title: Hochofen

text: Die meist per Bahn oder Schiff angelieferten Einsatzstoffe wie Eisenerze, Koks und Zuschläge (z. B. Kalk, Sand und Dolomit) werden zunächst in eine Bunkeranlage gebracht. Diese besteht aus mehreren Bunkern, die entweder gemauert oder aus Stahlbeton gegossen sind und in denen die ankommenden Rohstoffe gelagert werden. Um die Qualitätsunterschiede in der Zusammensetzung von Möller (Eisenerz, Zuschlagstoffe) und Koks auszugleichen, werden die Materialien vorher häufig auf so genannten Mischbetten vermischt.


title: Hochofen

text: Manche Rohstoffe werden bereits von den Zulieferern (unter anderem Bergwerke) vorbereitet. Teilweise muss eine vorgeschaltete Vorbereitung beispielsweise in einer Erzbrech-, Sinter- und Pelletieranlage für eine Aufbereitung sorgen, da die Partikel- bzw. Korngröße der Rohstoffe weder zu klein (Verstopfungsgefahr, schlechte Durchgasung) noch zu groß (keine optimale Rohstoffausnutzung) sein darf.


title: Hochofen

text: Von der Bunkeranlage aus werden Möller und Koks zum oberen Ende des Schachtes, der so genannten Gicht, transportiert. Die Zuführung des Materials wird auch als Beschickung oder Begichtung bezeichnet und erfolgt je nach Platzangebot entweder über Bandstraßen, Setzkübel oder kleine Schüttwaggons, sogenannte Loren bzw. Hunte (auch "Hunde").


title: Hochofen

text: Im Falle der Wagenbeschickung oder auch „Skipbegichtung“ erfolgt die Beschickung über einen Schrägaufzug bis zur als „Gichtschleuse“ bezeichneten Einfüllöffnung, die den oberen Abschluss des Hochofens bildet. Für jeden Hochofen sind zwei Aufzugsysteme im Einsatz, die im Wechsel Koks und Möller transportieren. Neben der größeren Versorgungsleistung dient der Einsatz von zwei Aufzügen aber auch der Sicherheit gegen Ausfälle, um die ununterbrochene Versorgung des Hochofens zu gewährleisten. Bei modernen Hochöfen werden zur Beschickung mittlerweile Förderbänder bevorzugt eingesetzt. Diese können zwar nur geringe Steigungen überwinden und haben einen größeren Platzbedarf, besitzen aber eine höhere Leistungsfähigkeit, lassen sich leichter automatisieren und behandeln das Schüttgut schonender.


title: Hochofen

text: Das am Ofenkopf austretende Gichtgas besteht zum großen Teil aus heißem Stickstoff (N), Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO) sowie geringen Anteilen weiterer Gase und mitgerissenem Staub "(siehe auch unter Hochofenerzeugnisse)". Trotz der Gefährlichkeit dieses giftigen und brennbaren Gasgemisches blieb die Gichtöffnung lange Zeit unverschlossen. Erst seit der Entwicklung der gichtgasbeheizten Winderhitzer im 19. Jahrhundert wird diese mit einem Schleusensystem versehen, womit eine Beschickung des Hochofens ohne Verlust des nun wertvoll gewordenen Brenn- und Heizgases möglich wurde. Das Gichtgas wird dabei über große Rohre abgefangen, vom mitgeführten Staub befreit und anschließend unter anderem den Brennern der Winderhitzer zugeführt.


title: Hochofen

text: Den ersten Gichtverschluss mit einfacher Trichterschleuse erfand George Parry 1850 in Ebbw Vale, der später als „Parry-Trichter“ bekannt wurde. Die bis in die 1970er-Jahre am weitesten verbreitete Form der Gichtschleuse war jedoch der „Doppelglockenverschluss“ mit einem von McKee entwickelten und zwischengeschalteten Drehtrichter zur Verteilung des Schüttguts. Zur Verringerung der Schütthöhe, die den definierten Durchmesser der Erzpellets gefährden kann, und bei Hochöfen mit höherem Gegendruck der Gicht, kamen aber auch Systeme mit drei oder vier Glocken zum Einsatz. Das große Gewicht dieser Konstruktion und die zunehmenden Probleme beim Erhalt der Dichtigkeit des Glockensystems setzten den Bemühungen einer Leistungserhöhung von Hochöfen mit Glockenverschluss schließlich eine Grenze.


title: Hochofen

text: Eine wesentliche Verbesserung des Gichtverschlusses brachte erst die Erfindung des luxemburgischen Unternehmens Paul Wurth S. A., namentlich Édouard Legille, der 1970/1971 den so genannten „glockenlosen Gichtverschluss“ (später auch „Paul-Wurth-Gichtverschluss“) entwickelte. Statt eines komplexen und schweren Glockensystems stehen nun je nach Größe und Bedarf des Hochofens zwei oder mehrere Vorratsbehälter für Koks und Möller auf dem Ofenkopf, die über Bandverteiler oder Aufzugsysteme mit Schüttwaggons befüllt werden. Durch Fallrohre gelangen Koks und Möller in die Mitte des Ofenverschlusses zu einer dreh- und schwenkbaren Schurre, die das ankommende Material präzise und gleichmäßig auf der Schüttoberfläche verteilen kann. Abgedichtet wird das System über Dichtklappen, die sich über und unter den Vorratsbehältern befinden. Eine zusätzliche Materialklappe unter den Behältern sorgt für eine gleichbleibende Auslaufgeschwindigkeit des Schüttguts. Die Bauhöhe des neuen „Glockenlosen Gichtverschlusses“ verringerte sich um rund ein Drittel, womit auch das Gewicht der Konstruktion entsprechend sank, und die Dichtigkeit des Systems war leichter zu gewährleisten.


title: Hochofen

text: Am 9. Januar 1972 wurde der weltweit erste glockenlose Gichtverschluss am Hochofen 4 der August Thyssen-Hütte in Hamborn in Betrieb genommen. Aufgrund der vielen Vorteile gegenüber dem alten System setzte sich der Glockenlose Paul-Wurth-Gichtverschluss erfolgreich durch und kommt bei modernen Hochofenanlagen bevorzugt zum Einsatz.


title: Hochofen

text: Der Hochofen selbst ähnelt als Schachtofen prinzipiell einem Kamin oder Schornstein, da diese Form aufgrund des entstehenden Kamineffekts eine optimale Durchgasung der Beschickung erleichtert. Die Bauhöhe des Hochofenkerns bestimmt dessen Leistungsfähigkeit und kann zwischen 30 und 75 m betragen. Die oberen 3/5 bilden den eigentlichen Schacht, der dabei einem langgezogenen Kegelstumpf entspricht. Daran angeschlossen folgt ein kurzer zylindrischer Zwischenring mit dem am Hochofen größten Innendurchmesser, der als „Kohlensack“ bezeichnet wird. Ein weiterer, auf dem Kopf stehender Kegelstumpf, die sogenannte „Rast“, mündet schließlich in das untere, zylindrisch ausgeführte „Gestell“. Kohlensack und Rast sowie Gestell machen jeweils 1/5 der Gesamthöhe aus. Bei einer Gesamthöhe von 30 m entfallen also auf den Schacht etwa 18 m, auf Kohlensack und Rast etwa 6 m und auf das Gestell ebenfalls 6 m.


title: Hochofen

text: Die gesamte Hochofenkonstruktion ist typischerweise umgeben von einem Stahlgerüst mit Arbeits- und Montagebühnen, das einerseits zur Aufnahme der Hilfseinrichtungen wie Materialaufzug und gegebenenfalls der Gichtschleuse dient, aber auch zum Stützen und Stabilisieren des Hochofens verwendet werden kann. Es kann dabei zwischen zwei Arten von Stützkonstruktion unterschieden werden:


title: Hochofen

text: Ältere und vorwiegend amerikanische Hochöfen erhalten etwa in Höhe der Rast einen Tragring mit Stützsäulen, über den die auf dem Hochofen liegende Last von Ofenkopf und Gichtschleuse ins Fundament geleitet wird. Durch die Stützsäulen kommt es allerdings zu einer Einengung und damit Behinderung des Zugangs zum Abstichbereich sowie zu Problemen im Anschlussbereich zwischen Rast und Tragring. Aufgrund dieser Nachteile wird bei neueren Hochöfen inzwischen die zweite Variante bevorzugt.


title: Hochofen

text: Bei diesem in Deutschland entwickelten Design handelt es sich um einen sogenannten „freistehenden Hochofen“. Durch die Stahlpanzerung des Hochofens erhält man eine selbsttragende Ofenkonstruktion, die von einer kompletten Einrüstung für Arbeitsbühnen und zur Aufnahme der Hilfseinrichtungen umgeben ist. Dadurch entfallen die störenden Säulen im Abstichbereich und der Hochofen kann frei allen Wärmeausdehnungen folgen, die ein am Ofenkopf angebrachter Kompensator abfängt.


title: Hochofen

text: Die Gesamthöhe einer solchen Anlage beträgt etwa 90 m. Der Hochofen 2 in Duisburg-Schwelgern hat beispielsweise eine Ofenhöhe von nahezu 75 m, einen Gestelldurchmesser von 14,9 m und ein Nutzvolumen von rund 4800 m³, erschmilzt täglich rund 12.000 t Roheisen und gilt zurzeit (Stand 2014) als größter Hochofen Europas. Zwölf Hochöfen auf der Welt überschreiten 5.500 m³ Nutzvolumen (Stand 2013). Der bisher größte bekannte Hochofen der Welt mit einem Nutzvolumen von 6.000 m³ steht in den „Gwangyang Steel Works“ von POSCO in der südkoreanischen Provinz Jeollanam-do.


title: Hochofen

text: Am unteren Ende der Rast befindet sich die mit einem keramischen Stopfen verschlossene Abstichöffnung für das Roheisen, über die die entstandenen Hüttenprodukte Roheisen und Schlacke abgelassen werden können. Zur völligen Entleerung („Sauabstich“) bei einer bevorstehenden Neuzustellung des Hochofens ist an der tiefsten Stelle des Gestells sowie in dessen Boden je ein „Sauloch“ (auch Ofensau) angebracht.


title: Hochofen

text: Die Düsen der Heißwindringleitung setzen an der Grenze zwischen Rast und Gestell an und werden von Winderhitzern versorgt.


title: Hochofen

text: Ursprünglich bestanden Hochöfen außen aus einem meterdicken, lasttragenden und wärmedämmenden Mauerwerk aus Ziegeln oder Bruchsteinen "(Rauchgemäuer)" und waren innen mit einer feuerfesten Auskleidung versehen "(Kerngemäuer)". Bei modernen Hochöfen übernehmen zentimeterdicke Stahlpanzerung und Stützgerüst die Traglast, während das Kerngemäuer allein für die nötige Feuerfestigkeit und Wärmedämmung sorgt.


title: Hochofen

text: Um die gewünschte Standzeit (Ofenreise) bis zur fälligen, vollständigen Erneuerung der Hochofenauskleidung zu erreichen, ist der gesamte Hochofenkern vom Schacht bis zum Gestell feuerfest ausgekleidet. Die Ofenauskleidung gibt zudem das endgültige Innenprofil des Ofens vor. Bei einer Gesamtfläche von etwa 2000 m² und einer Dicke von einigen Dezimetern bis über einem Meter können überdimensionierte Ausmauerungen enorme Kosten verursachen, weshalb man sich schon während der Planung bemüht, nur solche Steine zu verwenden, die speziell auf die Anforderungen des jeweiligen Ofenabschnitts abgestimmt sind.


title: Hochofen

text: Im oberen Schachtbereich sind die Temperaturen relativ niedrig, die mechanischen Beanspruchungen sind dagegen hoch aufgrund der aufprallenden Beschickung. Entsprechend kommen hier Schamotte mit einem Korundgehalt zwischen 30 und 40 % zum Einsatz. Zusätzlich werden im Eintrittsbereich der Beschickung noch „Schlagpanzer“ aus Stahlplatten angebracht, die die Beschädigung der Ausmauerung durch den Aufprall der Möllerstoffe verhindern sollen.


title: Hochofen

text: Im unteren Schachtbereich bis zum Kohlensack nehmen die Temperaturen schnell zu. Die Beanspruchung durch Abrieb sinkt aber nur langsam, da die Beschickung möglichst lange fest bleiben und dem Druck der Möllersäule standhalten soll, um so eine gute Durchgasung zu ermöglichen. Außerdem müssen die Steine in diesem Bereich chemisch stabil sein, da die Reaktionsfähigkeit der umgebenden Stoffe wächst. Entsprechend werden hier hochfeuerfeste Schamotte mit einem Korundanteil zwischen 60 und 86 % oder Halbgraphitsteine verbaut.


title: Hochofen

text: In Höhe der Winddüsen und im Rastbereich ist die Ausmauerung höchsten Temperaturen und Drucken ausgesetzt, denen nur Kohlenstoffsteine, Schmelzspinellsteine mit Chromoxid oder Chromkorundsteine standhalten.


title: Hochofen

text: Zum Schutz vor Überhitzung enthält der Hochofen etwa ab dem oberen Drittel des Schachtes bis zum Gestellboden ein System aus Kühlwasserleitungen und -Elementen "(Staves)", die mit der Panzerung verbunden sind. Da ein Hochofen mit einem Gestelldurchmesser von 8 m einen Wasserumsatz von mehr als 30.000 m³ pro Tag hat, was etwa dem Verbrauch einer mittleren Stadt mit etwa 200.000 Einwohnern entspricht, muss das Kühlsystem entsprechend ausgelegt und zum Schutz gegen Ausfälle mehrfach gesichert sein.


title: Hochofen

text: Die früher verbreiteten, offenen Kühlkreisläufe sind bei modernen Hochöfen des 20. Jahrhunderts meist nur noch bei der Ofenkopf- und Gestellberieselung sowie in Notfällen (z. B. bei Ausfall eines geschlossenen Kreislaufs) im Gebrauch. In offenen Kreisläufen wird das benötigte Wasser den nahegelegenen Gewässern (Flüssen, Seen) entnommen und vor der Nutzung im Kühlsystem von Feststoffen gereinigt. Nach Gebrauch übernehmen Kühltürme die Rückkühlung des Wassers, bevor es wieder der Umgebung zugeführt wird. Geschlossene Kreisläufe nutzen dagegen aufbereitetes, entsalztes und entgastes Wasser, das nach Gebrauch über Wärmetauscher wieder abgekühlt und dann erneut dem Kühlsystem zugeführt wird. Neben dem Schutz der Kühlelemente und -leitungen vor Ablagerungen hat aufbereitetes Wasser den Vorteil, dass das Kühlsystem größere Wärmemengen aufnehmen kann.


