sollte die Geisterwelt in Versuchung führen, so dass die ersten Bergleute Rituale durchführten, um die höheren Mächte zu beschwichtigen, bevor sie das Erz nach dem Buch von 1956 ausgruben Die Schmiede und der Schmelztiegel.

Aber Eisenerz von der Erde zu ziehen, war nur die halbe Miete. Die antike Welt brauchte weitere 700 Jahre, um herauszufinden, wie man das Edelmetall von seinem Erz trennen kann. Erst dann würde die Bronzezeit wirklich enden und die Eisenzeit beginnen.

Der lange Weg zum ersten Stahl

Um Stahl zu kennen, müssen wir zuerst Eisen verstehen, denn die Metalle sind nahezu gleich. Stahl enthält eine Eisenkonzentration von 98 bis 99 Prozent oder mehr. Der Rest ist Kohlenstoff - ein kleiner Zusatzstoff, der die Eigenschaften des Metalls entscheidend beeinflusst. In den Jahrhunderten und Jahrtausenden vor den Durchbrüchen, die Wolkenkratzer bauten, bastelten und bastelten Zivilisationen mit Schmelztechniken, um Eisen herzustellen, das sich immer näher an Stahl heranwandelte.

Um 1800 v. Chr. Wollte ein Volk am Schwarzen Meer namens Chalybes ein Metall herstellen, das stärker als Bronze ist - etwas, das zur Herstellung unvergleichlicher Waffen verwendet werden kann. Sie legten Eisenerze in die Herde, hämmerten sie und feuerten sie zum Erweichen. Nachdem sie den Vorgang mehrmals wiederholt hatten, zogen die Chalybes robuste Eisenwaffen aus der Schmiede.

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Was die Chalybes gemacht haben, wird Schmiedeeisen genannt, einer der wichtigsten Vorläufer des modernen Stahls. Sie schlossen sich bald den kriegerischen Hethitern an und bildeten eine der mächtigsten Armeen der Antike. Keine nationale Waffe passte zu einem hethitischen Schwert oder Wagen.

Das andere jüngere Geschwister von Steel ist sozusagen Gusseisen, das zuerst im alten China hergestellt wurde. Um 500 v.Chr. Bauten chinesische Metallarbeiter sieben Meter hohe Öfen, um größere Mengen an Eisen und Holz zu verbrennen. Das Material wurde zu einer Flüssigkeit geschmolzen und in geschnitzte Formen gegossen. Es nahm die Form von Kochwerkzeugen und Statuen an.

Weder Schmiede- noch Gusseisen war jedoch die perfekte Mischung. Das Schmiedeeisen von Chalybes enthielt nur 0,8 Prozent Kohlenstoff und hatte daher nicht die Zugfestigkeit von Stahl. Chinesisches Gusseisen mit 2 bis 4 Prozent Kohlenstoff war spröder als Stahl. Die Schmiede des Schwarzen Meeres fingen schließlich an, Eisenstangen in Stapel von heißer Holzkohle einzusetzen, wodurch stahlbeschichtetes Schmiedeeisen entstand. Aber eine Gesellschaft in Südasien hatte eine bessere Idee. Indien würde den ersten wahren Stahl produzieren.

Um 400 v. Chr. Erfanden indische Metallarbeiter eine Schmelzmethode, bei der die perfekte Menge Kohlenstoff mit Eisen verbunden wurde. Der Schlüssel war ein Tonbehälter für das geschmolzene Metall: ein Tiegel. Die Arbeiter steckten kleine Schmiedeeisenstangen und Holzkohlestücke in die Tiegel, versiegelten die Behälter und steckten sie in einen Ofen. Als sie die Ofentemperatur durch Luftblasen von Bälgen anhoben, schmolz das Schmiedeeisen und nahm den Kohlenstoff in der Holzkohle auf. Als die Tiegel abgekühlt waren, lagen innen Barren aus reinem Stahl.

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Indiens Eisenmeister haben ihren "Wootz-Stahl" in die ganze Welt geliefert. In Damaskus verwendeten syrische Schmiede das Metall, um berühmte, fast mythologische "Damaskus-Stahl" -Schwerter zu schmieden, die scharf genug waren, um Federn in der Luft zu schneiden (und fiktive Supermaterialien wie den Valyrian Steel of Game of Thrones). Indischer Stahl gelangte bis nach Toledo (Spanien), wo Schmiede Schwerter für die römische Armee hämmerten.

Abyssinische Händler aus dem äthiopischen Reich dienten bei ihren Lieferungen nach Rom als betrügerische Zwischenhändler, die die Römer absichtlich falsch informierten, der Stahl sei aus Seres, dem lateinischen Wort für China, so dass Rom den Eindruck hatte, der Stahl sei zu weit entfernt, um siegreich zu sein. Die Römer nannten ihren Kauf Seric-Stahl und verwendeten ihn neben den Waffen auch für grundlegende Werkzeuge und Baugeräte.

