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Samstag, 18. November 2017
22. Juni 2015 | 13:59

ESTAD – Europas größte technische Stahlkonferenz in Düsseldorf

Vom 15. bis zum 19. Juni fand im Rahmen der Metallurgie-Fachmesse METEC in Düsseldorf die zweite Auflage der European Steel Technology and Application Days (2nd ESTAD) statt. In über 600 Vorträgen informierten sich die rund 1.350 Teilnehmer über die neuesten Ideen und Entwicklungen in den Bereichen Stahlerzeugungstechnologien, Stahlwerkstoffe und Stahlanwendung. 

Das Programm überzeugte mit zahlreichen Highlights. Die Präsentationen wurden den verschiedenen Prozessstufen zugeordnet – von der Eisenerzeugung, bis hin zu Oberflächentechnologien und der Werkstoffanwendung. Auch das für die Branche hochrelevante Thema Energieeffizienz kam nicht zu kurz. Wir haben einige Entwicklungen in den genannten Themenbereichen hier zusammengefasst.

Eisenerzeugung

"Wer wissen will, wie die Zukunft der Stahltechnologien und ihrer Anwendungen aussieht, muss die ESTAD-Konferenz besuchen. Sie ist das geeignete Forum, wichtige und wegweisende Trends vorzustellen und zu diskutieren. Die Themenvielfalt der Konferenz belegt die Kreativität und die Innovationskraft der Stahlindustrie", Dr. Herbert Eichelkraut, Vorsitzender der ESTAD-Konferenz und Produktionsvorstand bei ThyssenKrupp Steel Europe AG.

„Wer wissen will, wie die Zukunft der Stahltechnologien und ihrer Anwendungen aussieht, muss die ESTAD-Konferenz besuchen. Sie ist das geeignete Forum, wichtige und wegweisende Trends vorzustellen und zu diskutieren. Die Themenvielfalt der Konferenz belegt die Kreativität und die Innovationskraft der Stahlindustrie“, Dr. Herbert Eichelkraut, Vorsitzender der ESTAD-Konferenz und Produktionsvorstand bei ThyssenKrupp Steel Europe. (Foto: Stahlinstitut VDEh / Dirk Heckmann).

Die Verfahrensroute über den Hochofen und Konverter ist weltweit mit einem Produktionsanteil von rund 74 Prozent und in Europa mit ca. 60 Prozent dominant. Bei dieser Route wird auf Basis von agglomerierten Eisenerzen (Sinter, Pellets) und Stückerzen sowie Koks bzw. Kohle als Reduktionsmittel und Sauerstoff Roheisen hergestellt. Weltweit haben Hochöfen im Jahr 2014 rund 1,2 Milliarden Tonnen Roheisen hergestellt.

Der hierfür benötigte Koks kommt heute an vielen Standorten aus modernen Kokereien, die auf höchsten Umweltstandards betrieben werden. Der Neubau der Batterie 1 der Kokerei der Hüttenwerke Krupp Mannesmann zeigt diesen Fortschritt.

Doch auch bei den Hochöfen selbst geht die Entwicklung weiter. So wird der Reduktionsmittelverbrauch stetig optimiert. Um den Koksverbrauch zu senken, blasen in Europa mittlerweile nahezu alle Öfen Kohlenstaub ein. In einigen Ländern außerhalb Europas wird auf Erdgas als Reduktionsmittel zurückgegriffen. Der durchschnittliche Koksverbrauch der Hochöfen in Deutschland und Westeuropa liegt heute bei nur noch 330 Kilogramm pro Tonne Roheisen. Zum Vergleich: Noch Anfang der 1960er Jahre wurden über 800 Kilogramm Koks zur Herstellung einer Tonne Roheisen verbraucht.

Alternative Erzreduktionsverfahren, die ohne Koks produzieren wollen, sind die Verfahren der Direktreduktion und der Schmelzreduktion. Bei der Direktreduktion wird den Eisenerzen der Sauerstoff entzogen und ein festes Produkt Eisenschwamm (DRI= Direct Reduced Iron) erzeugt, der dann im Elektrolichtbogenofen zu Rohstahl eingeschmolzen wird. Weltweit wurden 2014 rund 76 Millionen Tonnen DRI erzeugt. Eine deutlich geringere Anwendung finden weltweit momentan die Verfahren der Schmelzreduktion. Bisher sind global nur elf Anlagen des sogenannten Corex- und des Finexverfahrens, die im Jahr 2014 ca. sieben Millionen Tonnen Roheisen hergestellt haben, in Betrieb.

Stahlerzeugung

Im Bereich der Stahlerzeugung konnte unter anderem der Elektrolichtbogenofen vom Typ Quantum (Primetals) überzeugen. Das in Mexico bei TYASA installierte Aggregat kombiniert die erprobte Schacht-Technologie zur Schrottvorwärmung mit einem neuen Schrottchargierprozess. Der Energieverbrauch beträgt 280 Kilowattstunden pro Tonne und ist deutlich niedriger als bei konventionellen Elektrolichtbogenöfen. Die gesamten CO2-Emissionen sollen dadurch im Vergleich zu konventionellen Aggregaten um bis zu 30 Prozent pro Tonne Rohstahl reduziert werden.

