Das Siemens-Martin-Verfahren war über 100 Jahre lang das Rückgrat der weltweiten Stahlproduktion. Von seiner Erfindung im Jahr 1864 bis in die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts war es das bevorzugte Stahlherstellungsverfahren. Diese revolutionäre Technologie machte es möglich, Stahl in großen Mengen und mit genau kontrollierbarem Kohlenstoffgehalt herzustellen. Und das zu einer Zeit, als die Welt einen enormen Hunger nach Stahl entwickelte.
Die Erfinder und ihre bahnbrechende Idee
Das Verfahren wurde nach den drei Brüdern des berühmten Werner von Siemens, Friedrich, Otto und Wilhelm sowie dem französischen Eisenhüttenmann Pierre Martin benannt. Aber wie kam es eigentlich zu dieser Erfindung?
Im Jahre 1856 hatte Friedrich Siemens ein Patent auf seine Erfindung des Regenerativofens angemeldet. Dieser neue Ofen basierte auf einem System zur Erzeugung höchster Temperaturen durch Vorwärmen von Gas und Luft. Das Problem war nur: Bei den erreichten Temperaturen von 1600 °C schmolz auch die Ausmauerung des Ofens. Die Siemens-Brüder standen vor einer scheinbar unlösbaren Aufgabe.
Friedrich Siemens wendete das Verfahren des Regenerativofens erfolgreich bei der Herstellung von Glas an und wurde damit größter Glashersteller Europas. Aber für Stahl? Das schien unmöglich.
In Frankreich wurden die Experten für Verhüttung Émile Martin und Pierre-Émile Martin (Vater und Sohn) auf die großen Vorteile des Regenerativofens aufmerksam und erwarben von Wilhelm Siemens Zeichnung und Lizenz zum Betreiben des Ofens. Den Martins gelang der Durchbruch bei der Anwendung, weil sie temperaturbeständigere Steine für die Ofenzustellung verwendeten. Die Lösung war gefunden. Die Ära der Siemens-Martin-Stahl-Erzeugung begann am 8. April 1864 in dem französischen Ort Sireuil.
So funktionierte der Regenerativofen
Das Herzstück des Verfahrens war ein spezieller Ofenaufbau. Die zur Verbrennung notwendige Luftmenge wird in Regenerativkammern auf ca. 1200 Grad Celsius erhitzt. Aber wie genau funktionierte das?
Der Ofen bestand aus drei Teilen:
- Oberofen: Hier wurde das Roheisen oder der Schrott eingebracht
- Schmelzraum: Der vom Gewölbe überspannte Bereich, wo die eigentliche Magie passierte
- Unterofen: Mit den cleveren Regenerativkammern
Die hohe Temperatur im Ofen wurde durch die Wiederverwendung von Abwärme erreicht, die in speziellen Kammern gespeichert wurde. Ein geniales System: Die heißen Abgase heizten Steine auf, durch die dann später wieder die kalte Luft strömte. So erreichte man Temperaturen von bis zu 1800 °C.
Der Ofen wurde mit einer Mischung aus Roheisen, Stahlschrott und Zuschlagstoffen wie Kalk beschickt. Das war ein großer Vorteil: Man konnte nicht nur frisches Roheisen verwenden, sondern auch Schrott wiederverwerten. In Zeiten knapper Ressourcen war das Gold wert.
Der langwierige Produktionsprozess
Das Siemens-Martin-Verfahren war kein schnelles Geschäft. Trotz Massentauglichkeit der Stahlerzeugung handelte es sich mit acht Stunden um eine langsame Methode, im Vergleich zu den etablierten Verfahren nach Bessemer und Thomas.
