Energie sparen auf der ganzen Linie

Alle sprechen von Energieeffizienz. Für seine Branche sei die Energieeffizienz allerdings schon seit vielen Jahren ein wichtiges Arbeitsfeld, betonte Dipl.-Ing. Wilhelm Evers, Betriebsdirektor der Salzgitter Flachstahl GmbH, während des Stahldialogs „Mit Energie zu mehr Effizienz – Energieeinsparpotenziale in der Stahlindustrie“ anlässlich der Jahrestagung Stahl.

Die sich international verschärfenden Probleme der Beschaffung von Rohstoffen und die Klimadebatte sorgten jedoch für zusätzliche Impulse in der Auseinandersetzung mit der Problematik. Der Anteil der Energie- an den gesamten Stahlerzeugungskosten, der technisch bedingt schon immer hoch war, erfahre nun eine weitere Steigerung.

Mehr denn je stelle daher der Einsatz der Ressource Energie für die deutsche Stahlindustrie einen nicht zu vernachlässigenden Wettbewerbsfaktor dar, und das werde auch so bleiben. Die Entwicklung der Stahlproduktion sei daher durch technischen Fortschritt gekennzeichnet, der einer nachhaltigeren Verwendung von Energie diene. „Die absehbaren, sich voraussichtlich weiter verstärkenden Unsicherheiten auf den Energie- und Rohstoffmärkten und der zunehmende Druck durch die Klimadiskussion machen die wirtschaftliche Nutzung bisher noch nicht ausreichend genutzter Ressourcen zunehmend interessanter“, prognostizierte Evers.

Effizienzoptimierung noch lange nicht ausgereizt

In den Stahlwerken arbeitet man laut Evers an weiteren Effizienzsteigerungen. Es sei beeindruckend, welche Anstrengungen seitens der Anlagen- und der Energietechnik wie auch der Produktion unternommen würden, um einen effizienteren Energieeinsatz in der Stahlherstellung zu erzielen. An immer neuen Optimierungen werde mit großer Zähigkeit gearbeitet. Damit entstehe ein beträchtlicher Beitrag zur Wertschöpfung in der Stahlindustrie.

Entlang der Produktionskette eines integrierten Hüttenwerkes lasse sich vom Erz bis zum Stahl die nachhaltige Entwicklung und das weitere Energieeinsparpotenzial, dessen Realisierung zukünftig möglich sei, beispielhaft aufzeigen. Zudem dürfe der Beitrag, den der Werkstoff Stahl selbst zur Energieeffizienz leistet, nicht unbeachtet bleiben.

„Die Oxygenstahlroute ist auch weiterhin das dominante Rohstahlerzeugungsverfahren“, stellte Evers fest. Das Roheisen, das auf der klassischen Hochofenroute erzeugt wird, sei dafür die Grundlage. Weil eine bestimmte Menge Koks für die Erzeugung des Roheisens im Hochofen aus verfahrenstechnischen Gründen zwingend erforderlich sei, müsse Kohle in Koks umgewandelt werden. Dabei stellten die anfallenden Energiekosten den größten Kostenfaktor dar. Der spezifische Energieverbrauch einer Kokerei betrage etwa fünf Megajoule pro Tonne Koks, und davon entfielen mehr als zwei Drittel auf den Unterfeuerungsprozess.

Mit Maßnahmen wie der Einführung einer Wärmeregulation und der Optimierung des Ablaufplans für das Drücken des Kokses bestehe die Möglichkeit, die Energieeffizienz um 6% zu verbessern. Und durch Einsatzkohlen mit weniger flüchtigen Anteilen sowie größere Kammerbreiten der Koksöfen lässt sich laut Evers das Ausbringen von durchschnittlich 78% auf bis zu 82% steigern. Zukünftiges Einsparpotenzial sieht er in kontinuierlichen Verbesserungsprozessen, in der Niedertemperatur-Abwärmenutzung und bei Neubauten in der Einzelkammer-Druckregelung.

Einsparpotenziale auch beim Betrieb von Bandanlagen

Einen ganz anderen Blickwinkel, unter dem das Thema Energie- und Ressourceneffizienz in der Stahlerzeugung betrachtet werden kann, beschreibt Dipl.-Ing. Günter Schwalenstöcker von der Thyssen-Krupp Steel AG. Es geht um die Staubreduzierung an Bandanlagen mittels elektrostatischen Filtern. Dabei stellt er neben den Verfahren zur Staubverminderung ein System vor, mit dem sich vorhandene Bandentstaubungsanlagen noch weiter optimieren lassen.

Energieeinsparpotenziale lägen dabei in der besseren Nutzung von Ressourcen und dem energieeffizienten Betrieb von Bandanlagen. Schwalenstöcker weist darauf hin, dass in Oxygen-Blasstahlwerken die für den Konverterprozess benötigten Zuschlagstoffe in der Regel über Bandanlagen von den Entladebunkern zu den Vorratsbunkern oberhalb der Konverter gefördert werden. „Einige Zuschlagstoffe sind mit einem hohen Feinanteil verbunden“, erläutert er.

Dies seien insbesondere Kalk, Ferrosilizium und Ferromangan sowie verschiedene Schlackenbildner. „Diese Feinanteile werden bei der Förderung der Materialien verstärkt an Materialaufgaben, Bandübergaben und Abwurfpunkten in die Anlagenumgebung freigesetzt“, so Schwalenstöcker. Der Staub an den Förderbandanlagen führe zu erhöhter Anlagenverschmutzung insbesondere an Bandlaufrollen, Materialführungen, Umlenkrollen und den Fördergurten selbst. Dies könne bis zum Anlagenausfall führen. Um solche gravierenden Störungen zu vermeiden, betreibe man einen erhöhten Reinigungsaufwand, was bedeute, dass Anlagenverschmutzung erhöhte Folgekosten nach sich ziehe. Auch das verloren gegangene Material, das dazu noch teuer entsorgt werden müsse, dürfe man nicht vergessen.

„Heute eingesetzte Techniken zur Verminderung der Staubemissionen sind zentrale Absauganlagen mit Abscheidefiltern oder Bedüsungssysteme zum Niederschlagen der Stäube mit Wasser“, so Schwalenstöcker. Beide Verfahren seien jedoch mit hohem Investitions- und Wartungsaufwand verbunden.

Alternatives System zur Staubreduktion

Als alternatives System empfiehlt er eine Technik zur Staubreduzierung, die auf dem physikalischen Prinzip der Separation durch Ionisierung basiert. Dabei wird der Staub direkt am Entstehungsort erfasst und zurückgehalten, wobei auch Staubpartikel im Bereich von 0,01 bis 300 µm erfasst werden. Der einfache modulare Aufbau des Systems mache Sonderkonstruktionen und damit Anpassungen an vorhandene Anlagen möglich, lobt Schwalenstöcker. Und durch einen geringen Energieverbrauch von 500 Watt oder weniger sei ein 230-Volt-Stromanschluss ausreichend.