Die Tage von Eisen als Edelmetall waren lange vorbei. Die schärfsten Krieger der Welt würden jetzt Stahl tragen.

Heilige Schwerter und Samurai Steel

Der Legende nach war das große Schwert Excalibur imposant und wunderschön. Das Wort bedeutet "Stahl". Aber es war kein Stahl. Seit der Zeit von König Arthur im Mittelalter blieb Europa in der Eisen- und Stahlproduktion zurück.

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Als das Römische Reich (offiziell im Jahre 476) fiel, geriet Europa ins Chaos. Indien stellte immer noch sensationellen Stahl her, konnte aber das Metall nicht zuverlässig nach Europa transportieren, wo die Straßen ungepflegt waren, Händler in einen Hinterhalt geraten waren und die Menschen Angst vor Seuche und Krankheiten hatten. In Katalonien (Spanien) entwickelten Eisenarbeiter Öfen, die denen in Indien ähnelten. Der „katalanische Ofen“ produzierte Schmiedeeisen und eine Menge davon - genug Metall, um Hufeisen, Räder für Wagen, Türscharniere und sogar stahlbeschichtete Rüstungen herzustellen.

Ritter schwangen speziell gefertigte Schwerter. Sie wurden durch Drehen von Eisenstäben geschmiedet, ein Verfahren, das einzigartige Fischgrät- und Flechtmuster in den Klingen hinterließ. Die Wikinger interpretierten die Entwürfe als Drachenspulen, und Schwerter wie King Arturs Excalibur und El Cids Tizona wurden mythologisch.

Die besten Schwerter der Welt wurden jedoch auf der anderen Seite des Planeten hergestellt. Japanische Schmiede-Klingen für Samurai entwickelten eine meisterhafte Technik, um leichte, tödlich scharfe Klingen herzustellen. Die Waffen wurden zu Erbstücken, die über Generationen weitergegeben wurden, und in Japan waren nur wenige Geschenke größer. Das Schmieden eines Katanas war eine komplizierte und ritualisierte Angelegenheit.

Japanische Schmiede wuschen sich, bevor sie ein Schwert bauten. Wenn sie nicht rein wären, könnten böse Geister in die Klinge eindringen. Die Schmiede begann mit Schmiedeeisen. Ein Stück des Materials wurde mit Holzkohle erhitzt, bis es weich genug wurde, um sich zu falten. Nachdem es abgekühlt war, wurde das Eisen etwa 20 Mal erhitzt und gefaltet, wodurch die Klinge ihre Bogenform erhielt. Während des Schmiedens und Faltens machte das Schmiedeeisen durch die fortgesetzte Einwirkung von Kohlenstoffkohle das Metall zu Stahl.

Tokyo National Museum in Ueno

Ein Schwertschmied verwendete für den nächsten Schritt Ton, Holzkohle oder Eisenpulver und bürstete das Material entlang der Klinge, um das endgültige Design zu formen. Im Stahl entstanden Muster, die der Holzmaserung mit wirbelnden Knoten und Wellen ähnelten. Die Details waren noch feiner als die Drachenschuppen europäischer Klingen, und japanischen Katanas wurden Namen wie "Drifting Sand", "Crescent Moon" und "Slayer of Shuten-dōji" gegeben, ein mythologisches Tier in der japanischen Überlieferung. Fünf Klingen, die heute noch übrig sind, die Tenka-Goken, oder "Fünf Schwerter unter dem Himmel", werden in Japan als nationale Schätze und heilige Relikte aufbewahrt.

Aus Eisen und Kohle

Der erste Hochofen sah aus wie eine Sanduhr.

Entlang des Rheintals entwickelten die Metallarbeiter im heutigen Deutschland ein etwa drei Meter hohes Gerät, an dessen Boden zwei Bälge angebracht waren, um größere Mengen Eisenerz und Holzkohle aufzunehmen. Der Hochofen wurde heiß, das Eisen absorbierte mehr Kohlenstoff als je zuvor, und die Mischung verwandelte sich in Gusseisen, das leicht in eine Form gegossen werden konnte.

Es war der Prozess der Eisenherstellung, den die Chinesen 1700 Jahre lang praktiziert hatten - allerdings mit einem größeren Topf. Die Arbeiter gruben Gräben auf dem Gießereiboden aus, die sich aus einem langen zentralen Kanal herauszogen, um Platz für flüssiges Eisen zu schaffen. Die Gräben ähnelten einem Wurf saugender Ferkel, und so entstand ein Spitzname: Roheisen.

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Gerade in einer westlichen Welt, die sich im Krieg befand, kam die eiserne Innovation gerade rechtzeitig. Die Erfindung der Kanonen im 13. Jahrhundert und der Schusswaffen im 14. Jahrhundert erzeugte einen Hunger nach Metall. Roheisen konnte direkt in Kanonen- und Geschützrohrformen gegossen werden, und Europa begann Waffen wie nie zuvor zu pumpen.

