Der gro?e Tag zum Thema Schrott !!!

Schrott, das neue Gold?

Wie Design-Schrott und grüne Technologien die Stahlindustrie revolutionieren !!!

Heute kommen wir zum Teil 3/3:

Herr Andreas Melcher , Sie sind als Produkt Lifecycle Manager für Scrap Yard Automation bei Primetals Technologies t?tig – eine Position, die es vor einigen Jahren noch nicht gab.

Warum gewinnt Schrott in der Stahlerzeugung in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung?

Das gro?e Thema in der Transformation der Stahlerzeugung von der Konverter-Route zur Elektrostahlerzeugung ist natürlich auch der Anteil von Schrott, der verwendet wird, um neuen Stahl zu erzeugen.

Der CO2-Fu?abdruck l?sst sich am besten durch maximalen Schrotteinsatz reduzieren.

Daher ist der Einsatzstoff Schrott das neue Gold der Stahlindustrie. Und deshalb legen wir als Anlagenbauer gro?en Wert darauf, dieses Gold m?glichst qualit?tsgesichert und in gro?en Mengen in Umlauf zu bringen.

Ist weltweit genug Schrott vorhanden, um den steigenden Bedarf der Stahlproduzenten zu decken?

Nein, das ist nicht der Fall. Der Markt zeigt deutlich, dass qualitativ hochwertiger Schrott, der die Anforderungen für die Produktion bestimmter Stahlsorten erfüllt, nicht in ausreichender Menge vorhanden sein wird.

Daher ist es für Stahlproduzenten wichtig, sich entweder die ben?tigten Qualit?ten durch geschlossene Kreisl?ufe zu sichern oder in die Automatisierung sowie in die Eigenaufbereitung und Vorbereitung von Schrott zu investieren.

So kann? Schrott qualitativ aufbereitet werden, um den Anforderungen der zu erzeugenden Stahlgüten gerecht zu werden.?

Welche Herausforderungen haben Stahlproduzenten bei der Beschaffung von Schrott?

Der Begriff ?Stahlproduzent“ ist hier sehr weit gefasst. Wenn wir spezifisch von Langprodukten wie Baustahl sprechen, sind die Anforderungen an Schrott weniger hoch als bei Flachproduzenten.

Insbesondere geht es darum, bestimmte chemische Elemente, die sich im Schrott befinden k?nnen, innerhalb festgelegter Grenzwerte zu halten. Obwohl dies auf alle Endproduktvarianten der Stahlerzeugung zutrifft, unterscheiden sich Anzahl und Gr??enordnung der Beschr?nkungen teils signifikant.

Für Produzenten einfacherer Stahlgüten ist es leichter, da dort ein Hauptaugenmerk vor allem darauf liegt, den Kupfergehalt innerhalb bestimmter Grenzen zu halten.

Aber auch das wird zukünftig immer schwieriger, da der Anteil elektrischer und elektronischer Komponenten in Endprodukten wie z. B. Fahrzeugen den Kupfergehalt automatisch beim Recyceln erh?ht, was letztendlich auch schlecht für das Endprodukt Stahl ist.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist der Eisenanteil im Schrott. Im Schrott sind üblicherweise auch nicht metallische Begleitstoffe enthalten, welche gro?teils zu Schlacke umgewandelt werden, deren Einschmelzen ebenfalls Energie erfordert und die Ausbringung der Schmelze verringert.

Bei hochqualitativen St?hlen, wie z. B. Flachprodukte für die Automobilproduktion, kommt erschwerend hinzu, dass die Erstellung der Spurenelemente in der Abstichanalyse von entscheidender Bedeutung ist.

Die Herausforderungen an die Stahlerzeugungsrouten unterscheiden sich erheblich. Betrachtet man den heutigen Prozess der Konverter-Route, ist es relativ einfach, sich innerhalb der vorgegebenen Grenzen der Zielanalyse zu bewegen, da maximal nur ca. 20 % Schrott bei diesem Verfahren verwendet wird. Der überwiegende Teil der restlichen Einsatzstoffe besteht aus Rohmaterial, das auch dazu dient, die Verunreinigungen aus dem Schrott zu verdünnen.

Dieser Prozess ist jedoch auch der gr??te Verursacher von CO2-Emissionen, da der Hochofen, der Roheisen für den Konverter produziert, der gr??te CO2-Produzent in der Stahlproduktion ist. Deshalb arbeiten wir daran, die Produktion über die Hochofenroute zu reduzieren oder komplett zu ersetzen.