title: Hochofen

text: Die Konstruktion der Kühlelemente ist so ausgeführt, dass sie einerseits die Ausmauerung stützen können, sich andererseits bei Beschädigung aber auch schnell auswechseln lassen. Sie bestehen entweder aus Stahlblech, Gusseisen oder Kupfer und sind an der Panzerung entweder angeschraubt, verkeilt oder verschweißt. Bei der Gestaltung der Kühlelemente lassen sich zwei grundsätzliche Bauformen unterscheiden:


title: Hochofen

text: Je nach Anforderung an die Kühlleistung kommen am Hochofen verschiedene Arten der Kühlung zum Einsatz. Der Ofenkopf wird im Bereich der Schlagpanzer mit einer außen liegenden Berieselungsanlage gekühlt. Im Bereich des Schachtes sind überwiegend Kühlkästen eingebaut und im Bereich von Kohlsack und Rast werden Kühlkästen und Plattenkühler eingesetzt. Aufgrund der in diesem Bereich besonders starken Hitzebelastung werden die Kühlelemente in engen Abständen gesetzt, damit möglichst viel Wärme abgeführt werden kann. Die Blasformen erhalten einen eigenen, doppelten Kühlkreislauf. Gestell und Boden werden entweder mit Rieselwasser oder durch Einleiten von Wasser in einen Doppelgestellmantel gekühlt.


title: Hochofen

text: James Beaumont Neilson war einer der ersten, der Winderhitzer in rekuperativer Bauform – die benötigte Luft wird durch Wärmetauscher aufgeheizt – entwickelte und patentieren ließ. Zuvor wurden Hochöfen immer mit Kaltluft betrieben, da man im Hüttenwesen seit alters her die Erfahrung gemacht hatte, dass ein Hochofen im Winter besser lief als im Sommer. Deshalb stieß Neilsen zunächst auf großen Widerstand bei dem Versuch, das neue Prinzip einzusetzen. Auch ein 1828 von den Clyde Iron Works gestatteter Versuch mit Gebläsewind, der nur auf 27 °C erwärmt war und dennoch dafür sorgte, dass die anfallende Schlacke eisenärmer und deutlich flüssiger wurde, überzeugte die Arbeiter noch nicht. Neilsons recht einfach konstruierte Winderhitzer bestanden aus einem Stück gewölbeförmig gebogener Zuführungsleitung, die über ein Rostfeuer erhitzt wurde. Ein über dem Rohrgewölbe angebrachter Blechkasten hielt die Wärme eine Weile fest, um die Wärmeübertragung zu verbessern. Weitere konstruktive Verbesserungen durch Einsatz von wärmebeständigeren Gusseisenrohren und -kästen sowie verlängerte und gebogene Heizschlangen zur Aufnahme der Wärmeausdehnung versetzten diese „Röhren-Winderhitzer“ in die Lage, den Gebläsewind bis auf 315 °C aufzuheizen.


title: Hochofen

text: Der Widerstand gegenüber der Verwendung von Heißwind legte sich gänzlich, als die erzielten Roheisengewinne immer deutlicher stiegen und gleichzeitig die benötigten Brennstoffmengen erheblich gesenkt werden konnten. Selbst Rohkohle konnte jetzt genutzt werden, was vorher unmöglich war.


title: Hochofen

text: Seit Mitte des 18. Jahrhunderts wird nachgewiesenermaßen auch Gichtgas im Hüttenwesen genutzt, anfangs jedoch nur zum Rösten von Erz, Trocknen von Gussformen und Brennen von Kalk und Ziegelsteinen. Erst Wilhelm von Faber du Faur gelang es Anfang 1832 einen effektiven und stabilen Röhren-Winderhitzer, den „Wasseralfinger Winderhitzer“ zu entwickeln, der mit Gichtgas beheizt wurde und die Windtemperatur auf 540 °C erhöhte. Damit war allerdings auch die Leistungsgrenze dieser Bauform erreicht.


title: Hochofen

text: Eine entscheidende Verbesserung in der Versorgung der Hochöfen mit Heißwind konnte schließlich Edward Alfred Cowper (1819–1893) für sich verbuchen, indem er die Winderhitzer nicht mehr aus einem System von Röhren, sondern mit feuerfesten, luftdurchlässigen Viellochsteinen konstruierte. Die „Cowper-Winderhitzer“ brachten bereits in der ersten Entwicklungsstufe innerhalb von einer Minute 29 m³ Luft auf eine Temperatur von 650 bis 700 °C. Gemessen werden konnte die Windtemperatur zu dieser Zeit nur mit Schmelzproben verschiedener Metalle. Die bisher verwendeten Proben aus Blei (SP = 327,4 °C) und Zink (SP = 419,5 °C) konnten bei Cowpers Winderhitzern nicht mehr angewendet werden und selbst Antimon (SP = 630,6 °C) schmolz innerhalb von Sekunden. Eine weitere ebenfalls von Cowper entwickelte Neuerung war der regenerative Wechselbetrieb von zwei Winderhitzern, bei dem einer durch Gichtgasbefeuerung aufgeheizt wurde, während der andere die gespeicherte Hitze an die eingeblasene Kaltluft abgab.


title: Hochofen

text: Modernere „Cowper-Winderhitzer“ bestehen aus einem senkrecht stehenden Stahlrohr von 20 bis 35 m Höhe bei einem Durchmesser von 6 bis 9 m. Nach innen folgt zunächst eine Schicht wärmedämmender Steine und anschließend eine Schicht aus feuerfesten Schamotte-Steinen. Der Kern besteht vollständig aus übereinander geschichteten Viellochsteinen aus Silika. An einer Seite des Schachtes ist ein ebenfalls feuerfest ausgekleideter Brennschacht bis in Höhe der Kuppel abgeteilt, der etwa ein Drittel des Winderhitzer-Querschnitts einnimmt. Am unteren Brennschacht befinden sich die Brenndüsen und die Anschlüsse für Kaltluft und Heißluft. Eine andere Möglichkeit ist der Bau eines unabhängig vom Winderhitzerschacht außen liegenden Brennschachtes. Diese Bauform hat den Vorteil, dass einerseits Risse, die durch die starken Temperaturschwankungen in der Trennwand zwischen Brenn- und Heizschacht auftreten, vermieden werden und andererseits der Winderhitzer selbst mehr Platz für Viellochsteine hat und damit die Heizleistung nochmals gesteigert werden kann.


title: Hochofen

text: Meist sorgen drei, bei größeren Hochöfen auch vier „Cowper“ für eine reibungslose und störungsfreie Versorgung des Hochofens mit Heißluft. Während zwei zeitlich versetzt aufgeheizt werden, drückt ein Axial- oder Radialgebläse Kaltluft (rund 1,4 t pro Tonne Roheisen) mit einem Druck von 2 bis 4,5 bar durch den dritten Winderhitzer. Die zuvor verwendeten Dampf- bzw. Gaskolbengebläse erwiesen sich als nicht wirtschaftlich und schlecht regelbar. Im ständigen Kreislauf erfolgt dann ein Wechsel auf den zuvor länger erhitzten Cowper, während der abgekühlte wieder aufgeheizt wird. Die Aufheizphase beträgt dabei etwa 50 Minuten, die Windphase dagegen nur etwa 30 Minuten, da der Winderhitzer nicht unter eine für Silikasteine kritische Temperatur von 721 °C fallen darf. Silikasteine machen unterhalb dieser Temperatur mehrere Modifikationswechsel durch, was zu einem „Volumensprung“ führt, der die feste Struktur des Viellochstein-Besatzes zerstört und ihn zum Einsturz bringen kann. Der dritte bzw. vierte „Cowper“ dient zudem als Reserve gegen Ausfälle und bei Wartungsarbeiten.


title: Hochofen

text: Mit einer maximal erreichbaren Temperatur von 1270 °C (1980) bis 1350 °C (1985) gelangt der Heißwind über die „Heißwindringleitung“ zu den je nach Baugröße des Hochofens zwischen 10 und über 40 Düsen und über die sogenannten Blasformen in den Ofen. Zur Verminderung des Koksverbrauches werden in vielen Werken Ersatzreduktionsmittel über die Formen eingeblasen wie beispielsweise Tierfett oder schweres Heizöl. Da allerdings der Ölpreis im Laufe der Zeit immer weiter anstieg, gab es verschiedene Versuche mit anderen Ersatzstoffen.


title: Hochofen

text: Bei Armco in den USA wurde über längere Zeiträume und in chinesischen Betrieben ab 1963 sogar im Dauerbetrieb Kohlenstaub als Brennstoffersatz erfolgreich eingesetzt. Seit 2006 werden auch fein pelletierte Altkunststoffe (6 mm × 9 mm) zugesetzt, die neben der im Gegensatz zur Ablagerung auf Deponien umweltfreundlichen Verwertung von Kunststoffabfällen auch die Emission von CO und SO verringern.


title: Hochofen

text: Zum Schutz vor Schäden durch die Wärmebelastung erhalten Ringleitung und Zuführungsstutzen eine feuerfeste Ausmauerung, die gleichzeitig wärmedämmend wirkt, um Wärmeverluste zu vermeiden. Die Blasformen selbst werden intensiv mit Wasser gekühlt, da sie je nach Abnutzungsgrad der Hochofenausmauerung bis zu einem halben Meter in den Ofen hineinragen können und dann höchsten Beanspruchungen durch Temperatur und Druck der Möllersäule ausgesetzt sind. In modernen Hochöfen kommen daher nur noch Hohlformen aus Elektrolytkupfer mit einem Doppelkammer-Kühlwasserkreislauf zum Einsatz. Wenn die Vorderkammer im Verlauf der Ofenreise abbrennt, kann der entsprechende Kühlkreislauf abgeschaltet und mit der Hauptkammer bis zum nächsten Stillstand weitergefahren werden.


title: Hochofen

text: Der Roheisen-Abstich erfolgt in regelmäßigen Abständen von etwa zwei bis drei Stunden. Dabei wird der Keramik-Stopfen an der Abstichöffnung mit einem Druckluft-Bohrer aufgebohrt. In seltenen Fällen, beispielsweise wenn der Bohrer versagen sollte, wird die Öffnung auch mit einer Sauerstofflanze durchstoßen.


title: Hochofen

text: Etwa 15 bis 20 Minuten lang fließt dann das Roheisen in einer speziell ausgebauten Abstich- bzw. Gießhalle mit Arbeitsbühne und einem feuerfest gemauerten Rinnensystem, das zusätzlich noch mit feuerfesten Massen ausgestampft bzw. ausgegossen ist. Bei älteren Hochöfen mit höherer Schlackeproduktion wurde zunächst ein Teil der Schlacke als so genannte „Vorschlacke“ in Höhe der Formenbühne abgestochen. Danach erfolgte der weitere gemeinsame Abstich von Roheisen und Schlacke über eine Art Siphon, dem sogenannten „Fuchs“, der die Schlacke vom Roheisen (nach Art des Dekantierens) trennte und über ein entsprechend ausgelegtes Rinnensystem in verschiedene Richtungen ablenkte. Moderne Hochöfen mit geringerer Schlackenproduktion, aber einer Roheisen-Tagesleistung von 3000 Tonnen und mehr brauchen zwar keinen Vorabstich der Schlacke mehr, dafür aber zwischen zwei und vier Stichlöcher. Das System aus Rinnen und Füchsen ist entsprechend komplex und bedarf der sorgfältigen Überwachung.


title: Hochofen

text: In der Hauptrinne zwischen Stichloch und Fuchs, die etwa 8 bis 14 Meter lang ist und etwa 20 bis 60 Tonnen Roheisen samt Schlacke fasst, hat die Schlacke Zeit, sich vom Roheisen abzusetzen und an der Oberfläche zu sammeln. Vor dem Fuchs, dessen „Nase“ in die Schmelze eintaucht, staut sich die Schlacke und wird über seitlich abzweigende Rinnen abgeleitet. Das Roheisen fließt dagegen unter dem Fuchs durch bis zu einem Loch, unter dem ein Pfannen- oder Torpedowaggon bereitsteht, der das aufgefangene Eisen zur Weiterverarbeitung ins Stahl- oder Gießwerk transportiert. Auch die Schlacke wird mit speziellen Waggons aufgefangen und zur Weiterverarbeitung abtransportiert.


title: Hochofen

text: Nach Beendigung der Abstichphase wird das Stichloch bis zum nächsten Abstich mithilfe einer „Stichlochstopfmaschine“ wieder verschlossen.


title: Hochofen

text: Moderne Gießhallen müssen zum Schutz der Mitarbeiter und der Umwelt „raumentstaubt“ werden, das heißt im Bereich der Stichlöcher und an der Übergabestelle zu den Auffangbehältern sind Absaugsysteme installiert und das Rinnensystem mit Stahlplatten abgedeckt. Die abgefangenen Abgase werden in entsprechenden Filteranlagen gereinigt.


title: Hochofen

text: Bevor ein neuer Hochofen in den Produktionsbetrieb gehen kann, muss er zunächst mit Hilfe von Gasbrennern oder durch Einblasen von Heißluft langsam getrocknet werden. Erst dann erfolgt das eigentliche „Anblasen“ des Ofens. Die Wahl der Anblasmethode hat dabei große Auswirkungen auf seine anschließende Betriebsweise und seine Lebensdauer, kann sich von Werk zu Werk unterscheiden und dauert etwa ein bis zwei Wochen (bei älteren Hochöfen mitunter auch mehrere Monate).


title: Hochofen

text: Nach dem Trocknen erfolgt die erste Befüllung des Gestells mit Holz und Koks. Im Schacht darüber werden schichtweise Koks und der aus Eisenerz und schlackebindenden Zuschlägen bestehende Möller eingefüllt, angezündet und durch Einblasen von Heißluft angefacht. Die Zusammensetzung der Anblasschichtung unterscheidet sich stark von der späteren Betriebsschichtung. Sie enthält wesentlich mehr Koks, da das Aufwärmen der Hochofenauskleidung und der kalten Koks-Möller-Säule viel Energie verbraucht. Für eine Aufwärmung und den Schutz des Gestells sorgt der Einsatz einer entsprechend hohen Schlackemenge.