Aber der Eisenboom hat ein Problem geschaffen. Als die europäischen Mächte begannen, ihre Macht über den gesamten Globus auszudehnen, verbrauchten sie enorme Mengen an Holz, sowohl um Schiffe zu bauen, als auch um Holzkohle herzustellen. Ein einziger englischer Ofen benötigte laut Buch etwa 240 Hektar Bäume pro Jahr Steel: Von mir zu Mühle, dem Metall, aus dem Amerika gemacht wurde von Brooke C. Stoddard. Das Britische Empire wandte sich an die ungenutzten Ressourcen der Neuen Welt, um eine Lösung zu finden, und begann, Metall zu schmelzen, der in den amerikanischen Kolonien über den Atlantik geschmolzen wurde. Aber das Schmelzen von Eisen in den Kolonien zerstörte das Geschäft der Eisenhütten in England.

Die Antwort auf die Treibstoffprobleme in Großbritannien kam von einem Gusseisentopfhersteller. Abraham Darby verbrachte einen Großteil seiner Kindheit in Malzmühlen. In den frühen 1700er Jahren erinnerte er sich an eine Technik aus seiner Zeit, als er Gerste mahlte: das Rösten von Kohle, ein brennbarer Stein. Andere hatten versucht, Eisen mit Kohle zu schmelzen, aber Darby röstete die Kohle zuerst, bevor sie schmolz. Geröstete Kohle behielt ihre Hitze weit länger als Holzkohle und erlaubte Schmieden, ein dünneres Roheisen herzustellen, das sich perfekt zum Einfüllen in Pistolenformen eignet. Heute ist Darbys großer Hochofen im Coalbrookdale Museum of Iron zu sehen.

England hatte die Kraft entdeckt, mit Kohle zu schmelzen. Aber es wurde immer noch kein Stahl hergestellt.

Der Uhrmacher und der Schmelztiegel

Benjamin Huntsman war mit Eisen frustriert. Die Legierungen, die dem Uhrmacher aus Sheffield zur Verfügung standen, variierten zu sehr für seine Arbeit, insbesondere bei der Herstellung der empfindlichen Federn.

Huntsman, ein ungeübter Augenarzt und Chirurg in seiner Freizeit, experimentierte mit Eisenerz und testete verschiedene Arten des Schmelzens. Schließlich entwickelte er einen Prozess, der der alten indischen Methode der Verwendung eines Tontiegels sehr ähnlich war. Die Technik von Huntsman wies jedoch zwei wesentliche Unterschiede auf: Er verwendete geröstete Kohle anstelle von Holzkohle. Statt den Brennstoff in den Tiegel zu legen, erhitzte er Eisen- und Kohlenstoffgemische über einem Kohlenbett.

Die Barren, die aus der Schmelze kamen, waren einheitlicher, fester und weniger brüchig - der beste Stahl, den Europa und vielleicht die Welt jemals gesehen hatten. In den 1770er Jahren wurde Sheffield zum nationalen Zentrum der Stahlherstellung. Sieben Jahrzehnte später kannte das ganze Land den Prozess und die Stahlwerke Englands brannten hell.

Im Jahr 1851 fand in London eine der ersten Messen der Welt statt, die Weltausstellung der Industriellen Werke aller Nationen. Der Kristallpalast wurde für die Veranstaltung aus Gusseisen und Glas gebaut, und fast alles im Inneren bestand aus Eisen und Stahl. Lokomotiven und Dampfmaschinen, Wasserfontänen und Laternenpfosten, alles, was aus geschmolzenem Metall gegossen werden konnte, waren zu sehen. Die Welt hatte so etwas noch nie gesehen.

Der Bessemer-Durchbruch

Henry Bessemer war ein britischer Ingenieur und Erfinder, der für eine Reihe unabhängiger Erfindungen bekannt war, darunter eine auf Goldmessing basierende Farbe, eine Tastatur für Satzmaschinen und ein Zuckerrohrbrecher. Als in den 1850er Jahren der Krimkrieg in Osteuropa ausbrach, baute er eine neue längliche Artilleriehülle. Er bot es dem französischen Militär an, aber die traditionellen Gusseisenkanonen der damaligen Zeit waren zu brüchig, um die Granate abzufeuern. Nur Stahl konnte die kontrollierte Explosion bewältigen.

Der Tiegelstahlprozess war viel zu teuer, um kanonengroße Gegenstände herzustellen. Bessemer machte sich daher auf die Suche nach einem Weg, Stahl in größeren Mengen herzustellen. Eines Tages im Jahr 1856 beschloss er, Roheisen in einen Behälter zu gießen, anstatt es in einen Graben laufen zu lassen. Sobald sich Bessemer im Behälter befand, stieß er Luft durch Perforationen am Boden. Gemäß Stahl: Von mir zu Mühle, alles blieb für ungefähr 10 Minuten ruhig, und plötzlich platzten Funken, Flammen und geschmolzenes Roheisen aus dem Behälter. Als das Chaos zu Ende war, bestand das im Behälter verbleibende Material aus kohlenstofffreiem, reinem Eisen.

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Die Auswirkungen dieses explosiven Schmelzereignisses sind schwer zu überschätzen. Wenn Bessemer den Faltenbalg direkt auf das geschmolzene Roheisen auftrug, blies der mit dem Luftsauerstoff gebundene Kohlenstoff und ließ reines Eisen zurück, das durch die Zugabe von kohlenstoffhaltigen Materialien wie Spiegeleisen, einer Legierung aus Eisen und Mangan, leicht würde zu hochwertigem Stahl verarbeitet werden.

Bessemer baute eine Maschine, um das Verfahren durchzuführen: den "Bessemer Converter". Er hatte die Form eines Eies mit einer Innenauskleidung aus Ton und einer Außenseite aus massivem Stahl. Oben spuckte eine kleine Öffnung 30 Meter hohe Flammen aus, als die Luft in den Ofen stieß.

Fast augenblicklich trat jedoch ein Problem in der britischen Eisenhütte auf. Es stellte sich heraus, dass Bessemer ein Eisenerz mit sehr wenig Phosphor verwendet hatte, während die meisten Eisenerzlagerstätten reich an Phosphor waren. Bei den alten Methoden des Eisenschmelzens wurde der Phosphor zuverlässig entfernt, der Bessemer-Konverter jedoch nicht und erzeugte spröden Stahl.

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Das Thema ärgerte die Metallurgen zwei Jahrzehnte lang, bis der 25-jährige britische Polizist und Amateurchemiker Sidney Gilchrist Thomas eine Lösung für das Phosphorproblem fand. Thomas entdeckte, dass die Tonauskleidung des Geräts nicht mit Phosphor reagierte, und ersetzte den Ton durch eine auf Kalk basierende Auskleidung. Es hat wie ein Zauber funktioniert. Die neue Methode, bei der in 20 Minuten fünf Tonnen Stahl aufgewirbelt wurden, konnte jetzt in allen Eisenhütten Englands verwendet werden. Der alte Huntsman-Tiegelprozess, bei dem in zwei Wochen nur noch 60 Pfund Stahl erzeugt wurden, war veraltet. Der Bessemer Converter war der neue Stahlkönig.

Amerikanischer Stahl

Auf der anderen Seite des Atlantiks blieben massive Eisenerzvorkommen in der amerikanischen Wildnis unberührt. Im Jahr 1850 produzierten die Vereinigten Staaten nur ein Fünftel so viel Eisen wie Großbritannien. Nach dem Bürgerkrieg wandten sich die Industriellen jedoch dem Bessemer-Prozess zu, was eine Stahlindustrie auslöste, die weitaus mehr Wohlstand erzeugen würde als der Goldrausch von 1849 in Kalifornien. Es gab Straßen zum Bauen zwischen Städten, Brücken zum Bauen von Flüssen und Eisenbahnschienen, die in das Herz des Wilden Westens führten.

Andrew Carnegie wollte alles bauen.

Den amerikanischen Traum hat niemand so erreicht wie Carnegie. Der schottische Einwanderer kam im Alter von 12 Jahren ins Land und ließ sich in einem armen Viertel von Pittsburgh nieder. Carnegie begann seinen Aufstieg als Teenager-Bote in einem Telegraphenbüro. Eines Tages stellte Carnegie, ein hochrangiger Beamter der Pennsylvania Railroad Company, beeindruckt von dem fleißigen Teenager, seine persönliche Sekretärin ein.

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Der „Star-Spangled Scotsman“ entwickelte einen Geschäftssinn und arbeitete sich auf der Leiter der Eisenbahnindustrie hinauf, um einige kluge Investitionen zu tätigen. Er besaß Anteile an einer Brückenbaugesellschaft, eine Eisenbahnfabrik, eine Lokomotivfabrik und eine Eisenmühle. Als sich die Konföderation 1865 ergab, wandte sich der 30-jährige Carnegie dem Brückenbau zu. Dank seiner Mühle verfügte er über die Massenproduktion von Gusseisen.

Aber Carnegie wusste, dass er es besser konnte als Gusseisen. Eine dauerhafte Brücke brauchte Stahl. Ungefähr ein Jahrzehnt bevor Sidney Thomas den Bessemer Converter mit einem Kalkfutter verfeinerte, brachte Carnegie den Bessemer-Prozess nach Amerika und erwarb Phosphor-freies Eisen, um Stahl herzustellen. Er gründete ein Stahlwerk in Homestead, Pennsylvania, um die Legierung für einen neuen Gebäudetyp herzustellen, den Architekten "Wolkenkratzer" nannten. Im Jahr 1889 wurden alle Carnegie-Bestände unter einem Namen zusammengefasst: der Carnegie Steel Company.

