Fachpresse, 20.03.2024, 09:20
Forschungsbaustein für das Elektro-Roheisen der Zukunft: thyssenkrupp Steel vergibt Auftrag für Einschmelzer-Versuchsanlage
- thyssenkrupp Steel beauftragt Grenzebach Maschinenbau mit dem Bau der Anlage in Duisburg
- Das Projekt ist Teil der klimaneutralen Transformationsstrategie von thyssenkrupp Steel
- Forschung zu Elektro-Roheisen aus wasserstoffbasierter Direktreduktion
- Wissenschaftliche Leitung liegt beim VDEh-Betriebsforschungsinstitut
Duisburg, 20. März 2024. thyssenkrupp Steel hat die Grenzebach Maschinenbau GmbH mit dem Engineering, dem Bau und der Inbetriebnahme einer DRI-Einschmelzer-Versuchsanlage inklusive zugehöriger Nebenaggregate am Standort Duisburg beauftragt. Der vom Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen (MWIKE) geförderte Einschmelzer ist Teil des Forschungsschwerpunkts zur klimaneutralen Transformationsstrategie am Standort der thyssenkrupp Steel in Duisburg.
Das Projekt unter der wissenschaftlichen Leitung des VDEh-Betriebsforschungsinstituts (BFI) soll demonstrieren, wie der in Direktreduktionsanlagen produzierte Eisenschwamm in einem innovativen Einschmelzer verflüssigt und zu Roheisen weiterverarbeitet werden kann. Das Auftragsvolumen beträgt rund 7,5 Millionen Euro, wobei das MWIKE 65 % und thyssenkrupp Steel 35 % der Gesamtkosten des Projekts übernehmen.
Forschungsschwerpunkt auf CO2-Reduktion in Roheisenerzeugung und Zementherstellung
Ab Anfang 2026 sollen die ersten Versuchskampagnen zur Erprobung unterschiedlicher Einsatzmaterialien wie direkt reduziertes Eisen (DRI), alternative Kohlenstoffträger und Kreislaufstoffe für die Roheisenerzeugung starten. Der Einschmelzer im Demonstrationsmaßstab ist mit einer Kapazität von 100 kg/h direktreduziertem Eisen an die Direktreduktions-Versuchsanlage angepasst. Gemeinsam bilden beide Aggregate einen Forschungsschwerpunkt zur wasserstoffbasierten Direktreduktionstechnologie an Europas größtem Stahlstandort. Neben Untersuchungen zur CO2-Reduktion und Produktqualität des erzeugten Roheisens ist ein weiteres Projektziel die Einschmelzerschlacke so zu konditionieren, dass sie als Grundwerkstoff für die Zementherstellung dienen kann, vergleichbar mit der aktuellen Verwendung von Hochofenschlacke der konventionellen Roheisenerzeugung. Somit können auch die CO2-Emissionen in der nur schwer zu dekarbonisierenden Zementindustrie nachhaltig gesenkt werden.
„Die wasserstoffbasierte Direktreduktion in Kombination mit Einschmelzern ist ein innovativer Ansatz, der bei thyssenkrupp Steel erstmals im großindustriellen Maßstab umgesetzt wird. Daher ist es unerlässlich, auf dem Weg dahin die neuen Technologien praktisch anzuwenden und zu erlernen“, so Chief Technology Officer Dr. Arnd Köfler. „Der Versuchseinschmelzer und die Direktreduktions-Versuchsanlage sind das Herz unserer Forschung für die klimaneutrale Stahlproduktion der Zukunft. Sie ermöglichen uns, verschiedene Einsatzstoffe flexibel zu nutzen und präzise Antworten auf die grundlegenden technologischen Fragen zur Transformation der Stahlherstellung zu finden.“
thyssenkrupp Steel stärkt Innovationskraft mit neuer Einschmelzer-Versuchsanlage
Mit der Einschmelzer-Versuchsanlage schließt thyssenkrupp Steel die Lücke in der Piloterprobung des gesamten Produktionsprozesses vom Rohstoff zum gewalzten Stahlband. Schon jetzt werden die Prozessschritte von der Stahlerzeugung, dem Walzen bis hin zur Oberflächenveredelung auf Technikumsanlagen in einem verkleinerten Maßstab nachgestellt. Dadurch können neue Technologien und Konzepte realitätsnah und mit Fokus auf Kundenbedürfnisse erprobt werden. Die Entwicklung im Technikumsmaßstab spart nicht nur aufgrund des geringeren Materialeinsatzes Ressourcen und Entwicklungskosten, sie vermeidet auch Störungen in den betrieblichen Produktionsanlagen. Der Demonstrationsmaßstab erlaubt somit auch, aus Fehlern zu lernen und Parameter und Betriebspunkte anzupassen. Auch die Erprobung neuer Einsatzstoffe ist geplant. Dies ermöglicht optimierte Lösungen entlang der Produktionsroute und bei Inbetriebnahme der großen in Duisburg entstehenden Direktreduktionsanlage eine nahtlose Integration in das bestehende Hüttenwerk.
thyssenkrupp Steel gehört zu den führenden Herstellern von Qualitätsflachstahl und steht für Innovationen in Stahl und hochwertige Produkte für modernste und anspruchsvolle Anwendungen. Steel beschäftigt rund 26.000 Mitarbeitende und ist mit einem Produktionsvolumen von jährlich ungefähr 11 Millionen Tonnen Rohstahl der größte Flachstahlhersteller in Deutschland. Das Leistungsspektrum reicht von kundenspezifischen Werkstofflösungen bis hin zu werkstoffnahen Dienstleistungen.
Als Vorreiter in der Klimatransformation hat sich thyssenkrupp Steel zum Ziel gesetzt, bereits 2030 jährlich mehr als 30 % des CO2-Ausstoßes zu vermeiden. Spätestens 2045 soll die Stahlproduktion vollständig klimaneutral sein. Durch die Förderung von Bund und Land des Projekts tkH2Steel® von thyssenkrupp Steel am Standort Duisburg wird die wegweisende Transformation Realität: Die Herstellung von Premiumstahl mit grünem Strom und wasserstoffbasierter Direktreduktionstechnologie. Der Start in die Transformation wird eine erste Direktreduktionsanlage mit innovativen Einschmelzaggregaten sein. Als Großabnehmer von grünem Strom und Wasserstoff ist thyssenkrupp Steel zugleich ein Wegbereiter der grünen Energie-Infrastruktur der Zukunft.
Das VDEh-Betriebsforschungsinstitut mit Sitz in Düsseldorf ist eines der europaweit führenden Institute für anwendungsnahe Forschung und Entwicklung in der Prozessindustrie. Steigende Anforderungen an die Produktqualität, Produktionskosten, CO2-Emissionen und Anlagenauslastung stellen die Stahlindustrie vor neue Herausforderungen. Das BFI bietet hierzu maßgeschneiderte Innovationen entlang der kompletten Prozesskette der Stahlherstellung von den Einsatzstoffen zum Endprodukt. Themenfelder sind die CO2-Reduktion & Energieeffizienz, die Prozess- und Prozesskettenoptimierung, die Kreislaufwirtschaft sowie Industrie 4.0 & Messtechnik.
Die Transformation der Stahlindustrie begleitet das BFI wissenschaftlich in enger Zusammenarbeit mit der Industrie und Politik. Dies umfasst Aktivitäten zur experimentellen und simulativen Untersuchung der Technologien im Rahmen öffentlich geförderter Forschungsprojekte, aber auch eine Mitarbeit in Initiativen wie IN4climate.NRW oder der wissenschaftlichen Arbeit in SCI4climate.NRW.