H2-EiPro - Untersuchung des Einflusses der H2-Verbrennung in Industrieöfen auf das Produkt am Beispiel von Stahlbrammen

Ausgangssituation:

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.

Projektziele:

Es sollen die Auswirkungen und notwendigen Anpassungen (z.B. Aufheizkurven, Liegezeit, Volumenströme von Brenngas und -Luft) für unterschiedliche Produkte erstmals unter vollständigen Produktionsbedingungen am Beispiel eines Brammenofens einer Warmbandstraße mit Auswirkungen (weitere Verarbeitbarkeit bei veränderten Oberflächen- und Randschichten) auf die weiteren Bearbeitungsschritte (Folgeprozesse) systematisch untersucht werden.

Innovative Ansätze:

  • Erstmalige Untersuchungen der Auswirkungen von H2-Zumischungen zum Erdgas von 0 bis 100 % in Wärmöfen mit offener Beheizung in der Stahlindustrie auf die Produktqualität unter besonderer Berücksichtigung der Folgeprozesse
  • Betriebliche Erprobung beispielhaft an einem Brammenofen mit den Folgeprozessen Warmwalzen, Beizen, Kaltwalzen und Feuerbeschichten
  • Langzeiterprobung des neuen Gesamtsystems (Mess- und Regeltechnik, Brennertechnik, Automatisierung) an dem ausgewählten Brammenofen im Betriebsumfeld
  • Erarbeitung von Maßnahmen zur Sicherstellung der Produktqualität unter den veränderten Randbedingungen.
  • Im Verlauf des geplanten Verbundvorhabens wird zunächst eine Machbarkeit im Technikum unter betriebsnahen Bedingungen, gestützt durch CFD-Simulationen, nachgewiesen.

Nutzen für die Industrie:

  • Die Potenziale und die Hemmnisse beim Einsatz von Wasserstoff an Bestandsanlagen und die Auswirkungen auf die weiteren Bearbeitungsschritte (Folgeprozesse) werden im Hinblick auf die Sicherstellung der Produktqualität systematisch betrieblich untersucht.
  • Eine Übertragbarkeit auf ähnliche Prozesse wird durch die systematische Modellierung und die daran anknüpfenden Parameterstudien mittels der Ergebnisse aus den CFD-Berechnungen ermöglicht.
  • Ansatzpunkte für Handlungsempfehlungen zum Umstieg auf Wasserstoff werden erarbeitet.
  • Eine unmittelbare Umrüstung einer großtechnischen Anlage ist nach Projektende beabsichtigt.

Fördermittelgeber:

Projektträger:

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