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Transformation Stahlproduktion: Zwei Routen führen zukünftig zum hochqualitativen Stahl

Transformation Stahlproduktion: Zwei Routen führen zukünftig zum hochqualitativen Stahl

Die Dekarbonisierung der Stahlerzeugung geht auch bei uns mit dem Aufbau der Elektrostahlerzeugung einher. Grundlage für grünen Stahl ist ein zukunftsweisender technologischer Wechsel von der Hochofen- auf die Elektroofen-Route.

Luftaufnahme Rendering von neuem voestalpine Hybridstahlwerk
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In diesem Artikel

Wir bleiben weiterhin ein zuverlässiger Produzent hochwertigster Stahlprodukte in Premiumqualität. Und sie werden besser, weil wir sie zukünftig mit weniger CO2-Emissionen herstellen. Mit greentec steel schaffen wir dafür die technischen Voraussetzungen und setzen Österreichs größtes Klimaschutzprogramm um.

Hochqualitativer Stahl, so oder so

Zwei Produktionsrouten führen zukünftig zum hochqualitativen Stahl. Mit Hochofen und Konverter auf der einen Seite, mit Elektrolichtbogenofen (EAF) auf der anderen. Beide Prozesslinien sind seit vielen Jahrzehnten bekannt und entsprechend ihrer Spezifika erfolgreich eingesetzt. Der Klimawandel fordert jedoch eine Weiterentwicklung der klassischen EAF-Route. Während der technologisch notwendige, massive Kokseinsatz im Hochofen zu hohen CO2-Emissionen führt, könnten sie durch den EAF maßgeblich gesenkt werden – vorausgesetzt, es steht vor Ort ausreichend grüne Elektroenergie zur Verfügung.

Der Weg zum klimafreundlichen Stahl

Auf beiden Wegen stellen wir anerkannt ausgezeichneten Stahl her. Unser Ziel der CO2-reduzierten Produktion können wir jedoch nur mit dem EAF verwirklichen. Mit greentec steel, unserem Dekarbonisierungsprogramm, vermindern wir stufenweise die CO2-Emissionen. Bereits ab 2027 sorgt die Inbetriebnahme der ersten EAF in Donawitz und Linz, bei gleichzeitiger Abschaltung je eines Hochofens, für 30 % weniger Emissionen.

Die traditionelle Route

In der jahrzehntelang wirtschaftlich optimierten Verfahrensroute über Hochofen und Konverter wird Eisenerz im Hochofen unter Zugabe von Koks zu flüssigem, kohlenstoffreichen Roheisen reduziert. Im LD-Konverter wird das Roheisen mithilfe von aufgeblasenem Sauerstoff von den meisten unerwünschten Bestandteilen befreit. Danach erfolgt die Weiterverarbeitung in Abhängigkeit vom Kundenwunsch.

Der EAF-Weg

Auch die Rohstahlerzeugung über den EAF ist nicht neu. Der größte Unterschied zur Hochofen-Route sind die Energie- und Rohstoffquellen. Der Einsatz von grün erzeugter, elektrischer Energie ist der wesentliche Schritt zur Dekarbonisierung der Stahlproduktion. Anstelle von Eisenerz kommt auf dieser Route vor allem Schrott zum Einsatz. Je nach Verfügbarkeit und Qualitätserfordernissen können auch flüssiges Roheisen bzw. sogenanntes HBI (Hot Briquetted Iron) eingesetzt werden. Die zugeführten Einsatzstoffe werden mit einem Lichtbogen erhitzt und dabei eingeschmolzen. Nach dem Abstich eines EAF erfolgt auch hier die Weiterbearbeitung des Rohstahls wie bisher in der sogenannten Sekundärmetallurgie.

Welche Vorteile hat ein EAF?