Wenn wir viel Schrott im Elektrolichtbogenofen (EAF) einschmelzen wollen, müssen wir erheblichen Aufwand betreiben, um sicherzustellen, dass der Schrottmix die richtigen Spurenelemente enth?lt.

Hier kommt die Schrottplatzautomatisierung ins Spiel. Diese Technologie kann dazu beitragen, sicherzustellen, dass der Schrottmix, der im Schmelzaggregat landet, die Analyseziele beim Abstich nicht beeintr?chtigt.?

Das wirft die n?chste Frage auf:

Was zeichnet guten Schrott aus und warum ist es wichtig, bestm?glichen Schrott als Input für den Produktionsprozess von Stahl zu verwenden?

Wie bereits erw?hnt, ist das Ziel der Transformation die Reduktion von CO2. Bei Verwendung von grünem Strom ist derzeit das Verfahren des Elektrolichtbogenofens das mit Abstand effektivste zur Erreichung dieses Ziels. Dies ist also eine der Voraussetzungen. Die zwei Schlüsselelemente zur Erzeugung von grünem Stahl auf der Lichtbogenroute sind die Qualit?t des Schrotts und der Einsatz von grünem Strom.

Eine bekannte Qualit?t des Schrotts erm?glicht einen m?glichst hohen Schrottanteil im Elektrolichtbogenofen (EAF), was allerdings nicht bedeutet, dass alle Stahlgüten, die derzeit über die Konverter-Route produziert werden, einfach im EAF mit 100% Schrotteinsatz erzeugt werden k?nnen.

Der Einsatz von, im besten Fall, mit Wasserstoff direkt reduzierten Einsatzstoffen, wie DRI und HBI im Elektrolichtbogenofen, erm?glicht hier eine Erweiterung des herstellbaren Stahlgütenspektrums. Darüber hinaus gibt es weitere Herausforderungen und Einschr?nkungen. Dennoch ist es essenziell, die Qualit?t des Schrotts hochzuhalten und m?glichst genau zu wissen, aus welchen Elementen dieser Schrott zusammengesetzt ist.

Das zweite Schlüsselelement, wie bereits erw?hnt, ist ?grüner“ Strom. Es macht wenig Sinn, den CO2-Fu?abdruck des Elektrolichtbogenofen (EAF) einfach zum Kraftwerk zu verlagern und dort das Kohlendioxid in die Luft zu blasen. Das gleiche gilt auch für die elektrolytische Erzeugung von Wasserstoff für Reduktionsanlagen.

Also zusammengefasst: guter, qualitativ hochwertiger Schrott plus grüner Strom sind entscheidend für grünen Stahl.

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Welche L?sungen bietet hier Primetals Technologies an, und was versteht man genau unter Design-Schrott?

Design-Schrott ist eine Kombination aus mechanischen und Automationselementen, die einem Schrottplatz mit den geeigneten Ausrüstungen zur Schrottaufbereitung Daten zur Verfügung stellt, wie Schrott aufbereitet werden muss, um in einem Schmelzaggregat definierte Stahlqualit?ten herstellen zu k?nnen.

Wenn man einen Produktionsplan hat, in dem verschiedene Stahlgüten abgebildet sind, die produziert werden sollen, sagt das System dann z. B. ?mit dem vorhandenen Schrott, den sie jetzt gerade auf dem Schrottplatz haben, müssen sie zum Beispiel in die Reinigung gehen, diesen müssen sie schreddern, diesen schneiden“ und so weiter.

Das System schl?gt also alles vor, was es an Vorbereitungsm?glichkeiten gibt, sodass der Schrott für die gewünschten Zielqualit?t im Schmelzaggregat eingesetzt werden kann. Das Automationssystem steuert dann diese Aufbereitungsanlagen an, produziert den Schrott ?taylor made“, also Design-Schrott, für den Elektrolichtbogenofen (EAF), und dort wird dieser dann geschmolzen.?

Inwieweit tr?gt Design-Schrott dazu bei, die CO2-Emissionen bei der Stahlproduktion zu senken?

Mit Design-Schrott wird das Ziel verfolgt, den Schrottanteil als Einsatzstoff zu maximieren, um eine bestimmte Zielqualit?t zu erreichen.

Wenn die Zusammensetzung des Schrotts unklar ist, besteht eine übliche Strategie darin, mit CO2 intensiv produzierten Einsatzstoffen so viel wie m?glich zu ?verdünnen“.