Der Ablauf war strikt getaktet:
- Ofenpflege: Etwa 30 Minuten
- Einsetzen: 2 Stunden für die metallischen Einsätze und Zusätze
- Einschmelzen: 3,5 Stunden zum Verflüssigen
- Fertigmachen: 1,5 Stunden zur Einstellung der richtigen Temperatur
- Abstich: 6-17 Minuten
Durch diesen hier langsam ablaufenden Prozess, mehrere Stunden, konnte der gewünschte Kohlenstoffgehalt sehr genau eingestellt werden. Das war der große Vorteil gegenüber anderen Verfahren. Man hatte volle Kontrolle über die Stahlqualität.
Die weltweite Verbreitung
Auf der Weltausstellung Paris 1867 erhielten die Martins für ihren hervorragenden Stahl und die Gebrüder Siemens für den Ofen höchste Auszeichnungen. Der Siegeszug begann.
Der erste Siemens-Martin-Ofen im deutschsprachigen Raum wurde 1868 im österreichischen Kapfenberg erbaut. In Deutschland gingen die ersten Siemens-Martin-Öfen 1869 in Essen bei Alfred Krupp und in Berlin in Betrieb. Die Technik verbreitete sich wie ein Lauffeuer.
75 % der Stahl-Erzeugnisse weltweit sind in den 40er Jahren des 20. Jahrhunderts aus dem Siemens-Martin-Stahl erzeugt worden. Drei Viertel des weltweiten Stahls! Das muss man sich mal vorstellen.
Die Öfen wurden immer größer. Einst waren die Siemens-Martin-Öfen mit einer Abstichmasse, d. h. für die Herstellung von 10 Tonnen Stahl konzipiert worden. Durch die wirtschaftliche Massennutzung des Siemens-Martin-Verfahrens wurde die Abstichmasse in vereinzelten Ländern, wie z. B. den USA, auf 600 Tonnen ausgeweitet. Von 10 auf 600 Tonnen – eine sechzigfache Steigerung!
Die wirtschaftliche Bedeutung
Die wirtschaftliche Bedeutung des Siemens-Martin-Verfahrens liegt in der Besonderheit des hohen Schrotteinsatzes. Das war der Schlüssel zum Erfolg. Man konnte alte Eisenbahnschienen, ausgediente Maschinen und allen möglichen Stahlschrott einschmelzen und daraus neuen, hochwertigen Stahl machen.
Das Siemens-Martin-Verfahren lieferte einen qualitativ höherwertigen Stahl, der jedoch wegen des aufwendigeren Prozesses etwas teurer war. Aber die Qualität rechtfertigte den Preis. Besonders für anspruchsvolle Anwendungen war der SM-Stahl erste Wahl.
Der Großteil des Stahls wurde bis 1960 mit diesem Verfahren hergestellt, da man damit auch ausgezeichnet Schrott verwerten konnte. Fast 100 Jahre lang dominierte das Verfahren die Stahlindustrie weltweit.
Brandenburg an der Havel: Das letzte Kapitel in Deutschland
Eine besondere Geschichte schrieb das Siemens-Martin-Verfahren in Brandenburg an der Havel. Von 1914 bis 1994 wurde hier in 12 Siemens-Martin-Öfen Stahl geschmolzen, von denen heute noch einer übrig ist.
Der Siemens-Martin-Ofen XII ging am 12. Oktober 1967 in Betrieb. Er sollte eigentlich als Versuchsofen dienen, wurde dann aber zur regulären Produktion herangezogen.
In den 1980er Jahren war das Brandenburger Stahl-und Walzwerk mit einer durchschnittlichen Jahresleistung von ca. 2,3 Millionen Tonnen der größte Rohstahlproduzent der DDR. Ein industrieller Gigant mit über 10.000 Beschäftigten.
1993 wurde in Brandenburg an der Havel der letzte deutsche Siemens-Martin-Ofen aus wirtschaftlichen Gründen stillgelegt. Das Ende einer Ära. Aber nicht das Ende der Geschichte.
Ein technisches Denkmal für die Ewigkeit
Dieser ist der einzige noch erhaltene Siemens-Martin-Ofen Westeuropas und kann im seit dem Jahr 2000 bestehenden Industriemuseum als Technisches Denkmal besichtigt werden.
