In den letzten Jahren hat die Konzentration globaler Metallurgieunternehmen durch Fusionen und Übernahmen weiter zugenommen. Ab 2023 dürfte die Metallurgieindustrie aufgrund steigender Rohstoffkosten und des starken Stahlpreisverfalls einen Abwärtstrend verzeichnen, was zu sinkenden Unternehmensgewinnen führt. Angesichts dieser Entwicklungen steht die Nachhaltigkeit im Mittelpunkt des Jahres. Projekte werden reduziert, der Fokus liegt verstärkt auf Prozessoptimierung und -modernisierung, grüner, kohlenstoffarmer Entwicklung und intelligenter Fertigung. Dazu gehören die Transformation hin zu extrem emissionsarmer Energie und höchster Energieeffizienz sowie die Beschleunigung kohlenstoffarmer technologischer Innovationen und der digitalen Transformation im Industriesektor.
● Stahlverhüttung
1. Umstellung von kohlenstoffbasierter auf wasserstoffbasierte Schmelzverfahren
Die Eisen- und Stahlverhüttung schreitet in Richtung Wasserstoffmetallurgie voran, doch die derzeitigen Quellen für grünen Wasserstoff sind begrenzt. Um dieses Problem zu lösen, werden kurzfristig verschiedene Ansätze verfolgt: die Hochofenverhüttung mit Koksofengas anstelle von Koks als Reduktionsmittel, wie beispielsweise der wasserstoffbasierte Schachtofen von XIYE Iron and Steel, sowie modulare Hochtemperatur-Gasreaktoren für die Kernenergie. Die Wasserstoffproduktion aus Koksofengas in Stahlwerken ist ein weiterer wichtiger Aspekt.
2. Kurzprozess-Schmelzen
Aufgrund des Drucks durch den Umweltschutz wird der Anteil von Kurzzeitschmelzverfahren steigen. Zu den Schmelzreduktionstechnologien für die Eisengewinnung zählen beispielsweise Elektroöfen.
3. Gemäßigte Koproduktion
Die Verbrennungsheizung ist seit Langem eine der Hauptanwendungen von Stahlnebenproduktgas. Obwohl dabei die Wärmeenergie des Gases genutzt wird, wird sein Wert nicht vollständig ausgeschöpft. Das Gas enthält unterschiedliche Anteile an Wasserstoff (H₂) und Kohlenmonoxid (CO), und seine Verwendung zur Herstellung von Flüssigerdgas (LNG), Ethanol, Ethylenglykol usw. ist wirtschaftlich vorteilhaft. Im Vergleich zur Kohlechemie, bei der CO und H₂ gewonnen und anschließend zu LNG, Ethanol und Ethylenglykol verarbeitet werden, bietet dies einen deutlichen Kostenvorteil.
Angesichts der steigenden Nachfrage nach CO₂-Reduzierung brachten Projekte wie die CO₂-Extraktion und -Verfestigung positive Entwicklungen. In metallurgischen Betrieben, beispielsweise bei Kalkofen- und Kesselabgasen mit hohem CO₂-Gehalt, ist die Marktnachfrage groß, da CO₂ in der Stahlerzeugung, der Staubbekämpfung, der Kühlkette, der Lebensmittelindustrie usw. eingesetzt werden kann. Die metallurgische Industrie profitiert von einem Kostenvorteil. Photovoltaikanlagen können Unternehmen zu einer Verbesserung ihrer CO₂-Bilanz verhelfen, und viele Stahlwerke errichten solche Anlagen. Ob die Strompreisdifferenz jedoch tatsächlich zu einem Gewinn für die Unternehmen führt, ist ein entscheidender Faktor für die Realisierbarkeit der Projekte.
4. Metallurgisches Wissen
Der metallurgische Markt wird die Automatisierung und Informationstechnologie in der Stahlindustrie weiter beschleunigen und den Digitalisierungsprozess vorantreiben. Zentrale Kontrollzentren, unbemannte Materiallager, robotergestützte Temperaturmessung, Inspektion und Probenahme werden immer häufiger eingesetzt.
Mit der Veröffentlichung und Umsetzung verschiedener nationaler Klimaschutzrichtlinien steigt der Bedarf der nachgelagerten Unternehmen der Stahlindustrie an Daten zur Lebenszyklusanalyse der gekauften Produkte. Die Lebenszyklusanalyse von Stahlprodukten und die darauf basierende Bewertung des CO₂-Fußabdrucks sind daher zu einer wichtigen Aufgabe geworden.Die umweltfreundliche und kohlenstoffarme Entwicklung der Stahlindustrie sowie die Bedürfnisse nachgelagerter Kunden erfordern eine Lebenszyklusanalyse. Diese ist eine wichtige Maßnahme, um sich an die nationale Strategie der umweltfreundlichen, kohlenstoffarmen und qualitativ hochwertigen Entwicklung anzupassen, die Energieeinsparung und CO₂-Reduzierung von Eisen- und Stahlunternehmen zu fördern und die Markenbekanntheit zu steigern.
● Stahlenergieeinsparungs- und Umweltschutztechnologie
1. Extremes Recycling und Nutzung von Sekundärenergie
Die Energieeffizienz der metallurgischen Industrie hat sich Jahr für Jahr verbessert. Einerseits wurden neue Anlagen modernisiert und der Energieverbrauch gesenkt. Andererseits steigt die Rückgewinnung von Sekundärenergie, insbesondere die spezifische Wärmeausbeute von hoch- und mittelwertigen Produkten. Auch minderwertige Wärme wird schrittweise zurückgewonnen und kann stufenweise genutzt werden. Hochwertigste Energie dient der Stromerzeugung oder der chemischen Produktion, während minderwertige Energie zur Beheizung von Wohngebieten, in der Aquakultur usw. eingesetzt wird. Die Verknüpfung von Stahlproduktion und wirtschaftlicher Nutzung verbessert nicht nur die Wirtschaftlichkeit der Unternehmen, sondern ersetzt auch kleinere Kessel und reduziert Verbrauch und CO₂-Emissionen.
