Neues Verfahren für mehr Energieeffizienz

Strom sparen bei der Edelstahlproduktion

Elektrolichtbogenofen mit Drehstrom © Stahlinformationszentrum

Die Bezeichnung Stahl umfasst mehr als 2.200 Stahlsorten, die sich in der Zusammensetzung der Legierungen und den Materialeigenschaften unterscheiden. In 2004 zählten ca. 19% der deutschen Stahlproduktion zu den Edelstählen. So werden hochreine, legierte und unlegierte Stähle genannt, deren Gehalt an Eisenbegleitstoffen, wie z. B. Schwefel oder Phosphor, besonders niedrig ist. Charakteristische Eigenschaften von Edelstählen sind eine hohe Beständigkeit gegen Korrosion, Säuren, Hitze und Kälte sowie eine gute Verformbarkeit und hohe Festigkeit.

In Deutschland entfielen 2003 auf die Stahlindustrie insgesamt 5,6% des deutschen Primärenergieverbrauchs. Zwei Verfahren werden zur Stahlerzeugung eingesetzt: Das Oxygen-Verfahren verarbeitet in integrierten Hüttenwerken überwiegend direkt aus dem Hochofen kommendes Roheisen, das aus Eisenerz gewonnen wurde. Der Marktanteil liegt bei ca. 70%. Das zweite Verfahren ist der Elektrostahl, bei dem Stahlschrott mittels elektrischen Stroms geschmolzen wird. Überwiegend kommen dabei Elektrolichtbogenöfen zum Einsatz. Der hier geschmolzene Stahl wird anschließend in nachgeschalteten (sekundären) metallurgischen Prozessen weiterverarbeitet.

Elektrostahl hat derzeit einen Marktanteil von ca. 30% und verbrauchte in 2004 ca. 7,5 Mrd. kWh Strom. Ein Elektrolichtbogenofen verbraucht im Jahr etwa so viel Strom wie eine Kleinstadt. Bezogen auf die Tonne Stahl liegt der spezifische Primärenergieverbrauch beim Elektrostahl nur bei einem Viertel im Vergleich zum Oxygenverfahren. Beim Schmelzen von Elektrostahl hat sich für viele Stahlsorten seit Jahren die Schaumschlackenfahrweise etabliert. Durch Einsatz von Schaumbildnern entsteht auf der Oberfläche des geschmolzenen Stahls eine Schaumschlacke. Dies spart Energie und Reduktionsmittel und verbessert die Effizienz des Prozesses. Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurde jetzt auch ein Verfahren für diese Fahrweise bei nichtrostenden Chrom- bzw. Chrom-Nickel-Stählen sowie hochchromhaltigen Werkzeugstählen entwickelt. Seit Jahren wurde für diese Stähle, die als schlechte Schaumbildner galten, nach einem zuverlässigen Schaumschlackenverfahren gesucht. Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) im Rahmen der Energieforschung gefördert.

Mehr zum Projekt

Edelstahlproduktion im Elektro-Lichtbogenofen

Abschlussbericht als externer Download von der TIB Hannover.

Projektbeteiligte:

VDEh-Betriebsforschungs-institut GmbH

Edelstahl Witten-Krefeld GmbH

Stein-Industrieanlagen

Förderkennzeichen:

0327328A-C

Forschungsförderung

Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesem Projekt.