Zu diesem Zeitpunkt produzierte Carnegie allein halb so viel Stahl wie ganz Großbritannien. Weitere Stahlunternehmen entstanden im ganzen Land und schufen neue Städte und Städte, darunter eine Eisenbergbaustadt in Connecticut mit dem Namen "Chalybes" nach den Eisenhütten der Antike.

Plötzlich rollte Amerika seinen Weg an die Spitze der Stahlindustrie. In Carnegies Homestead Steel Works, direkt gegenüber des Monongahela River von Pittsburgh, wurde es jedoch steinig.

Um die Herstellungskosten niedrig zu halten, waren die Löhne niedrig. Das Gehalt für die 84-Stunden-Woche betrug 1890 weniger als 10 US-Dollar (heute etwa 250 US-Dollar) - und das für die Arbeit in den heißen Stahlwerken. Unfälle waren häufig, und in Pittsburgh war die Luft so stark verschmutzt, dass ein Schriftsteller von The Atlantic Monthly "Steel City" nannte, "Hölle mit abgenommenem Deckel".

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Im Juli 1892 kam es zu Spannungen zwischen der Carnegie Steel Company und der Gewerkschaft, die die Arbeiter der Homestead-Mühle vertrat. Der Firmenchef Henry Clay Frick nahm eine harte Haltung ein und drohte, die Löhne zu kürzen. Die Arbeiter hängten ein Abbild von Frick auf, und er umzingelte die Mühle mit einem drei Meilen langen Stacheldrahtzaun und erwartete Feindseligkeiten. Die Arbeiter stimmten für den Streik und wurden anschließend entlassen, was zu einem Spitznamen für die umzäunte Mühle führte: "Fort Frick".

Ungefähr 3.000 Streikende übernahmen die Kontrolle über Homestead und zwangen die örtlichen Strafverfolgungsbehörden. Frick stellte 300 Agenten der Pinkerton Detective Agency ein, um die Mühle zu bewachen, und am Morgen des 6. Juli 1892 kam es zu einer zivilen Schlacht. Männer versammelten sich am Flussufer, warfen Steine ​​und feuerten die Pinkerton-Agenten, die versuchten, mit Booten an Land zu gehen. Die Streikenden benutzten alles, was sie als Waffen finden konnten, rollten eine alte Kanone aus, zündeten Dynamit und schoben sogar einen brennenden Waggon in die Boote.

Die Ordnung wurde wiederhergestellt, als ein Bataillon der Nationalgarde von 8.500 in die Stadt gelangte und Homestead dem Kriegsrecht unterwarf. Bei dem Zusammenstoß wurden zehn Menschen getötet. Frick wurde später in seinem Büro von einem Anarchisten erschossen und erstochen, der von dem Streik hörte, aber überlebte. Er verließ das Unternehmen kurz darauf und 1897 stellte Carnegie einen Ingenieur mit Namen Charles M. Schwab (nicht zu verwechseln mit dem Gründer der Charles Schwab Corporation) als neuen Präsidenten an. Im Jahr 1901 überzeugte Schwab Carnegie, sein Stahlunternehmen für 480 Millionen Dollar zu verkaufen. Das neue Unternehmen von Schwab fusionierte mit weiteren Fabriken zur United States Steel Corporation.

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Die amerikanische Stahlindustrie explodierte bis ins 20. Jahrhundert hinein. Im Jahr 1873 produzierten die Vereinigten Staaten 220.000 Tonnen Stahl. Um 1900 betrug Amerika 11,4 Millionen Tonnen Stahl, mehr als die britische und erfolgreiche deutsche Industrie zusammen. Die neue United States Steel Corporation war das größte Unternehmen der Welt und stellte zwei Drittel des Stahls der USA her.

Es war eine Produktionsrate, die es auf der ganzen Welt noch nie gegeben hat, aber die Stahlgießereien wurden gerade aufgewärmt.

Metall des Krieges und des Friedens

Unstimmigkeiten bei US Steel führten Charles Schwab dazu, einen neuen Job zu finden, der einem anderen, schnell wachsenden Unternehmen vorstand: Bethlehem Steel. 1914, zwei Monate nach dem Ersten Weltkrieg, erhielt Schwab eine geheime Nachricht vom britischen War Office. Stunden später kaufte er ein Ticket, um unter falschem Namen den Atlantik zu überqueren. In Europa traf er sich mit Englands Kriegsminister, der eine große Bestellung aufgeben wollte - mit einem Haken. Die Briten wollten, dass Bethlehem 40 Millionen Dollar Waffen für England aufbaute und keine Geschäfte mit den Feinden der Krone machte. Schwab akzeptierte und ging zu seinem nächsten Treffen, dieses mit dem Ersten Lord der Admiralität, Winston Churchill. Churchill gab einen eigenen Befehl: U-Boote für die Royal Navy zur Bekämpfung deutscher U-Boote, die er sofort brauchte.