Dies kann zwar durchgeführt werden, ist jedoch in Bezug auf die CO2-Bilanz kontraproduktiv, da z. B. ein h?herer Roheisenanteil den CO2-Fu?abdruck vergr??ert.

Die von uns derzeit gebauten Elektrolichtbogen?fen (EAF) sind dafür ausgelegt, verschiedene Einsatzstoffe zu verarbeiten, darunter Schrott, Direct Reduced Iron (DRI), Hot Briquetted Iron (HBI) oder auch flüssiges Roheisen.

Als Anlagenbauer besteht eine unserer Aufgaben in der Prozessautomation darin, Mittel und Wege zu finden, um für eine bestimmte Zielqualit?t den maximalen Schrotteinsatz zu erm?glichen und entsprechende Produkte zu entwickeln, die Stahlerzeuger dabei unterstützen.?

Wenn wir auf die Automobilindustrie schauen, dann haben offensichtlich alle gro?en Autohersteller als Mission ?net carbon neutral“ bzw. frei übersetzt ?unterm Strich CO2 neutral“.

Was wird hier von Stahlproduzenten als Beitrag bzw. Leistung erwartet?

Die Automobilhersteller, wie Sie schon ganz richtig gesagt haben, versuchen natürlich auch bei der Herstellung der Fahrzeuge CO2-Neutralit?t zu erreichen. Daher ist es aus Sicht der Automobilhersteller natürlich wünschenswert, St?hle, die zur Erzeugung der Fahrzeuge verwendet werden, mit m?glichst geringem CO2-Fu?abdruck von den Produzenten zukaufen zu k?nnen.

Um sicherzustellen, dass man entsprechend CO2-neutrale oder grüne St?hle auch bekommt, k?nnen aber auch Verarbeiter von Stahl – und zwar nicht nur die von Fahrzeugen, sondern von allen Gütern, die aus Stahl erzeugt werden – dazu beitragen, indem geschlossene Recyclingkreisl?ufe etabliert und unterstützt werden.

In Zukunft sind z. B. auch Entwicklungen vorstellbar, dass zum Beispiel ein Endprodukt gar nicht mehr in den Besitz eines K?ufers übergeht, sondern wie zum Beispiel wie die Flasche eines Getr?nkes an den Hersteller zurückgegeben werden kann.

Das hei?t, ich erwerbe heute als Konsument ein Fahrzeug gar nicht mehr k?uflich, sondern ich lease oder miete es. Es geh?rt nach wie vor dem Erzeuger, und am Ende des Lebenszyklus des Fahrzeuges wird dieses in einen geordneten, vordefinierten Recyclingkreislauf wieder eingespeist und wieder eingeschmolzen. Das hat auch den Vorteil, dass Stahlproduzenten gesicherte Schrottqualit?t zurück geliefert bek?men.

Im Idealfall kommt das Produkt wieder zurück an genau den Erzeuger, bei dem der Stahl ursprünglich hergestellt worden ist, und wird dort wieder in einem Elektrolichtbogenofen (EAF) eingeschmolzen, und durchl?uft somit CO2-neutral einen Kreislauf.

Man liest auch gerade im Bezug zur Automobilproduktion immer wieder von ?Circular Economy“.? Was bedeutet dies im Kontext der Produktion von aus Stahl gefertigten Elementen für Fahrzeuge?

Also im Idealfall verl?sst dann das entsprechende Stahlerzeugnis, zum Beispiel in Form von Coils den Stahlerzeuger, und geht dann üblicherweise in die Presswerke zu den Automobilerzeugern. Dort werden die Teile entsprechend vorbereitet und z. B. Stanzabf?lle, die beim Vorbereiten der Bleche entstehen, gehen heute schon auch teilweise direkt wieder an den Stahlerzeuger zurück.

Hier befinden wir uns in einem kleinen Kreislauf, wo es vollkommen klar und von Vorteil ist, dass? Stahlerzeuger etwas zurückbekommen, bei dem sie sich hundertprozentig sicher sein k?nnen, woraus der Schrott chemisch besteht. Das hei?t, man kann es in diesem Fall sehr einfach recyceln.

