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Stahlschmelzverfahren-Hoyer 

Optimierung der Stahlschmelze im Lichtbogenverfahren durch

Hoyer-Technologien

Ausgangssituation

Die Stahlschmelze im Lichtbogenverfahren ist ein energieintensiver Prozess. Für das Schmelzen von 1 Tonne Eisen werden etwa 440 kWh Energie benötigt. In herkömmlichen Verfahren geht ein großer Teil der Energie als Abwärme verloren, und die Effizienz der Energieausnutzung bleibt begrenzt. Zudem entstehen erhebliche Betriebskosten durch den Verschleiß der Elektroden und die Verwendung von Wasserkühlung.

Ziel

Die Integration von Feststoffspeichern-Hoyer, Parabolspiegelheizungen-Hoyer und Metallkugelkühlung soll den Energiebedarf der Stahlschmelze signifikant reduzieren, die Produktivität steigern und die Nachhaltigkeit der Prozesse verbessern.

Innovationen und Verbesserungen

1. Feststoffspeicher-Hoyer

• Funktion: Unter den Schmelzbottichen werden Feststoffspeicher aus Speckstein im oberen Bereich installiert, die Temperaturen von bis zu 1.950 °C standhalten.

• Nutzen: Die beim Schmelzprozess entstehende Abwärme wird in den Speckstein gespeichert und für den nächsten Schmelzvorgang wiederverwendet. Dies reduziert den Energiebedarf erheblich, da nur die Differenztemperatur von etwa 1.450 °C auf 1.650 °C durch externe Energie gedeckt werden muss.

• Energieeinsparung: Geschätzte Einsparungen von bis zu 80 %.

2. Metallkugelkühlung

• Ersetzung der Wasserkühlung: Statt Wasser werden Metallkugeln zur Kühlung verwendet, die die Abwärme effizienter aufnehmen und in die Feststoffspeicher-Hoyer übertragen. Die Energiewende wird nur mit schneller Wärmeübertragung optimiert.

• Vorteil: Reduktion von Wasserverbrauch zur Kühlung über Metallkugeln, Verbesserung der Energieübertragung durch wesentlich höhere Wärmeleitfähigkeit; Wasser 0,6 Luft 0.026, Metall ca. 50. Stein ca. 20.

3. Parabolspiegelheizungen-Hoyer

• **Integration von Sonnenwärme **: über Parabolspiegelheizungen-Hoyer, in linearer Abfolge, erzeugt mit Sonnenwärme bis 900 °C, die eine Dampfturbine antreibt. Diese liefert Strom für den Lichtbogenvorgang.

• Ergebnis: 100 % grüne Energie für die Stahlproduktion.

• Nullstrom aus AKWs etc. : kann genutzt oder in Feststoffspeicher-Hoyer zwischengespeichert werden.

4. Optimierte Produktionskapazität

• Drei Schmelzbottiche im Wechselbetrieb: Durch den kontinuierlichen Einsatz von drei Bottichen wird die Produktivität im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren verdoppelt.

• Vorheizen des Eisenschrotts: In überdachten Hallen wird der Schrott vorgeheizt, und die Abwärme der Schmelzen genutzt, wodurch der Energiebedarf weiter sinkt.

5. Wasserstoffproduktion

• Zusatznutzen: Die überschüssige Wärme aus den Feststoffspeichern-Hoyer kann zur Wasserstoffherstellung im Strangverfahren genutzt werden.

• Potenzial: multipe, effizienter Kopplung der Prozesse für eine nachhaltige Energienutzung und Abwärmeverwaltung stehen offen.

Ablaufdiagramm

1. Vorbereitung

   • Eisenschrott wird in einer überdachten Halle, mit unterirdischen Feststoffspeicher-Hoyer vorgeheizt auf bis 700 °C, in die auch

   • die heiße Luft aus den Schmelzvorgängen vorerst aufnimmt.