title: Hochofen

text: Von entscheidender Wichtigkeit für die Leistungsfähigkeit eines Hochofens sind Form, Zusammensetzung und mechanische Eigenschaften der Beschickung, vor allem der Erze, sowie eine möglichst einheitliche Korngröße. Auch das Reduktionsverhalten bei erhöhter Temperatur spielt eine Rolle, wobei ein möglichst geringer Niedrigtemperaturzerfall und eine hohe Erweichungstemperatur bei gleichzeitig geringem Temperaturbereich der Erweichungsphase angestrebt werden. Nur wenn Sinter und Pellets möglichst lange stückig und im festen Zustand verbleiben, halten sie der Druckbelastung der darüber liegenden Schichten stand und können eine gute Durchgasung gewährleisten.


title: Hochofen

text: Die Reduzierbarkeit des Sinters ist abhängig von dessen Zusammensetzung und wird mit der empirischen Größe der Basizität


title: Hochofen

text: beschrieben, die das Massenverhältnis von Calciumoxid und Magnesiumoxid zu Siliciumdioxid wiedergibt. Die Reduzierbarkeit ist dabei besser, wenn die Basizität der Zusammensetzung im "basischen" Bereich liegt (B > 1,0), und erreicht ein Reduzierbarkeitsmaximum im Bereich von 2,0 bis 2,5. Die mechanische Belastbarkeit ist ebenfalls in diesem Bereich am größten. Ab einer Basizität von 2,6 und höher nimmt der Anteil der Schmelzphase im Sinteranteil zu, was die Poren verschließt und die Reduktionsfähigkeit verringert, da die Reduktionsgase nicht mehr direkt an den Erzanteil gelangen. Bei "sauren" Sintern (B < 1,0) setzt die Erweichungsphase teilweise bereits ein, wenn erst etwa 15 % des Erzes reduziert worden sind.


title: Hochofen

text: Im Gegensatz zum Sinter haben Pellets eher eine saure Zusammensetzung, da aufgrund ihrer stabilen Kugelgestalt die Neigung zur Feinkornbildung und Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften geringer ist. Pellets bestehen also überwiegend aus Hämatit, verschiedenen Silicaten zur Schlackebindung und Poren. Der Anteil an Hämatit muss allerdings begrenzt bleiben, da sich das Gefüge der Pellets ansonsten im Verlauf der Reduktion zu sehr auflockern und die Pellets schließlich zu konzentriertem Staub zerfallen würden, was einen erheblichen Verlust der Druckfestigkeit zur Folge hätte. Die gleichzeitig übermäßig stattfindende Erhöhung des Pelletvolumens "(Schwellen)" birgt zusätzlich die Gefahr der Hochofenverstopfung in sich.


title: Hochofen

text: Um herauszufinden, wie sich Aufbau und Zustand der Beschickung auf dem Weg von der Gicht bis zur Abstichöffnung verändern und welche Reaktionen im jeweiligen Ofenabschnitt erfolgen, wurden in den 1970er Jahren mehrere Versuche vor allem in Japan durchgeführt, bei denen man Hochöfen mitten in der Produktion stoppte und intensiv mit Wasser herunterkühlte. Alle noch laufenden Reaktionen innerhalb der Möllersäule wurden damit quasi „eingefroren“. Die anschließend erfolgten Analysen der Schichtungszusammensetzung auf verschiedenen Ebenen ergaben zusammenfassend, dass sich die Erweichungs- und Schmelzzone glockenförmig an der Mittelachse nach oben wölbt. Das Zentrum der Glocke besteht aus Koks, der in der 1000 bis 1600 °C heißen Zone immer noch gasdurchlässig ist. Über diese aktive Koksglocke gelangen die schmelzenden Erze und Schlacken nach innen und sinken bis in Rast und Gestell, während der eingeblasene Heißwind gleichmäßig nach außen und oben verteilt wird. Der bisher angenommene so genannte „Tote Mann“ – ein ruhender und reaktionsloser, kegelförmiger Körper aus Koks und verfestigtem Eisen – existiert also nicht.


title: Hochofen

text: Lediglich der Fuß dieser „kohäsiven Zone“ ist gasundurchlässig und befindet sich optimalerweise in Höhe der Rast. Er soll von der Durchgasung auch nicht betroffen sein, damit zum einen die Zustellung (feuerfeste Auskleidung) von Kohlensack und Rast weniger angegriffen werden und zum anderen würden die dabei entstehenden Verwirbelungen des Heißwindes eine gleichmäßige Reduktion der Beschickung erschweren oder gar verhindern. Um die Durchgasung in der beschriebenen Form zu optimieren und damit den Energieverbrauch bei gleichzeitiger Steigerung der Roheisenqualität zu senken, ist eine sorgfältige Berechnung der Zonenquerschnitte sowie der eingebrachten Heißwindmenge und Zusammensetzung von großer Wichtigkeit.


title: Hochofen

text: Großen Einfluss auf die Reduktionsvorgänge haben die immer in der Beschickung vorhandenen Alkalien und Schwefelverbindungen. Besonders nachteilig auf die ablaufenden Reduktionsvorgänge wirken vor allem die Schwefelverbindungen, die sich trotz aufwändiger Vorbehandlung von Erz und Koks nie ganz austreiben lassen. Bereits geringe Mengen Schwefeldioxid (SO) von etwa 5 bis 50 ppm im Reduktionsgas beschleunigen zwar zunächst den Sauerstoffabbau erheblich; sobald allerdings das erste metallische Eisen auftritt, kehrt sich der Vorgang um und der Sauerstoffabbau wird stark verlangsamt. Ursache für diese Reaktion ist die Eigenschaft des Schwefels, sich oberflächlich mit dem metallischen Eisen zu verbinden und dadurch die Aufnahme von Kohlenstoff zu verhindern.


title: Hochofen

text: Die Reaktion des Wüstits (Eisen(II)-oxid, FeO) mit Kohlenmonoxid (CO) verläuft üblicherweise nicht nur über die Oberfläche des FeO, sondern auch über die Oberfläche des bereits ausgeschiedenen Eisens. Aufgrund des besseren Absorptionsverhaltens von Eisen findet über selbiges ein Großteil des Gastransports von und zur Phasengrenze Eisen-Eisenoxid statt. Dies geschieht jedoch nur, wenn das Eisen ausreichend Kohlenstoff aufnehmen (aufkohlen) konnte. Wird die Aufnahme des Kohlenstoffs vom Schwefel blockiert, kann die Reduktion nur noch an der Oberfläche des Eisenoxids stattfinden.


title: Hochofen

text: Der Schwefel als Reduktionsschädling ist auch die Ursache für das bereits beschriebene übermäßige Schwellen der Pellets. Da die Auskristallisation des Eisens nur noch in Richtung des sich abbauenden Eisenoxids stattfinden kann, kommt es zu einer langgestreckten, faserigen Ausbildung der Eisenkristalle. Die bereits aufgrund der ersten Reduktionsstufe aufgelockerte Pelletstruktur verstärkt sich noch einmal und das Pelletvolumen kann insgesamt auf das zwei- bis dreifache seines Ursprungsvolumens anwachsen.


title: Hochofen

text: Um den Anteil an Schwefelverbindungen möglichst niedrig zu halten, werden zum einen sulfidische Erze durch sorgfältiges Rösten in Oxide überführt und zum anderen schwefelbindende Zuschläge eingebracht.


title: Hochofen

text: Im Hochofen vollziehen sich verschiedene metallurgische Vorgänge teilweise zeitgleich nebeneinander, bei denen einerseits über mehrere Stufen das Eisenerz zu Roheisen reduziert und die nicht-reduzierbaren Anteile in die Schlacke überführt werden.


title: Hochofen

text: Um überhaupt erst eine Reduktion der Eisenerze in Gang zu bringen, müssen allerdings zunächst die dafür nötigen Reduktionsgase erzeugt werden. Dies geschieht im unteren Bereich des Hochofens bei der Verbrennung des im Koks enthaltenen Kohlenstoffs mit Sauerstoff.


title: Hochofen

text: Die Reaktion formula_2 ist stark exotherm, das heißt, es wird Wärme frei, die bei dieser Reaktion 394,4 kJ/mol beträgt und den Hochofen im Bereich der Heißwind-Ringdüsen auf eine Temperatur von 1800 bis 2000 °C, bei Einsatz von zusätzlichem Sauerstoff sogar auf 2200 °C erhitzt. Zwei unmittelbar darauffolgende endotherme, also wärmeverbrauchende Reaktionen senken die Temperatur jedoch wieder auf etwa 1600 bis 1800 °C.


title: Hochofen

text: Die so genannte „Boudouard-Reaktion“ formula_3, die allerdings eine Mindesttemperatur von 1000 °C benötigt, erfordert 172,45 kJ/mol.


title: Hochofen

text: Eine gleichzeitig stattfindende Aufspaltung des im Heißgas befindlichen Wasserdampfs formula_4 benötigt nochmals 131,4 kJ/mol.


title: Hochofen

text: Die beiden reduktionsfähigen Gase Kohlenmonoxid und Wasserstoff steigen entgegen dem Materialstrom im Hochofen nach oben. Aufgrund dieser Eigenschaft – absinkende Möller-Koks-Säule einerseits und aufsteigende, dem wandernden Schüttgut entgegenströmende Reaktionsgase andererseits – wird der Hochofen auch als „Gegenstrom-Reaktor“ sowie als „Wanderbett-Reaktor“ bezeichnet.


title: Hochofen

text: In der Temperaturzone zwischen 400 und 900 °C findet die so genannte „Indirekte Reduktion“ statt. Über drei Stufen reagieren die verschiedenen Eisenoxide jeweils mit Kohlenmonoxid bzw. Wasserstoff, bis schließlich metallisches Eisen vorliegt:


title: Hochofen

text: Solange sich das entstehende Kohlendioxid (CO) im Temperaturbereich von über 1000 °C aufhält, wird es durch die "Boudouard-Reaktion" immer wieder zu Kohlenmonoxid (CO) regeneriert und steht dem Reduktionsprozess erneut zur Verfügung. Die Reduktion durch Wasserstoff ist bei etwa 800 °C besonders effektiv. Ein Gehalt von nur 10 % Wasserstoff im Reaktionsgas verdreifacht die Reduktionsgeschwindigkeit, allerdings sinkt diese wieder bei weiterer Erhöhung der Temperatur. Auch darf die Korngröße des Erzes ein gewisses Maß nicht überschreiten, damit die Diffusionswege des Wasserstoffs nicht zu groß werden.


title: Hochofen

text: Im Temperaturbereich von 900 bis 1600 °C findet zusätzlich eine „direkte Reduktion“ mit Kohlenstoff statt:


title: Hochofen

text: Auch die Eisenbegleiter Mangan, Silicium und Phosphor werden in den Prozess mit einbezogen und reduziert, wobei Wärme verbraucht wird:


title: Hochofen

text: Gleichzeitig nimmt das bereits reduzierte Eisen in der Kohlungszone bei etwa 1100 bis 1200 °C Kohlenstoff entweder direkt aus dem glühenden Koks oder aus dem Kohlenmonoxidgas auf.


title: Hochofen

text: Die Aufnahme von Kohlenstoff senkt den Schmelzpunkt von 1538 °C (reines Eisen) auf etwa 1300 bis 1400 °C (Schmelzpunkt der eutektischen Mischung, dem Ledeburit, mit 4,3 Gew.-% C: 1147 °C).


title: Hochofen

text: Im Zuge von Automatisierung und Qualitätssicherung zum Erhalt der Konkurrenzfähigkeit einerseits, sowie den gestiegenen Sicherheitsanforderungen zum Schutz von Mensch und Maschine andererseits, sind verschiedene Mess- und Regeleinrichtungen unumgänglich. Der Verhüttungsprozess unterliegt naturgemäß mehr oder weniger großen Schwankungen, da auch die Zusammensetzung von Möller, Koks und Heißwind samt den mit eingeblasenen Zusatzstoffen innerhalb der Toleranzgrenzen variieren. Entsprechend schwanken auch Reaktionsverlauf und -geschwindigkeit, was ohne Überwachung und geeignete Maßnahmen zur Gegenregulierung zu schweren Störungen führen würde.


title: Hochofen

text: Daneben werden unter anderem noch Horizontalsonden zur Messung der Dicke der Möllerschichten sowie von Druck und Geschwindigkeit des durchgehenden Gases in der Möllersäule eingesetzt. Zur Sicherheit gegen Ausfälle sind einige Messeinrichtungen wie beispielsweise zur Teufenmessung der Beschickungsoberfläche redundant ausgeführt.


title: Hochofen

text: Aufgrund des Zerfalls von Möller und Koks während der Reduktion kann es zu einer Verdichtung und schließlich zum Aufstauen der Möllersäule im Schacht kommen. Eine in dieser Weise „hängende“ Möllersäule macht sich zunächst dadurch bemerkbar, dass die Teufenmessung keine Sinkbewegung mehr an der Beschickungsoberfläche registriert, aber auch Druck und Temperatur des Gichtgases sinken, weil es nur noch schwer durch die geringer werdenden Lücken in der verdichteten Möllersäule gelangt. Der Winddruck dagegen steigt, da er auf größeren Widerstand trifft.


title: Hochofen

text: Unterhalb der Hängezone läuft der Reduktions- und Schmelzprozess jedoch unvermindert weiter, bis sich schließlich ein Hohlraum zwischen hängendem und sinkendem Möller bildet. Da einerseits die Gefahr besteht, dass eine plötzlich in den Hohlraum einbrechende Möllersäule zu schweren Prozessstörungen und Schäden am Hochofen führt und andererseits Roheisen und Schlacke drohen, bis zu den Blasformen aufzusteigen, muss eine Reaktion auf die bereits genannten, charakteristischen Änderungen der Messergebnisse möglichst frühzeitig erfolgen. Dazu zählt zum Beispiel das so genannte „Stauchen“, eine einmalige oder gegebenenfalls mehrmalige starke Drosselung der Windmenge und damit des Gegendrucks auf die Möllersäule, was diese aufgrund ihres Eigengewichtes dazu zwingt nachzurutschen.


