Stahlneuigkeiten Thyssenkrupp Steel setzt auf Labor für grünen Stahl und neue Güten

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Weil der Bereich E-Mobilität und Energie stetig wächst, entwickelt Thyssenkrupp Steel neuen Stahltypen für diese Bereiche. Außerdem gibt es ein neues Labor für die Eisenerze der Zukunft ...

Thyssenkrupp Steel investiert im Rahmen der Transformation zur grünen Stahlproduktion in ein neues Prüflabor am Standort Duisburg Schwelgern. Das erweitert die bestehenden Prüfmöglichkeiten des metallurgischen Labors und ermöglicht ISO konforme Tests für Einsatzstoffe der zukünftigen, auf Wasserstoff basierenden Direktreduktionsanlage (DR-Anlage), wie es heißt. Die Vergabe erfolgte an Heat & Power, von wo man bereits eine Pilotanlage zur Erzeugung von Sinter für Thyssenkrupp Steel designt und gebaut hat. Der aktuelle Auftrag hat wird mit rund 2,4 Millionen Euro bemessen. Es ist ein Baustein im Mosaik der grünen Transformation des Unternehmens. Rund 2.000 Untersuchungen pro Jahr bilden schon heute die Grundlage für die Qualitätssicherung der Hochofenroute an diesem Standort.

Mehr Wasserstoffgehalt macht Labortests nötig

Die Prüfatmosphäre der neuen Testanlagen orientiert sich demnach an den Bedingungen des künftigen Betriebs: Während im Hochofen bisher nur etwa zwei Prozent Wasserstoff im Prozessgas enthalten sind, wird für die Direktreduktionsroute bereits im Erdgasbetrieb mit rund 45 Prozent Wasserstoff geprüft, weil dieser Gehalt dem natürlichen Wasserstoffanteil im Erdgas entspricht, wie das Unternehmen erklärt. Mit dem geplanten Wasserstoff-Hochlauf würden die Prüfbedingungen dann schrittweise an steigende Wasserstoffgehalte angepasst, sodass jederzeit realistische und prozessrelevante Ergebnisse erzielt würden. An zwei Versuchsöfen bestehe auch die Möglichkeit, bei Bedarf Wasserdampf in den Prozess einzuleiten, um den Einfluss auf die einsatzstoffspezifischen Reduktionsgeschwindigkeiten untersuchen zu können. Diese Untersuchungen sollen die ISO-Prüfungen ergänzen und damit eine ganzheitlichere Bewertung von Einsatzstoffen und Prozessbedingungen ermöglichen.

Die Prozessbedingungen sind durchaus anders

Die Prozessbedingungen der Direktreduktionsanlage unterscheiden sich nicht zuletzt deutlich von denen der Hochofenroute. Denn während im Hochofen stark mit Kohlenmonoxid angereicherte Prozessgase und Temperaturen von deutlich über 1.000 Grad Celsius vorherrschen, arbeitet der Direktreduktionsprozess mit wasserstoffreichen Gasen bei Temperaturen von etwa 1.000 Grad Celsius, oder gar geringer, erklären die Experten. Die eingesetzten Pellets und Stückerze müssten deshalb erst nach den ISO-Normen für Direktreduktionsprozesse geprüft werden. Im Mittelpunkt steht dabei ihre Stabilität unter den neuen Bedingungen der Direktreduktion. Untersucht werde unter anderem, ob das Ganze während der Reduktion zum Verkleben oder Verklumpen neige, wie stark es zum Reduktionszerfall tendiere und wie gut die Reduzierbarkeit sei. Letztere ist ein entscheidender Faktor für die Produktivität der Anlage, weil sie die Reaktionsgeschwindigkeit im Reduktionsprozess unmittelbar beeinflusst, wie es weiter heißt.

Das Besondere: Direktreduktion plus Einschmelzer

Ein innovatives Merkmal der künftigen Prozessroute ist laut Thyssenkrupp Steel die Kombination aus Direktreduktionsanlage und elektrischen Einschmelzern, weil durch spezielle Schlackenmetallurgie in diesem System Fremdstoffe aus dem Roheisen entfernt werden können. Das erweitere die Palette geeigneter Einsatzstoffe erheblich. Denn außer speziellen DR-Pellets könnten so auch zu herkömmlichen Hochofen-Pellets gegriffen werden. Das mache die Rohstoffstrategie flexibler. Gleichzeitig steigt die Bedeutung einer präzisen Qualitätssicherung über das Labor, weil Hochofen-Pellets bisher nicht systematisch auf ihre Eignung für den Einsatz in der DR-Anlage geprüft werden, wie die Stahlexperten anmerken. Die DR-Tauglichkeit bewertet Thyssenkrupp Steel also mit dem neuen DR-Labor als zentrale technische Grundlage in Zukunft selber. Parallel werden die Labormitarbeiter gezielt für die neuen Aufgaben qualifiziert – von der Bedienung der Anlagen, über die Auswertung der Messwerte, bis hin zum sicheren Arbeiten mit wasserstoffhaltigen Prüfgasen.

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