Projektübersicht

CO2-Minderung und Energieeffizienz

Safe H-DRI - Si­che­rer Trans­port von DRI aus der H2-ba­sier­ten Di­rekt­re­duk­ti­on unter Be­rück­sich­ti­gung der qua­li­täts­be­zo­ge­nen H-DRI Re­ak­ti­vi­tät, der Sta­bi­li­tät, der Ef­fi­zi­enz von Pas­si­vie­rungs­ver­fah­ren sowie von Ge­sund­heits- und Re­cy­clin­ga­spek­ten

Das Pro­jekt kon­zen­triert sich auf die Be­wäl­ti­gung zen­tra­ler Her­aus­for­de­run­gen bei der si­che­ren Hand­ha­bung, dem Trans­port und der La­ge­rung von H-DRI sowie der Mi­ni­mie­rung von Ri­si­ken wie Selbs­t­er­hit­zung, Ent­zün­dung und Ex­plo­si­o­nen. Durch die Er­for­schung in­no­va­ti­ver Pas­si­vie­rungs­me­tho­den und der Wie­der­ver­wen­dung von H-DRI Fein­an­tei­len sol­len die Si­cher­heit, Nach­hal­tig­keit und Ef­fi­zi­enz in der ge­sam­ten Wert­schöp­fungs­ket­te der Stahl­er­zeu­gung ver­bes­sert wer­den.

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FeEn­Cap - Ge­kap­sel­te Ei­sen­ma­te­ri­a­li­en für neu­ar­ti­ge Eisen-Slur­ry/Luft­spei­cher

Der zu­neh­men­de Aus­bau der Wind- und So­lar­kraft führt zu star­ken Schwan­kun­gen bei der Ener­gie­ein­spei­sung in die Strom­net­ze. Pumpspei­cher­kraft­wer­ke ste­hen als elek­tri­sche Ener­gie­spei­cher zur Sta­bi­li­sie­rung der Netze nur re­gi­o­nal zur Ver­fü­gung. Li­thi­u­mi­o­nen- oder Va­na­di­um-Redox-Spei­cher sind für die sta­ti­o­näre Ener­gie­spei­che­rung ver­gleichs­wei­se teuer und ver­wen­den z. T. gif­ti­ge Bat­te­rie­ma­te­ri­a­li­en.

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SCI4cli­ma­te.NRW - wis­sen­schaft­li­che Be­glei­tung der In­dus­tri­e­trans­for­ma­ti­on

SCI4cli­ma­te.NRW steht für die wis­sen­schaft­li­che Be­glei­tung der In­dus­tri­e­trans­for­ma­ti­on. Hier­bei wer­den Trans­for­ma­ti­ons­pfa­de für den kli­ma­neu­tra­len Umbau der In­dus­trie in Deut­sch­land ana­ly­siert: Wel­che Tech­no­lo­gi­en ste­hen zur Ver­fü­gung und wel­che Vor­aus­set­zun­gen und neuen In­fra­s­truk­tu­ren braucht die Um­stel­lung? Wel­chen Bei­trag leis­tet die Kreis­l­auf­wirt­schaft? Und wie kann die Po­li­tik die Um­stel­lung un­ter­stüt­zen? Nord­rhein-West­fa­len dient dabei als Mo­dell­re­gi­on – so kön­nen For­schungs­fra­gen an­wen­dungs­ori­en­tiert und mit kon­kre­tem Bezug be­a­r­bei­tet wer­den.

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H2II - Se­quen­zi­el­le Im­pul­s­in­jek­ti­on von Was­ser­stoff in den Hoch­ofen­schacht

Die CO2- Emis­si­o­nen der Stahl­in­dus­trie müs­sen bis 2030 um 55% ge­senkt wer­den. Al­ler­dings wer­den bis dahin nicht in die­sem Maß neue Tech­no­lo­gie­rou­ten um­ge­setzt sein, wes­halb schnell re­a­li­sier­ba­re Brück­en­tech­no­lo­gi­en er­for­der­lich sind. Die Was­ser­stoffre­duk­ti­on kann bis zu 20% der CO2-Emis­si­o­nen eines Hoch­ofens ein­spa­ren.

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H2TransBF2030 - Mi­ni­mie­rung der CO2-Emis­si­o­nen des Hoch­ofens durch was­ser­stoff­hal­ti­ge In­jek­ti­o­nen unter Ver­wen­dung von DRI/HBI wäh­rend des Über­g­angs zu neuen Tech­no­lo­gi­en für die Ei­sen­er­zeu­gung bis 2030

Die von der EU ge­setz­ten Ziele er­for­dern eine Sen­kung der CO2-Emis­si­o­nen um 55 % bis 2030. Die Stahl­her­stel­ler haben Fahr­plä­ne ver­öf­fent­licht, wie die­ses Ziel er­reicht wer­den kann. Auf­grund der an­fäng­lich be­grenz­ten Ver­füg­bar­keit von Öko­st­rom und Was­ser­stoff sehen diese Fahr­plä­ne je­doch zwangs­läu­fig auch über 2030 hin­aus die Roh­ei­sen­er­zeu­gung durch Hoch­ö­fen vor.

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Syn­Er­gie3 - Syn­chro­ni­sier­te und ener­gie­a­d­ap­ti­ve Pro­duk­ti­ons­tech­nik zur fle­xi­blen Aus­rich­tung von In­dus­trie­pro­zes­sen auf eine fluk­tu­ie­ren­de Ener­gie­ver­sor­gung

Zur An­pas­sung der In­dus­trie­pro­zes­se auf ein fluk­tu­ie­ren­des An­ge­bot an elek­tri­scher Ener­gie aus er­neu­er­ba­ren Quel­len sind er­heb­li­che An­stren­gun­gen er­for­der­lich. Be­son­ders für die An­stren­gun­gen zur De­ca­r­bo­ni­sie­rung von Ther­mo­pro­zes­sen sind Lö­sun­gen für die ef­fi­zi­en­te und zu­ver­läs­si­ge Nut­zung elek­tri­scher Ener­gie als Al­ter­na­ti­ve für den Ein­satz von fos­si­len Brenn­stof­fen zu ent­wi­ckeln.

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H2-Ho­tRoll - Ver­mei­dung von CO2-Emis­si­o­nen in der Stahl­in­dus­trie durch Ein­satz von Was­ser­stoff an kon­ti­nu­ier­lich be­trie­be­nen Ther­mo­pro­zess­an­la­gen am Bei­spiel von Wie­der­er­wär­mungs­ö­fen

Zur Ver­mei­dung von ener­gie­be­ding­ten CO2 Emis­si­o­nen kann Ther­mo­pro­zess­an­la­gen mit Tem­pe­ra­tu­ren von rund 1.300 °C das ein­ge­setz­te Erd­gas durch Was­ser­stoff er­setzt wer­den. Der Ein­satz von H2 er­for­dert eine ge­eig­ne­te In­fra­s­truk­tur zur Was­ser­stoff­ver­sor­gung.

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SelGa­Kat - Ver­fah­ren zur Ener­gie­ef­fi­zi­enz­stei­ge­rung durch se­lek­ti­ve Gas­be­schaf­fen­heits­mes­sung unter Be­rück­sich­ti­gung des Was­ser­stoff­ge­halts mit­tels ka­ta­ly­ti­scher Re­fe­renz­brenn­kam­mer

Für den op­ti­ma­len Be­trieb in­dus­tri­el­ler Feu­e­rungs­pro­zes­se, wie z.B. Ther­mo­pro­zess­an­la­gen, Ga­s­tur­bi­nen und BHKWs ist die Ver­bren­nungs­re­ge­lung ent­schei­dend. Die zu­ge­führ­te Wär­me­men­ge und das Ver­bren­nungs­luft­ver­hält­nis sind hier­bei wich­ti­ge Re­gel­grö­ßen, für die in der Regel die Kennt­nis der Gas­be­schaf­fen­heit (Wobbe-Index, Heiz­wert, Min­dest­luft­be­da­rf) er­for­der­lich ist.

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AMIG­DA­LA - (Al­li­anz für die) Mo­del­lie­rung von In­dus­tri­en im Hin­blick auf die Ziele des Green Deal und die Kreis­l­auf­wirt­schaft

Der Green-Deal der EU hat als Ziel, bis 2050 Kli­ma­neu­tra­li­tät zu er­rei­chen. Die Ab­kehr von fos­si­len Res­sour­cen ist not­wen­dig, um die­ses Ziel zu er­rei­chen, setzt aber eine bei­spiel­lo­se Um­ge­stal­tung des Ener­gie­sys­tems und fast der ge­sam­ten ver­a­r­bei­ten­den Grund­s­t­off­in­dus­trie vor­aus.

