Ganzheitliche Betrachtung des Einsatzes von LRI (Low Reduced Iron) im Hochofen zur CO2-Minimierung

Tamara Tappeiner

Ganzheitliche Betrachtung des Einsatzes von LRI (Low Reduced Iron) im Hochofen zur CO2-Minimierung

Translated title of the contribution: Integrated examination of LRI- (Low Reduced Iron) input in the blast furnace to minimize CO2-emissions

Tamara Tappeiner

Chair of Process Technology and Industrial Environmental Protection (500)

Research output: Thesis › Doctoral Thesis

Abstract

Calculation models represent the background for the optimization of every process. It is important to know and to understand procedures to draw a conclusion about the consequences of technological changes in terms of modification of process parameters. Therefore, such a model was created for the blast furnace process to calculate the amount of reducing agent and demonstrate the CO2-minimization-potential with the input of LRI (Low Reduced Iron) and DRI (Direct Reduced Iron). LRI/ DRI is a prereduced partly metallized material from a direct reduction plant or smelting reduction plant with direct reduction shaft or fluidized bed reactors. Also during the production of LRI for the blast furnace process carbon dioxide is emitted, but if the production takes place with excess gas no additional carbon dioxide is generated. By producing LRI/ DRI oversea it is possible to decrease local emissions. Thereby the competitive position of the local steel industry can be increased. Furthermore, carbon dioxide emissions which are emitted during the transport of the material can be minimized, because compared with iron ore LRI/ DRI has a higher iron content and so less material has to be transported for the same melting capacity. Moreover, the material properties of transport and storing as well reoxidation behaviour were investigated in the course of this thesis.

Translated title of the contribution	Integrated examination of LRI- (Low Reduced Iron) input in the blast furnace to minimize CO2-emissions
Original language	German
Qualification	Dr.mont.
Supervisors/Advisors	Schenk, Johannes, Assessor B (internal) Kepplinger, Werner Leopold, Assessor A (internal)
Publication status	Published - 2011

Bibliographical note

no embargo

Keywords

blast furnace
amount of reducing agent
sponge iron
carbon dioxide
reoxidation

Cite this

@phdthesis{af42a13c987742c597712a1c906ae527,

title = "Ganzheitliche Betrachtung des Einsatzes von LRI (Low Reduced Iron) im Hochofen zur CO2-Minimierung",

abstract = "Berechnungsmodelle dienen allgemein als Grundlage um Prozesse erfolgreich optimieren zu k{\"o}nnen, da es notwendig ist, die jeweiligen Vorg{\"a}nge des Verfahrens m{\"o}glichst genau zu kennen. Nur mittels dieses Wissens ist es m{\"o}glich Auswirkungen von {\"A}nderungen, hinsichtlich der Prozessparameter, mit ausreichender Genauigkeit voraussagen zu k{\"o}nnen. Zur Optimierung des Hochofenprozesses wurde daher ein solches Modell zur Berechnung des Reduktionsmittelbedarfs, sowie zur Darstellung der CO2-Minimierung durch den Einsatz von LRI (Low Reduced Iron), entwickelt. Beim LRI/ DRI (Direct Reduced Iron) handelt es sich um vorreduziertes und teilmetallisiertes Material aus Direktreduktionsanlagen oder kombinierten Schmelzreduktionsanlagen mit Direktreduktionsschacht oder Wirbelschichtstufen. Auch bei der Herstellung von LRI f{\"u}r den Einsatz im Hochofenverfahren entsteht Kohlendioxid, aber sofern die Erzeugung des vorreduzierten Materials mittels {\"u}bersch{\"u}ssigem Gas erfolgt, welches ohnehin verwertet werden m{\"u}sste, wird hier kein „zus{\"a}tzliches“ CO2 erzeugt. Generell ist die Produktion von LRI au{\ss}erhalb Europas und dessen Verwertung innerhalb der europ{\"a}ischen Union, nicht zuletzt aus {\"o}kologischen Gr{\"u}nden, positiv einzustufen. Durch die Erzeugung von LRI im Ausland k{\"o}nnten die CO2-Emissionen der heimischen Industrie signifikant verringert werden, wodurch sowohl emissionsbedingte Abgaben (z.B.: CO2-Zertifikate) gesenkt, wie auch die Wettbewerbsf{\"a}higkeit im Allgemeinen erh{\"o}ht werden k{\"o}nnte. Des Weiteren kann beim Transport von LRI bzw. DRI weiteres Kohlendioxid, im Vergleich zum nicht vorreduziertem Erztransport, eingespart werden, da LRI im Vergleich zum Eisenerz einen h{\"o}heren Eisengehalt aufweist. Aus diesem Grund muss weniger Material f{\"u}r die gleiche Schmelzleistung transportiert werden. {\"U}berdies wurden im Zuge dieser Arbeit die Materialeigenschaften, hinsichtlich Transport und Lagerung, sowie das Materialverhalten, hinsichtlich Reoxidation, des vorreduzieren Materials genauer betrachtet.",

keywords = "blast furnace, amount of reducing agent, sponge iron, carbon dioxide, reoxidation, Hochofen, Reduktionsmittelbedarf, Eisenschwamm, Kohlendioxid, Reoxidation",

author = "Tamara Tappeiner",

note = "nicht gesperrt",

year = "2011",

language = "Deutsch",

}

TY - BOOK

T1 - Ganzheitliche Betrachtung des Einsatzes von LRI (Low Reduced Iron) im Hochofen zur CO2-Minimierung