title: Hochofen

text: Das Anbacken von Möller und Koks an die Innenwände des Hochofens kann verschiedene Ursachen haben. Im Laufe der Zeit verändert sich das Profil der Panzerung durch physische und chemische Abrasion, wodurch stellenweise leichtere Ansatzbedingungen entstehen können. Ebenso erleichtern in der Folge auch hervorstehende Kühlelemente die Ansatzbildung. Auch die Möllerzusammensetzung selbst hat Einfluss auf den Anbackvorgang, da unter anderem eine basisch zusammengesetzte Schlacke zur besseren Schwefelbindung einen entsprechend höheren Anteil an verschiedenen Alkalien hat, die als Anbackhilfe wirken. Kleinere Ansätze machen sich zunächst kaum bemerkbar, können jedoch sehr schnell anwachsen und zu Störungen im Hochofenprozess führen; vor allem, wenn diese plötzlich abbrechen und dann für Unregelmäßigkeiten in der Zusammensetzung in der Möllersäule sorgen.


title: Hochofen

text: Messbar werden größere Ansätze dadurch, dass sie den Ofenquerschnitt verengen und damit die Strömungsgeschwindigkeit des Windes erhöhen, wodurch mehr Staubteilchen mitgerissen werden. Neben dem erhöhten Staubauswurf kann die Bildung von Ansätzen auch die zuvor genannten Hängeerscheinungen begünstigen. Des Weiteren sind Schwankungen im Ofengang und in der Roheisenqualität durch abbröckelnde Ansätze die Folge. Schließlich kann eine Ansatzbildung auf hereinragenden Kühlelementen auch deren Beschädigung verursachen.


title: Hochofen

text: Durch Druck- und Temperaturmessfühler in den Ofenwänden sowie Messsonden, die horizontal in die Möllersäule geschoben werden können, lassen sich Querschnittsänderungen und damit Ansätze inzwischen schneller und genauer lokalisieren. Geeignete Schüttungsänderungen können diese dann meist schon beseitigen. Früher mussten vor allem größere Hochöfen zunächst niedergeblasen und dann die Ansätze entweder angebohrt oder abgesprengt werden.


title: Hochofen

text: Wassereinbrüche durch beschädigte Kühlelemente können zu erheblichen Störungen im Hochofenprozess führen, da bei größeren Mengen das verdampfende Wasser einen hohen Verlust an Wärmeenergie nach sich zieht und die verschiedenen Reduktionsvorgänge ins Stocken geraten. Messbar ist ein Wassereinbruch einerseits durch einen erhöhten Wasserstoffgehalt im Gichtgas und andererseits durch den erhöhten Verbrauch an Speisewasser, das den Wasserverlust in geschlossenen Kühlkreisläufen ausgleichen soll.


title: Hochofen

text: Durch sinnvolle Unterteilung und Verbindung der Kühlelemente und -leitungen untereinander in horizontale Zonen bzw. „Kühlscheiben“ können beschädigte Elemente schneller entdeckt und ersetzt sowie die Wasserverluste gering gehalten werden. In offenen Kühlsystemen ist dagegen eine Druckprüfung an jedem Kühlelement notwendig.


title: Hochofen

text: Je nachdem, ob das Hüttenwerk den Hochofen nur kurzfristig stillsetzen "(Dämpfen)" oder komplett herunterfahren und stilllegen "(Ausblasen)" will, sind verschiedene Verfahrensweisen notwendig.


title: Hochofen

text: Soll ein Hochofen nur vorübergehend stillgesetzt werden, beispielsweise bei Versorgungsengpässen oder kleineren Reparaturen, wird er "gedämpft". Dabei wird zunächst die Beschickung je nach geplanter Dauer der Betriebspause umgestellt. Sie besteht nun einerseits aus einem „leichten“, das heißt eisenärmeren Dämpfmöller und andererseits aus einer höheren Anzahl Koksschichten. Beim letzten Abstich vor dem Stillsetzen wird darauf geachtet, dass Roheisen und Schlacke möglichst vollständig ablaufen. Soll die Dämpfungsphase länger dauern, kommt zusätzlich die Ofensau zum Einsatz. Steht der Ofen still, werden alle Zu- und Abführleitungen geschlossen, die Heißwinddüsen zugemauert und die Beschickungsoberfläche mit Feinerz oder Schlackensand abgedeckt, damit der Hochofen seine Wärme möglichst lange halten kann und der natürliche Windzug nicht zu unnötigen Koksverbrennungen führt. Um Wassereinbrüche, die zu schweren Störungen des Hochofenprozesses führen würden, zu verhindern, wird das Kühlsystem erst nach einer sorgfältigen Dichtigkeitsprüfung abgestellt.


title: Hochofen

text: Das Wiederanblasen nach längeren Dämpfungsphasen erfolgt in umgekehrter Reihenfolge der einzelnen Arbeitsschritte beim Dämpfen, wobei allerdings zunächst nur wenige Winddüsen der Heißwindanlage im Stichlochbereich, dann schrittweise weitere Düsen in Betrieb genommen werden. Falls nötig, wird auch das Stichloch für einige Zeit höher gesetzt.


title: Hochofen

text: Ist ein regelmäßiger Betrieb nicht mehr möglich, unter anderem weil die Ausmauerung soweit abgenutzt ist, dass sie ersetzt werden muss, wird der Hochofen „ausgeblasen“.


title: Hochofen

text: Der Hochofenprozess läuft dabei im unteren Bereich zunächst weiter, allerdings wird die Zufuhr der Beschickung abgestellt und die Windzufuhr in der Anfangsphase stark verringert und schließlich ebenfalls abgestellt. In der Tiefblasphase (Absenken der Koks-Möller-Säule) wird an allen Stellen, wo sich „tote“, das heißt leere Räume bilden, durch spezielle Düsen Wasserdampf eingespritzt. Teilweise wird auch Wasser von oben zugegeben. Dies verhindert die Entstehung explosionsgefährlicher Gas-Luft-Gemische. Tote Räume entstehen vor allem über der Beschickungsoberfläche bis zum Gichtabzug, aber auch in den Zwischenräumen der Gichtgasschleuse, je nach Lage der Absperrventile an den Gasabzügen zwischen Ofen und Staubsack oder im Staubsack selbst sowie in den Wirblern und im Ofenventil. Eine andere Methode zur Vermeidung von Gasexplosionen ist der Abbrand der an der Beschickungsoberfläche austretenden Gichtgase mithilfe einer ständig brennenden Koksgas-Zündlanze. Den Abschluss des Ausblasens bildet der Abstich der Ofensau, wobei neben Schlacke je nach Dauer der Hochofenreise und den Kühlbedingungen im Gestell mehrere Tonnen Roheisen anfallen können.


title: Hochofen

text: Nach Beendigung der Ofenreise wird zumeist die komplette Auskleidung aus feuerfesten Steinen erneuert und beschädigte Stahlbauteile ersetzt. Oft wird ein solcher Ofenstillstand auch dazu genutzt, um technisch veraltete Einrichtungen wie beispielsweise Mess- und Analysegeräte durch neue zu ersetzen. Neben der Qualitätsverbesserung der Hochofenprodukte trägt dies auch zur Verringerung des Energieverbrauchs und der Umweltbelastungen bei.


title: Hochofen

text: Bis alle beschädigten bzw. veralteten Bauteile ersetzt sind, vergehen meist mehrere Monate. Allerdings kann ein Hochofen bei guter Qualität der restlichen Bauteile mehrere Ofenreisen bis zur endgültigen Stillsetzung überstehen. So trat beispielsweise der „Großhochofen 1“ in Duisburg-Schwelgern im März 2008 seine fünfte Ofenreise an.


title: Hochofen

text: Ziel eines optimal eingestellten Hochofenprozesses ist die Erzeugung von möglichst hochwertigem Roheisen, das möglichst wenig Fremdbeimengungen besitzt und nicht zu viel Kohlenstoff aufgenommen hat.


title: Hochofen

text: Nach DIN EN 10001 ist Roheisen definiert als Legierung aus Eisen mit mehr als 2 % Kohlenstoff sowie einigen weiteren Elementen mit folgenden maximalen Anteilen: Mangan ≤ 30 %, Silicium ≤ 8 %, Phosphor ≤ 3 % und Chrom ≤ 10 %. Der Anteil anderer Beimengungen soll höchstens 10 % betragen. Zur Qualitätssicherung wird bei jedem Abstich eine Probe für eine chemische Analyse entnommen.


title: Hochofen

text: In 9 von 10 Hochofenwerken wird sogenanntes „Weißes Roheisen“ (auch "Stahlroheisen") erzeugt, bei dem der enthaltene Kohlenstoff gebunden in Form von Eisencarbid oder Mangancarbid vorliegt und dessen Bruchfläche einen hellen, silberweißen Glanz zeigt. Weißes Roheisen wird meist direkt in flüssiger Form mithilfe geschlossener Torpedowaggons ins nahegelegene Stahlwerk transportiert, kann aber auch zur Vorratshaltung entweder zu handlichen Masseln oder zu Eisengranulat (Korngröße ≈ 2–16 mm) vergossen werden. Weißes Roheisen dient als Ausgangsstoff zur Stahlerzeugung und wird in einem Blasstahlwerk („Stahlkocherei“) durch Einblasen von Sauerstoff von seinen unerwünschten Begleitstoffen und einem Großteil des Kohlenstoffs befreit. Diese verlassen den glutflüssigen, fertigen Stahl entweder als Gase (Schwefeldioxid, Kohlendioxid) oder mit den Zuschlägen als Schlacke (Calcium- und Mangansilicate oder -phosphate).


title: Hochofen

text: Der geringe Rest der Eisenhüttenwerke produziert meist „Graues Roheisen“ (auch "Gießereieisen"), bei dem der Kohlenstoff ungebunden als Graphit auskristallisiert und dessen Bruchfläche entsprechend ein dunkleres Mattgrau zeigt. Graues Roheisen dient als Ausgangsstoff zur Herstellung verschiedener Gusseisensorten wie beispielsweise Grauguss mit Lamellengraphit oder Kugelgraphit, Temperguss und Stahlguss. Einige wenige Betriebe haben sich zudem auf Sonderroheisensorten wie Ferromangan "(Spiegeleisen)" oder Ferrosilicium spezialisiert.


title: Hochofen

text: Die beim Hochofenprozess anfallende Schlacke besteht aus etwa 38–41 % Calciumoxid (CaO), 7–10 % Magnesiumoxid (MgO), 34–36 % Siliciumdioxid (SiO), 10–12 % Aluminiumoxid (AlO), 1,0–1,5 % Schwefel (S), 1,0 % Titandioxid (TiO), 0,16–0,2 % Eisenoxid (FeO) sowie verschiedenen weiteren Oxiden und Sulfiden.


title: Hochofen

text: Erfahrene Hüttenleute sehen oft schon der noch flüssigen Schlacke an, welche ungefähre Zusammensetzung und Eigenschaften sie birgt. Zur Prüfung derselben genügt meist die einfache „Hakenprobe“, bei der ein Eisenhaken in die Schlacke getaucht wird. Bleibt die Schlacke beim Anheben in kurzen, zähen Tropfen am Haken hängen "(kurze Schlacke)", ist sie „basisch“ mit einem Gewichtsverhältnis von CaO : SiO > 1,0. Läuft die Schlacke dagegen in langen Fäden "(lange Schlacke)" vom Haken, ist sie „sauer“ mit einem Verhältnis von CaO : SiO < 1,0.


title: Hochofen

text: Hatte die Schlacke im Hochofen noch die Aufgabe, die der Erze sowie die Asche des Kokses aufzunehmen, das Roheisen zu entschwefeln und als Schutzwall im Gestell gegen die Wärmestrahlung zu dienen, so wird sie nach dem Abstich je nach Zusammensetzung und Eigenschaft als wertvoller Rohstoff für verschiedenste Zwecke weitergenutzt. Neben der Erzeugung von Hüttensand, Hüttensteinen bzw. -bims und Schlackenwolle wird sie auch zu Straßen- und Gleisschotter, Schlackensteinen, Portlandzement und Hochofenzement verarbeitet.


title: Hochofen

text: Das am Hochofenkopf mit einer Temperatur von 150 bis 200 °C austretende Gichtgas besteht aus 22–24 % Kohlenstoffdioxid (CO), 18–21 % Kohlenstoffmonoxid (CO), 52–59 % Stickstoff (N), 1–3 % Wasserstoff (H) sowie aus Wasserdampf und Spuren von Methan. Neben seiner Hauptverwendung als Brennstofflieferant zur Befeuerung der Winderhitzer dient es unter anderem noch als Heizgas in Walzwerken, Dampfkesseln, Kokskammern und bei Fernwärme-Heizungen sowie als Treibstoff für Gasmotoren.


title: Hochofen

text: Aufgrund vieler Maßnahmen zur besseren Erz- und Gasausnutzung bei gleichzeitiger Verringerung des Koksverbrauches sank allerdings im Lauf der Zeit die Gesamtmenge des produzierten Gichtgases wie auch dessen Heizwert. Seit den 1990er Jahren fallen pro Tonne Roheisen etwa 1500 bis 2000 m³ i.N. Gichtgas mit einem Heizwert zwischen 3150 und 3570 kJ/m³ an. Durch Zusatz von Koks- oder Erdgas wird dieser Wert auf etwa 4500 kJ/m³ erhöht. Zusätzlich entfallen auf eine Tonne Roheisen etwa 25 kg Gichtstaub an, was einem Staubanteil im Gichtgas von etwa 20–30 g/m³ entspricht.


title: Hochofen

text: Um die vom Gichtgas betriebenen Brenner, Gasmotoren und Turbinen vor Schäden durch Abrasion zu bewahren, aber auch aus Gründen des Umweltschutzes, wird das Gichtgas seit Anfang des 20. Jahrhunderts entstaubt und gereinigt. Gichtgas-Turbinen seit den 1970er-Jahren benötigen z. B. hochreines Gas mit einem Staubanteil von höchstens 0,5–1 mg/m³.


title: Hochofen

text: Die Reinigung erfolgt über mehrere Stufen von der trockenen Grobreinigung mithilfe von Staubsack und Wirbler über die Nassreinigung in Gaswäschern und Desintegratoren bis zur Feinreinigung mithilfe von Sack- bzw. Schlauchfilteranlagen und Elektrofiltern. Das anschließend nutzbare Reingas enthält dann noch einen Staubanteil von 0,006 bis 0,03 g/m³.


title: Hochofen

text: Bis 1914 lieferte ein Hochofen etwa 300 bis 400 Tonnen Roheisen täglich und zwischen 1950 und 1960 konnten bereits 2.500 Tonnen pro Tag erzeugt werden.