1.1 Elektrisches Heizsystem
Das vollständige Verdampfungskühlsystem, das den ursprünglichen Teil des Wasserkühlungsrohrs ersetzt, verbessert die Dampfausbeute von Stahl erheblich. Laut Projektpraxis kann die Dampfausbeute bis zu 300 kg/t Stahl erreichen, was mehr als dem Dreifachen der ursprünglichen Ausbeute entspricht.
1.2 Konverter
Die primäre Rauchgasreinigung im Konverter erfolgt üblicherweise im Trockenverfahren. Dabei wird die Restwärme aus der Temperaturdifferenz von 1000 °C bis 300 °C nicht genutzt. Derzeit befinden sich nur wenige Pilotanlagen im Kurzzeitbetrieb.
1.3 Hochofen
Die vollständige Rückgewinnung von Hochofengas kann durch die Rückgewinnung des Druckausgleichsgases und des Ausblasgases erreicht werden. Derzeit wird bei den meisten Hochöfen die Rückgewinnung entweder gar nicht oder nur teilweise berücksichtigt.
1.4 Sintern
Die Abwärme aus dem Hochtemperaturbereich des Ringkühlers wird zur Stromerzeugung genutzt; Warmwasser kann nach der Abwärmerückgewinnung im Mittel- und Niedertemperaturbereich des Ringkühlers für Prozesszwecke oder Heizzwecke erzeugt werden; Da die Rauchgaszirkulation beim Sinterprozess tendenziell intern erfolgt, ist es notwendig, den Hochdruck-Umwälzventilator, den Frischluftventilator und die zugehörige elektrische Ausrüstung zu erhöhen.
Die Abwärme großer Abgasrohre und die Abwärme der Ringkühlung werden neben der Stromerzeugung auch für den Einsatz der Dampf- und Elektro-Doppelschlepptechnologie genutzt, um den Hauptabsaugventilator anzutreiben. Dies verbessert die Dampfnutzungseffizienz, reduziert die Umwandlungsschritte und steigert die Wirtschaftlichkeit.
1,5 Verkokung
Zusätzlich zum traditionellen Trockenlöschkoks wurden Kokszirkulation, Ammoniak, Primärkühler, Abwärme, Steigrohrabwärme und Rauchgasabwärme eingesetzt.
1.6 Stahlwalzen
Nutzung der Abwärme aus dem Rauchgas von Stahlwalzwerks- und Wärmebehandlungsöfen. Die Wärme ist eine minderwertige Wärmequelle, und die für die Entschwefelung erforderlichen Endtemperaturen werden üblicherweise zur Warmwasserbereitung genutzt.
2. Das Konzept des Umweltschutzes und extrem niedriger Emissionen ist tief in den Herzen der Menschen verwurzelt.
2.1 Die Umweltleistung jedes Stahlwerks ist A
Um den Druck auf den Umweltschutz zu verringern und eine reibungslose Produktion zu gewährleisten, haben viele Stahlwerke im Norden die Phase A abgeschlossen. Auch viele Stahlwerke im Süden, die diese Phase noch nicht abgeschlossen haben, arbeiten daran. Zu den Hauptaufgaben gehören die Einrichtung von Entstaubungs- und Entschwefelungsanlagen, die Optimierung der Materialeinlagerung, die Reduzierung von Ablagerungen, die Schließung von Staubquellen und die Staubbekämpfung.
2.2 Kohlenstoff, elektrolytische Aluminiumindustrie
Kohlenstoff, die elektrolytische Aluminiumindustrie hat höhere Umweltschulden, Aluminium, Bergaluminium und andere Unternehmen arbeiten an der Umweltleistung von A.
2.3 Behandlung der drei Abfallarten
Die Umweltschutzauflagen sehen vor, dass feste Abfälle das Werksgelände nicht verlassen und Abwasser den Einleitungsstandards entspricht. Einerseits haben Eisen- und Stahlunternehmen die Rohstoffe getrocknet und ausgepresst, sodass die endgültige Abfallentsorgung den Vorschriften entspricht. Andererseits benötigt der Markt neue Verfahren und Technologien zur Behandlung von Abgasen, kohlenstoff- und eisenhaltigen Feststoffen, gefährlichen Abfällen, Bodenverunreinigungen, phenolcyanidhaltigem Abwasser, konzentriertem Salzwasser und Kaltwalzabwasser.
2.4 Gasreinigung
Mit den verschärften Umweltschutzauflagen kann das Recyclinggas gleichzeitig aufgefangen werden, und es werden auch neue Anforderungen an die Gasqualität gestellt. Während bei der herkömmlichen Reinigung von Koksofen- und Hochofengas Staub und anorganischer Schwefel entfernt werden, ist nun auch die Entfernung von organischem Schwefel erforderlich. Der Markt benötigt daher neue Verfahren und Anlagen.
2.5 Sauerstoffreiche Verbrennungstechnologie, reine Sauerstoffverbrennung
Um die Sauerstoffausnutzung zu verbessern und den Gasverbrauch zu reduzieren, wird in Heizöfen, Brennöfen und Kesseln sauerstoffreiche oder reine Sauerstoffverbrennung eingesetzt.
Veröffentlichungsdatum: 13. Juni 2023