Schachtofenoptimierung für das Reststoffrecycling in der Stahlproduktion
Ziel des Projekts war es, die werksinternen Recyclingrate der bei der Stahlherstellung anfallenden Reststoffe zu erhöhen. Dazu wurde eine Pilotanlage entwickelt, die auf der Stichlochbohr- und Stopftechnik in Schachtofenanlagen basiert. Weiterhin wurde eine Einblasanlage zur Injektion der eisenhaltigen Feinstäube in den Schachtofenprozess entwickelt.
Zusammenfassung
Stahl lässt sich nicht nur leicht mit vielen anderen Materialien kombinieren und weist eine hohe Lebensdauer auf, sondern ist aufgrund seiner Recyclingfähigkeit auch umweltfreundlich. Er wird aus Roheisen hergestellt, indem der Kohlenstoffgehalt unter 2 % gesenkt wird und die verunreinigenden Elemente weitgehend entfernt werden. Bei diesem Vorgang werden durch Aufblasen von Sauerstoff auf ein Bad aus flüssigem Roheisen und schmelzendem Schrott die unerwünschten Begleitelemente oxidiert, sodass flüssiger Stahl entsteht. Bei diesem im Sauerstoff-Aufblaskonverter ablaufenden Vorgang tritt Konvertergas aus, das mit Feinstaub beladen ist. Dieser wiederum enthält neben einem großen Anteil an Eisen auch Zink, Blei und alkalireiche Reststoffe. Das aufgrund des Zinkgehaltes bisher nicht nutzbare Eisen des Feinstaubs sollte nun durch die Entwicklung einer geeigneten Einblasanlage für die Blasformebene nutzbar gemacht werden. Dabei sollte der Oxi-Cup®-Prozess, der das Recycling von Reststoffen aus Gasreinigungen und Wasseraufbereitungsanlagen einer Schachtofenanlage beschreibt, optimiert werden.
Der Anteil der Feinstäube am Gesamtreststoffeinsatz ist mit 80% im Schachtofenprozess am größten. Durch deren Recycling in der Schachtofenanlage wird die Roheisenproduktion um 10-15 % erhöht, wobei die Schlackenproduktion jedoch gleichzeitig 4-6 Mal höher ist. Dies führt zu einem starken Verschleiß der eingesetzten feuerfesten Werkstoffe. Ein weiteres Ziel war es daher, eine Pilotanlage mit geeigneten feuerfesten Systemen, sowie Änderungen in der räumlichen Gestaltung und Anordnung der Roheisen- und Schlacke-führenden Systeme zu entwickeln.
Ergebnisse:
- Die 13 verschiedenen eisen- und kohlenstoffhaltigen Stäube können über die Blasformen des Oxi-Cup®-Prozesses eingeblasen werden.
- Das hohe Temperaturniveau im Koksbett vor den Blasformen ist geeignet, die Stäube aufzuschmelzen.
- Bei der vereinfachten Injektionstechnik der Stäube in den Schachtofen wird das in einem Druckbehälter befindliche Material stoßweise in den Oxi-Cup®-Prozess injiziert.
- Die entwickelt Pilotanlage ermöglicht - durch eine kurze Wechselfrequenz des Betriebes der beiden Stichlöcher - die Instandsetzung des verschlissenen feuerfesten Materials im laufenden Betrieb.
- Die im Abstichbereich des Schachtofens eingesetzten Materialien weisen bei veränderter Schlackenzusammensetzung unter Einblasbedingungen eine hohe Beständigkeit auf.
- Die Standzeit der Stichlöcher betrug unter den Bedingungen eines vollkontinuierlichen Betriebes bei Projektende 56 Tage.