title: Hochofen

text: In den 1970er-Jahren lieferten die besten Öfen der Welt am Tag 60 Tonnen pro Quadratmeter Gestellfläche und mehr, bei einem durchschnittlichen Verbrauch an Koks sowie Öl von etwa 503 Kilogramm pro Tonne Roheisen. Das entspricht bei mittleren Hochöfen mit einem Gestelldurchmesser von 10 bis 11 Metern einer Tagesleistung von 5000 bis 6000 Tonnen.


title: Hochofen

text: In der Bundesrepublik Deutschland lag der spezifische Koksverbrauch eines Hochofens 1980 bei etwa 515 Kilogramm pro Tonne Roheisen. Der spezifische Verbrauch von Heizöl betrug 23 Kilogramm pro Tonne Roheisen. Bis 1994 sank der Koksverbrauch auf etwa 379 Kilogramm, während der Heizölverbrauch auf etwa 45 Kilogramm pro Tonne stieg. Seit 1985 wird zunehmend Kohle statt aufbereitetem Koks als Reduktionsmittel verwendet.


title: Hochofen

text: Große Hochöfen wie der „Hochofen 5“ des Hochofenbetriebes Rogesa auf dem Werksgelände der Dillinger Hütte mit einem Gestelldurchmesser von 12 Metern bringen es auf etwa 7000 Tonnen pro Tag. Größere Hochöfen können bis zu 12.000 Tonnen Roheisen täglich produzieren.


title: Hochofen

text: 1950 lag die Weltjahresproduktion noch bei etwa 189 Millionen Tonnen Roheisen, steigerte sich jedoch bis Ende 2018 auf rund 1808 Millionen Tonnen. Der Ende 1993 angefahrene „Hochofen 2“ der ThyssenKrupp Steel in Schwelgern brachte es bei einem Gestelldurchmesser von 14,9 Metern auf eine Tagesleistung von mehr als 10.000 Tonnen Roheisen.


title: Hochofen

text: 2007 produzierten große Hochöfen mit einem Gestelldurchmesser von etwa 15 Meter durchschnittlich rund 12.000 Tonnen Roheisen pro Tag, was einer Jahresproduktion von rund 4 Millionen Tonnen entspricht. Um diese Leistung zu vollbringen, braucht es täglich etwa 19.200 Tonnen Eisenerze, 4000 Tonnen Koks, 1750 Tonnen Einblaskohle (Kohlenstaub zum Einblasen über die Heißwinddüsen) sowie 11 Millionen Kubikmeter Luft. Dies entspricht pro Tonne Roheisen einem Verbrauch von etwa 1600 Kilogramm Erz, 330 Kilogramm Koks, 146 Kilogramm Einblaskohle und 917 Kubikmeter Luft. Als Nebenprodukte fielen 3300 Tonnen Schlacke und 17 Millionen Kubikmeter Gichtgas pro Tag an. Zum Schmelzen der Schlacke werden pro 3,2 Tonnen Schlacke etwa eine Tonne Koks verbraucht.


title: Digitalisierung

text: Unter Digitalisierung (von und ) versteht man die Umwandlung von analogen, d. h. stufenlos darstellbaren Werten bzw. das Erfassen von Informationen über physische Objekte in Formate, welche sich zu einer Verarbeitung oder Speicherung in digitaltechnischen Systemen eignen. Die Information wird hierbei in ein digitales Signal umgewandelt, das nur aus diskreten Werten besteht. Zunehmend wird unter Digitalisierung auch die Nutzung primär digitaler Repräsentationen, zum Beispiel durch Digitalkameras oder digitale Tonaufzeichnungssysteme verstanden. Die Möglichkeit der informationstechnischen (Weiter-)Verarbeitung ist ein Prinzip, das allen Erscheinungsformen der Digitalen Revolution und der Digitalen Transformation im Wirtschafts-, Gesellschafts-, Arbeits- und Privatleben zugrunde liegt.


title: Digitalisierung

text: Das Verb "digitize" taucht im englischen Sprachraum 1953 erstmals auf, "digitization" im Jahr 1954. Spätestens seit Mitte der 1980er Jahre wurde der daraus abgeleitete Begriff der Digitalisierung in Deutschland verwendet.


title: Digitalisierung

text: Seit etwa 2013 wird – so zeigen Google-Suchanfragen – der Begriff der Digitalisierung in der deutschsprachigen medialen Öffentlichkeit immer seltener im Sinne der ursprünglichen Bedeutung (Umwandlung von analogen in digitale Datenformate) verwendet, sondern fast ausschließlich (und zunehmend unbestimmt) im Sinne der umfassenden Megatrends der digitalen Transformation und Durchdringung aller Bereiche von Wirtschaft, Staat, Gesellschaft und Alltag. Dabei geht es um „die zielgerichtete Identifikation und das konsequente Ausschöpfen von Potenzialen, die sich aus Digitaltechnik ergeben“. Dort wird auch von „Digitalisierungsfähigkeit“ gesprochen, was wie viele andere Zusammensetzungen mit „Digitalisierung“ semantisch unsinnig ist.


title: Digitalisierung

text: Oft werden alle Formen technisch vernetzter digitaler Kommunikation wie Breitbandkommunikation, Internet der Dinge, E-Commerce, Smart Home oder Industrie 4.0 undifferenziert unter das Schlagwort subsumiert. Peter Mertens, Dina Barbian und Stephan Baier zeigen die zunehmend inflationäre und fragwürdige Verwendung des Begriffs auf, der nicht nur einen wichtigen Trend markiert, sondern auch Merkmale einer Mode ("Hype", "fad") trägt. Diese Mode sei mit allzu optimistischen Erwartungen und Machbarkeitsillusionen verbunden; ihre Realisierung könne zu riskanten Übertreibungen und Fehlinvestitionen führen. So ist von 2013 bis 2017 die Zahl der Google-Suchanfragen für „Digitalisierung“ und „Industrie 4.0“ um etwa 600 bis 700 Prozent gestiegen, ein klassisches Anzeichen für einen Hype.


title: Digitalisierung

text: Tatsächlich erhöht die technisch vernetzte digitale Kommunikation die Vielfalt technisch-organisatorischer Lösungsmöglichkeiten erheblich. Daher schafft sie keine langfristig stabilen Strukturen, sondern erhöht deren Flexibilität und Komplexität und reduziert ihre Berechenbarkeit durch die von ihr angestoßenen Prozesse disruptiven Wandels.


title: Digitalisierung

text: Die folgenden Ausführungen beziehen sich vorrangig auf die Digitalisierung im ursprünglichen, engeren Sinne als Prozess der Datenumwandlung.


title: Digitalisierung

text: Die Digitalisierung als Erstellung digitaler Repräsentationen hat den Zweck, Informationen digital zu speichern und für die elektronische Datenverarbeitung verfügbar zu machen. Sie begann historisch meist mit einem analogen Medium (Photonegativ, Diapositiv, Tonband, Schallplatte). Das Produkt einer solchen Digitalisierung wird mitunter als "Digitalisat" bezeichnet. Zunehmend wird unter Objektdigitalisierung jedoch auch die Erstellung primär digitaler Repräsentationen mittels digitaler Video-, Foto- oder Tonaufzeichnung verstanden. Hier wird der Begriff "Digitalisat" gewöhnlich nicht verwendet.


title: Digitalisierung

text: Erste Versuche zur Digitalisierung analoger Informationen gehen auf Leibniz’ Binärkalkül und kryptographische Experimente des 17. Jahrhunderts zurück. Pläne zum Bau einer digitalen Rechenmaschine scheiterten an den damaligen Grenzen der Mechanik. Erste praktisch bedeutsame ingenieurtechnische Umsetzungen des Prinzips finden sich in Form der Kartensteuerung des Jacquardwebstuhls und der Telegrafie. Grundlagen der papierlosen Speicherung und Verarbeitung von Digitaldaten waren die Flipflop-Schaltung 1918, die – dauernde Spannungsversorgung vorausgesetzt – ein Bit über unbegrenzte Zeit speichern kann, ferner die Elektronenröhre und der Transistor (1947). Für die massenhafte Speicherung und Verarbeitung existieren seit den 1960er Jahren immer leistungsfähigere Speichermedien und seit den 1970er Jahren Mikroprozessoren.


title: Digitalisierung

text: Es wird geschätzt, dass 2007 bereits 94 Prozent der weltweiten technologischen Informationskapazität digital war (nach lediglich 3 Prozent im Jahr 1993). Auch wird angenommen, dass es der Menschheit im Jahr 2002 zum ersten Mal möglich war, mehr Information digital als analog zu speichern (der Beginn des „Digitalen Zeitalters“).


title: Digitalisierung

text: Die zu digitalisierende Größe kann alles sein, was mittels Sensoren messbar ist. Typische Beispiele sind:


title: Digitalisierung

text: Der Sensor misst die physikalische Größe und gibt sie in Form einer – noch analogen – elektrischen Spannung oder einem elektrischen Strom wieder. Dieser Messwert wird anschließend mit einem Analog-Digital-Umsetzer in einen digitalen Wert, in Form eines (meist elektrischen) Digitalsignals, umgesetzt. Dieser Vorgang kann einmalig oder in regelmäßigen zeitlichen Abständen erfolgen. Von hier an sind die Messgrößen digitalisiert und können von einem digitaltechnischen System (zum Beispiel dem Heim-PC oder auch digitalen Signalprozessoren) weiterverarbeitet oder gespeichert werden, zum Beispiel auch in einem nicht flüchtigen Speicher wie einer Compact Disc oder einem USB-Stick.


title: Digitalisierung

text: Die heutige Digitaltechnik verarbeitet in der Regel ausschließlich binäre Signale. Da bei diesen nur zwischen zwei Signalzuständen unterschieden werden muss ("0" oder "1" beziehungsweise "low" oder "high"), sind dadurch die Anforderungen an die Genauigkeit der Bauteile geringer – und infolgedessen auch die Produktionskosten.


title: Digitalisierung

text: Wie die digitalisierten Werte anschließend im System intern dargestellt werden, hängt vom jeweiligen System ab. Hierbei muss zunächst die speicherunabhängige Kodierung und anschließend die Speicherung von Informationsblöcken unterschieden werden. Die Kodierung und das Format hängen von der Art der Information, den verwendeten Programmen und auch der späteren Nutzung ab. Die Speicherung kann im flüchtigen Arbeitsspeicher oder persistent zum Beispiel in Datenbanksystemen oder unmittelbar in einem Dateisystem als Dateien erfolgen.


title: Digitalisierung

text: Hierbei sind Dateiformate von wesentlicher Bedeutung, welche sowohl die binäre Kodierung als auch Metadaten standardisieren. Beispiele sind zum Beispiel Textdateien in ASCII oder Unicode-Kodierung, Bildformate, oder Formate für Vektorgrafiken, welche zum Beispiel die Koordinaten einer Kurve innerhalb einer Fläche oder eines Raumes beschreiben.


title: Digitalisierung

text: Mit Blick auf die Prozessdigitalisierung sind Schnittstellen zwischen der digitalen Welt und der Außenwelt von entscheidender Bedeutung. Digitale Information wird auf analogen Geräten ausgegeben oder an physischen Gütern angebracht, um von Menschen oder von der gleichen Maschine zeitversetzt oder von anderen Maschinen erneut gelesen werden zu können.


title: Digitalisierung

text: Hierzu zählen neben klassischen Techniken wie der Ausgabe digitaler Information auf Trägermaterialien wie Papier mittels menschenlesbaren Zeichen (und deren Rückverwandlung durch Texterkennung) auch spezialisierte Techniken wie Strichcodes, 2D-Code (zum Beispiel QR-Code) oder Funknetze, die im Internet der Dinge auch ohne Sichtkontakt und ohne elektrische Verbindung zur Kommunikation zwischen Geräten verwendet werden (zum Beispiel über Wireless Local Area Networks (WLAN) oder mit Radio Frequency Identification (RFID)).


title: Digitalisierung

text: Von realen Objekten oder Prozessen können digitale Zwillinge modelliert werden, mit denen virtuelle Simulationen durchgeführt werden können, ohne die Realität zu beeinflussen.


title: Digitalisierung

text: Das Endprodukt von Mediendigitalisierungen wird häufig – in Anlehnung an Begriffsbildungen wie "Kondensat" oder "Korrelat" – Digitalisat genannt.


title: Digitalisierung

text: Ein weiterer Grund für die Digitalisierung analoger Inhalte ist die Langzeitarchivierung. Geht man davon aus, dass es keinen ewig haltbaren Datenträger gibt, ist ständige Migration ein Faktum. Fakt ist auch, dass analoge Inhalte mit jedem Kopiervorgang an Qualität verlieren. Digitale Inhalte bestehen hingegen aus diskreten Werten, die entweder lesbar und damit dem digitalen Original gleichwertig sind, oder nicht mehr lesbar sind, was durch redundante Abspeicherung der Inhalte beziehungsweise Fehlerkorrekturalgorithmen verhindert wird.


title: Digitalisierung

text: Schließlich können analoge Originale durch Erstellung digitaler Benutzungskopien geschont werden. Denn viele Datenträger, darunter Schallplatten, analog vorliegende Spielfilme und Farb-Diapositive, verlieren allein durch die Wiedergabe oder auch nur einfache Alterungsprozesse an Qualität. Auch gedruckte Bücher oder Zeitungen und Archivalien leiden unter Benutzung und können durch Digitalisierung geschont werden.


title: Digitalisierung

text: Es sei angemerkt, dass der Schritt der Digitalisierung grundsätzlich mit Qualitätsverlust bzw. Informationsverlust verbunden ist, weil die Auflösung „endlich“ bleibt. Ein Digitalisat kann jedoch in vielen Fällen so genau sein, dass es für einen Großteil der möglichen (auch zukünftigen) Anwendungsfälle ausreicht. Wenn diese Qualität durch das Digitalisat erreicht wird, spricht man von "Preservation Digitisation", also der Digitalisierung zur Erhaltung (= Ersetzungskopie). Der Begriff verkennt jedoch, dass nicht alle zukünftigen Anwendungsfälle bekannt sein können. Beispielsweise ermöglicht eine hochauflösende Fotografie zwar das Lesen des Texts einer Pergamenthandschrift, kann aber zum Beispiel nicht für physikalische oder chemische Verfahren zur Altersbestimmung der Handschrift verwendet werden. Aus diesem Grund ist es auch hoch umstritten, beispielsweise Zeitungen und Bücher, die aufgrund ihrer minderwertigen Papierqualität nur durch aufwendige Restaurierung erhalten werden könnten, stattdessen zu digitalisieren und die Originale zu entsorgen.


title: Digitalisierung

text: Die Digitalisierung hat eine lange Entwicklung hinter sich. Bereits vor langer Zeit wurden Universalcodes verwendet. Historisch frühe Beispiele dafür sind der Jacquardwebstuhl (1805), die Brailleschrift (1829) und das Morsen (ab 1837). Das Grundprinzip, festgelegte Codes zur Informationsübermittlung zu benutzen, funktionierte auch bei technisch ungünstigen Bedingungen per Licht- und Tonsignal (Funktechnik, Telefon, Telegrafie). Später folgten Fernschreiber (unter anderem unter Verwendung des Baudot-Codes), Telefax und E-Mail. Die heutigen Computer verarbeiten Informationen ausschließlich in digitaler Form.


title: Digitalisierung

text: In der Wissenschaft ist Digitalisierung im Sinne der Veränderung von Prozessen und Abläufen aufgrund des Einsatzes digitaler Technik (Digitale Revolution, Digitale Transformation) ein querschnittliches Thema in vielen Wissenschaftsdisziplinen. Die technische Entwicklung ist dabei Kernthema in der Informatik, die wirtschaftlich-technische Entwicklung Kernthema in der Wirtschaftsinformatik. Im deutschsprachigen Raum entstand der erste Lehrstuhl, der offiziell den Begriff der Digitalisierung als Hauptaufgabe aufgreift, 2015 an der Universität Potsdam.


title: Digitalisierung

text: Rein technisch gesehen wird der Prozess der Digitalisierung von einem Analog-Digital-Umsetzer durchgeführt, welcher analoge Eingangssignale in festgesetzten Intervallen, seien dies nun Zeitintervalle bei linearen Aufzeichnungen wie in der Messtechnik (siehe auch Digitale Messtechnik) oder der Abstand der Fotozellen beim Scannen, misst (siehe auch Abtastrate) und diese Werte mit einer bestimmten Genauigkeit (siehe Quantisierung) digital codiert (siehe auch Codec). Je nach Art des analogen Ausgangsmaterials und des Zwecks der Digitalisierung werden verschiedene Verfahren eingesetzt.


title: Digitalisierung

text: Bei der Digitalisierung von Text wird das Dokument zuerst genauso wie ein Bild digitalisiert, das heißt gescannt. Soll das Digitalisat das ursprüngliche Aussehen des Dokumentes möglichst genau wiedergeben, erfolgt keine weitere Verarbeitung und es wird nur das Bild des Textes abgespeichert.


title: Digitalisierung

text: Wenn der sprachliche Inhalt der Dokumente von Interesse ist, so wird das digitalisierte Textbild von einem Texterkennungsprogramm in einen Zeichensatz übersetzt (zum Beispiel ASCII oder bei nicht-lateinischen Buchstaben Unicode) und anschließend der erkannte Text gespeichert. Der Speicherbedarf ist dabei erheblich geringer als für das Bild. Allerdings gehen unter Umständen Informationen verloren, die nicht im reinen Text dargestellt werden können (zum Beispiel die Formatierung).


title: Digitalisierung

text: Eine weitere Möglichkeit ist die Kombination aus beidem, dabei wird neben dem digitalisierten Bild des Textes noch der Inhalt erkannt und als Metadaten hinterlegt. So kann im Text nach Begriffen gesucht werden, aber dennoch das (digitalisierte) Originaldokument angezeigt werden (zum Beispiel bei Google Books).


title: Digitalisierung

text: Um ein Bild zu digitalisieren, wird das Bild "gescannt", das heißt in Zeilen und Spalten (Matrix) zerlegt, für jeden der dadurch entstehenden Bildpunkte wird der Grauwert bzw. Farbwert ausgelesen und mit einer bestimmten Quantisierung gespeichert. Dies kann durch Scanner, digitale Fotografie, durch satellitengestützte oder medizinische Sensoren erfolgen. Zur finalen Speicherung des Digitalisates können gegebenenfalls Methoden der Bildkompression eingesetzt werden.


title: Digitalisierung

text: Bei einer Schwarz-Weiß-Rastergrafik ohne Grautöne nimmt dann der Wert für ein Pixel die Werte „0“ für „Schwarz“ und „1“ für „Weiß“ an. Die Matrix wird zeilenweise ausgelesen, wodurch man eine Folge aus den Ziffern 0 und 1 erhält, welche das Bild repräsentiert. In diesem Fall wird also eine Quantisierung von einem Bit verwendet.


title: Digitalisierung

text: Um ein Farb- oder Graustufenbild digital zu repräsentieren, wird eine höhere Quantisierung benötigt. Bei Digitalisaten im RGB-Farbraum wird jeder Farbwert eines Pixels in die Werte Rot, Grün und Blau zerlegt, und diese werden einzeln mit derselben Quantisierung gespeichert (maximal ein Byte/Farbwert = 24 Bit/Pixel). "Beispiel:" Ein Pixel in reinem Rot entspricht R=255, G=0, B=0.


title: Digitalisierung

text: Im YUV-Farbmodell können die Farbwerte eines Pixels mit unterschiedlicher Quantisierung gespeichert werden, da hierbei die Lichtstärke, welche vom menschlichen Auge genauer registriert wird, von der Chrominanz (= Farbigkeit), die das menschliche Auge weniger genau registriert, getrennt sind. Dies ermöglicht ein geringeres Speichervolumen bei annähernd gleicher Qualität für den menschlichen Betrachter.


title: Digitalisierung

text: In Großformatscannern werden die einzelnen Farbauszüge der Druckfilme eingescannt, zusammengefügt und „entrastert“, damit die Daten wieder digital für eine CtP-Belichtung vorhanden sind.


title: Digitalisierung

text: Die Digitalisierung von Audiodaten wird oft als „Sampling“ bezeichnet. Zuvor in analoge elektronische Schwingungen verwandelte Schallwellen (etwa aus einem Mikrofon) werden stichprobenartig schnell hintereinander als digitale Werte gemessen und gespeichert. Diese Werte können umgekehrt auch wieder schnell hintereinander abgespielt und zu einer analogen Schallwelle „zusammengesetzt“ werden, die dann wieder hörbar gemacht werden kann. Aus den gemessenen Werten würde sich eigentlich bei der Rückumwandlung eine eckige Wellenform ergeben: Je niedriger die Sampling-Frequenz ist, umso eckiger ist die Wellenform bzw. das Signal. Dies kann sowohl durch mathematische Verfahren reduziert werden (Interpolation, vor der D/A Wandlung) als auch durch analoge Filter vermindert werden. Die Bittiefe bezeichnet beim Sampling den „Raum“ für Werte in Bits, die u. a. für die Auflösung des Dynamikumfangs notwendig sind. Ab einer Samplingfrequenz von 44,1 Kilohertz und einer Auflösung von 16 Bit spricht man von CD-Qualität.


title: Digitalisierung

text: Aufgrund der großen anfallenden Datenmengen kommen verlustfreie und verlustbehaftete Kompressionsverfahren zum Einsatz. Diese erlauben, Audiodaten platzsparender auf Datenträgern zu speichern (s. FLAC, MP3).


title: Digitalisierung

text: Schallplatten können berührungslos softwaregestützt gelesen und digitalisiert werden, indem ein hochauflösendes optisches Digitalisat des Tonträgers von einem Programm „abgetastet“ wird. Dieses Verfahren wird bei der Rekonstruktion historischer Tonaufnahmen verwendet.


title: Digitalisierung

text: Hierbei handelt es sich meistens um die digitale Erfassung archäologischer Objekte in Schrift und Bild. Alle verfügbaren Informationen (Klassifizierung, Datierung, Maße, Eigenschaften etc.) zu einem archäologischen Objekt (zum Beispiel einem Gefäß, Steinwerkzeug, Schwert) werden digital erfasst, durch elektronische Abbildungen und Zeichnungen ergänzt und in einer Datenbank gespeichert. Anschließend können die Objekte in Form eines Daten-Imports in ein Objekt-Portal wie zum Beispiel museum-digital integriert werden, wo die Objekte für jeden frei recherchierbar sind. Anlass für die Digitalisierung von archäologischen Objekten ist meist die Erfassung größerer Bestände wie archäologische Sammlungen an Museen oder der für die Bodendenkmalpflege zuständigen Ämter, um sie der Öffentlichkeit zu präsentieren. Da im musealen Alltag nie alle Objekte einer Sammlung in Form von Ausstellungen oder Publikationen gezeigt werden können, stellt die Digitalisierung eine Möglichkeit dar, die Objekte dennoch der breiten Öffentlichkeit und auch der wissenschaftlichen Welt zu präsentieren. Außerdem wird so eine elektronische Bestandssicherung vorgenommen, ein in Hinblick auf den Einsturz des historischen Archives der Stadt Köln nicht unwesentlicher Aspekt.


title: Digitalisierung

text: In besonderen Fällen werden digitale bildgebende, nicht-zerstörende Verfahren verwendet, um die Fundsituation eines Objektes zu dokumentieren und eine Entscheidungsgrundlage für das weitere Vorgehen zur Sicherung und zur Restaurierung zu liefern, beispielsweise beim Goldhort von Gessel.


title: Digitalisierung

text: Im Gesundheitswesen bieten innovative digitale Anwendungen aus der Telemedizin neue Möglichkeiten, die Effektivität und Effizienz der Leistungserbringung zu steigern, die Versorgung der Patienten zu verbessern und die Transparenz der Leistungs- und Wertschöpfungsprozesse zu erhöhen.


title: Digitalisierung

text: Durch eine intelligente elektronische Datennutzung können Ärzte, Schwestern, Pfleger und andere Leistungserbringer von administrativen und routinemäßigen Tätigkeiten entlastet werden, um die Qualität der Gesundheitsversorgung auch im ländlichen Raum deutlich zu verbessern.


title: Digitalisierung

text: Zur Digitalisierung der gesundheitlichen Versorgung entstand der Begriff E-Health. Bei den Gesundheitsämtern in Deutschland werden Systeme wie SORMAS und DEMIS eingesetzt. Die Digitalisierung läuft ansonsten sehr schleppend, oft werden noch Faxgeräte verwendet.


title: Digitalisierung

text: Zur Digitalisierung der Produktionstechnik gehören Entwurfs- und Codeerstellungsverfahren (CAD, CAM), Fertigungsverfahren (zum Beispiel mithilfe von CNC-Maschinen oder 3D-Druck) und Montageverfahren (zum Beispiel mit Industrierobotern). Die zunehmende Vernetzung erfordert die Gestaltung gemeinsamer Standards, damit sich die immer komplexeren Produktionssysteme steuern lassen.


title: Digitalisierung

text: Digital gesteuerte Lagertechnik, Navigationssysteme und digitale Verkehrsleitsysteme stellen wie die Industrie 4.0 spezielle Zweige der technischen Entwicklung dar.


title: Digitalisierung

text: Die Digitalisierung in der Landwirtschaft schreitet schon voran, seit es den Personal Computer gibt. Waren es zuerst die Buchführung und Schlagdokumentation im Betriebsbüro, die mittels Agrarsoftware zeitsparender erledigt werden konnten, so bewirken seit den 1990er Jahren verschiedene Entwicklungsschübe wie Precision Farming, Smart Farming und zuletzt Digital Farming, dass Computer- und Sensortechnik in aktuellen Landmaschinen weit verbreitet sind. Auch autonome Fahrzeuge, Traktoren und Feldroboter gibt es in der Landwirtschaft inzwischen nicht nur als Prototypen.


title: Digitalisierung

text: In der Bildung macht sich die Digitalisierung in Form elektronischer Hilfen bemerkbar. Nach ersten experimentellen Anfängen in den 1980er Jahren (Programmierter Unterricht) stagnierte die Entwicklung zunächst wegen der noch unzureichenden und aufwändigen Technik. Die digitalen Medien und Tabletcomputer brachten einen gewissen Durchbruch. Heute werden in den Schulen außerdem Elemente der Robotik, der Künstlichen Intelligenz (KI) sowie der Augmented (AR) und Virtual Reality (VR) eingesetzt. In der Weiterbildung sowie seit der COVID-19-Pandemie insbesondere auch in den Schulen treten Vorteile des orts- und zeitunabhängigen Lernens immer deutlicher hervor.


title: Digitalisierung

text: Auf der anderen Seite wird auch Kritik geäußert, bis hin zur Forderung zum Verbot digitaler Medien, nicht wegen technischer Probleme, sondern insbesondere aufgrund der gesundheitlichen Nebenwirkungen, wie sie z. B. der Psychiater Manfred Spitzer darstellt.


title: Digitalisierung

text: Postscanservices bieten Kunden die Möglichkeit, ihre physische Briefpost per zeitweisem Nachsendeauftrag an eine Korrespondenzadresse weiterleiten zu lassen, wo sie eingescannt und als digitale Post an den Kunden weitergeleitet wird. Dem Kunden wird in der Regel die physische Post nachträglich zugeschickt. Zu den Anbietern in Deutschland zählen Caya, DropScan, Clevver.io, dogado und die Deutsche Post AG. Ein solcher Service wird auch „digitaler Briefkasten“ oder „digitales Postfach“ genannt.


title: Digitalisierung

text: Die grundlegenden Vorteile der Digitalisierung liegen in der Schnelligkeit und Universalität der Informationsverbreitung. Bedingt durch kostengünstige Hard- und Software zur Digitalisierung und der immer stärkeren Vernetzung über das Internet entstehen in hohem Tempo neue Anwendungsmöglichkeiten in Wirtschaft, Verwaltung und Alltag. Wenn die Logik von Produktions- und Geschäftsmodellen, Wertschöpfungsketten, Wirtschaftszweigen, Verwaltungsroutinen, Konsummustern oder auch die Alltagsinteraktion und die Kultur einer Gesellschaft dadurch tiefgreifend verändert werden, spricht man von digitaler Transformation. Diese zieht Chancen, aber auch Risiken nach sich. Exemplarisch dafür sind die neuen Anforderungen an das Rechtssystem zu nennen.


