Projekt HBI C-Flex

Bestimmung des Reoxidationsverhaltens & der Stabilität von direkt reduziertem & heißbrikettiertem Eisen mit variablen Eisen- und Kohlenstoffgehalten, um eine sichere Materialwirtschaft in einer zukünftig dekarbonisierten Stahlproduktion zu gewährleisten

Projektbeschreibung

In Übereinstimmung mit den Zielen des Green Deals der Europäischen Union bezüglich der Förderung von Durchbruchtechnologien für eine saubere Stahlerzeugung, Nachhaltigkeit und zum Schutz von Arbeitern in der gesamten Wertschöpfungskette, zeigt HBI C-Flex die Direktreduktion von Eisenerzen unterschiedlicher Qualität (einschließlich Erzsorten, die bisher nicht für die Direktreduktion verwendet werden konnten) mit anschließender Heißbrikettierung. So erfolgt die Herstellung von Produkten mit unterschiedlichen Kohlenstoffgehalten bis hin zu kohlenstofffreiem HBI. Damit lassen sich Erkenntnisse über den Stand der Technik hinaus gewinnen und die Führung des europäischen Stahlsektors im Bereich CO2-neutraler Materialien stärken. Heiß brikettiertes Eisen (hot briquetted iron – HBI) und direkt reduziertes Eisen (direct reduced iron – DRI) werden im Rahmen von Reoxidationsversuchen unter wechselnden Umgebungsbedingungen (trockene und feuchte Atmosphäre, erhöhte Temperatur) untersucht, um die exothermen Reaktionen während der Lagerung vor Ort sowie des Bahn- und Seetransports zu quantifizieren. Dabei kommen mineralogische, mechanische und metallurgische Analysen des DRI/HBI vor und nach der Reoxidation zum Einsatz. Neben dem RFCS und den politischen Initiativen der EU liefert der International Maritime Solid Bulk Cargoes (IMSBC)-Code eine weitere Grundlage für das HBI C-Flex Projekt. Dieser stellt eine wichtige Vorschrift für den sicheren internationalen Seetransport von Eisenerzeugnissen dar. HBI C-Flex wird den IMSBC-Code auf kohlenstofffreies HBI erweitern und Strategien für die sichere Handhabung und Lagerung vor Ort festlegen.

HBI C-Flex trägt zu neuen, nachhaltigen und kohlenstoffarmen Rohstoffen zur Stahlerzeugung bei, die zu einem wichtigen Ziel des RFCS (Research Fund for Coal and Steel)-Programms zählen. Das Projektkonsortium besteht aus einer Kombination von Stahlherstellern, Anlagenbauer, Forschungseinrichtungen und Universitäten mit hervorragendem Know-how in der Eisenerzeugung. Das Supportive Advisory Board, geleitet von der International Iron Metallics Assosciation, umfasst unter anderem ESTEP und worldsteel. Beide Organisationen wissen um die Bedeutung dieses Projekts und die Notwendigkeit, dass die Thematik des Umgangs mit kohlenstofffreiem HBI jetzt untersucht werden muss, um den Vorstoß der EU in Richtung einer modernen, ressourceneffizienten und wettbewerbsfähigen Wirtschaft zu erleichtern.

Projektziele

Das Recycling von Schrott deckt nicht den gesamten Bedarf an Stahl, weshalb es auch einer Dekarbonisierung der primären Stahlproduktion bedarf, um die Ziele des EU Green Deal zu erreichen. Diese Anforderung führt zu einer verstärkten Produktion und Verwendung von DRI und HBI. Diese Werkstoffe tragen zur Kreislaufwirtschaft in der Stahlindustrie bei, indem sie die metallischen und anderen Verunreinigungen, die in minderwertigen Schrottsorten vorkommen, verdünnen. Ein großer Teil des heute verfügbaren Eisenerzes entspricht nicht der erforderlichen Qualität für die Stahlerzeugung im DRI-Elektrolichtbogenofen (EAF). Daher besteht die Notwendigkeit, diesen höheren Anteil an minderwertigen Erzen zu nutzen. Der Weg zur Dekarbonisierung der Stahlindustrie sieht vor, dass DRI/HBI mit Wasserstoff (H2) statt mit Erdgas hergestellt wird, was sich auf die Produkteigenschaften, insbesondere den Kohlenstoffgehalt, auswirkt. Die Ziele des Projekts HBI C-Flex lauten:

  • Herstellung von HBI mit flexiblem Kohlenstoffgehalt (bis zu 0 %) und dessen Bewertung auf Reaktivität und Stabilität. Diese Erkenntnisse spielen eine wichtige Rolle für die Stahlhersteller in der EU, um herauszufinden, wie kohlenstofffreies HBI ohne Sicherheitsrisiken zu und innerhalb ihrer Standorte transportiert und gelagert werden kann.
  • Demonstration der Direktreduktion anhand eines breiten Spektrums weltweit verfügbarer Eisenerze, auch minderwertige Erze, die in einem Hochofen zum Einsatz kommen. Dies führt zu einer nachhaltigeren und zirkulären Nutzung von Ressourcen.
  • Das Wissen über die Reaktivität und Stabilität (Staubbildung) bei der Handhabung von HBI bietet den Stahlherstellern einen wertvollen Beitrag zur Logistik sowie zur Sensibilisierung der Arbeitnehmer für die Vermeidung von Gefahrensituationen bei ihrer täglichen Arbeit.

Rahmenbedingungen


Projektlaufzeit:

01.07.2023 – 31.12.2026

Förderprogramm:

Dieses Projekt wird durch den Research Fund for Coal and Steel der Europäischen Union gefördert (Grant Agreement no. 101112479).

Projektkonsortium:

Beginnend mit der Projektkoordination setzt sich das Konsortium wie folgt zusammen:

Das Supportive Advisory Board besteht aus: