Eisenmetallurgie

AuszugAuf dem Gebiet der Reduktion und der Schachtofenprozesse der Stahl- und Giessereiindustrie wurden am Institut für Eisenhüttenkunde (IEHK) der RWTH Aachen University zahlreiche Studien, nationale und internationale Forschungsobjekte sowie Diplom- und Doktorarbeiten durchgeführt. Die Schwerpunkte wurden folgenden Themen gewidmet: - Koks- und Energieverbrauch - Leistung und Prozesseffizienz - Steuerung und Automatisierung - Einblasen von Ersatzrediktionsmitteln - Recycling von Reststoffen - Umweltschutz und Minderung von schädlichen Emissionen. Das Gebiet der berührungslosen Messungen in der Stahlindustrie wurde seit Ende der 1990er Jahre durch das IEHK besetzt. In diesem Bereich wurden folgende Schwerpunkte intensiv bearbeitet: - Einsatz von LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) zur Bestimmung der Zusammensetzung von Schmelze, Schlacke und Gichtstaub - Messung von Gastemperaturen und - konzentrationen in Verbrennungssystemen mittels des laserbasiertes Gasanalysesystem CARS (Coherent Anti-Stokes Raman Scattering) - Abgasmessungen mittels Infrarot-Spektroskopie (FTIR: Fourier Transformed Infra-Red Spectroscopy) - Einsatz von Termovisionskameras zur Inline-Messung von Temperaturverteilungen. In der letzten Dekade erlangte die mathematische Modellierung von Details immer größere Bedeutung. Dieses Buch beschreibt die Problematik, Untersuchungsmethoden und Ergebnisse von Forschungsprojekten und Doktorarbeiten des IEHK der letzten Dekade für folgende Themenbereiche: - Grundlagen der Gas - Feststoffgleichgewichte - Einblasen in Schachtöfen (Hochöfen, Kupolofen, OxiCup- Ofen) - Unterofenuntersuchungen inklusive laserbasierte Messungen unter simulierten Bedingungen an der Blasformebene - Mathematische Modellierung von Schachtofenprozessen - Kokseigenschaften und deren Verhalten im Hochofen - Einfluss von Brechkoks auf den Hochofenprozess -Kohleverhalten im Corex/Finex-Prozess - Verhalten von Selbstreduzierenden Pellets, Briketten, so wie Komposite für Direktreduktion und Hochofen. Darüber hinaus, wird hier über die zurzeit laifenden Doktorarbeiten zu Themen Einblasen von rezirkulierendem Gichtgas und organischen Reststoffen sowie direkt reduziertem Eisen in den Hochofen, Erhöhung der Effizienz von Corex/Finex- Verfahren und Untersuchungen zum Mini-Hochofen kurz berichtet. Die Forschung in den o. g. Bereichen wurde in der letzten Dekade durch die Herausforderung der Umweltproblematik und immer teurer gewordenen Ressourcen geprägt. In den nächten Jahren werden Gesellschaft und Politik noch intensiver mit diesen Problemen beschäftigt. Die Stahlindustrie nutzt Entwicklungspotenziale der heutigen Technologien und entwickelt und erforscht gleichzeitig neue Technologien, Methoden und Instrumentarien, die neben hoher Produktqualität mit günstigem Preis auch höhere Effizienz als heute und niedrigere Umweltbelastungen gewährleisten sollen. Dies betrifft in erster Linie die Eisenherstellung, da in einem integrierten Hüttenwerk der mit Abstand größte Anteil an Energieverbrauch und CO2-Emissionen beim Hochofen mit Nebenaggregaten, wie Sinteranlage und Kokserei liegt. Dies ist auch die Hauptmotivation des IEHK der RWTH Aachen University zur weiteren Forschung in diesem Bereich.