12Neues Verfahren spart Energie und verringert EmissionenOutokumpu Stainless steigert Produktionmit REBOX ® -OxyfuelEin früher Anwender des Verfahrens war das Unternehmen OutokumpuStainless. Im Jahr 1992 wurde damit begonnen, Öfen aufden ausschließlichen Betrieb im Oxyfuel-Verfahren umzustellen.Die neue Technologie wurde damals in einem relativ großenTunnelofen im Werk Degerfors in Schweden installiert. Anhanddieses Werkes lässt sich die Entwicklung des Oxyfuel-Verfahrenshervorragend darstellen. Bis 1995 war die Zahl der Öfen vonDegerfors, in denen ausschließlich das Oxyfuel-Verfahren angewendetwurde, auf 8 gewachsen, und auch 2 Kammeröfen fürdas Haubenglühen waren mit denselben Ausrüstungen ausgestattetworden. Es folgten zwei weitere große Oxyfuel-Anlagen:1998 ein neuer Rollenherdofen und der Umbau eines Hubbalkenofensim Jahre 2003. Bei Letzterem kommt das flammenloseOxyfuel-Verfahren zum Einsatz.Zu den Vorteilen des Betriebs dieser Öfen im Oxyfuel-Verfahrengehört eine kürzere Durchlaufzeit, die sich in einer Erhöhungder Produktionskapazität niederschlägt, und ein geringererBrennstoffverbrauch und damit eine geringere Umweltbelastungdurch den Ausstoß von weniger CO 2 und NO x . Niedrige Investitionskostenund ein geringer Aufwand für die Nachrüstung sowieein geringer Wartungsbedarf haben die Anwendung der Oxyfuel-Verbrennungbei Outokumpu Stainless zusätzlich gefördert.„Wachstum durch die Einführung neuer Technologien wareine aufregende Erfahrung“, sagt Sten Ljungars, TechnischerDirektor bei Outokumpu Stainless, Coil Products Nyby. „Natürlichwar es eine Herausforderung, aber mit der schrittweisen Einführungder neuen Oxyfuel-Verfahren haben wir hervorragendeErgebnisse erzielt, die uns helfen, unserem Anspruch, ,dieBesten bei Edelstahl‘ zu sein, gerecht zu werden.“ Heute sind beiOutokumpu Stainless in Schweden sogar vier Generationen vonREBOX ® -Lösungen in Betrieb:–– die Haubenglühöfen, in denen konventionelle wassergekühlteBrenner verwendet werden (1995)–– der Rollenherdofen mit Keramikbrennern und stufenweiserVerbrennung (1998)–– ein Kettenrostofen mit direkter Flammenbefeuerung(DFI) (2002)–– den Hubbalkenofen mit flammenloser Oxyfuel-Technologie(2003)Jeder fünfzigste Block ein VerlustBei hohen Temperaturen tritt immer eine gewisse Oxidationdes erhitzten Materials auf. Beim Wiedererwärmen von Stahlbezeichnet man dies als Zunderbildung. Die Zunderbildungbeträgt in der Regel 1-3 %, was bedeutet, dass umgerechnetjeder fünfzigste Block durch Oxidation verloren geht. Die Minimierungund Steuerung der Zunderbildung ist daher von großerBedeutung.Ein gewisses Maß an Zunderbildung ist allerdingserwünscht, weil dadurch vor einer Weiterverarbeitung durchWalzen oder Schmieden Oberflächenverunreinigungen und Fehlerbeseitigt werden. Es ist zudem wichtig, dass der Zunder solcheEigenschaften aufweist, die ihn leicht entfernbar machen.Bei Öfen, die auf der Basis der Oxyfuel-Verbrennung arbeiten,wird Sauerstoff im Verbrennungsprozess genutzt und dieOfenatmosphäre reguliert. Das ist deshalb wichtig, weil der Sauerstoffgehaltin den Ofenabgasen das Oxidationsniveau beeinflusst.Eine bedeutende Rolle spielt dabei der Faktor Zeit (vgl.Diagramm). Die effizienten Erwärmungseigenschaften von Oxyfuelverringern die Liegezeit im Ofen, wodurch die Zunderbildungminimiert werden kann. Untersuchungen an 85 umgerüstetenÖfen zeigen: Das Oxyfuel-Verfahren bewirkt, dass sich wenigerZunder bildet und sich dieser leichter wieder entfernen lässt.Zunderbildung (bei unterschiedlichen Ofentemperaturen)Prozent Zunderbildung1200 °C1100 °C900 °CZeit
