2015-08-01  –  2019-04-30

193.094,70 EUR

Helmut-Schmidt-Universität - Universität der Bundeswehr Hamburg - Fakultät für Maschinenbau - Institut für Automatisierungstechnik, Hamburg, Hamburg

03ET1221C

Energiesparende Industrieverfahren - Industrieöfen [EA3204]

01147027/1  –  Erhöhung der Energieeffizienz der Stahlerzeugung in Lichtbogenöfen durch prozessgeführte Regelung des Energieeintrages

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN2)

Energie

Das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens ist eine deutliche Einsparung von elektrischer Energie und eine Verkürzung der Prozessdauer bei der Stahlerzeugung im Elektrolichtbogenofen durch eine verbesserte Prozessführung und -regelung. Hierbei soll insbesondere der zunehmenden Variationsbreite der Einsatzstoffe (Schrott, Eisenschwamm) Rechnung getragen werden. Ziele des Teilvorhabens sind die Entwicklung und Erprobung von neuartigen Regelungskonzepten für die Feinkohleinjektion zur Schaumschlackenbildung sowie für die Optimierung der Materialzufuhr. Vorgesehene Arbeitsschritte sind: Prozessdatenerfassung; Implementierung eines laserbasierten Abgasanalysesystems; Anpassung von Energie- und Massenbilanzmodellen ; Entwicklung einer Regelung für die Feinkohleinjektion; Entwicklung einer Regelung für den chemischen Energieeintrag; Entwicklung von Regelungsalgorithmen zur Optimierung der Materialzufuhr; Entwicklung einer Endpunktkontrolle für Ziel-Kohlenstoffgehalt und Abstichtemperatur; Betriebliche Erprobung der Komponenten zur optimierten Prozessführung; Technisch-wirtschaftliche Bewertung der neuen Prozessführung; Nutzanwendungskonzepte zur Übertragung auf weitere Lichtbogenöfen. Die optimierte Prozessregelung für den Lichtbogenofen wird zu einer gesteigerten Energieeffizienz, kürzeren Prozesszeiten und damit zu signifikanten Kosteneinsparungen führen. Dies wird im Rahmen des Vorhabens an einem industriellen Lichtbogenofen demonstriert, der sich durch eine große Variation bzgl. der verwendeten Einsatzstoffe auszeichnet. Als zukünftige Nutzer der Forschungsergebnisse stehen zunächst die Betreiber der derzeit 24 Lichtbogenöfen der Stahlindustrie in Deutschland im Fokus, sowie die zugehörigen Anlagenbauer und die überwiegend mittelständischen Hersteller von Mess-, Steuer- und Regelungstechnik. Der Praxisnachweis wird die Akzeptanz für weitere Anwendungen stärken. So sind die Forschungsergebnisse auch auf Gießereibetriebe und NE-Metallhersteller übertragbar.