Schmelzreduktion

Bei der Schmelzreduktion handelt es sich um Anlagen der Stahlherstellung, die zur Erzeugung von Roheisen aus Kohle und Eisenerz dienen. Diese Anlagen stellen derzeit noch eher untergeordnete Alternativen der Primärstahlherstellung dar. Im Vergleich zum Hochofen liegt der Vorteil darin, dass kein Koks benötigt wird. Somit entfällt bei dieser Variante der Stahlherstellung die Koksofenanlage, was mit einer Verringerung des Energieverbrauches verbunden ist.

Bei allen Verfahren werden vor der eigentlichen Schmelzreduktion die Eisenerze im Zuge der Erzaufbereitung von Verunreinigungen getrennt. In den jeweiligen Schmelzreduktionsanlagen wird in der Folge aus den Eisenerzen Roheisen erzeugt. Das auf diesem Weg hergestellte Roheisen kann noch nicht technisch genutzt werden und wird im Anschluss in einem Sauerstoffblaskonverter zu Stahl weiterverarbeitet. Derzeit gibt es unterschiedliche Verfahren die großtechnisch bei der Schmelzreduktion zum Einsatz kommen. Die verbreitetsten Verfahren sind hierbei das Corex-Verfahren und das Finex-Verfahren.

Corex-Verfahren

Vor dem Einsatz im Corex-Verfahren werden die aufbereiteten feinen Eisenerze Großteils in Pelletanlagen stückig gemacht. Eisenerz aus Sinteranlagen kommt eher nur vereinzelt zur Anwendung.

Bei dem Corex-Verfahren handelt es sich um ein zweistufiges Schmelzreduktionsverfahren, welches in zwei getrennten Anlagen stattfindet. In der ersten Anlage, dem sogenannten Reduktionsschacht, erfolgt die Reduktion des aufbereiteten Eisenerzes zu Eisenschwamm. Der erzeugte Eisenschwamm ist ein poröses und schwammartiges Produkt mit hohem Eisenanteil. Dieser Eisenschwamm wird in die zweite Anlage gefördert, wo durch Zugabe von Kohle die Endreduktion zu Roheisen erfolgt. Die zweite Anlage ist der sogenannte Einschmelzvergaser, in dem die Kohle mit dem zusätzlich eingeblasenen Sauerstoff reagiert. Diese Reaktion liefert die benötigte Wärme für das Aufschmelzen des Eisenschwammes. Bei diesem Vorgang entsteht viel gasförmiges Kohlenmonoxid. Dieses wird aus dem Einschmelzvergaser in den Reduktionsschacht geleitetet und ist dort für die Reduktion von Eisenerz verantwortlich. Ein wesentlicher Nachteil des Corex-Verfahren sind die großen Mengen an Gichtgas, die bei der Reduktion von Eisenerz im Reduktionsschacht anfallen. Dieses Gas kann im Stahlwerk nur schwer genutzt werden, weshalb es hauptsächlich zur Stromerzeugung verwendet wird.

Finex-Verfahren

Das Finex-Verfahren ist eine Weiterentwicklung des Corex-Verfahrens, bei dem die Aufbereitung des feinen Eisenerzes in Pelletanlagen nicht erforderlich ist. Der Prozessablauf ist ähnlich wie bei dem Corex-Verfahren, nur dass die Erzeugung des Eisenschwammes nicht in einem Reduktionsschacht erfolgt. Stattdessen kommen meist drei oder vier hintereinander angeordnete Wirbelschichtreaktoren zum Einsatz. In diesen Reaktoren werden die feinen Eisenerze, ähnlich wie bei der Wirbelschichtfeuerung, durch einen Gasstrom in Schwebe gehalten. In den Wirbelschichtreaktoren wird das feine Eisenerz schrittweise zu Eisenschwamm reduziert. Dieser ist sehr fein und wird vor der Förderung in den Einschmelzvergaser noch gepresst. Im Einschmelzvergaser liefert die Reaktion der Kohle mit dem eingeblasenen Sauerstoff die benötigte Wärme zur Roheisenerzeugung. Das dabei entstehende kohlenstoffhaltige Gas wird zur Reduktion in die Wirbelschichtreaktoren geleitet. In diesen entsteht wiederum Gichtgas, welches zur Stromerzeugung genutzt werden kann.

Alternative Schmelzreduktionsanlagen

Neben dem Corex und dem Finex Verfahren kommen vereinzelt noch weitere Schmelzreduktionsverfahren zum Einsatz. Dies sind beispielsweise:

• HIsmelt-Verfahren
• Romelt-Verfahren
• HIsarna-Verfahren
• Dios-Verfahren
• Kawasaki-Verfahren
• Ausmelt-Verfahren
• Fastmelt-Verfahren
• CleanSMelt-Verfahren

Englische Übersetzung(en):

melting reduction process, smelting reduction