Bereits im Dezember 2012 hat die Salzgitter AG die weltweit erste BCT®-Anlage (Belt Casting Technology) am Standort Peine in Betrieb genommen. Durch die gemeinsame Entwicklung der Salzgitter AG, der SMS Siemag AG und der TU Clausthal in Deutschland wurde mit dem neuen Verfahren ein vielversprechender Schritt in Richtung des Vorbandgießens vollzogen. Der Prozess ermöglicht die energie- und ressourcenschonende Produktion neuer Hochleistungsstähle mit extrem hohem Energieabsorptionsvermögen. Hergestellt werden sollen mit dem neuen Verfahren sogenannte High Strength Ductility (HSD®) Stähle. In der andauernden Testphase des Verfahrens wurde die technische Machbarkeit im Industriemaßstab bereits nachgewiesen, erste HSD®-Schmelzen konnten sicher vergossen werden.

Umformtechnik

Auch in der Umformtechnik ist der Umweltgedanke Treiber vieler Entwicklungen. Bei der Auslegung von Anlagen und Prozessen der Umformtechnik wird eine möglichst effiziente Nutzung von Energie, Rohstoffen und Materialen angestrebt.

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In einer Round-Table-Diskussion wurden die zentralen Erkenntnisse der Konferenz zusammengefasst (Foto: Stahlinstitut VDEh / Dirk Heckmann).

Prozesskettenverkürzung ist ein Trend, der diesem Gedanken Rechnung trägt. Neben den bereits seit einigen Jahren bewährten und flexibel einsetzbaren CSP-Anlagen (Compact Strip Production) sind hier als jüngere Entwicklung die ESP-Anlagen (Endless Strip Production) zu nennen. Beide Verfahren zeichnen sich durch hohe Energieeffizienz aus, da sie die Wärme aus dem Gießprozess für das Walzen nutzen.

Die Produktion hochfester Stähle, die z.B. im Automobilleichtbau eingesetzt werden, stellt die Betreiber von Kalt- und Warmwalzwerken vor neue Herausforderungen. Um die Prozessfenster zu erweitern bzw. die Anlagen für diesen Prozess auszurüsten, wird der Ansatz verfolgt, Umformprozess und Werkstoffeigenschaften ganzheitlich zu optimieren.

Stahlwerkstoffe und Anwendung

Im Themenbereich Stahlwerkstoffe und Anwendung wurden im Rahmen der ESTAD interessante Projekte präsentiert. Ein neues Baukonzept für selbsttragende Leichtbau-Freiformstrukturen bietet die Möglichkeit, den Lastabtrag sowie Funktion und Design der Gebäudehülle in einer zweilagigen Struktur zu vereinen. Ein entwickeltes Schädigungsmodell für die Blechumformung hilft, Kosten bei der Planung, Auslegung, Herstellung und Einarbeitung der Tiefziehwerkzeuge zu reduzieren.

Energie und Umwelt

Die Beiträge in den Bereichen Energie und Umwelt weisen ein sehr breites Spektrum auf. Insbesondere bei den Energiethemen geht es um die Steigerung der Energieeffizienz und somit um die Minderung von CO2-Emissionen. Bei der Wärmerückgewinnung am Elektrolichtbogenofen durch eine ORC-Anlage (Organic Rankine Cycle) wird die Abwärme direkt verstromt und minimiert den Strombezug an dem Aggregat. Auch die Umwandlung von bei der Stahlerzeugung entstehendem CO2 in chemische Produkte, wie z.B. Methan, wurde thematisiert.

Natürlich durften auch aktuelle Entwicklungen aus dem Bereich Industrie 4.0 bei den ESTAD nicht fehlen. Der „smarte“ Stahlherstellungsprozess basiert dabei zunehmend auf der Auswertung großer Datenmengen (Stichwort: Big Data). Auch hierdurch wird der Prozess optimiert und im Idealfall Energie eingespart.

Viele der Beiträge zu Umwelt- und Energieaspekten befassten sich mit einem ganzheitlichen Ansatz, der stärker auf Ressourcen- und Energieeffizienz ausgelegt ist, als sich um die Vermeidung einzelner negativer Auswirkungen zu kümmern. Entsprechende Übersichtsbeiträge widmen sich beispielsweise der effektivsten Vermeidung von Emissionen, der Schließung von Stoffkreisläufen und Verbesserung der Ausbeute oder der Wassermehrfachnutzung und Abwasservermeidung. Es werden sowohl Konzepte als auch konkrete Lösungsvorschläge dargestellt.

Mit rund 1.350 Teilnehmern und über 600 Vorträgen war die zweite Auflage der ESTAD ein voller Erfolg. Die zahlreichen Präsentationen zeigen: Die Stahlindustrie ist innovativ und ist stets bemüht, ihre Prozesse weiter zu optimieren. Und auch im Rahmen der METEC waren unsere Kollegen aktiv. Am Gemeinschaftsstand mit dem Verlag stahleisen konnte man sich über die Aktivitäten des Stahlinstituts VDEh informieren.

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Portrait_Hans-Bodo_Luengen_2015_140x194[1]Über den Autor: Dr.-Ing. Hans-Bodo Lüngen ist Leiter Technik beim Stahlinstitut VDEh in Düsseldorf. Er war maßgeblich an der Organisation und Durchführung der 2nd ESTAD beteiligt.

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