Regierung des Vereinigten Königreichs

Aber Schwab hatte ein Problem. Neutralitätsgesetze in den USA hinderten Unternehmen daran, Waffen an Kombattanten des Ersten Weltkriegs auf beiden Seiten der Gräben zu verkaufen. Unbeeindruckt schickte Bethlehem Steel U-Boot-Teile in Montmont in Montreal, um angeblich aus humanitären Gründen Wiederaufbau zu betreiben - und amerikanischer Stahl geriet in den Krieg der Alliierten.

Als die Vereinigten Staaten im April 1917 offiziell in den Ersten Weltkrieg eintraten, verschwand die Notwendigkeit, die Neutralitätsgesetze zu umgehen. 1914, als der Krieg gerade erst begann, produzierten die Vereinigten Staaten 23,5 Millionen Tonnen Stahl - mehr als doppelt so viel wie 14 Jahre zuvor. Bei Kriegsende 1918 hatte sich die Produktion wieder verdoppelt. Amerikanischer Stahl verschaffte den Alliierten einen entscheidenden Vorteil im Kampf gegen die Mittelmächte.

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Als der Krieg zu Ende ging, war die Stahlproduktion in den USA stärker denn je. Art-Deco-Türme begannen sich in den Skylines von New York und Chicago zu entwickeln, wobei der überwiegende Teil des Stahls von zwei Firmen stammte: US Steel und Bethlehem Steel. Berühmte Gebäude wie das Rockefeller Center, das Waldorf-Astoria Hotel, die George Washington Bridge und die Golden Gate Bridge wurden aus Bethlehem-Stahl gebaut. 1930 steckte der Stahl des Unternehmens in den damals höchsten Wolkenkratzer der Welt: das Chrysler Building. Weniger als ein Jahr später erreichte das Empire State Building mit 60.000 Tonnen Stahl, die von US Steel geliefert wurden, einen höheren Wert als Chrysler, um das dauerhafte Symbol Manhattans zu werden.

Wolkenkratzer waren jedoch nicht die einzige Innovation, die durch die Explosion in der Stahlproduktion ausgelöst wurde. Das Material ging in eine Fülle von Autos, Haushaltsgeräten und Konservendosen über. (Zwei aufstrebende Unternehmen, Dole und Campbell, waren aufgrund der langen Haltbarkeit ihrer Konserven in Mode.) Die Vermögenswerte von Bethlehem Steel und US Steel waren höher bewertet als die der Ford- und General Motors-Unternehmen.

Es war wirklich das Zeitalter von Stahl - aber der Ärger war nicht mehr weit.

Nach dem Börsencrash von 1929 verlangsamte sich die Stahlproduktion, als die Wirtschaft in die Weltwirtschaftskrise stürzte. Amerikanische Stahlarbeiter wurden entlassen, aber die Mühlen wurden nie völlig dunkel. Eisenbahnschienen verbreiteten sich immer noch im ganzen Land, Konserven waren weiterhin beliebt, und als Prohibition zu Ende ging, entstand ein neues Stahlprodukt: die Stahlbierdose, die Pabst in den 1930er Jahren für das Blue Ribbon-Gebräu eingeführt hatte.

Stahl Leinwand

Nach der Depression zündeten die metallhungrigen Kriegsmaschinen die Gießereien der Welt erneut an. Deutschland zog nach Dänemark, Norwegen und Frankreich, um die Kontrolle über neue Eisenminen und Mühlen zu übernehmen. Plötzlich konnten die Nazis so viel Stahl produzieren wie die Vereinigten Staaten. Im Osten übernahm Japan die Kontrolle über die Eisen- und Kohleminen in der Mandschurei.

Als der Angriff auf Pearl Harbor Amerika in den Zweiten Weltkrieg brachte, verbot die US-Regierung die Produktion der meisten Stahlkonsumgüter. Die Industriestaaten der Welt, die mit dem ersten Weltkrieg in den Weltkrieg stürzten, begannen, Stahl für einige wenige Zwecke zu rationieren: Schiffe, Panzer, Geschütze und Flugzeuge.

Die amerikanischen Mühlen schmolzen 24 Stunden am Tag Metall, oft mit vorwiegend weiblichen Arbeitskräften. Die Wirtschaft boomte wieder und bald war die amerikanische Stahlproduktion mehr als dreimal so groß wie in keinem anderen Land. Während des Zweiten Weltkrieges stellten die USA 25-mal mehr Stahl her als im Ersten Weltkrieg. Wieder einmal spielten die Stahlwerke der Neuen Welt eine entscheidende Rolle für den Sieg der Alliierten.