<strong>Linde</strong> <strong>Technology</strong> Dezember 2004 13Revolutionen in der StahlproduktionDie erste Revolution in der modernen Stahlerzeugung begannvor mehr als 50 Jahren mit dem Sauerstoffaufblaskonverter(BOF). Im Konverter wird Sauerstoff in die Roheisenschmelzegeblasen, so dass störende Begleitelemente oxidieren: Aus Roheisenwird Rohstahl. Die Vorteile der Verwendung von Sauerstoffbei der Stahlerzeugung wurden schon 1856 durch Sir HenryBessemer erkannt. Er musste in dem von ihm patentierten Bessemer-Verfahrenjedoch noch Luft statt Sauerstoff einsetzen, da zudieser Zeit Sauerstoff noch nicht in großen Mengen hergestelltwerden konnte. Dies änderte sich jedoch zu Beginn des 20. Jahrhundertsmit den Patenten Carl von <strong>Linde</strong>s zur Großproduktionvon Sauerstoff. Es dauerte allerdings noch bis in die 1950er-Jahre,bevor in der Stahlproduktion große Sauerstoffmengen eingesetztwurden, vor allem durch das BOF-Verfahren. In Hochöfen istheute die Verwendung von Sauerstoff bei der EisenherstellungStand der Technik.Die zweite Revolution in der Stahlerzeugung ist eindeutig imStranggießen zu sehen, also der Möglichkeit, einen kontinuierlichenStahlstrang herzustellen. Das Verfahren erlebte in den 60er-Jahren seinen Durchbruch. Jetzt war es möglich, mit geringeremArbeitsaufwand große Stahlmengen zu produzieren. Sowohl dieStahlerzeugung im Sauerstoffkonverterofen als auch das Stranggießenhaben in großem Maße dazu beigetragen, dass die Hälfteder Gesamtmenge des jemals produzierten Stahls in den vergangenenJahrzehnten hergestellt wurde (siehe Diagramm).Nun scheint sich eine dritte Revolution anzubahnen, die sichwahrscheinlich in gleichem Ausmaß auf die moderne Stahlproduktionauswirken wird: die Anwendung der Oxyfuel-Verbrennungin Aufwärmöfen und Glühanlagen. Hier eröffnet sich einekostengünstige Möglichkeit zur drastischen Erhöhung des Durchsatzesbei einer gleichzeitigen Verringerung des Brennstoffverbrauchs.Außerdem stellt die Reduzierung der CO 2 - und NO x -Emissioneneinen zunehmend wichtigen Umweltaspekt dar.Aufwärm- und GlühöfenAufwärm- und Glühöfen werden üblicherweise in Satz- undDurchlauföfen unterteilt, die es in unterschiedlichen Ausführungengibt. Alle haben jedoch den gemeinsamen Zweck, kaltoder warm bearbeitetes Material zum Nachglühen oder für dieWeiterverarbeitung auf eine genau festgelegte, hohe Temperaturzu bringen, üblicherweise um die 1.200 °C. In großen Walzwerkenund Nachglühanlagen werden in der Regel Durchlauföfeneingesetzt. Dabei handelt es sich beispielsweise um Hubbalken-,Durchstoß-, Drehherd-, Rollenherd- oder Kettenrost-Banddurchlauföfen.Bei kleineren Walz- und Nachglüharbeiten kommenhäufig Satzöfen als Tief-, Kammer- oder Wagenherdöfen zumEinsatz.Weltweite Rohstahlproduktion (in Millionen metrischen Tonnen)1200100080060040020001900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2002 2004geschätzt