Thermische Analyse des Aufschmelzverhaltens von Direct Reduced Iron

Aktuell dominiert die Hochofen–Sauerstoffkonverter Route, mit einem Anteil von ca. 70%, auch heute noch die globale Stahlproduktion. Auf die Route Direktreduktion–Elektrolichtbogenofen entfallen lediglich 5%. Diese kommt lediglich in Regionen mit großen Erdgasvorkommen zu signifikantem Einsatz, wie z.B.: im Iran oder in Saudi-Arabien. Der Klimawandel hat in der stahlerzeugenden Industrie jedoch zu vermehrtem Interesse an der Direktreduktion geführt und auch integrierte Hüttenwerke arbeiten an einer Alternative zur CO2 intensiven Hochofenroute, um die Ziele des Pariser Abkommens von 2015 zu erreichen. Diese Masterarbeit befasst sich mit thermischen Analysen von Direct Reduced Iron (DRI) und Hot Briquetted Iron (HBI), um die physikalischen und chemischen Prozesse, während des Aufheizens, dieser Produkte zu untersuchen. Dadurch können wertvolle Informationen zum Einschmelzverhalten beim Chargieren in einem Elektrolichtbogenofen und dessen Betriebsweise gewonnen werden. Praktische Untersuchungen werden mit Hilfe eines Hochtemperatur-Laserscanning-Konfokalmikroskops (HT-LSCM), einer simultanen thermischen Analyse (STA) und eines Erhitzungsmikroskops durchgeführt. Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass DRI Pellets ohne Kohlenstoffgehalt ihren Schmelzpunkt, nahe dem von Reineisen haben, während zwischen 1100°C und 1200°C niederschmelzende Schlackenphasen gebildet werden. Bei DRI Pellets mit Kohlenstoffgehalt kommt es während dem Aufheizen zur Direktreduktion und daher zur Emission von CO in Abhängigkeit vom Eisenoxidgehalt.