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[[Datei:Thomas-birne.jpg|miniatur|Thomas-Konverter der Hörder Kesselschmiede von 1954. Bis 1964 im Thomas-Stahlwerk [[Phoenix-Ost]] im Einsatz. Die Thomas-Birne hat eine Höhe von 7 Metern und wiegt 64 Tonnen.]]

Das '''Thomas-Verfahren''' oder vollständig '''Thomas-Gilchrist-Verfahren''' bezeichnet ein Verfahren zur [[Stahl]]-Erzeugung und wurde nach den britischen [[Metallurgie|Metallurgen]] [[Sidney Thomas]] (1850–1885) und [[Percy Carlyle Gilchrist]] (1851–1935) benannt. Der so erstellte Stahl wird als ''Thomasstahl'' bezeichnet.

== Verfahrensweise ==

[[Datei:Affinage convertisseur Thomas.svg|mini|lang=de|Chemie beim Thomas-Verfahren]]

Das Thomas-Verfahren (auch ''basisches Windfrischverfahren'' genannt) ist ein so genanntes Blas- oder Windfrischverfahren, bei dem durch Bodendüsen des [[Stahlerzeugung|Konverter]]s (Stahlherstellung), der Thomas-Birne, Luft in das flüssige Roheisen geblasen wird.

Der [[Oxidation]]sprozess, der den [[Kohlenstoff]]anteil senkt (das [[Frischen]]), lieferte in diesem Verfahren genug Wärme, um den Stahl flüssig zu halten, eine externe Wärmezufuhr war in den Konvertern deshalb nicht notwendig.

Die Thomas-Birne war mit einer basisch wirkenden [[Dolomit (Gestein)|Dolomitstein]]- oder Dolomit-[[Teer]]-Mischung ausgemauert und eignete sich vor allem für das Verarbeiten phosphorreichen Eisens.

Der zu [[Phosphorpentoxid]] oxidierte [[Phosphor]] wurde mit dem als Zuschlag beigefügten [[Kalkstein]] [[Schlacke (Metallurgie)|verschlackt]] (Thomasschlacke) und kam fein gemahlen unter der Bezeichnung [[Thomasmehl]] als [[Phosphatdünger]] in den Handel.

Thomasstahl diente der Fertigung von Schienen, Profileisen und Blechen. So wurde im deutschen Brückenbau Thomasstahl erstmals in größerem Umfang beim Bau der neuen Eisenbahnbrücken im [[Żuławy Wiślane|Weichseldelta]] durch [[Georg Christoph Mehrtens]] zu Beginn der 1890er Jahre eingesetzt.<ref>[[Karl-Eugen Kurrer]]: ''Georg Christoph Mehrtens (1843-1917): Protagonist des Stahlbrückenbaus im wilhelminischen Deutschland''. In: ''[[Stahlbau (Zeitschrift)|Stahlbau]]'', 2017, 86 Jg., Heft 6, S. 527–547 (hier: S. 533 ff.).</ref> Fast alle Stahlkonstruktionen der 1950er bis 1970er Jahre sind aus diesem Stahl gebaut.

== Geschichte ==
{{siehe auch|Geschichte der Produktionstechnik}}

Das Thomas-Verfahren stellt an sich nur eine geringe Abwandlung des [[Bessemer-Verfahren]]s dar, wofür nur die Auskleidung des Konverters auf [[Dolomit (Mineral)|Dolomit]] umgestellt und eine Anlage für die Kalkzugabe angeschafft werden musste. Fast alle deutschen Hüttenwerke nahmen daher Anfang der 1880er Jahre Versuche in stillgelegten Bessemer-Konvertern auf, um das neue Verfahren bewerten zu können oder Umgehungspatente anzumelden. Für Deutschland kauften auf Initiative von [[Gustave Léon Pastor]] und [[Josef Massenez]] die [[Rheinstahl|Rheinischen Stahlwerke]] sowie der [[Hörder Bergwerks- und Hütten-Verein]] gemeinsam die Patentrechte und lizenzierten sie an andere deutsche Hütten, vor allem aber an die Hüttenwerke [[Bezirk Lothringen|Lothringens]], die auf reichen phosphorhaltigen [[Minette (Erz)|Minette]]-Vorkommen saßen.

== Nachteile des Verfahrens ==

[[Datei:Hoerder-Burg-IMG 0158.JPG|miniatur|Thomas-Birne, Detail [[Zahnrad|pfeilverzahnter]] Kippantrieb]]
[[Datei:Thomas-Konverter-IMG 0152.JPG|miniatur|Thomas-Birne, Details genietetes Gefäß, verschraubter Haltering]]

Das Windfrischen hat den metallurgischen Nachteil, dass zwangsläufig große Mengen an [[Stickstoff]] ([[Luft]] enthält etwa 78 % Stickstoff) und [[Wasserstoff]] im Stahl gelöst werden. Stickstoff bildet im Stahl mit [[Eisen]] und anderen Legierungselementen harte, spröde [[Nitride]], die den Stahl weniger zäh machen. Dazu kommt im Laufe der Jahre eine zusätzliche Stickstoffversprödung im Stahl.

