Je nach der Darstellungsweise unterscheidet man daher nachstehende verschiedene Stahlsorten:
Frischstahl.
I. Der Frischstahl, durch theilweise Entkohlung des Roheisens erhalten, kann entweder sein:
1) Herdfrischstahl (Schmelzstahl, natürlicher Stahl, Mock); zu seiner Darstellung dient hauptsächlich ein aus Spatheisenstein erblasenes Roheisen (Rohstahleisen), welches in Steiermark, Kärnten, Krain und Tirol, ferner im Thüringerwalde (Schmalkalden und Suhl) und endlich in den preussischen Regierungsbezirken Arnsberg und Coblenz (im Siegenschen) in grossen Quantitäten als Spiegeleisen und luckiges und blumiges Floss, grösstentheils mit Holzkohlen, zum Theil auch mit Koks erblasen wird. Aus gewöhnlichem grauen Roheisen kann man zwar auch Rohstahl darstellen, er ist jedoch von geringerer Qualität. Das Rohstahlfeuer hat im Wesentlichen die Einrichtung eines Frischfeuers, doch unterscheidet sich das Stahlfrischen vom Eisenfrischen dadurch, dass man das Garwerden des Roheisens durch Behandeln unter dem Winde zu bewirken sucht, während das Roheisen beim Eisenfrischen stets vor oder über dem Winde gehalten werden muss. Dadurch wird der Kohlenstoff nur allmählich verbrannt und der Arbeiter hat es in seiner Gewalt, den Process in dem Augenblick zu unterbrechen, wo der Stahl gar ist.
2) Flammenofenfrischstahl oder Puddelstahl. Ein allgemein anerkannter Fortschritt in der Stahlfabrikation ist dadurch eingetreten, dass man aus sehr verschiedenen Sorten von Roheisen durch den Puddelprocess mit Steinkohlen Puddelstahl erzeugt, welcher bei einem sehr billigen Preise zu Bandagen für Locomotiv- und Eisenbahnwagenräder und andere grössere und schwerere Gegenstände verwendet wird. Besonders wichtig ist der Puddelstahl als Material für die Gussstahlfabrikation.
Der steirische und kärntnische Schmelzstahl ist zwar weit theurer als der Puddelstahl, zu einzelnen bestimmten Zwecken aber auch unersetzbar, wie zu Schneidewaaren, Klingen, Sägen, Federn, Feilen. Im Allgemeinen verwendet man den Puddelstahl immer mehr und mehr zu Zwecken, zu denen man sonst Holzkohlenstabeisen gebrauchte.
3) Bessemerstahl. Die Anwendung eines Stromes atmosphärischer Luft zum Entkohlen des flüssigen Roheisens, um aus diesem direct Stahl darzustellen, bildet die Basis des Bessemerprocesses, durch welchen der nach dem Erfinder Henry Bessemer in Sheffield (1855) benannte Bessemerstahl (Bessemer steel) dargestellt wird. Wenn beim Verfrischen des Roheisens zu Stahl, sei es nun im Frischherde oder im Puddelofen, zwar die Luft durch ihren Sauerstoff thätig ist, um die Entkohlung des Roheisens zu bewirken, so äussert sie doch ihre Wirkung dort nur auf die Aussenfläche kleinerer oder grösserer Eisentheilchen und die Operation schreitet daher nur langsam vorwärts; zugleich ist die Temperatur nicht hoch genug, um den resultirenden Stahl, welcher strengflüssiger ist als das Roheisen, flüssig zu erhalten. Daher kommt es, dass durch den Frischprocess der Stahl in Form einer teigigen Masse erhalten wird, deren Ungleichförmigkeit man durch nachheriges Umschmelzen zu beseitigen sucht. Bessemer dagegen treibt grosse Mengen Luft durch ein sehr heiss geschmolzenes Roheisenquantum und vollendet so dessen Entkohlung und Umwandelung in Stahl in ausserordentlich kurzer Zeit. Dabei erhöht sich die Temperatur in Folge der Verbrennung des Kohlenstoffs, einer kleinen Menge Eisen und der vorhandenen fremden Stoffe (Silicium, Aluminium, Phosphor etc.) dergestalt, dass auch nach Beendigung der Entkohlung der resultirende Stahl flüssig bleibt — ein in ökonomischer Hinsicht wichtiges Moment — und sofort in Formen gegossen werden kann.