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Be­Ref­Co - Be­trieb­li­che Er­pro­bung einer re­flek­tie­ren­den Ofen­wand­be­schich­tung und Er­mitt­lung des Ein­flus­ses auf den Ener­gie­be­da­rf und die CO2-Emis­si­o­nen

Im Rah­men die­ses Pro­jekts soll die Über­trag­bar­keit der Er­geb­nis­se aus dem Vor­gän­ger­vor­ha­ben „VeR­ef­Co“ von einer Tech­ni­kums­an­la­ge auf einen In­dus­trie­ofen un­ter­sucht wer­den.

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Mem­Ko­WI – Mem­bran­ver­fah­ren zur Ab­tren­nung von Koh­len­di­oxid und Was­ser­stoff aus In­dus­trie­ga­sen

Pro­zess­ga­se bzw. Ver­bren­nungs­ga­se bei­spiels­wei­se aus der Stahl­in­dus­trie ent­hal­ten eine Viel­zahl von Gas­be­stand­tei­len wie H2 oder CO2, die aus um­welt­tech­ni­scher, ener­ge­ti­scher und wirt­schaft­li­cher Sicht ge­nutzt wer­den müs­sen.

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DRI-Ein­schmel­zer – Neu­ar­ti­ges Ver­fah­ren zur Er­zeu­gung von Roh­ei­sen durch Ein­schmel­zen von Ei­sen­schwamm aus der Di­rekt­re­duk­ti­on in einem DRI-Ein­schmel­zer

Ziel­set­zung des vom Land NRW ge­för­der­ten und im De­zem­ber 2022 ge­st­ar­te­ten Vor­ha­bens ist es, ein neu­ar­ti­ges Ver­fah­ren zur Er­zeu­gung von Roh­ei­sen durch Ein­schmel­zen von Ei­sen­schwamm aus der Di­rekt­re­duk­ti­on in einem DRI-Ein­schmel­zer zu ent­wi­ckeln.

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HY­DRE­AMS - Clean hy­dro­gen com­bus­ti­on and di­gi­tal tools for re­hea­ting and heat tre­at­ment for steel

Die Stahl­in­dus­trie ist einer der emis­si­ons­s­tärks­ten (8 % der welt­wei­ten CO2– Emis­si­o­nen) und am schwers­ten zu de­ka­r­bo­ni­sie­ren­den Sek­to­ren. Neben Hoch­ö­fen und Elek­tro­licht­bo­gen­ö­fen tra­gen vor allem die Wie­der­er­wär­mung, das Glü­hen und das Schmie­den von Stahl zu den CO2-Emis­si­o­nen bei. Grü­ner Was­ser­stoff (H2) könn­te eine Lö­sung sein, um Erd­gas zu er­set­zen, wenn wirt­schaft­lich die An­la­gen­si­cher­heit und Pro­dukt­qua­li­tät kon­stant bleibt. Eine H2-In­fra­s­truk­tur zur Ver­tei­lung und Spei­che­rung muss ge­schaf­fen wer­den.

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ProBF – Pro­zess­füh­rungs­stra­te­gie des Hoch­ofens der Zu­kunft zum ef­fi­zi­en­ten Re­duk­ti­ons­mit­te­l­ein­satz und zur Re­du­zie­rung der CO2-Emis­si­o­nen

Ge­samt­ziel die­ses ge­mein­sa­men, vom Land NRW ge­för­der­ten Vor­ha­bens von thys­sen­krupp Steel (tkSE) und dem BFI ist die Ent­wick­lung und Er­pro­bung einer neu­ar­ti­gen Pro­zess­füh­rungs­stra­te­gie zur par­al­le­len Ein­bla­sung von zwei Er­satz­re­duk­ti­ons­mit­teln wie Ein­blas­koh­le und einem Re­duk­ti­ons­gas (z.B. Was­ser­stoff, Erd­gas, Koks­ofen­gas) in den Hoch­ofen.

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ReIn­vent – Re­du­zie­rung von Treib­h­aus­ga­sen durch Pro­zes­sin­no­va­ti­o­nen in der Grund­s­t­off­in­dus­trie

Ziel laut Kli­ma­schutz­plan der Bun­des­re­gie­rung ist, dass Deut­sch­land bis 2045 Treib­h­aus­gas­neu­tra­li­tät er­reicht. Ak­tu­ell er­zeugt die In­dus­trie rund 20 % der Treib­h­aus­gas-Emis­si­o­nen in Deut­sch­land.