Als der Krieg endlich vorbei war, hoben die USA ihr Verbot von Konsumgütern aus Stahl auf. Mit mehr als der Hälfte des weltweit in den USA hergestellten Stahls waren die Märkte für Autos, Haushaltsgeräte, Spielzeuge und Bewehrungsstäbe (Bewehrungsstäbe) für den Bau so lukrativ wie eh und je. Stahl von übriggebliebenen Schiffen und Tanks wurde in riesigen Öfen geschmolzen, um in Brücken und Bierdosen wieder verwendet zu werden.

Aber in Übersee, ein dringendes Bedürfnis zum Wiederaufbau und die Einführung neuer Stahlerzeugungstechnologie, sollten ausländische Stahlunternehmen aufblühen.

Der Weg zum modernen Stahl

Selbst wenn die Mühlen während des Krieges ununterbrochen durcheinander geraten waren, hatten die Hersteller die Kunst des Schmelzens von Stahl noch nicht perfektioniert. Eine Idee, die 100 Jahre vor dem Ende des Zweiten Weltkriegs entstanden war, würde eine weitere Revolutionierung des Prozesses erforderlich machen - und letztendlich die USA als Stahlkönig der Welt entthronen.

Der deutsche Wissenschaftler und Glasmacher William Siemens, der in England lebte, um die von ihm für vorteilhaft gehaltenen Patentgesetze zu nutzen, erkannte 1847, dass er die Zeit verlängern konnte, in der ein Ofen seine Spitzentemperatur aufrechterhalten konnte, indem er die abgegebene Wärme zurückführte. Siemens baute einen neuen Glasofen mit einem kleinen Netzwerk von Schamottentuben. Heiße Gase aus der Schmelzkammer strömten durch die Rohre, wurden mit Außenluft vermischt und wurden in die Kammer zurückgeführt.

Es dauerte fast 20 Jahre, bis der Glasofen von Siemens seinen Weg in die Metallurgie fand. In den 1860er Jahren erfuhr ein französischer Ingenieur namens Pierre-Emile Martin von dem Entwurf und baute einen Siemens-Ofen zum Schmelzen von Eisen. Durch die rückgeführte Wärme blieb das Metall länger flüssig als der Bessemer-Prozess, so dass die Arbeiter mehr Zeit hatten, die genauen Mengen kohlenstoffhaltiger Eisenlegierungen zuzugeben, die das Material in Stahl verwandelten. Und aufgrund der zusätzlichen Wärme könnte sogar Stahlschrott eingeschmolzen werden. Um die Jahrhundertwende hatte sich der Siemens-Martin-Prozess, auch als offener Herdprozess bezeichnet, auf der ganzen Welt durchgesetzt.

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Springen Sie vor bis ins 20. Jahrhundert, als ein Schweizer Ingenieur namens Robert Durrer einen noch besseren Weg fand. Durrer unterrichtete Metallurgie in Nazi-Deutschland. Nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs zog er in die Schweiz zurück und experimentierte mit dem Bessemer-Prozess. Er strahlte reinen Sauerstoff in den Ofen ein (anstelle von Luft, die nur zu 20 Prozent aus Sauerstoff besteht) und stellte fest, dass er Kohlenstoff aus dem geschmolzenen Eisen wirksamer entfernte.

Durrer entdeckte auch, dass er durch das Einblasen von Sauerstoff in den Ofen anstelle eines Bessemer-Konverters kalten Stahlschrott zu Roheisen schmelzen und in den Stahlerzeugungsprozess zurückführen konnte. Durch diesen „basischen Sauerstoffprozess“ wurden auch alle Phosphorspuren vom Eisen getrennt. Die Methode vereinte die Vorteile der Bessemer- und Siemens-Martin-Öfen. Dank der Innovationen von Durrer wurde die Produktion großer Stahlmengen wieder günstiger.

Während Nationen in Europa und Asien das grundlegende Sauerstoffverfahren sofort übernahmen, haben amerikanische Mühlen, die immer noch an der Spitze der Industrie stehen, die Siemens-Martin-Methode in zuversichtlicher Zufriedenheit eingesetzt und damit die Tür für ausländische Konkurrenz geöffnet.

Edelstahl und der Niedergang der amerikanischen Mühle

Im Jahr 1912 suchte ein britischer Metallurgen namens Harry Brearly nach einer Möglichkeit, das Leben von Geschützläufen zu erhalten. Er experimentierte mit Chrom und Stahllegierungen und fand heraus, dass Stahl mit einer Chromschicht besonders säure- und witterungsbeständig war.

Brearly begann, die Stahl-Chrom-Legierung an einen Freund zu verkaufen, der in Besteckteilen arbeitete, und nannte sie "rostfreien Stahl" - einen wahren Spitznamen, der einem Ingenieur rechtfertigt. Sein Freund Ernest Stuart, der die Messer an die Öffentlichkeit verkaufen musste, kam mit einem eingängigen Namen: Edelstahl.