Der Einsatz des EAF verändert die Landschaft unserer Rohstahlerzeugung wesentlich. Die Vorteile seines Einsatzes bestehen insbesondere in der geringeren CO2-Emission:

0
Tonnen CO2 je t Rohstahl
EAF mit 100 % Schrott
0
Tonnen CO2 je t Rohstahl
EAF mit Schrott + HBI
0
Tonnen CO2 je t Rohstahl
Hochofen & LD-Konverter

Auch technologisch bieten sich weitere Vorteile

  • Hohe Kapazität des EAF mit maximaler Verfügbarkeit und flexibler Prozesssteuerung:
    alle ca. 50 min. erfolgt eine neue Charge
  • EAF können binnen weniger Minuten „an-/abgestellt“ werden – sie müssen vorm Abschalten selbstverständlich entleert werden.
  • Erzeugung höchster Stahlqualitäten durch den Einsatz entsprechend hochwertiger Ausgangsstoffe, z. B. HBI oder hochwertige Schrotte
  • Flexibilität in Bezug auf Eingangsstoffe (Schrott, HBI, Roheisen)
  • Schneller Gefäßwechsel: Muss der EAF neu feuerfest ausgemauert werden, kann er durch ein Zweitgefäß ersetzt werden – der Betrieb läuft weiter. Bei einem LD-Konverter ist das nicht möglich
    Wechselaufwand: EAF ca. 8 h; Stillstand LD-Tiegel: 4-5 Tage.
Rendering von neuem voestalpine Hybridstahlwerk

Herausforderungen der EAF-Route

Der alleinige Einsatz der EAF-Technologie stellt uns auch vor Herausforderungen. Dazu gehören, dass

  • Prozessgase aus der Kokerei, vom Hochofen und LD-Stahlwerk nicht mehr für die eigene Stromerzeugung zur Verfügung stehen;
  • der EAF den Stahlschädling Schwefel (durch Einsatzstoffe eingebracht) schlechter entfernen kann. Für seine Beseitigung bedarf es eines größeren Aufwandes in der Sekundärmetallurgie.
  • Schrott weitaus mehr Spurenelemente in die Stahlerzeugung einbringt als Erze. Deren Anreicherung wirkt sich auf die technologischen Eigenschaften des Stahls aus.
    Auch in der Forschung und Entwicklung arbeiten wir bei voestalpine an Technologien, mit diesen Herausforderungen umgehen zu können. Z. B. verbessern wir die Möglichkeiten der Schrottaufbereitung und -sortierung.

Fachwissen bleibt gefragt.

Sicher ändert sich bei uns durch die Transformation der Stahlindustrie manches Berufsbild. Die technologische Ausrichtung auf Elektrolichtbogenöfen schafft für alle bereits Beteiligten und unsere zukünftigen Mitarbeiter:innen neue Perspektiven. Bei greentec steel heißt es daher, dass auch, wenn der erste Hochofen außer Betrieb geht, keinesfalls Arbeitsplätze abgebaut werden. Wer sich einmal mit uns auf den Weg macht, wird nicht zurückgelassen.

Mehr zu unserer Dekarbonisierungstrategie

Über den Schwerpunkt greentec steel

Im Rahmen unseres Schwerpunktes greentec steel geben wir einen Überblick über unsere konkreten Schritte auf dem Weg zu einer grünen Stahlproduktion und welche innovativen Prozesse dabei zum Einsatz kommen. Wir informieren über die Herausforderungen, denen wir uns dabei stellen müssen und an welchen Breakthrough-Technologien wir bereits heute forschen, um unser Ziel der CO2-neutralen Stahlproduktion bis 2050 erreichen zu können.

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Die voestalpine ist ein weltweit führender Stahl- und Technologiekonzern mit kombinierter Werkstoff- und Verarbeitungskompetenz. Die global tätige Unternehmensgruppe verfügt über rund 500 Konzerngesellschaften und -standorte in mehr als 50 Ländern auf allen fünf Kontinenten. Sie notiert seit 1995 an der Wiener Börse. Mit ihren Premium-Produkt- und Systemlösungen zählt sie zu den führenden Partnern der Automobil- und Hausgeräteindustrie sowie der Luftfahrt- und Öl- & Gasindustrie und ist darüber hinaus Weltmarktführer bei Bahninfrastruktursystemen, bei Werkzeugstahl und Spezialprofilen. Die voestalpine bekennt sich zu den globalen Klimazielen und verfolgt mit greentec steel einen klaren Plan zur Dekarbonisierung der Stahlproduktion.