Zur Reduktion der CO₂-Emissionen in der Eisen- und Stahlindustrie stellt der Einsatz von Electric Smelting Furnaces (ESF), auch bekannt unter dem Begriff Smelter, in Kombination mit Direktreduktionsanlagen eine vielversprechende Alternative zum Hochofenprozess (BF) dar, wobei die dem BF nachfolgende, bestehende Infrastruktur integrierter Hüttenwerke wie der LD-Konverter, weiterhin genutzt werden kann. Parallel dazu gewinnt auch der Betrieb von Elektrolichtbogenöfen (EAF) mit direkt reduziertem Eisen (DRI) an Bedeutung. Während der DRI-EAF hochqualitatives DRI mit 3-5 % Gangart (high-grade DRI) benötigt, dessen Verfügbarkeit gering ist und da sonst hohe Schlackenmengen und Eisenverluste anfallen, ist der ESF besser für die Verarbeitung von sogenannten low-grade DRI mit hohem Gangartanteil (> 19 %) geeignet.

Das Erweichungs- und Einschmelzverhalten der in beiden Aggregaten eingesetzten DRI-Pellets wird maßgeblich durch die jeweiligen Prozessbedingungen (z.B. FeO-Gehalt der Schlacke, Ofenatmosphäre) und der chemischen Zusammensetzung des DRI bestimmt. Der zunehmende Einsatz von Wasserstoff als Reduktionsmittel führt zu zusätzlichen prozesstechnischen Herausforderungen, wie beispielsweise einer Verlangsamung des Einschmelzens kohlenstoffarmer Pellets. Gegenstand aktueller Forschungen sind zudem die Weiternutzung des ESF Abgases als Aufkohlungsmedium und daraus folgend, welche Kohlenstoffgehalte in DRI-Pellets bei Nutzung von CO/H₂-Mischungen erreichbar sind sowie das Verhalten der Pellets in den jeweiligen Prozessschlacken.

Ziel der Masterarbeit ist die experimentelle Untersuchung des Einschmelzverhaltens von H₂– und H₂/CO reduzierten DRI-Pellets in ESF- und EAF Schlacke durch Eintauchversuche mittels einer Lineareinheit, welche definierte Tauchzeiten und -tiefen ermöglicht. Dabei wird das Verhalten der DRI-Pellets, die mit unterschiedlichen Reduktionsparametern hergestellt werden, in den erwähnten Prozessschlacken untersucht, um den Einfluss von Wasserstoff als Reduktionsgas auf die Einschmelzcharakteristik zu bestimmen sowie die Grenzen der Ausnutzung des ESF-Abgases für die Aufkohlung zu bestimmen.  Ergänzend erfolgt eine metallographische Charakterisierung der Pellets sowie eine Literaturstudie zum Stand der Technik der ESF- und DRI-EAF Technologie mit Fokus auf den Einfluss von Rohmaterialeigenschaften, Prozessbedingungen und Reduktionsparametern.