AU - Tappeiner, Tamara

N1 - nicht gesperrt

PY - 2011

Y1 - 2011

N2 - Berechnungsmodelle dienen allgemein als Grundlage um Prozesse erfolgreich optimieren zu können, da es notwendig ist, die jeweiligen Vorgänge des Verfahrens möglichst genau zu kennen. Nur mittels dieses Wissens ist es möglich Auswirkungen von Änderungen, hinsichtlich der Prozessparameter, mit ausreichender Genauigkeit voraussagen zu können. Zur Optimierung des Hochofenprozesses wurde daher ein solches Modell zur Berechnung des Reduktionsmittelbedarfs, sowie zur Darstellung der CO2-Minimierung durch den Einsatz von LRI (Low Reduced Iron), entwickelt. Beim LRI/ DRI (Direct Reduced Iron) handelt es sich um vorreduziertes und teilmetallisiertes Material aus Direktreduktionsanlagen oder kombinierten Schmelzreduktionsanlagen mit Direktreduktionsschacht oder Wirbelschichtstufen. Auch bei der Herstellung von LRI für den Einsatz im Hochofenverfahren entsteht Kohlendioxid, aber sofern die Erzeugung des vorreduzierten Materials mittels überschüssigem Gas erfolgt, welches ohnehin verwertet werden müsste, wird hier kein „zusätzliches“ CO2 erzeugt. Generell ist die Produktion von LRI außerhalb Europas und dessen Verwertung innerhalb der europäischen Union, nicht zuletzt aus ökologischen Gründen, positiv einzustufen. Durch die Erzeugung von LRI im Ausland könnten die CO2-Emissionen der heimischen Industrie signifikant verringert werden, wodurch sowohl emissionsbedingte Abgaben (z.B.: CO2-Zertifikate) gesenkt, wie auch die Wettbewerbsfähigkeit im Allgemeinen erhöht werden könnte. Des Weiteren kann beim Transport von LRI bzw. DRI weiteres Kohlendioxid, im Vergleich zum nicht vorreduziertem Erztransport, eingespart werden, da LRI im Vergleich zum Eisenerz einen höheren Eisengehalt aufweist. Aus diesem Grund muss weniger Material für die gleiche Schmelzleistung transportiert werden. Überdies wurden im Zuge dieser Arbeit die Materialeigenschaften, hinsichtlich Transport und Lagerung, sowie das Materialverhalten, hinsichtlich Reoxidation, des vorreduzieren Materials genauer betrachtet.

AB - Berechnungsmodelle dienen allgemein als Grundlage um Prozesse erfolgreich optimieren zu können, da es notwendig ist, die jeweiligen Vorgänge des Verfahrens möglichst genau zu kennen. Nur mittels dieses Wissens ist es möglich Auswirkungen von Änderungen, hinsichtlich der Prozessparameter, mit ausreichender Genauigkeit voraussagen zu können. Zur Optimierung des Hochofenprozesses wurde daher ein solches Modell zur Berechnung des Reduktionsmittelbedarfs, sowie zur Darstellung der CO2-Minimierung durch den Einsatz von LRI (Low Reduced Iron), entwickelt. Beim LRI/ DRI (Direct Reduced Iron) handelt es sich um vorreduziertes und teilmetallisiertes Material aus Direktreduktionsanlagen oder kombinierten Schmelzreduktionsanlagen mit Direktreduktionsschacht oder Wirbelschichtstufen. Auch bei der Herstellung von LRI für den Einsatz im Hochofenverfahren entsteht Kohlendioxid, aber sofern die Erzeugung des vorreduzierten Materials mittels überschüssigem Gas erfolgt, welches ohnehin verwertet werden müsste, wird hier kein „zusätzliches“ CO2 erzeugt. Generell ist die Produktion von LRI außerhalb Europas und dessen Verwertung innerhalb der europäischen Union, nicht zuletzt aus ökologischen Gründen, positiv einzustufen. Durch die Erzeugung von LRI im Ausland könnten die CO2-Emissionen der heimischen Industrie signifikant verringert werden, wodurch sowohl emissionsbedingte Abgaben (z.B.: CO2-Zertifikate) gesenkt, wie auch die Wettbewerbsfähigkeit im Allgemeinen erhöht werden könnte. Des Weiteren kann beim Transport von LRI bzw. DRI weiteres Kohlendioxid, im Vergleich zum nicht vorreduziertem Erztransport, eingespart werden, da LRI im Vergleich zum Eisenerz einen höheren Eisengehalt aufweist. Aus diesem Grund muss weniger Material für die gleiche Schmelzleistung transportiert werden. Überdies wurden im Zuge dieser Arbeit die Materialeigenschaften, hinsichtlich Transport und Lagerung, sowie das Materialverhalten, hinsichtlich Reoxidation, des vorreduzieren Materials genauer betrachtet.

KW - blast furnace

KW - amount of reducing agent

KW - sponge iron

KW - carbon dioxide

KW - reoxidation

KW - Hochofen

KW - Reduktionsmittelbedarf

KW - Eisenschwamm

KW - Kohlendioxid

KW - Reoxidation

M3 - Dissertation

ER -