Nutzung von Prozesswärme zur eigenen Energieversorgung

Kürzlich waren das Umweltbundesamt, Bundestagsabgeordnete verschiedener Fraktionen sowie Vertreter des Bundeswirtschafts- und Bundesumweltministeriums zu Besuch im Stammhaus der Bilstein Group in Hagen-Hohenlimburg. Im Fokus stand die Besichtigung der vollautomatischen Haubenglühe sowie der in den Betrieb integrierten Organic Rankine Cycle (ORC)-Anlage.
Bei der Begrüßung stellt Marc T. Oehler, CEO der Bilstein Group, fest: „Unsere Haubenglühe setzt international Standards bei der Prozesssicherheit und Produktqualität. Mit der Steigerung der Energieeffizienz konnten wir nicht nur die Umweltbelastung reduzieren, sondern auch die Wettbewerbsfähigkeit unseres Unternehmens stärken. Ich sehe das Konzept damit als Idealfall für die nachhaltige Entwicklung unseres Geschäfts.“

Das Haubenglühen ist ein wichtiger Schritt bei der Herstellung von Kaltband. Nach dem Kaltwalzen von Stahl ist die Rekristallisation des Werkstoffs für nachfolgende Produktionsschritte erforderlich. Durch die Wärmebehandlung in der Glühe gewinnt der Stahl seine Umformfähigkeit zurück. Diese wiederum wird von den Anforderungen der Kunden individuell definiert. Eine entsprechend präzise Prozessführung ist daher zwingend, um die gewünschten Produktqualitäten zu liefern.
Entscheidend ist daher, dass sich aus dem Energiekonzept keine negativen Auswirkungen auf den Glühprozess ergeben. Ziel der ORC-Anlage ist mit der Stromerzeugung und Wärmerückgewinnung ausschließlich die Nutzbarmachung der ohnehin produktionsbedingt anfallenden Prozesswärme.

In der Haubenglühe wird das Kaltband unter einer Schutzhaube mit Temperaturen zwischen 500° C und 800° C behandelt. Das Ganze kann bis zu 5 Tage und länger dauern.

• Dabei entsteht in herkömmlichen Anlagen lediglich Abwärme. Diese wird bei Bilstein in der Abkühlungsphase für die Stromerzeugung und Wärmerückgewinnung über den Betrieb der ORC-Anlage genutzt.
• Durch gezielte Abführung der Prozesswärme über einen Bypass-Kühler wird dem Stahl nach Abschluss des Glühvorgangs die Wärme entzogen und an ein Thermalöl abgegeben. Das Thermalöl wird dann der ORC-Anlage zugeführt und verstromt.
• Ab einer bestimmten Temperatur reicht die Exergie der Abwärme nicht mehr zur Stromerzeugung. Hier beginnt dann der Prozess der Wärmerückgewinnung zur Beheizung der Produktionshalle und der Walzemulsion, um die technischen Möglichkeiten zur Energieeffizienzsteigerung maximal zu nutzen.
• Der in der eigenen Anlage erzeugte Strom wie auch die Wärme gehen auf kurzen Wegen in die eigenen Versorgungsnetze des Betriebs.

Mit der für die eigene Produktion gewonnenen Prozesswärme könnten im Durchschnitt in Deutschland das ganze Jahr rund 1.000 Wohnungen beheizt, mit dem erzeugten Strom rund 220 Zwei-Personen-Haushalte versorgt werden. Entsprechend reduziert sich der CO2-Ausstoß. Die Verbrennung von Erdgas wird eingespart.