Es wurden bevorzugt phosphorreiche Eisenerze im Thomaskonverter gefrischt. Phosphor ist ein Stahlbegleiter, der die Zähigkeit, insbesondere bei tiefen Temperaturen, stark herabsetzt.

Thomasstähle gelten als schlecht schweißbar. Der hohe Wasserstoffgehalt begünstigt Kaltrisse, was bei Schweißarbeiten an alten Stahlkonstruktionen besonders zu berücksichtigen ist. Als vorbeugende Maßnahme werden beim Schweißen Zusatzwerkstoffe mit hoher Zähigkeit verwendet.

Mitte der 1970er Jahre wurde in der [[Deutschland|Bundesrepublik Deutschland]], seit Anfang der 1980er Jahre in den meisten Ländern, die Produktion von Thomasstahl eingestellt und das Thomasverfahren selbst durch das [[Linz-Donawitz-Verfahren]] abgelöst.

== Bekannte Schadensfälle ==
In den Fokus der Öffentlichkeit gerieten Thomasstahlprodukte noch einmal durch das [[Münsterländer Schneechaos]], als im November 2005 bei außergewöhnlich starkem Schneefall und Sturm 82 [[Hochspannungsleitung|Hochspannungsmasten]] unter der mehrfach erhöhten Eislast (ca. 18,9 kg/m) abknickten. Die Betreiber, vor allem die [[RWE]], hielten die Masten jedoch nicht für erhöht [[sprödbruch]]gefährdet. Die RWE argumentierte, dass bei dieser Naturkatastrophe nicht nur alte Masten aus Thomasstahl abgeknickt waren, sondern auch neuere Masten aus modernen Werkstoffen. Nach einem Gutachten der [[Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung]], das von der [[Bundesnetzagentur]] in Auftrag gegeben wurde, war die Schadensursache das gleichzeitige Auftreten von insgesamt acht Schadensauslösern:<ref>[https://www.bundesnetzagentur.de/SharedDocs/Downloads/DE/Sachgebiete/Energie/Unternehmen_Institutionen/Versorgungssicherheit/Berichte_Fallanalysen/Bericht_12.pdf;jsessionid=4618B488F5D85F423D2496C160F54F9E?__blob=publicationFile&v=3 ''Untersuchungsbericht über die Versorgungsstörungen im Netzgebiet des RWE im Münsterland vom 25.11.2005.''] (PDF) [[Bundesnetzagentur]], Juni 2006; abgerufen am 6. Mai 2011.</ref>
# starker Wind
# sehr starker Schneefall
# Temperaturen um den Gefrierpunkt
# nasser und dadurch schwerer Schnee
# einsetzender Regen
# einseitige Belastung der Abspannfelder
# Seitenwind
# einzelne in sich drehbare Leiterseile
Insbesondere seien keinerlei Korrosionsstellen gefunden worden.

Thomasstahl wird zwar bereits seit Ende der 1960er Jahre nicht mehr für Hochspannungsmasten verwendet, jedoch sind bis heute auch Masten aus [[Baujahr]]en vor 1940 im Einsatz.

Im Juni 2006 sagten RWE-Vertreter im Wirtschaftsausschuss des Landtags NRW, sie wollten 28.000 (von 42.000) Masten reparieren bzw. ersetzen (bis 2015), 550 Millionen Euro in die Sanierung investieren und dabei vorrangig Masten in der Nähe von Wohngebieten und Straßen sanieren.
Die NRW-Wirtschaftsministerin [[Christa Thoben]] drängte auf ein rascheres Handeln der RWE und kritisierte auch die Haltung des VDEW ([[Verband der Elektrizitätswirtschaft]]) und des VDN ([[Verband der Netzbetreiber]]).<ref>{{Internetquelle |autor=Thomas Wels |url=https://rp-online.de/wirtschaft/unternehmen/tausende-strommasten-aus-sproedem-thomasstahl-in-nrw_aid-17400387 |titel=Ministerin Thoben verärgert: Tausende Strommasten aus sprödem Thomasstahl in NRW |werk=rp-online.de |datum=2006-06-27 |abruf=2024-02-08}}</ref>

== Literatur ==
* Ulrich Wengenroth: ''Unternehmensstrategien und technischer Fortschritt der dt u. brit. Stahlindustrie 1865–1895.'' Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 1986, ISBN 3-525-36302-8, insbesondere Kapitel V.

== Weblinks ==
{{commonscat|Thomas converter|Thomas-Konverter}}
* {{Webarchiv|url=http://www.stahl-online.de/medien_lounge/Thomas-Stahl.pdf |wayback= 20061230042059|text=''Zweifel an Thomas-Stahl unbegründet''. |format=PDF; 553 kB}} stahl-online.de (Hrsg.: Stahlinstitut VdEh und Wirtschaftsvereinigung Stahl), Stand Juni 2006.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Stahlerzeugung]]

Thomas-Verfahren - Versionsgeschichte

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