   • Die Kugelsteuerung führt die heißen Kugeln  zurück in die Feststoffspeicher-Hoyer und speichert die Restwärme aus vorherigen Schmelzvorgängen.

2. Schmelzprozess

   • Schrott wird heiß in den Schmelzbottich gegeben.

   • Energiezufuhr durch Lichtbogen, oder Wasserstoff, unterstützt durch die Wärme aus den Feststoffspeichern, den sofortigen Schmelzvorgang nach Erreichen der Grundtemperatur.

   • Metallkugeln statt Wasser nehmen die Abwärme auf und leiten sie in die Feststoffspeicher-Hoyer, des nächsten Schmelzbottichs.

3. Kühlung

   • Metallkugeln kühlen die Bottiche effizient, ohne Wasser zu verwenden.

4. Energieerzeugung

   • Parabolspiegelheizungen-Hoyer erzeugen Wärme für eine Dampfturbine.

   • Die Dampfturbine und der Nullstrom der AKWs liefern Strom für den Lichtbogenprozess.

5. Zusatznutzen

   • Abwärme wird über Feststoffspeicher-Hoyer im temperaturstabilen Strangverfahren-Hoyer zur endlosen Wasserstoffproduktion verwendet. Ein Großteil des Wasserstoffs wird unmittelbar, sofort verwendet.

Vorteile

• Energieeinsparung: bis zu 80 % weniger Energieverbrauch.

• Erhöhte Produktivität: Verdopplung der Produktionskapazität durch optimierten Wechselbetrieb.

• Nachhaltigkeit: Integration von Sonnenwärme und Wasserstoffproduktion, Nutzung des Nullstroms evtl. von vorhandenen Windkraftanlagen und Zwischenspeicherung in Feststoffspeicher-Hoyer, reduziert CO₂-Emissionen.

• Kostensenkung: reduzierter Elektrodenverschleiß und effizientere Energienutzung.

• Temperaturbestimmung: über Metallkugeln der Kühlung und Kopplung optische Feststellung über Berechnungen mit KI-ChatGPT.

Fazit

Die Kombination von Feststoffspeichern-Hoyer, Metallkugelkühlung und Parabolspiegelheizungen, Wasserstofferzeugung und Einsatz bietet eine revolutionäre Möglichkeit, die Stahlschmelze energieeffizienter, nachhaltiger und kostengünstiger zu gestalten. Diese Schmelzverfahren-Hoyer haben das Potenzial, global eingesetzt zu werden und einen bedeutenden Beitrag zur Energiewende zu leisten und wesentlich zur Klimareparatur, Klimaziele beizutragen.

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Restbedarf der 20 % =   

Der Stillstand bzw. Einschränkungen wegen der hohen Energiepreise ist in ganz Deutschland in der Stahlsparte erheblich. Siehe Handelsblatt. etc. Eric Hoyer, komme ich da nicht zur rechten Zeit ? 15,7 % ist der Schmelzverbrauch = 18.840 MW, = 3.768 MW = 20 % des Restbedarfs.

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neu 28.12.2024 

Der Stillstand bzw. Einschränkungen wegen der hohen Energiepreise sind in ganz Deutschland in der Stahlsparte erheblich verbreitet.. Siehe Handelsblatt. etc. Eric Hoyer. Daten sind zwar vorhanden, die aber in Strom und Gas unterteilt sind und offensichtlich nur aus dem Ganzen abgeleitet werden können, dann steht etwas über 1 Million Tonnen. Wir sollten nur die Zahlen auf eine Tonnen umrechnen - wobei ich für Das Badische-Stahlwerk keinen Inhalt zum Schmelzofen finden konnte. Eric Hoyer 28.12.2024. 20 % von 440 kWh, dann übertragen auf ca. 1 Million 

Schmelzgut. (Welche sonstigen Anteile Gas evtl. dann zur besseren Reinigung beitragen, ist gar nicht relevant vorerst da evtl. die Vorwörmung in meinem Verfahren besser sind?