Klimaschonende Sauerstofftechnologie für den Hochofenprozess: Der Sequenz-Impuls-Prozess mit induzierten Stoßwellen (SIP) von Thyssenkrupp soll auch helfen, nicht unerhebliche Kosten sparen zu können.
Foto: Thyssenkrupp

Stahl

Neuartige Sauerstoff-Technologie für den Hochofen

Kosten sparen und weniger CO2-Ausstoß durch „Tiefenwirkung“ von Sauerstoff: Am Standort Duisburg testet Thyssenkrupp eine innovative Hochofen-Technologie.

Thyssenkrupp erprobt in Duisburg mit dem „Sequenz-Impuls-Prozess mit induzierten Stoßwellen“ eine neuartige Hochofentechnologie mit Sauerstoff-Injektion, um die eigenen Prozesse effizienter zu gestalten. Zudem möchte das Unternehmen mit der Technologie einen Beitrag zur Minderung der CO2-Emissionen leisten – sowohl im eigenen Unternehmen als auch weltweit durch die Vermarktung der Technologie. Nach einem fundierten Forschungs- und Entwicklungsprozess wurde nun auf der Zielgeraden die weltweit erste Anlage am Hochofen Schwelgern 1 und somit auch die Referenzanlage für die Vermarktung fertiggestellt.

Spezielles Sauerstoff-Injektionsverfahren

Das Resultat der von Thyssenkrupp AT.PRO tec GmbH, einem Unternehmen der Thyssenkrupp Materials Trading GmbH, und Thyssenkrupp Steel Europe durchgeführten Entwicklungen ist ein speziell auf den Hochofenprozess zugeschnittenes innovatives Sauerstoff-Injektionsverfahren. „Die Verfahrensentwicklung wurde auf eine „Tiefenwirkung“ des Sauerstoffs ausgelegt. Ziel ist es dabei, die Gas- und Flüssigkeitsströme des Hochofens zu verbessern und somit eine Effizienzsteigerung zu erzielen. Grundlage dafür sind die Kenntnis und die gezielte Anwendung verschiedener gasdynamischer Phänomene bei der Sauerstoffinjektion“, erläutert Dr. Rainer Klock, Manager Ofenmetallurgie des Hochofenbetriebes Schwelgern von Thyssenkrupp Steel Europe, die neue Technologie.

Prozesse im Hochofen optimieren

Zur technischen Umsetzung wird in jede der 40 Blasformen des Hochofens 1 eine zusätzliche Lanze eingesetzt durch die der Sauerstoff injiziert wird. Jede der 40 Lanzen wird von einer eigenen Injektionseinheit, der sogenannten SIP-Box, versorgt.
„Ich freue mich, dass wir mit Schwelgern 1 einen der größten Hochöfen Europas haben, an dem unsere SIP-Technologie jetzt installiert ist“, sagt Gerd König, geschäftsführender Gesellschafter der Thyssenkrupp AT.Pro Tec GmbH. „In Kürze werden wir auch in der Lage sein, durch Referenzwerte die Rentabilität der Technologie nachzuweisen und aufzuzeigen, dass sie die Prozesse im Hochofen optimiert.“

"Kosteneinsparpotential in Millionenhöhe"

Die Ergebnisse der in Zusammenarbeit mit der RWTH Aachen durchgeführten Forschungen und Untersuchungen stimmen Jörg Glebe, Geschäftsführer der Thyssenkrupp AT.Pro Tec GmbH, zuversichtlich: „Bei einer Effizienzsteigerung des Hochofenprozesses wird der Verbrauch der Reduktionsmittel Koks und Einblaskohle optimiert. So können CO2-Emissionen und Kosten reduziert werden. Schon ein Austausch von fünf Kilogramm Koks durch Einblaskohle pro Tonne Roheisen würde am Hochofen Schwelgern 1 zu einem jährlichen Kosteneinsparpotential in Millionenhöhe führen.“

Ausblick: Weltweite Vermarktung der neuen Technologie

Bereits jetzt stößt die Technologie auf breites Interesse. Derzeit finden Gespräche mit großen Anlagenbauern statt. Ziel ist es, das Verfahren flächendeckend auf den Markt zu bringen und die Ausrüstung von Hochöfen zu begleiten. „Wir sehen großes wirtschaftliches Potenzial in unserer Technologieentwicklung und sind überzeugt, dass sie sich schnell auf dem Weltmarkt durchsetzen wird“, sagt Wolfgang Schnittker, CEO der Thyssenkrupp Materials Trading.

Ein Baustein zur Klimastrategie der Thyssenkrupp-Stahlproduktion

  • Bis 2050 soll die Stahlproduktion bei Thyssenkrupp klimaneutral werden.
  • In einem ersten Zwischenziel möchte Thyssenkrupp bis zum Jahr 2030 die Emissionen aus Produktion und Prozessen im eigenen Unternehmen sowie die Emissionen aus dem Bezug von Energie gegenüber dem Referenzjahr 2018 um 30 Prozent senken. Die Vermeidung von CO2 („Carbon Direct Avoidance“, CDA) ist dabei einer von zwei Pfaden der Strategie.
  • In einem nächsten Schritt sollen dazu die Hochöfen teilweise auf Wasserstoff umgestellt werden.
  • Damit schließlich alle Chancen zur weiteren Optimierung der Hochofentechnologie ausgeschöpft werden, erprobt Thyssenkrupp die neue Sauerstoff-Injektion bzw. den „Sequenz-Impuls-Prozess mit induzierten Stoßwellen“ am Großhochofen Schwelgern 1.