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Diss­HEAT – Dis­se­mi­na­ti­on of the hea­ting tech­no­lo­gy re­sea­rch re­sults for emis­si­on mi­ni­mi­za­ti­on and pro­cess op­ti­mi­za­ti­on to­wards to­days fos­sil-free hea­ting agen­da

Im Zuge des Eu­ro­pean Green Deal strebt Stahl­in­dus­trie Kli­ma­neu­tra­li­tät bis 2050 an. Die EU-Stahl­in­dus­trie er­zeugt Treib­h­aus­ga­s­e­mis­si­o­nen von rd. 221 Mt/a und damit rd. 5,7 % der ge­sam­ten Emis­si­o­nen in der EU. Diss­HEAT ist ein Ver­bund­pro­jekt zur Ana­ly­se von F&E-Ar­bei­ten der ver­gan­ge­nen 25 Jahre im Be­reich der Wie­der­er­wär­mung und Ther­mo­pro­zess-Tech­nik (Down Stream) zur Be­a­r­bei­tung von Stahl in Wa­lz­wer­ken und Schmie­den.

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Trans­HyDE_FP1 – Sys­tem­ana­ly­se zu Trans­port­lö­sun­gen für grü­nen Was­ser­stoff

Die Na­ti­o­na­le Was­ser­stoff­stra­te­gie (NWS) sieht eine Ver­sor­gungs­si­cher­heit über in­ne­r­eu­ro­pä­i­sche Pro­duk­ti­on sowie Di­ver­si­fi­zie­rung und Si­che­rung von in­ter­na­ti­o­na­len Im­por­ten für Was­ser­stoff vor. Dar­aus er­gibt sich un­wei­ger­lich die Not­wen­dig­keit einer über­re­gi­o­na­len Trans­port- und Spei­che­rin­fra­s­truk­tur für den Ener­gie­trä­ger.

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In­TE­Gra­ted – Ent­wick­lung in­no­va­ti­ver TEG-Sys­te­me zur kos­ten­güns­ti­gen und op­ti­mier­ten Ener­gie­ge­win­nung aus EAF-Kühl­was­ser und strah­len­den Ab­wär­me­quel­len in Stahl­wer­ken

Im Stahl­er­zeu­gungs­pro­zess fal­len große Ab­wär­me­men­gen an, die un­ge­nutzt an die Um­ge­bung ab­ge­ge­ben wer­den. Die Nut­zung die­ser Ab­wär­me kann ein Schritt Rich­tung kli­ma­neu­tra­ler Stahl­pro­duk­ti­on sein.

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In­no­Guss – Ent­wick­lung von in­no­va­ti­ven Trans­for­ma­ti­ons­pfa­den zur De­ka­r­bo­ni­sie­rung der Gie­ße­rei-In­dus­trie in NRW

THG-Emis­si­o­nen sol­len in Deut­sch­land bis 2030 um min­des­tens 55 % re­du­ziert und bis zum Jahr 2050 eine wei­test­ge­hen­de Treib­h­aus­gas-Neu­tra­li­tät Deut­sch­lands er­reicht wer­den. Laut Sta­tis­ti­schem Bun­des­amt lag der Ge­sam­t­ener­gie­be­da­rf der deut­schen Gie­ße­rei­en im Jahr 2019 bei etwa 12,4 Tera­watt­stun­den und trug somit zu ca. einem Pro­zent zu den ge­samt­deut­schen CO2-Emis­si­o­nen bei.

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Aer­o­Ref – Ver­rin­ge­rung des Ener­gie­be­da­rfs in Wär­me­öfen durch neu­ar­ti­ge Kom­bi­na­ti­on von Ae­ro­gel und Feu­er­fest­ma­te­ri­al

Trotz ste­ti­ger Ver­bes­se­run­gen der Wär­me­däm­mung an In­dus­trie­öfen sind Wär­me­ver­lus­te durch die Ofen­wän­de un­ver­meid­bar. Eine Ver­rin­ge­rung der Wär­me­ver­lus­te hin­ge­gen be­wirkt un­mit­tel­bar öko­no­mi­sche und zu­meist auch öko­lo­gi­sche Vor­tei­le (Ver­rin­ge­rung von CO2-Aussto­ss).