title: Digitalisierung

text: Die Digitalisierung stellt neue Anforderungen an das Rechtssystem, wobei die Rechtswissenschaft erst vor einigen Jahren begonnen hat, sich mit diesem Problem zu befassen. Die „Theorie des unscharfen Rechts“ geht davon aus, dass sich das Recht insgesamt in einer digitalisierten Umwelt grundlegend ändert. Nach ihr relativiert sich die Bedeutung des Rechts als Steuerungsmittel für die Gesellschaft deutlich, da sich die Ansprüche der Gesellschaft zusätzlich an immateriellen Gütern orientieren, welche die Nationengrenzen überschreiten.


title: Digitalisierung

text: Die Möglichkeit der vereinfachten und verlustfreien Reproduktion hat zu verschiedenen Konflikten zwischen Erstellern und Nutzern digitaler Inhalte geführt. Industrie und Verwertungsgesellschaften reagieren auf die veränderten Bedingungen, insbesondere mit urheberrechtlicher Absicherung von geistigem Eigentum und der technischen Implementierung von Kopierschutz.


title: Digitalisierung

text: Zudem stärkte die deutsche Verfassungsrechtsprechung die Rechte der Nutzer, indem das Grundrecht auf informationelle Selbstbestimmung den Bürgerinnen und Bürgern die Befugnis erteilte, selbst darüber zu bestimmen, welche ihrer Daten andere verarbeiten können sollen.


title: Digitalisierung

text: Ein wesentliches Merkmal digitaler Inhalte ist eine Veränderung der Kostenstruktur. Eine Kostenreduktion betrifft oft die Vervielfältigung und den Transport der Informationen (zum Beispiel über das Internet). So sinken die Kosten zunächst für jede weitere digitale Kopie (siehe Grenzkosten). Einmal zentral im Internet zur Verfügung gestellt, können digitale Daten jederzeit und gleichzeitig überall auf der Welt zur Verfügung gestellt werden.


title: Digitalisierung

text: Dagegen können die Kosten durch erhöhte Aufwendungen im Bereich der urheberrechtlichen Absicherung von geistigem Eigentum und der technischen Implementierung von Kopierschutz wieder steigen. Auch Anforderungen an die Sicherheit der Datenübertragung und Zuverlässigkeit der Computeranlagen wirken sich kostensteigernd aus.


title: Digitalisierung

text: In den betrieblichen Abläufen eines Unternehmens ermöglicht die Digitalisierung eine Effizienzsteigerung und damit eine Verbesserung ihrer Wirtschaftlichkeit. Der Grund hierfür ist, dass Betriebsabläufe durch den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnik schneller und kostengünstiger abgewickelt werden können als dies ohne Digitalisierung möglich wäre. Dies wird beispielsweise durch die Umwandlung von physischen Dokumenten und analogen Informationen in eine digitale Form realisiert. Viele Unternehmen lassen beispielsweise Briefe, die sie in physischer Form erhalten, einscannen und per E-Mail verteilen.


title: Digitalisierung

text: Durch die Speicherung von Daten auf vernetzten Computern besteht insbesondere für Unternehmen, Politiker und Verbände die Gefahr, dass Hacker Zugang zu diesen Daten bekommen. Auch besteht die Gefahr, dass Daten von unberechtigten Personen ausgewertet, verbreitet und verändert werden. Ein Schutz dagegen ist teilweise nur mit erheblichem technischen Aufwand möglich.


title: Digitalisierung

text: Dieter Balkhausen führte in seinem Buch "Die Dritte Industrielle Revolution" bereits 1978 aus, bis Ende der 1980er Jahre würden sich 50 Prozent der Arbeitsplätze in Deutschland durch die Mikroelektronik verändern, hatte dabei aber vor allem den Produktionsbereich im Blick (CAD, Einsatz speicherprogrammierbarer Steuerungen z. B. in CNC-Maschinen), wodurch sich Qualifikationsanforderungen verschoben und neue Berufsbilder entstanden (etwa der „Elektroniker Informations- und Telekommunikationstechnik“ oder der „Zerspanungsmechaniker“), aber keine massenhafte Freisetzung von Arbeitskräften erfolgte. Im Büro- und Dienstleistungsbereich und erst recht in der öffentlichen Verwaltung setzten sich digitale Technologien nur zögerlich durch. Die relativ teure sog. Mittlere Datentechnik spielte in den 1970er bis 1990er Jahren vor allem in größeren und Filialunternehmen eine Rolle, während die ersten seit 1984 produzierten deutlich billigeren PCs einen Speicherplatz von gerade einmal 64 kB besaßen und daher nur für wenige Anwendungen wie Textverarbeitung taugte. Hier stieg der Arbeitskräftebedarf durch die neue Technik zunächst an, es kam fast nirgends zu einem Austausch der Belegschaften.


title: Digitalisierung

text: Zu einer eher pessimistischen Beurteilung des möglichen Abbaus von Beschäftigung in Produktion, Handel und verschiedenen Dienstleistungssektoren infolge des Anstiegs der Arbeitsproduktivität (bei gleichzeitigem Wachstum neuer Geschäftsmodelle) kam es mit der flächendeckenden Verbreitung des Web 2.0 und des Smartphone, wobei der Konsument („Prosument“) Tätigkeiten übernimmt, die früher vom Unternehmen durchgeführt wurden. Eine Studie aus dem Jahr 2016 gab für folgende Berufsgruppen Substitutionspotenziale durch die Digitalisierung über 50 % an:


title: Digitalisierung

text: Am geringsten wurde mit 13 % das Substitutionsrisiko für soziale und kulturelle Dienstleistungsberufe eingeschätzt.


title: Digitalisierung

text: Bei einer 2018 durchgeführten Befragung von 868 Entscheidern aus Deutschland, Österreich und der Schweiz durch den Personaldienstler Hays fand sich ein Unterschied zur vorherrschenden Stimmung in der Gesellschaft. Die Befragten rechnen eher mit einer , dennoch Studienleiterin war die Direktorin des Instituts für Beschäftigung und Employability der Hochschule Ludwigshafen, Jutta Rump. Als negativ wurde von Führungskräften die Verkleinerung der Kernbelegschaften und die Ersetzung von Tätigkeiten durch Digitaltechnik genannt. Die individuellen Wünsche (Ruhe, Erholung, Aktivität) stehen im Widerspruch zu den Forderungen nach lebenslangen Lernen und Work-Life-Balance. 44 Prozent der Unternehmen vermelden solche Maßnahmen als wichtig, die Umsetzung erfolgt nur bei 32 Prozent. Bei der Führung würden die neuen Arbeitsformen zu wenig beachtet: Eigenverantwortung und Selbstorganisation stünden im Fokus, Teamaspekte würden unterschätzt. Inwieweit Digitalisierung eine Zunahme der Arbeitslosigkeit nach sich zieht, ist umstritten. Jeremy Rifkin befürchtet durch die Digitale Revolution sogar ein „Ende der Arbeit“. Computerprogramme sind jedoch zum Beispiel nur anhand von elektronischen Wort- und Begriffskatalogen (Wörterbuch) in der Lage, einen Text bis zu einem gewissen Grad auf formale Fehler zu überprüfen. Daher werden manche Berufe wie die des Korrektors auch langfristig nicht ganz verschwinden. Demgegenüber entstehen neue Berufsbilder wie Mathematisch-technischer Softwareentwickler.


title: Digitalisierung

text: Probleme treten beim Recycling und bei der Entsorgung insbesondere der privat genutzten Geräte auf. Digitalisierung kann im Einzelfall Energie und Ressourcen einsparen helfen. Ein Beispiel sind intelligente Verkehrsleitsysteme. Allerdings werden häufiger negative als positive Aspekte diskutiert.


title: Duloxetin

text: Duloxetin ist ein Arzneistoff aus der Gruppe der selektiven Serotonin-Noradrenalin-Wiederaufnahmehemmer (SSNRI) und wird in der Behandlung von Depressionen, generalisierten Angststörungen, diabetischer Polyneuropathie und Harninkontinenz eingesetzt.


title: Duloxetin

text: In den Studien wurden neben den psychischen Beschwerden auch begleitende körperliche Symptome (zum Beispiel Schmerzen) gelindert. Der analgetische Effekt bei Schmerzsymptomen in Verbindung mit Depression ist nach einer neueren Metaanalyse vorhanden, allerdings sehr gering ausgeprägt.


title: Duloxetin

text: Duloxetin wurde von der Firma Eli Lilly entwickelt. Cymbalta gehört zu den „Blockbuster-Medikamenten“ (2013 über 6 Mrd. Dollar Umsatz).


title: Duloxetin

text: Zugelassene Anwendungsgebiete für Duloxetin sind die Behandlung von Frauen mit mittelschwerer bis schwerer Belastungsharninkontinenz ("Yentreve") sowie die Behandlung von depressiven Erkrankungen, generalisierten Angststörungen und Schmerzen bei diabetischer Polyneuropathie ("Cymbalta", "Xeristar", "Duloxetine Lilly").


title: Duloxetin

text: Die Mittel sind peroral anwendbar, es sind verschiedene Wirkstärken verfügbar. Pharmazeutisch wird ausschließlich das Hydrochlorid von Duloxetin eingesetzt.


title: Duloxetin

text: Am 11. August 2004 erteilte die Europäische Kommission dem Unternehmen Eli Lilly Nederland B.V. eine Genehmigung für das Inverkehrbringen von "Yentreve" in der gesamten Europäischen Union. Entgegen den Erwartungen der Partner (Eli Lilly und Boehringer Ingelheim) verlief der Umsatz von "Yentreve" enttäuschend, woraufhin sich Boehringer Ingelheim aus der gemeinsamen Kooperation mit Lilly im Bereich Belastungsinkontinenz verabschiedete.


title: Duloxetin

text: Im Januar 2005 wurde in den USA der Zulassungsantrag für "Yentreve" hingegen zurückgezogen, da die FDA schwere Sicherheitsbedenken hatte. In den US-Studien kam es zu einer deutlich erhöhten Anzahl von Suizidversuchen, die FDA sprach sogar von einem doppelt so hohen Risiko im Vergleich zur Normalbevölkerung.


title: Duloxetin

text: Bereits zuvor kam es immer wieder zu Suiziden in Duloxetin-Studien, darunter der besonders tragische Fall einer gesunden Probandin, die sich in einem Forschungslabor von Eli Lilly mit einem Schal erhängte. Sie war kurz zuvor von Duloxetin auf Placebo umgestellt worden, als Grund wurde daher ein akutes Entzugssyndrom vermutet. Sowohl Eli Lilly als auch die FDA wurden für ihre damalige Beschwichtigungspolitik heftig kritisiert.


title: Duloxetin

text: Im Dezember 2004 bekamen auch "Cymbalta" und "Xeristar" eine EU-weite Zulassung, anfangs nur zur Behandlung von depressiven Episoden. Bereits 2005 wurde die Indikation um die Behandlung von Schmerzen bei diabetischer Polyneuropathie bei Erwachsenen erweitert. 2008 kam die Behandlung der generalisierten Angststörung dazu und 2009 schließlich die Erweiterung zur Behandlung depressiver Erkrankungen (Major Depression). Einzig beim Versuch, auch Fibromyalgie den Indikationen hinzuzufügen, scheiterte die Firma 2008. Der Ausschuss für Humanarzneimittel (CHMP) der EMA war der Auffassung, dass die Wirksamkeit von "Cymbalta"/"Xeristar "bei der Behandlung der Fibromyalgie nicht hinreichend nachgewiesen worden war.


title: Duloxetin

text: Vor der Öffnung des Marktes für Generikahersteller kam Lilly 2014 mit der Zulassung "Duloxetine Lilly" hinzu. Boehringer zog seine 2004 erhaltene Zulassung für "Ariclaim" (Behandlung von Schmerzen bei diabetischer Polyneuropathie) im Jahr 2018 zurück.


title: Duloxetin

text: 2013 lautete der Befund der ersten Kosten-Nutzen-Bewertung des Institut für Qualität und Wirtschaftlichkeit im Gesundheitswesen (IQWiG) für die Wirkstoffe Venlafaxin, Duloxetin, Bupropion und Mirtazapin, dass Duloxetin im Verhältnis zum Nutzen deutlich höhere Preise als andere Antidepressiva habe.


title: Duloxetin

text: Duloxetin ist chiral und wird als stereochemisch einheitlicher (= "reiner") Arzneistoff in der ("S")-Konfiguration eingesetzt. Der Wirkstoff ist ein kombinierter Serotonin- und Noradrenalin-Wiederaufnahmehemmer. Er zeigt eine geringe Wiederaufnahmehemmung von Dopamin, hat aber keine signifikante Affinität für Histamin-, Dopamin- und Acetylcholin-Rezeptoren sowie Adrenozeptoren. Die schmerzhemmende Wirkung von Duloxetin dürfte auf eine Verstärkung der absteigenden hemmenden Schmerzbahnen im zentralen Nervensystem zurückzuführen sein. Die antidepressive Wirkung tritt erst mit einer zeitlichen Latenz auf und ist – wie bei allen Antidepressiva – vermutlich auf die höhere Neurotransmitterverfügbarkeit durch Anpassung der Rezeptoren und ähnlicher Strukturen zurückzuführen.


title: Duloxetin

text: Im Vergleich mit anderen Serotonin-Noradrenalin-Wiederaufnahmehemmer hat Duloxetin eine 10-fach größere Selektivität für Serotonin als für Noradrenalin. Während Milnacipran die Serotonin- und Noradrenalin-Wiederaufnahme ungefähr gleich stark blockiert, hat Venlafaxin eine 30-fach größere Selektivität für Serotonin.


title: Duloxetin

text: Die absolute orale Bioverfügbarkeit von Duloxetin schwankt stark und kann je nach Patient zwischen 32 % und 80 % liegen. Dies ist auf den starken First-Pass-Effekt zurückzuführen, der großen interindividuellen Unterschieden unterliegt, bedingt durch u. a. Geschlecht, Alter, Raucherstatus ("im Vergleich zu Nichtrauchern eine um nahezu 50 % reduzierte Plasmakonzentration"), Nahrungsaufnahme und Enzymaktivität des Cytochrom P450 2D6 (CYP2D6). Auch Leber- und Nierenerkrankungen beeinflussen die Pharmakokinetik von Duloxetin.