Die zweite M?glichkeit dieser ?Circular Economy“ ist etwas komplizierter, denn wenn das Fahrzeug einmal zusammengebaut ist, ist es nicht so trivial, es in seine Einzelteile zu zerlegen und die Teile wieder in den Kreislauf einzuspeisen. Die Herausforderung ist, Metallteile wieder einzuschmelzen und neue St?hle daraus zu machen, und genau da ist auch einer unserer Ansatzpunkte als Anlagenbauer.

Eines unserer Ziele ist, den Recyclinggrad von Produkten zu erh?hen und durch entsprechende Schrottaufbereitung und Schrottvorbereitung, wieder qualit?tsgesicherten Schrott den Schmelzaggregaten in einem Kreislauf zur Verfügung zu stellen.

Viele dieser Technologien befinden sich noch in den Kinderschuhen. Die Herausforderungen der Vergangenheit waren auch noch andere, ein gro?er Teil von Qualit?tsst?hlen wurde und wird eben immer noch über Konverter-Routen erzeugt und nicht durch das Recyceln von Schrott.

Ich bin aber der festen überzeugung, dass bereits gegenw?rtige und zukünftige globale Rahmenbedingungen in die richtige Richtung weisen und uns dabei unterstützen, den CO2-Fu?abdruck der Stahlerzeugung signifikant zu reduzieren.

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Wie beeinflusst die Verfügbarkeit von grünem Strom den übergang zu umweltfreundlicheren Herstellungsmethoden im Stahlsektor?

Die Verfügbarkeit von grünem Strom ist absolut entscheidend für den übergang zu umweltfreundlicheren Herstellungsmethoden in der Stahlindustrie, unabh?ngig von der gew?hlten Produktionsroute.

Elektrische Energie findet nicht nur im Elektrolichtbogenofen Anwendung, sondern ist auch für alle anderen derzeitigen oder in Entwicklung befindlichen Technologien in der Stahlerzeugung von Bedeutung.

Diese Technologien konzentrieren sich insbesondere auf Reduktionsmethoden mittels Wasserstoffs, der vorwiegend durch Elektrolyse gewonnen wird. Elektrolyse ben?tigt gro?e Mengen Strom, und ist nur dann sinnvoll, wenn der dafür ben?tigte Wasserstoff ebenfalls mit grünem Strom erzeugt wird.?

Wie wichtig ist hier die Zusammenarbeit zwischen Stahlunternehmen und Regierungen, wie bei der F?rderung und Umsetzung von grünen Technologien in der Stahlindustrie?

Meiner Meinung nach ist die Zusammenarbeit zwischen Stahlerzeugern und Regierungen von entscheidender Bedeutung. Politische Rahmenbedingungen sind ein Schlüsselfaktor dafür, dass dies in Zukunft wirklich funktionieren kann.

Die Verantwortung der Stahlerzeuger, die bereits heute gro?e Investitionen in neue Technologien t?tigen, kann nicht allein getragen werden, wenn es darum geht, auch die n?tigen Energien zur Verfügung zu stellen, um grünen Stahl zu produzieren.

Vereinfacht ausgedrückt: Jeder Stahlerzeuger hat einen Werkszaun. Aber nicht alle haben ein eigenes Kraftwerk.

Wir sprechen hier von enormen Mengen an Energie, die bereitgestellt werden müssen. Aus meiner Sicht,? mit dem Fokus auf Europa, ist es für mich nicht vorstellbar, dass es ausreichen wird, wenn ein kleines Land wie ?sterreich allein versucht, die dafür notwendigen Hebel in Bewegung zu setzen.

Eine grenzübergreifende Zusammenarbeit ist hier notwendig. Wenn man das Gesamtziel betrachtet, CO2 in gro?en Mengen in der Stahlerzeugung zu reduzieren, wird selbst Europa als Ganzes nicht ausreichen, um den n?tigen Hebel zu erzielen, unseren Planeten in die richtige Richtung zu bewegen.

Pers?nliche Frage:

Was motiviert Sie in Ihrer beruflichen Rolle?

Was finden Sie besonders spannend an Ihrer Position?

Das Besondere ist für mich die Chance, Einfluss zu nehmen und unsere Zukunft aktiv mitzugestalten.

Im Rahmen meiner M?glichkeiten, ist es mein Ziel, einen Beitrag zu leisten, damit wir unseren Planeten ein Stück besser hinterlassen, als wir ihn vorgefunden haben.

Danke an Hr. Andreas Melcher und dem gesamten Primetals Technologies Team sowie Hr. Christoph Stangl , für die spannenden Themen.

Es war mir eine Freude als Stahl-Blogger aus Linz zu berichten.