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Hy­BeSt – Hy­bri­de Be­hei­zung in der Stahl­in­dus­trie

Eine op­ti­ma­le Nut­zung von er­neu­er­ba­rer Ener­gie in der In­dus­trie stellt große Her­aus­for­de­run­gen an die Fle­xi­bi­li­tät der Pro­duk­ti­on. Fluk­tu­ie­ren­de Ener­gie­ver­sor­gung sowie kon­ti­nu­ier­li­che Pro­duk­ti­ons­pro­zes­se und Qua­li­täts­an­for­de­run­gen zu syn­chro­ni­sie­ren, er­for­dert neue An­sät­ze.

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Fle­xE­lec­tricS­teel – In­tra­day Ener­gie­ma­na­ge­ment für Elek­tro­stahl­wer­ke

Fluk­tu­ie­ren­de Ener­gie­ver­sor­gung er­for­dert neue An­sät­ze bei der Ener­gief­le­xi­bi­li­tät, auch im Be­reich der Elek­tro­stahl­her­stel­lung. Die Be­stim­mung der Ener­gie­pla­nung in der Pro­duk­ti­on muss so an­ge­passt wer­den, dass kür­ze­re Re­ak­ti­ons­zei­ten, eine hö­he­re zeit­li­che Auf­lö­sung, Ge­nau­ig­keit und Zu­ver­läs­sig­keit bei der Vor­her­sa­ge des Strom­beda­rfs mög­lich wer­den.

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VEIK – Ver­bes­se­rung der Wär­me­be­hand­lung und Er­wär­mung in In­dus­trie­öfen durch Ein­satz neuer in­no­va­ti­ver ke­ra­mi­scher Heiß­gas­ven

Me­tal­li­sche Ven­ti­la­to­ren sind in Ther­mo­pro­zess­an­la­gen nur bis ca. 600°C - 800°C nutz­bar. Zur Wär­me­be­hand­lung sind zwei Ofen­ty­pen er­for­der­lich, einer für Tem­pe­ra­tur­wer­te bis 800°C und einer für über 800°C. Bei ge­sta­pel­ten Gü­tern im Ofen lokal stark un­ter­schied­li­che Er­wär­mung bei über 800°C. Ziel des Pro­jek­tes ist die Ent­wick­lung eines ke­ra­mi­schen Ven­ti­la­tors für den Hochtem­pe­ra­tur­be­reich.

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H2 – Zie­gel – Ener­gie­ef­fi­zi­enz und Emis­si­ons­re­du­zie­rung – Ein­satz von Was­ser­stoff in der Zie­gel­in­dus­trie

Bun­des­re­gie­rung möch­te die THG-Emis­si­o­nen in Deut­sch­land bis 2030 um min­des­tens 55 % re­du­zie­ren und bis zum Jahr 2050 eine wei­test­ge­hen­de Treib­h­aus­gas-Neu­tra­li­tät Deut­sch­lands er­rei­chen. Erd­gas ist der ty­pi­sche Brenn­stoff an Ther­mo­pro­zess­an­la­gen der Grund­s­t­off­in­dus­trie. Die Pro­zes­se sind für Erd­ga­sein­satz aus­ge­legt. Neue Brenn­ga­se haben un­be­kann­ten Ein­fluss auf Pro­dukt­qua­li­tät, Pro­duk­ti­ons­ra­te und An­la­gen­stand­fes­tig­keit. Re­ge­lung und Ausstat­tung von Ther­mo­pro­zess­an­la­gen müs­sen ggf. an­ge­passt oder aus­ge­tauscht wer­den.

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H2-DisTher­Pro – Ver­mei­dung von CO2-Emis­si­o­nen in der Stahl­in­dus­trie durch Ein­satz von Was­ser­stoff an dis­kon­ti­nu­ier­lich be­trie­be­nen Ther­mo­pro­zess­an­la­gen am Bei­spiel von Hau­ben­g­lü­hen

Der Erd­gas­be­da­rf der deut­schen Eisen- und Stahl­pro­duk­ti­on be­trägt rd. 20,8 TWh. Dies ent­spricht rd. 4,2 Mio. tCO2/a an ener­gie­be­ding­ten CO2-Emis­si­o­nen. Die kli­ma­neu­tra­le Stahl­er­zeu­gung soll bis 2045 er­reicht wer­den. „Grü­ner“ Was­ser­stoff kann zur Sub­sti­tu­ti­on fos­si­ler Brenn­ga­se ein­ge­setzt wer­den.