title: Duloxetin

text: Der Abbau erfolgt gleichzeitig über die Cytochrome P450 1A2 und 2D6 (wobei Duloxetin wohl nur eine moderate Hemmung von 2D6 bewirkt und die anderen Isoenzyme damit nicht gehemmt werden). Eine Hemmung eines dieser Enzyme durch andere Arzneimittel kann zu gefährlichen Überdosierungen führen (siehe Wechselwirkungen). Die entstehenden beiden Hauptmetaboliten 4-Hydroxy-Duloxetin und 5-Hydroxy-6-Methoxy-Duloxetin sind beide inaktiv.


title: Duloxetin

text: Die unerwünschten Effekte treten insbesondere in den ersten Tagen nach dem Beginn der Einnahme auf, können aber auch mehrere Wochen andauern. Im direkten Vergleich ist Duloxetin dem Venlafaxin unterlegen: Mehr Patienten brachen die Therapie wegen Nebenwirkungen ab. Sowohl Duloxetin als auch Venlafaxin schnitten bezüglich dieses Kriteriums schlechter als Serotonin-Wiederaufnahmehemmer ab.


title: Duloxetin

text: Wenn die Einnahme von Duloxetin abrupt beendet wird, können Absetzsymptome auftreten. Es können Schwindel, Hyperhidrose, Übelkeit, Erbrechen, Diarrhoe, Schlafstörungen, Kopfschmerzen, sensorische Störungen, Reizbarkeit und Angst auftreten. Daher wird empfohlen, die Behandlung ausschleichend zu beenden.


title: Duloxetin

text: Bei der Anwendung von Duloxetin zusammen mit anderen Antidepressiva ist Vorsicht geboten. Die gleichzeitige Anwendung von Duloxetin und irreversiblen Monoaminooxidase-Hemmern (MAO-B-Hemmern) wie Selegilin und Tranylcypromin ist kontraindiziert. Ebenfalls kontraindiziert ist die Kombination mit CYP1A2-Inhibitoren, wie Fluvoxamin, Ciprofloxacin oder Enoxacin, da erhöhte Plasmaspiegel von Duloxetin resultieren. Die Kombination von Duloxetin mit reversiblen MAO-Hemmern wie Moclobemid wird nicht empfohlen. Duloxetin sollte nicht zusammen mit Johanniskraut eingenommen werden.


title: Duloxetin

text: Das potenzielle Risiko für den Menschen ist unbekannt. Auch wenn keine Daten über die Anwendung von Duloxetin vorliegen, ist darauf hinzuweisen, dass Entzugssymptome bei Neugeborenen aufgetreten sind, wenn die Mutter kurz vor dem Entbindungstermin andere serotonerge Arzneimittel angewendet hat. Duloxetin sollte während der Schwangerschaft nicht angewendet werden. Die Einnahme von Duloxetin ist jedoch kein Grund für einen Schwangerschaftsabbruch. Frauen, die während der Behandlung schwanger werden oder beabsichtigen, schwanger zu werden, sollten ihren Arzt darüber unterrichten. Im Tierversuch führte Duloxetin zu Schäden bei den Nachkommen trächtiger Tiere, denen es verabreicht wurde (siehe unten). Es ist jedoch unklar, ob dies auf den Menschen übertragen werden kann.


title: Duloxetin

text: Bei Nachkommen trächtiger Mäuse, die Duloxetin erhielten, wurde eine Wachstumsverzögerung der Jungen beobachtet. Bei den Nachkommen trächtiger Kaninchen konnte in einer Studie eine erhöhte Inzidenz kardiovaskulärer und das Skelett betreffender Missbildungen festgestellt werden, in einer anderen Studie jedoch nicht.


title: Duloxetin

text: Wurde Duloxetin trächtigen Ratten verabreicht, so traten Verhaltensauffälligkeiten bei deren Jungen auf.


title: Beschusshemmende Weste

text: Eine beschusshemmende Weste, auch durchschusshemmende Weste, (ballistische) Schutzweste, Flakweste, umgangssprachlich auch kugelsichere Weste, schusssichere Weste oder nach ihrem Material Kevlarweste genannt, dient dazu, den Träger vor der tödlichen Wirkung von Kleinwaffengeschossen und/oder vor Schrapnellen zu schützen sowie (nur bei Ausstattung mit stichhemmender Platte) auch vor Stich- und Hiebwaffen.


title: Beschusshemmende Weste

text: Schutzwesten zählen zu den Schutzwaffen, deren frühe Entwicklung auf Rüstungen aus verschiedensten Materialien zurückgeht. Bereits in der Antike wurden Körperpanzer hergestellt, die dem Träger Schutz gegen Gewalteinwirkung durch Hieb-, Stich- oder Geschosswaffen boten. Die frühesten erhaltenen Panzer aus Bronze sind auf das 14. Jahrhundert v. Chr. datiert, spätere Stücke bestanden aus Stahl. Erste Lamellenpanzer und Schuppenpanzer, die mehr Beweglichkeit gegenüber Panzerplatten boten, sind bereits aus dieser Zeit aus China bekannt. Frühe Faserverbundpanzerungen finden sich in den Leinenpanzern der griechischen Antike wieder. Im Mittelalter kam der Gambeson auf. Der im 4. Jahrhundert v. Chr. aufkommende Ringpanzer wurde mit Modifikationen bis in das 20. Jahrhundert verwendet.


title: Beschusshemmende Weste

text: Im Gegensatz zu einem weitverbreiteten Irrglauben schützten stählerne Plattenpanzer, wie sie ab dem 14. Jahrhundert in Europa produziert wurden, äußerst effektiv gegen Geschosse, sowohl von herkömmlichen Bogen- als auch von Feuerwaffen. So ließ Napoleon noch zu Beginn des 19. Jahrhunderts eigens für seine Kürassiere Brust- und Rückenpanzer anfertigen. Die U.S. Civil War Vest wurde Mitte des 19. Jahrhunderts von der Union Army eingesetzt.


title: Beschusshemmende Weste

text: Eine bekannte Plattenrüstung, die "Ned-Kelly-Rüstung", wurde um das Jahr 1880 von Ned Kelly verwendet.


title: Beschusshemmende Weste

text: Der Arzt George E. Goodfellow (1855–1910) praktizierte in Tombstone in der Endphase des „Wilden Westens“. Er kam mit vielen Schusswunden in Kontakt, so obduzierte er die Opfer der Schießerei am O. K. Corral. Goodfellow fiel dabei auf, dass Seidentücher, sei es als Halstuch oder Taschentuch, durch die Projektile nicht perforiert wurden. Die Energie des Aufpralls verursachte oft trotzdem eine lebensgefährliche Verletzung. Seine Beobachtungen veröffentlichte Goodfellow im Jahr 1887. Ende des 19. Jahrhunderts entwickelte der polnische Immigrant Casimir Zeglen in Chicago eine Schutzweste aus Seidenfasern. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass Zeglen Kenntnis von Goodfellows Beobachtungen hatte. Zeglens Weste bot effektiven Schutz gegen mit Schwarzpulver-betriebene Handfeuerwaffen mit geringer Mündungsgeschwindigkeit, aber versagte bei mit Nitrozellulosepulver betriebenen Waffen mit höheren Mündungsgeschwindigkeiten. Zeglen verbesserte zusammen mit Jan Szczepanik das Gewebe der Westen. Das Material war allerdings sehr teuer. Um 1914 kostete Zeglens Weste um 800 $, entsprechend unter Berücksichtigung der Inflation etwa 22.500 $ im Jahr 2022. Zu den Kunden gehörte der spanische König Alfons XIII., dem sie half, einen Bombenanschlag zu überleben.


title: Beschusshemmende Weste

text: Vielfach wird berichtet, dass der österreichische Thronfolger Franz Ferdinand eine beschusshemmende Weste beim Attentat von Sarajevo getragen habe, die ihm aber nicht helfen konnte, weil das Projektil des Attentäters oberhalb der Weste in Ferdinands Hals einschlug. Es ist jedoch nicht gesichert, dass Ferdinand eine solche Weste überhaupt besaß; auf keinen Fall hat er sie bei dem Attentat getragen.


title: Beschusshemmende Weste

text: Im Ersten Weltkrieg waren Plattenpanzer als Schutz gegen Splitter und Beschuss gebräuchlich. In den 1930er Jahren wurden bei der Berliner Polizei moderne ballistische Westen erprobt. Aus dem Zweiten Weltkrieg ist die sowjetische SN-42, ebenfalls ein Plattenpanzer, bekannt.


title: Beschusshemmende Weste

text: In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts machte die Entwicklung der Schutzwesten, bedingt durch neue Werkstoffe, bedeutende Fortschritte. Fortschritte bei der Entwicklung neuer Werkstoffe lassen auch eine weitere Erhöhung der Schutzwirkung weich- und hartballistischer Schutzwesten in naher Zukunft wahrscheinlich erscheinen. Hier wurde etwa über die Kunstseide und die Nanotechnik berichtet, darunter auch ein Verbundmaterial aus Wolframdisulfid, das laut Herstellerangaben bis zu 250 Tonnen pro Quadratzentimeter standhalten soll. Im Gegenzug kann jedoch auch ein Angreifer auf ein größeres Kaliber, panzerbrechende Munition, eine stärkere Patronenlaborierung oder gegebenenfalls einen neuen Waffentyp zurückgreifen.


title: Beschusshemmende Weste

text: Eine beschusshemmende Weste soll das Durchdringen eines Geschosses verhindern. Die kinetische Energie des Geschosses wird dabei aufgenommen und auf eine möglichst große Fläche verteilt. Das Geschoss selbst verbleibt im Westenkörper, kann diesen jedoch verformen. Der Impuls des Geschosses wird an den Träger der Schutzweste weitergeleitet. Beides führt zu einem stumpfen Trauma. Somit machen Schutzwesten keinesfalls „kugelsicher“, sondern schützen den Träger bis zum angegebenen Schutzgrad vor der tödlichen Wirkung von Geschossen.


title: Beschusshemmende Weste

text: Die Schutzkraft einer Weste wird mit der sogenannten Schutzklasse angegeben. Hier haben sich weltweit mehrere Standards etabliert. Um ballistischen Schutz zu verifizieren, werden dabei mehrere Proben einer Werkstoffprüfung unterzogen. Je nach Umweltbedingungen, Anzahl der Testschüsse, Kaliber und Geschossgeschwindigkeit ergeben sich die Schutzklassen.


title: Beschusshemmende Weste

text: Der wichtigste Standard ist der BA 9000, ein Qualitätsmanagementsystem für Körperpanzerung, das 2012 vom amerikanischen "National Institute of Justice", dem Forschungszentrum des Justizministeriums als "NIJ"-Standard eingeführt wurde. Jede Behörde oder Organisation mit solchem Bedarf führt meist ihre eigenen Beschusstests nach eigenen Anforderungen durch, so auch die verschiedenen Streitkräfte. In Deutschland wird der Beschusstest nach der "Technischen Richtlinie für Schutzwesten der Polizei" durch die staatlichen Beschussämter durchgeführt.


title: Beschusshemmende Weste

text: Für den Testausgang mitentscheidend ist die Art der Unterlage, auf welche die Körperschutzausrüstung für den Beschusstest befestigt wird. Befestigt auf eine harte Unterlage, wird diese leichter als in der Praxis durchdrungen, da das menschliche Gewebe etwas nachgibt und die Schutzausrüstung eine Delle formen kann. Um dieses zu simulieren wird in der Regel die Modelliermasse "Roma Plastilina" verwendet. Dieses Material ist etwas härter und weniger elastisch als menschliches Gewebe, hat aber den Vorteil, dass die durch den Aufschlag des Projektils verursachte Delle nicht in den Ausgangzustand zurückgeht. Somit können körperliche Schäden abgeschätzt werden, die entstehen würden, auch wenn die Körperschutzausrüstung das Projektil auffängt.


title: Beschusshemmende Weste

text: Am Ende eines Beschusstests wird einem Stück der Körperschutzausrüstung eine bestimmte Schutzwirkung attestiert. Ob diese in der gesamten Produktion dann konstant ist und wie lange sie bei den Körperschutzausrüstungen gewährt bleibt, ist Sache des Herstellers und des Abnehmers und muss durch Langzeittests und wiederholte Überprüfung von Produktionsexemplaren getestet werden. Die meisten Hersteller garantieren für fünf oder zehn Jahre die Schutzwirkung ihrer Produkte.


title: Beschusshemmende Weste

text: Die deutschen und amerikanischen Schutzklassen sind nicht ohne weiteres übertragbar, obwohl sich die verwendeten Kaliber ähneln. Die allgemeinen Bedingungen unterscheiden sich deutlich. So werden amerikanische Proben nur einmal beschossen, deutsche jedoch dreimal, und auch die Umweltbedingungen unterscheiden sich. Dennoch wird allgemein die deutsche Schutzklasse (SK) 1 mit dem amerikanischen "NIJ-Level" IIIA gleichgesetzt. Beide definieren den Schutz gegen gängige Kurzwaffen, wobei sich die verwendeten Kaliber ähneln. Auch die deutsche SK4 und die "NIJ-Level" III und IV werden oft verglichen. Sie definieren den Schutz gegen Beschuss aus Langwaffen.


title: Beschusshemmende Weste

text: Der Schutz gegen Stichwaffen wie Messer oder Nadeln, auch "Stichschutz" genannt, ist bei den ersten beiden Schutzklassen nicht zwingend inbegriffen und muss zusätzlich erbracht werden. Bei den Schutzwesten der Schutzklassen 3 und 4 wird dagegen konstruktiv durch ballistische Platten auch Stichschutz vorausgesetzt. Schutzwesten der jeweiligen Klasse können allerdings durch spezielle Geschosse mit einem Penetrator oder durch Munition mit höherer Geschossgeschwindigkeit durchschossen werden.


title: Beschusshemmende Weste

text: Schutzwesten werden aus verschiedenen Materialien nach unterschiedlichen Konstruktionsprinzipien gefertigt. Man unterscheidet allgemein Hart- und Weichballistik. Bestimmte Schutzwirkungen lassen sich meist nur durch Kombination beider Prinzipien erreichen. So kann durch eine weichballistische Weste ein Rundumschutz nach Schutzklasse 1 erreicht werden. Zusätzliche hartballistische Einlagen an Front und Rückseite sowie an den Seiten garantieren einen Schutz nach Schutzklasse 4. In derartiger Kombination werden die meisten Schutzwesten konstruiert. Die verwendeten Hartballistikplatten erreichen ihre Schutzwirkung dann nur in Kombination mit dem weichballistischen Westenkörper.