Man bedient sich bei der Bereitung des Bessemerstahls eines kleinen, einige Fuss hohen Schachtofens oder einer eiförmigen, von Eisenblech gemachten und mit feuerfestem Thonbeschlag ausgefütterten Retorte (Birne, Convertor), in welche einige Zoll über dem Boden, durch fünf, aus feuerfestem Thon bestehende, ⅜ Zoll weite Formen stark gepresster Wind eingeführt werden kann. Auf der halben Höhe des Ofens ist eine Oeffnung angebracht, durch welche flüssiges Roheisen aus dem Hochofen eingeleitet werden kann; auf der entgegengesetzten Seite befindet sich am Boden eine mit Lehm verschlossene Oeffnung, durch welche der Stahl abgestochen werden kann. Sobald der Wind eingelassen und der Ofen etwa zur Hälfte mit flüssigem Roheisen angefüllt worden ist, entsteht heftiges Aufkochen des Metalles mit Flammen und Funkensprühen (was darauf zu beruhen scheint, dass unvollständig entkohltes Eisen und mit fein eingemengtem Oxyd beladenes Eisen durcheinander geschüttelt werden). Je nach der Dauer der Einwirkung (10–25 Minuten) bildet sich Stahl oder Stabeisen. In neuerer Zeit scheint man nach dem sogenannten englischen Verfahren es vorzuziehen, die Entkohlung des Roheisens, selbst in dem Falle, wo Stahl (oder Bessemermetall) fabricirt werden soll, fast vollständig, d. h. ziemlich bis zum Zustande des Schmiedeeisens zu treiben und dann eine gewisse Menge geschmolzenes weisses Roheisen (Spiegeleisen) zuzumischen. Nach dem schwedischen Verfahren treibt man die Entkohlung nur so weit, dass die Stahlbildung eingetreten ist. Man stellt daraus dar Dampfkesselbleche, Radbandagen (Tyres),[27] Federn, Wagenaxen, Eisenbahnschienen, Kanonen, Kanonenkugeln und schwere härtere Gegenstände. Weniger geeignet erscheint der Bessemerstahl zu Werkzeugen, wie Bohrer, Meissel, Drehstähle, Feilen etc., namentlich in solchen Fällen, wo es auf die Erzielung einer dauerhaften Schärfe ankommt. Der weiche Bessemerstahl (Bessemereisen) hat sich als ein ausgezeichnetes Material zur Herstellung dünner Bleche erwiesen, welche verzinnt oder zur Erzeugung von gepressten und vertieften Gegenständen verwendet werden. Von England aus verbreitete sich seit 1862 der Bessemerprocess nach Schweden, Frankreich, dem norddeutschen Bunde, Süddeutschland, Oesterreich, Russland und Italien. Auch in Nordamerika hat man seit 1866 mit der Errichtung von Bessemerhütten begonnen. Nach einer bei Gelegenheit der Pariser Ausstellung vom Jahre 1867 gemachten Schätzung werden jährlich folgende Mengen von Bessemerstahl producirt, woraus zugleich zu ersehen, wie gross der Lohn ist, den Bessemer von seiner Erfindung in England erntet, da die von den Hütten an ihn zu entrichtende Patenttaxe pro Centner ⅓ Thaler beträgt:
| Hütten | Converters | Centner. | |||||
| England | in | 15 | und | 50 | per | Woche | 120,000 |
| Preussen | „ | 6 | „ | 22 | „ | „ | 29,200 |
| Frankreich | „ | 6 | „ | 12 | „ | „ | 17,600 |
| Oesterreich | „ | 6 | „ | 14 | „ | „ | 13,000 |
| Schweden | „ | 7 | „ | 15 | „ | „ | 10,600 |
Die in Seraing (in Belgien) existirende Bessemerhütte soll wöchentlich gegen 1200 Centner Bessemerstahl produciren. In Oberitalien bestehen zwei Bessemerhütten. Aus den vorstehenden Erhebungen ergiebt sich, dass die Productionsfähigkeit an Bessemerstahl in Europa fast das Quantum von 9,5 Millionen Centner erreicht, wenngleich die wirkliche Production im Jahre 1869 nicht über 6 Millionen Centner ausgemacht haben dürfte, wovon gegen 70 Proc. auf England kommen.