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Re­alla­bor H2­Stahl – Was­ser­stoff­tech­no­lo­gi­en zur schritt­wei­sen De­ka­r­bo­ni­sie­rung der Stahl­in­dus­trie

Das Re­alla­bor der Ener­gie­wen­de H2­Stahl ist eine Ko­ope­ra­ti­on zwi­schen dem BFI und tkSE zur For­schung an der was­ser­stoff­ba­sier­ten Di­rekt­re­duk­ti­on. Mit der Er­pro­bung der Tech­no­lo­gie im Pi­lot­maß­stab in einem in­dus­tri­el­len Um­feld wird ein be­deu­ten­der Bei­trag für den Kli­ma­schutz ge­leis­tet.

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RE­DERS – Re­du­zier­te CO2-Emis­si­o­nen durch Er­hö­hung der Re­cy­cling­quo­te bei der Stahl­her­stel­lung

Ziel­set­zung des vom Land NRW ge­för­der­ten und im Au­gust 2021 ge­st­ar­te­ten Vor­ha­bens ist es, durch einen er­höh­ten Ein­satz von ei­sen­hal­ti­gem Re­cy­cling­ma­te­ri­al im Hoch­ofen und im Kon­ver­ter die CO2-Emis­si­o­nen bei der Stahl­her­stel­lung kurz­fris­tig si­gni­fi­kant zu sen­ken.

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In­no­Kon – In­no­va­ti­ve An­ti­haft-Ober­flä­che zur Stei­ge­rung der Le­bens­dau­er von Sau­er­stofflan­zen am Kon­ver­ter

Beim Kon­ver­ter­pro­zess wird Roh­ei­sen unter Zu­ga­be von Sau­er­stoff zu Roh­stahl um­ge­wan­delt. Der Sau­er­stoff wird über eine Hoch­druck­sau­er­stofflan­ze zu­ge­führt.

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Green Steel for Eu­ro­pe

Die Eu­ro­pä­i­sche Union hat sich durch den Rah­men für die Klima- und Ener­gie­po­li­tik bis 2030 sowie die lang­fris­ti­ge Stra­te­gie der Kli­ma­neu­tra­li­tät bis 2050 kon­kre­te Ziele zur Re­duk­ti­on von Treib­h­aus­ga­s­e­mis­si­o­nen ge­setzt.

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Me²H2-Me­than­py­ro­ly­se

Was­ser­stoff be­sitzt eine ste­tig wach­sen­de Be­deu­tung als Aus­gangs­stoff in vie­len In­dus­trie­pro­zes­sen, als fle­xi­bler Ener­gie­trä­ger oder im Be­reich der Mo­bi­li­tät.

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Re­flex­Rol­le – Ent­wick­lung einer re­flek­tie­ren­den, an­tiad­hä­si­ven Be­schich­tung für Ofen­rol­len

Im Rah­men des ge­plan­ten For­schungs­vor­ha­bens soll eine re­flek­tie­ren­de und anti-ad­hä­si­ve Be­schich­tung für was­ser­ge­kühl­te Ofen­rol­len in Vor­wär­mö­fen von Band­ver­zin­kungs­an­la­gen ent­wi­ckelt und be­trieb­lich er­probt wer­den.

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SCI4cli­ma­te – Wis­sen­schaft­li­ches Kom­pe­tenz­zen­trum NRW für eine kli­ma­neu­tra­le und zu­kunfts­fä­hi­ge In­dus­trie

SCI4cli­ma­te.NRW ist ein vom Land Nord­rhein-West­fa­len im Zu­sam­men­hang mit der In­itia­ti­ve IN­4cli­ma­te un­ter­stütz­tes For­schungs­pro­jekt zur Ent­wick­lung einer kli­ma­neu­tra­len und zu­kunfts­fä­hi­gen In­dus­trie im Jahr 2050.