Ein Unternehmen namens Victoria schmiedete Stahlmesser für die Schweizer Armee, als es Wind aus dem neuen Antikorrosivmetall aus Großbritannien erhielt. Das Unternehmen wandelte das Metall in seinen Messern prompt in Inox um. Dies ist ein anderes Wort für die Legierung, die aus dem französischen Wort für Edelstahl stammt: „Inoxydable.“ Victoria hat sich in Victorinox umbenannt. Heute besteht eine gute Chance, dass Sie eines davon finden könnten ihre roten Taschenmesser in Ihrer Schreibtischschublade.

Plötzlich war Edelstahl auf der ganzen Welt. Das korrosionshemmende, schimmernde Metall wurde zu einem kritischen Material für chirurgische Werkzeuge und Haushaltswaren. Die Radkappen an der Spitze des Chrysler Building bestehen aus Edelstahl, wodurch sie ihren silbernen Glanz im Sonnenlicht behalten. 1959 brachen die Arbeiter in St. Louis den Boden auf, um den Gateway Arch aus Edelstahl zu bauen, der nach wie vor das höchste von Menschenhand geschaffene Monument in der westlichen Hemisphäre ist.

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Aber als St. Louis das Tor zum Westen baute, holte der Rest der Welt die amerikanische Stahlproduktion ein. Niedrige Löhne in Übersee und die Verwendung des Basissauerstoffverfahrens machten ausländischen Stahl in den 1950er Jahren billiger als amerikanischer Stahl, so wie die Stahlindustrie von einer günstigeren Legierung für Haushaltswaren getroffen wurde: Aluminium.

Im Jahr 1970 endete US Steel als größtes Stahlunternehmen der Welt nach sieben Jahrzehnten und wurde durch das japanische Unternehmen Nippon Steel abgelöst. In den 1990er Jahren wurde China zum weltweit führenden Stahlhersteller. Bethlehem Steel schloss 1995 sein Werk in Bethlehem. Erst Ende des 20. Jahrhunderts übernahmen die meisten amerikanischen Stahlwerke den grundlegenden Sauerstoffprozess. Nach Angaben der World Steel Association liegen die Vereinigten Staaten im Jahr 2016 an vierter Stelle in der Stahlproduktion.

Die nachhaltige Zukunft von Stahl

Ein Großteil des Edelstahls der Welt wird in Mini-Mühlen hergestellt. Diese Metallwerke machen Stahl nicht von Grund auf neu, sondern schmelzen Stahlschrott zur Wiederverwendung zusammen. Der häufigste Ofen in einer Mini-Mühle - der ebenfalls von William Siemens erfundene Lichtbogenofen - verwendet Kohlenstoffelektroden, um eine elektrische Ladung zum Schmelzen von Metall zu erzeugen.

Die Verbreitung von Mini-Mühlen im letzten halben Jahrhundert war ein entscheidender Schritt beim Recycling von Altstahl, aber es ist noch ein langer Weg, um ein vollständig nachhaltiges Schmelzen zu erreichen. Schmieden von Stahl ist ein bekannter Treibhausgasemitter. Der grundlegende Sauerstoffprozess, der heute noch weit verbreitet ist, wurde vor fast einem Jahrhundert entwickelt, als die Auswirkungen des Klimawandels erst in den Kreis der wissenschaftlichen Forschung gelangten. Der grundlegende Sauerstoffprozess verbrennt immer noch Kohle und stößt etwa viermal mehr Kohlendioxid aus als Elektroöfen. Das vollständige Auslaufen der Sauerstoffstrahlen für den Lichtbogen ist jedoch keine nachhaltige Lösung - es steht nur so viel Stahlschrott zur Verwertung zur Verfügung.

Heutzutage befinden sich Metallurgen in einem frühen Stadium der Entwicklung umweltfreundlicher Stahlproduktionsmethoden. Am MIT testen Forscher neue strombasierte Technologien zum Schmelzen von Metallen. Diese elektrischen Schmelzverfahren können Treibhausgasemissionen erheblich reduzieren, wenn sie für Metalle mit höheren Schmelzpunkten wie Eisen und Stahl verbessert werden können.

MIT / Michael Stillwell

Weitere Ideen, die zur Begrenzung der Autoemissionen verwendet wurden, werden ebenfalls getestet. Letzten Februar begann ein österreichischer Hersteller namens Voestalpine mit dem Bau einer Mühle, die Kohle durch Wasserstoff ersetzt - eine Technologie, die wahrscheinlich mindestens zwei Jahrzehnte entfernt ist. Als Notlösung hat die chinesische Regierung letztes Jahr sogar die Begrenzung der Stahlproduktion ihres Landes durchgesetzt.

Die Einsätze haben sich im 21. Jahrhundert verändert. Aber die Frage bleibt dieselbe wie immer, dieselbe wie für diejenigen, die die Tiegel Indiens, die Hochöfen Deutschlands und die Gießereien Amerikas besetzt haben. Wie können wir Stahl besser machen?

Die Zschäpe-Anwälte im "NSU-Prozess" - Heer, Stahl und Sturm | WDR Doku Video.

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