E-404: Entwicklung von carbonisierten Biomasse-Rückständen als alternative Energieträger für den Kupolofenprozess (AiF-Vorhaben-Nr. 343 ZN)
Projektlaufzeit: 2010 – 2012
Der Kupolofen ist nach wie vor eines der wichtigsten Schmelzaggregate für die Herstellung von Gusseisen. Etwa 50% der deutschen Gusseisenproduktion wird im Kupolofen erschmolzen. Als Haupteinsatzmaterial werden Roheisen, Stahlschrott und Kreislaufmetall eingesetzt, als Brennstoff wird Gießereikoks verwendet. Die deutsche Gießereiindustrie verbrauchte im Jahr 2008 etwa 450.000 t Gießereikoks. Dies entspricht einem Ausstoß von etwa 1,5 Mio. t CO2. Koks, der aus Steinkohle hergestellt wird, zählt zu den nicht erneuerbaren Energien, deren Verbrauch reduziert werden soll.
Da die Gießereien zudem von Importen aus Osteuropa und vor allem aus China abhängig sind, werden dringend Alternativen benötigt, um die Rohstoffversorgung der Gießereien auf eine breitere Basis zu stellen. Einerseits soll der Einsatz erneuerbarer Energien entwickelt werden, andererseits muss das Risiko von Produktionsausfällen durch rohstoffseitige Lieferengpässe minimiert werden.
In dem Projekt sollen Verfahren und Maßnahmen entwickelt werden, die es erlauben, heute nicht routinemäßig oder regelmäßig verwendete Energieträger als innovative Alternative zu den bisher üblichen Gießereikokssorten für den Einsatz in Kupolöfen zu verwenden. Ziel ist eine Minimierung des Gießereikoksverbrauchs und eine Verbesserung der CO2-Bilanz, die in einer Verringerung der Schmelzkosten, einer Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens und einer Reduzierung der Abhängigkeit von fossilen Energieträgern resultiert.
Als alternative Energieträger sollen Biomasse-Rückstände genutzt werden, für die derzeit keine ausreichenden Verwertungsmöglichkeiten bestehen. Diese Biomasse-Rückstände werden durch innovative Verfahren in mit Kohlenstoff angereicherte Carbonisate umgewandelt, welche entweder als Brikett über den Ofenkopf gattiert oder staubförmig über die Winddüsen dem Kupolofen zur Schmelzwärmeerzeugung zugeführt werden.
Die Ergebnisse des Projektes münden in die Bereitstellung einer Technologie, die es ermöglicht, mit moderatem anlagentechnischen Aufwand ein Kokssubstitut aus Biomasse ohne zusätzlichen Energieaufwand und schädliche Emissionen CO2-neutral zu erzeugen und dieses für die Erzeugung von Gusseisen im Kupolofen einzusetzen. Es wird angestrebt, eine möglichst große Menge an Gießereikoks zu substituieren, ohne dass sich qualitative Nachteile und metallurgische Probleme im Schmelzbetrieb ergeben.
Verfasser: Dr.-Ing. H. Löblich