Einfluss der Temperatur einer oxidierenden Vorbehandlung auf Kinetik und Morphologie der Reduktion von Magnetit-Feinsterzen mit Wasserstoff

Einfluss der Temperatur einer oxidierenden Vorbehandlung auf Kinetik und Morphologie der Reduktion von Magnetit-Feinsterzen mit Wasserstoff

Derzeit verläuft weltweit der Großteil der Eisen- und Stahlerzeugung über die Hochofenroute, welche als Energie und CO2 intensiv gilt. Aufgrund der immer stärker in den Medien präsenten Diskussionen über die Klimaerwärmung und steigenden Drucks seitens der Politik ergibt sich der Bedarf eines umweltfreundlicheren und energieärmeren Verfahrens zur Eisen- und Stahlherstellung.

Das durch das COMET Programm K1-MET geförderte Projekt P3.6 FluidRed liefert nun einen Ansatz für eine innovative Lösung in Richtung Dekarbonisierung der Eisen- und Stahlerzeugungstechnologien. Dieses Direktreduktionsverfahren auf Basis der Wirbelschichttechnologie soll einerseits den direkten Einsatz von Feinsterzen ermöglichen. Andererseits soll sich durch die Verwendung von Wasserstoff bzw. eines hochwasserstoffhaltigen Gases aus der Reformierung von Erdgas als Reduktionsmittel die CO2-Emissionen deutlich verringern.

Ziel dieser Arbeit ist es, das Reduktionsverhalten von Magnetit-Feinsterz nach einem vorgeschalteten Oxidationsschritt, der Umwandlung von Magnetit zu Hämatit, zu untersuchen. Dabei soll der Einfluss der Oxidationstemperatur der oxidierenden Vorbehandlung evaluiert werden, wobei ebenfalls der Einfluss des Oxidationsgrades aufzuzeigen ist. Die Beurteilung der Einflüsse hat anhand von Reduktionsversuchen mit Wasserstoff hinsichtlich der Reduktionskinetik sowie der Morphologie der Eisenausscheidung zu erfolgen.

Inhalt

  • Literaturrecherche bezüglich Thermodynamik und Kinetik der Eisenerzreduktion sowie der Morphologie der Eisenausscheidung
  • Durchführung von Reduktionsversuchen von Magnetit-Feinsterze
  • Morphologische Analyse der Einsatzmaterialen und der reduzierten Eisenerzkonzentrate
  • Auswertung der Kinetik der Reduktionsversuche
  • Verlinkung der Morphologie mit den Ergebnissen der Kinetik-Auswertung
  • Ableitung optimaler Reduktionsparameter zur Erreichung gewünschter morphologischer Strukturen der Eisenausscheidung

Advisors

Thomas Wolfinger

Dipl.-Ing.
PhD-candidate - K1-MET GmbH

Johannes Schenk

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn.
Head of Chair - Primary Metallurgy and Metallurgical Processes
2021-01-27T11:26:33+01:00