Rückführung von Hüttenreststoffen der Stahlindustrie, insbesondere eisenreichen Filterstäuben, in den Konverterprozess

In der deutschen Stahl- und Gießereiindustrie fallen pro Jahr mehr als zwei Millionen Tonnen hocheisenhaltige Abfälle an. Hiervon sind rund 350.000 t pro Jahr sog. rote Filterstäube, deren Eisengehalt (Fe) etwa fünfzig Prozent beträgt. Der überwiegende Anteil wird zurzeit im Regelfall durch Ablagerung entsorgt. Die Rückführung (Recycling) dieser Stäube in Hochtemperaturprozesse der Stahl- und Gießereiindustrie (hier in den Konverterprozess) wäre eine wesentliche Rückgewinnungsmaße (nicht nur für Eisen sondern auch z.B. für Zink s.u.). Voraussetzung ist allerdings eine geeignete Aufbereitungsmöglichkeit der Filterstäube durch Brikettierung, Pelletierung o.ä. Hierzu sei auf zugehöriges Schrifttum verwiesen.

Das Ziel innerhalb des vorliegenden Beitrags ist eine wärmetechnische und stoffliche Bilanzierung des Konverterprozesses ohne und mit Einsatz von Hüttenreststoffen (hier roter Filterstaub). Dabei werden die gekoppelten Stoff- und Energiebilanzen in Abhängigkeit der Eingangs- und Ausgangsströme und von im Prozess ablaufenden

  • exothermen Oxidationsreaktionen,
  • endothermen Reduktionsreaktionen,
  • Erwärmungs-, Schmelz- und Überhitzungsvorgänge,
  • Kühlvorgänge durch einzelne Stoffflüsse sowie
  • Wärmeverluste durch freie Konvektion und Strahlung

quantifiziert. Definierte Abstichmasse, Abstichtemperatur und Rohstahlzusammensetzung sollen als Zielgrößen nach dem Konverterprozess, dem sog. Frischprozess, erreicht werden. Insbesondere interessieren bei Einsatz der Hüttenreststoffe die Fragen

  • wie sich die Abstichtemperatur ändert, wenn sonst keine Zusatzmaßnahmen ergriffen werden,
  • wie sich die Abstichtemperatur durch Veränderung der Zugabe der Schrottmasse konstant halten lässt,
  • wie sich die beiden vorgenannten Punkte auf die Massenbilanz des Prozesses insbesondere die Austrittsmasse (das Ausbringen) von Rohstahl sowie die Energiebilanz auswirken.

Bei dem vorliegenden Beitrag handelt es sich um eine Vorstudie mit einer prinzipiellen und auf einigen vereinfachenden Annahmen (siehe unten) beruhenden Betrachtung.



Copyright: © TK Verlag - Fachverlag für Kreislaufwirtschaft
Quelle: Recycling und Rohstoffe 6 (2013) (Juni 2013)
Seiten: 15
Preis: € 15,00
Autor: Dr. Tomasz Kupka
Prof. Dr.-Ing. Reinhard Scholz

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