Das Industriemuseum Brandenburg ist heute ein lebendiges Zeugnis der Stahlgeschichte. In dem gewaltigen Schmelzofen wurden 180 Tonnen produziert, das entspricht ungefähr dem Gewicht von 120 VW Golf der aktuellen Baureihe. Besucher können hier die originalen Werkstätten, Labore und sogar eine Schmiede besichtigen. Alles sieht aus, als wären die Arbeiter gerade in die Pause gegangen.
Die bisher geleistete Arbeit, das Herzblut und die Liebe zum Detail wurde mit dem Deutschen Preis für Denkmalschutz gewürdigt. Eine verdiente Anerkennung für die Erhaltung dieses industriekulturellen Schatzes.
Das Ende einer Ära: Der Aufstieg des LD-Verfahrens
Abgelöst wurde das Siemens-Martin-Verfahren Mitte des 20. Jahrhunderts durch das Linz-Donawitz-Verfahren. Aber warum?
Das Linz-Donawitz-Verfahren (LD-Verfahren; englisch basic oxygen process, BOP), auch als Sauerstoffaufblasverfahren bekannt, ist eine Produktionsmethode zur Stahlerzeugung durch Umwandlung von kohlenstoffreichem Roheisen in kohlenstoffarmen Stahl.
Der entscheidende Unterschied: Beim LD-Verfahren wird reiner Sauerstoff von oben auf das flüssige Roheisen geblasen. Das geht viel schneller – statt acht Stunden nur noch etwa 40 Minuten für eine Charge. Die Investitionskosten für ein LD-Stahlwerk beliefen sich auf etwa zwei Drittel eines größenmäßig vergleichbaren Siemens-Martin-Stahlwerks. Die Betriebskosten lagen gar nur bei rund 55 Prozent eines vergleichbaren Siemens-Martin-Werkes.
Nachdem das LD-Stahlwerk 1 testweise schon im November 1952 in Betrieb gegangen war, wurde es am 5. Jänner 1953 als das erste LD-Stahlwerk der Welt vom damaligen Bundespräsidenten Theodor Körner feierlich eröffnet. Die neue Zeit hatte begonnen.
Das Vermächtnis des Siemens-Martin-Verfahrens
Was bleibt von 100 Jahren Siemens-Martin? Eine ganze Menge:
- Technische Innovation: Das Regenerativprinzip war seiner Zeit weit voraus
- Recycling-Pionier: Schrottverwertung lange bevor es trendy wurde
- Qualitätsstahl: Präzise Kontrolle des Kohlenstoffgehalts
- Industriegeschichte: Grundstein für die moderne Stahlindustrie
- Arbeitsplätze: Millionen Menschen arbeiteten weltweit an SM-Öfen
Das Siemens-Martin-Verfahren war über 100 Jahre eine der bedeutendsten Technologien für die Stahlherstellung. Es hat die Welt verändert. Ohne SM-Stahl keine Eisenbahnen, keine Wolkenkratzer, keine moderne Industrie.
Heute produzieren wir Stahl anders. Schneller, effizienter, mit weniger Energieaufwand. Aber wir sollten nicht vergessen, auf wessen Schultern wir stehen. Die Pioniere von damals haben den Weg geebnet für die Technologien von heute.
Der letzte erhaltene Siemens-Martin-Ofen in Brandenburg an der Havel ist mehr als nur ein Stück Technik. Er ist ein Monument menschlichen Erfindungsgeists. Ein Zeugnis dafür, was möglich ist, wenn kluge Köpfe zusammenarbeiten und nicht aufgeben – auch wenn der Ofen beim ersten Versuch schmilzt.
Quellen:
Europäische Route der Industriekultur
Industriemuseum Brandenburg an der Havel
Technisches Museum Wien – LD-Verfahren