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H2BF – CO2-Min­de­rung durch H2-In­jek­ti­on in den Hoch­ofen

Ziel die­ses vom Land NRW ge­för­der­ten Vor­ha­bens ist die tech­ni­sche Er­pro­bung eines neuen, mo­di­fi­zier­ten Hoch­ofen­pro­zes­ses, bei dem Was­ser­stoff aus er­neu­er­ba­ren Ener­gi­en die Auf­ga­be von fos­si­len Koh­len­stof­fen als Re­duk­ti­ons­mit­tel teil­wei­se über­neh­men soll. Durch die In­jek­ti­on von H2 in den Hoch­ofen sol­len die CO2-Emis­si­o­nen des Ver­fah­rens si­gni­fi­kant ge­senkt wer­den.

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Low­Ca­r­bon­Fu­ture – Ana­ly­se von Pro­jek­ten zur zu­künf­ti­gen koh­len­stoff­ar­men Stahl­er­zeu­gung

Die Eisen- und Stahl­in­dus­trie ist einer der ener­gi­e­in­ten­sivs­ten in­dus­tri­el­len Sek­to­ren. Ziel der EU Kli­ma­po­li­tik sowie des Welt­kli­ma­ver­trags ist die Re­du­zie­rung der CO2 Emis­si­o­nen um min­des­tens 80 % bis 2050 im Ver­gleich zu 1990. Mit der „Ac­com­pa­ny­ing Mea­su­re“ For­schungs­ak­ti­vi­tät soll die EU-Stahl­in­dus­trie ver­stärkt zur Mi­ni­mie­rung der CO2 Emis­si­o­nen gemäß den EU Kli­ma­zie­len ge­führt wer­den.

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Ad­ap­tEAF – Ad­ap­ti­ve on-line LBO-Pro­zess­füh­rung zur Ver­bes­se­rung der ener­ge­ti­schen Ef­fi­zi­enz

Die Ei­gen­schaf­ten von Schrott, der als Ein­satz­ma­te­ri­al für die EAF-Stahl­er­zeu­gung ver­wen­det wird, än­dern sich mit der Zeit bei­spiels­wei­se in Bezug auf Zu­sam­men­set­zung, Aus­brin­gen oder Ener­gie­be­da­rf. Die Steu­e­rung des che­mi­schen Ener­gie­ein­trags muss in­di­vi­du­ell an­ge­passt wer­den, um beste Er­geb­nis­se in Bezug auf Ener­gie­ver­brauch und Aus­brin­gen zu er­zie­len. Das Rest­sumpf­ge­wicht hat einen wich­ti­gen Ein­fluss auf die Pro­zess­leis­tung, ist aber nur schwer zu er­fas­sen.

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STEB­GUT – Ofen­rol­le

Die Er­wär­mung von Fein­ble­chen zur Feu­er­ver­zin­kung und/oder Wär­me­be­hand­lung ge­schieht in Durch­laufö­fen. Der Trans­port der Ble­che durch die Öfen er­folgt mit­hil­fe von me­tal­li­schen Gut-Trans­por­t­rol­len. Die hohen Ofen­raum­tem­pe­ra­tu­ren von ca. 1.300 °C er­for­dern heute eine Was­ser­küh­lung die­ser Rol­len. Pro Rolle er­ge­ben sich so Kühl­ver­lus­te von ca. 300 kW.

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Op­ti­Reg2 – Wär­me­über­tra­ger

Ziel des Pro­jekts ist die Cha­rak­te­ri­sie­rung des Wär­me­über­tra­gungs­ver­hal­tens von durch­ström­ten ke­ra­mi­schen Wa­ben­kör­pern sowie die Ent­wick­lung und Er­pro­bung neuer Wa­ben­kör­pe­r­an­ord­nun­gen und -geo­me­tri­en.

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IN­CERV – Ke­ra­mi­sche Heiß­gas­ven­ti­la­to­ren

Der Ein­satz me­tal­li­scher Ven­ti­la­to­ren ist auf­grund hoher Tem­pe­ra­tur­wer­te in In­dus­trie­öfen nur be­grenzt mög­lich. Auf­grund der Kriech­ver­for­mung muss die Dreh­zahl me­tal­li­scher Ven­ti­la­to­ren ab Tem­pe­ra­tur­wer­ten > 500 °C ver­rin­gert wer­den. Über 1.000 °C ist ein Ein­satz me­tal­li­scher Ven­ti­la­to­ren nicht mög­lich. Eine Ver­rin­ge­rung der Dreh­zahl führt zur Re­du­zie­rung der Um­wälz­leis­tung im Ofen.

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NEBS – Nut­zung von Ab­wär­me zur Strom­er­zeu­gung mit­tels ORC

In der Eisen- und Stahl­in­dus­trie sowie an­de­ren ener­gi­e­in­ten­si­ven In­dus­tri­en wird eine Viel­zahl von ver­schie­de­nen Ther­mo­pro­zess­an­la­gen zur Pro­duk­ti­on und Wär­me­be­hand­lung von Pro­duk­ten und Halb­zeu­gen ein­ge­setzt.

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Pow­GE­TEG – TEG for high tem­pe­ra­ture waste heat re­co­ve­ry

In­dus­tries in­vol­ve a huge amount of ener­gy de­mand. A con­si­de­ra­ble amount of this ener­gy is lost and es­ca­pes to am­bi­ent as waste heat. Due to com­mer­ci­al and stra­te­gic re­a­sons ener­gy re­co­ve­ry from in­dus­tri­al waste heat streams is get­ting more and more im­port­ant.

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IN­TE­GA – Ther­mo­elek­tri­sche Ge­ne­ra­to­ren (TEG) für Hochtem­pe­ra­tur

In der Eisen- und Stahl­in­dus­trie gehen große Wär­me­men­gen als Strah­lung ver­lo­ren. Eine Mög­lich­keit zur Nut­zung von Strah­lungs­wär­me ist die Um­wand­lung in Strom mit­tels ther­mo­elek­tri­scher Ge­ne­ra­to­ren (TEG).

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Si­mu­lEAF – Op­ti­mie­rung der Pro­zes­se im Elek­tro­licht­bo­ge­nofen

Die voll­stän­di­ge Si­mu­la­ti­on der kom­ple­xen Vor­gän­ge im Elek­tro­licht­bo­ge­nofen er­for­dert einen bis­her nicht be­herrsch­ten nu­me­ri­schen Auf­wand. Ziel ist es, ein um­fas­sen­des CFD-Mo­dell zu ent­wi­ckeln und mit des­sen Hilfe Maß­nah­men ab­zu­lei­ten, um den Ener­gie­ver­brauch und die CO2-Emis­si­o­nen bei der Elek­tro­stahl­er­zeu­gung zu sen­ken sowie das Aus­brin­gen zu ver­bes­sern.

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Plant­Temp – Stahl­werks­wei­te Kon­trol­le der Schmel­zen­tem­pe­ra­tur

Ziel der Tem­pe­ra­tur­füh­rung im Stahl­werk ist es, die Schmel­zen­be­hand­lung so zu füh­ren, dass sie beim Gie­ßen die Ziel­tem­pe­ra­tur er­reicht. Im Elek­tro­licht­bo­ge­nofen und Pfan­ne­n­ofen wird die Stahl­schmel­ze über­hitzt, um einen Tem­pe­ra­tur­puf­fer auf­zu­bau­en. Bei nach­fol­gen­den Be­hand­lungs­schrit­ten wie Va­ku­u­ment­ga­sung, Fein­le­gie­ren und Rein­heits­grad­spü­len wird der Tem­pe­ra­tur­puf­fer ab­ge­baut. Der Be­die­ner muss auf­grund sei­ner Er­fah­rung den Ener­gie­ein­trag im Ein­klang mit den zu er­war­ten­den dy­na­mi­schen Ener­gie­ver­lus­ten di­men­sio­nie­ren.

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Pre­vent­Sec­Dust – Ver­min­de­rung von Stau­b­e­mis­si­o­nen im Hoch­ofen­werk

Die Möl­ler­vor­be­rei­tung ge­hört durch den viel­fäl­ti­gen Ma­te­ri­a­l­trans­port zu den größ­ten Staub­quel­len im Hoch­ofen­werk. Wich­ti­ge Kennt­nis­se zur Ent­ste­hung von se­kun­dä­ren Emis­si­o­nen feh­len je­doch. Die ge­setz­li­chen Vor­schrif­ten hin­sicht­lich der Emis­si­o­nen von Staub (ins­be­son­de­re Fein­sta­ub) wer­den immer stren­ger.

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Long­li­feBF – Neue ver­bes­ser­te Hoch­ofen­blas­form

Durch­bren­nen von Blas­for­men ist die häu­figs­te Ur­sa­che für un­ge­plan­te Still­stän­de von Hoch­ö­fen. Dabei be­trägt der Mehr­auf­wand an Koks im Mit­tel ca. 1.500 GJ pro Still­stand.

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