Untersuchungen zum Verhalten und Einfluss des Einblasens von DRI und LRI in Schachtöfen

Born, Stefan; Senk, Dieter (Thesis advisor); Schenk, Johannes (Thesis advisor)

Aachen : RWTH Aachen University (2019, 2021)
Doktorarbeit

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2019

Kurzfassung

Die Bedeutung der Stahlindustrie für die industrielle Wertschöpfung resultiert daraus, dass sie am Beginn der Wertschöpfungskette vieler Industriezweige steht. Daher ist es wichtig, eine wettbewerbsfähige Stahlindustrie in Europa zu halten. Weitere Optimierungsmaßnahmen sind daher zur Aufrechterhaltung der Wettbewerbsfähigkeit notwendig. Dazu muss die Industrie der Verknappung von Rohstoffen, sowie strikter werdenden politischen Auflagen gerecht werden. Da in der Stahlindustrie eine Abhängigkeit von hochqualitativen Einsatzmaterialien herrscht, ist es außerdem vorteilhaft, weitere Energie- und Rohstoffquellen zu erschließen, um die dahingehende Flexibilität zu erhöhen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Einblasen von DRI und LRI in Schachtöfen untersucht. Diese Materialien können mit Aggregaten erzeugt werden, die nicht auf Kokskohlen und agglomerierte Eisenerze angewiesen sind. Dadurch soll die Produktivität in wirtschaftlich starken Zeiten erhöht werden, bei der Verwendung von Rohstoffen geringer Qualität aufrechterhalten und die Flexibilität im Hinblick auf die Reduktionsmittelauswahl (Erdgas, nicht-metallurgische Kohlen, Kuppelgase, Wasserstoff) gesteigert werden. Schwerpunktmäßig wurde der Hochofen als Aggregat mit dem wirtschaftlich höchsten Potential behandelt. Die Ergebnisse sind auf andere Schachtofenverfahren übertragbar. Das Einblasen von DRI und LRI, das Reaktionsverhalten und die daraus resultierenden Auswirkungen auf Wirbelzonenparameter wurden untersucht. DRI/LRI wird in der Einblaszone von Schachtöfen reduziert und geschmolzenen und eine Trennung von Schlacke und Roheisen findet statt. Auswirkungen auf die Flammtemperatur sind in einer Größenordnung, die durch eine Sauerstoffanreicherung kompensiert werden kann. Das Einblasen von DRI und LRI auf Windformebene in Schachtöfen scheint aus prozesstechnischer Sicht möglich und sinnvoll. Unter Berücksichtigung der in dieser Arbeit gewonnenen Ergebnisse erscheint das Einblasen unproblematisch für den Ofenbetrieb.

Einrichtungen

  • Fachgruppe für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik [520000]
  • Lehrstuhl für Metallurgie von Eisen und Stahl [522310]

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