FlexLBO – Reduzierung von CO2-Emissionen durch den flexiblen und effizienten Einsatz verschiedener Energieträger am Lichtbogenofen

Lichtbogenöfen werden verwendet, um Stahlschrott einzuschmelzen und neuen Stahl herzustellen. Dieser Prozess erfordert eine hohe Konzentration an Energie. Ziel des Projektes FlexLBO ist es, durch den flexibleren und effizienteren Einsatz von unterschiedlichen Energieträgern am Lichtbogenofen die direkten und indirekten CO₂-Emissionen des Prozesses zu reduzieren. Unterschiedliche Fahrweisen sollen entwickelt und hinsichtlich ihrer ökologischen und ökonomischen Auswirkungen unter verschiedenen Rahmenbedingungen bewertet werden. Dazu müssen zunächst die Rahmenbedingungen ausgewiesen werden, damit die durch die Prozessführung, Metallurgie und installierten Anlagen gegebenen Grenzen in den verschiedenen Prozessphasen identifiziert werden können. Basierend darauf kann mit der Hilfe von Prozessmodellen und Ökobilanzen eine große Anzahl möglicher Fahrweisen untersucht werden, um mögliche Verbesserungspotentiale zu identifizieren und zu bewerten.

Dazu soll ein modellbasiertes Werkzeug als Entscheidungshilfe bei der Auswahl geeigneter Fahrweisen für jede einzelne Charge des Metallschrotts entwickelt werden. Durch Betriebsversuche sollen im Anschluss die Modellergebnisse validiert und die Umsetzbarkeit der vorgesehenen Maßnahmen im Stahlwerksbetrieb dargestellt werden. Die Anwendbarkeit und das Einsparpotential sollen am Beispiel einer optimierten Brennersteuerung nachgewiesen werden. Die Gasphase inklusive der Brenner und Nachverbrennung soll darüber hinaus mittels CFD (Computational Fluid Dynamics) Simulation untersucht und optimiert werden, um sicherzustellen, dass auch bei unterschiedlichen und von der aktuellen Betriebsweise abweichenden Massenströmen und Leistungen ein effizienter Betrieb möglich ist. Neben dieser Untersuchung mittelfristiger Einsparpotentiale durch einen flexibleren und effizienteren Betrieb unter den aktuell und in absehbarer Zukunft gegebenen Rahmenbedingungen sollen am Beispiel des Einsatzes von Wasserstoffbrennern auch längerfristig denkbare Ansätze durch die entwickelten Simulationsmodelle untersucht und bewertet werden.

Projektleitung

Dipl.-Ing. Riadh Omri
Georgsmarienhütte GmbH
Neue Hüttenstraße 1, 49124 Georgsmarienhütte

Tel.: +49 5401 39 – 6534
E-Mail: riadh.omri@gmh-gruppe.de

Projektpartner

Prof. Dr.-Ing. Pfeifer
Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik