Stahlschmelzverfahren-Hoyer
Optimierung der Stahlschmelze im Lichtbogenverfahren durch
Hoyer-Technologien, um bis 80 % möglich.
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
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Funktion: Unter den Schmelzbottichen werden Feststoffspeicher aus Speckstein im oberen Bereich installiert, die Temperaturen von bis zu 1.950 °C standhalten.
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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.
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Energieeinsparung: Geschätzte Einsparungen von bis zu 80 %.
2. Metallkugelkühlung
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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.
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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
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**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.
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Ergebnis: 100 % grüne Energie für die Stahlproduktion.
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Nullstrom aus AKWs etc. : kann genutzt oder in Feststoffspeicher-Hoyer zwischengespeichert werden.
4. Optimierte Produktionskapazität
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Drei Schmelzbottiche im Wechselbetrieb: Durch den kontinuierlichen Einsatz von drei Bottichen wird die Produktivität im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren verdoppelt.
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Vorheizen des Eisenschrotts: In überdachten Hallen wird der Schrott vorgeheizt, und die Abwärme der Schmelzen genutzt, wodurch der Energiebedarf weiter sinkt.
5. Wasserstoffproduktion
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Zusatznutzen: Die überschüssige Wärme aus den Feststoffspeichern-Hoyer kann zur Wasserstoffherstellung im Strangverfahren genutzt werden.
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Potenzial: multipe, effizienter Kopplung der Prozesse für eine nachhaltige Energienutzung und Abwärmeverwaltung stehen offen.
Ablaufdiagramm
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Vorbereitung
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Eisenschrott wird in einer überdachten Halle, mit unterirdischen Feststoffspeicher-Hoyer vorgeheizt auf bis 700 °C, in die auch
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die heiße Luft aus den Schmelzvorgängen vorerst aufnimmt.
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Die Kugelsteuerung führt die heißen Kugeln zurück in die Feststoffspeicher-Hoyer und speichert die Restwärme aus vorherigen Schmelzvorgängen.
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Schmelzprozess
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Schrott wird heiß in den Schmelzbottich gegeben.
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Energiezufuhr durch Lichtbogen, oder Wasserstoff, unterstützt durch die Wärme aus den Feststoffspeichern, den sofortigen Schmelzvorgang nach Erreichen der Grundtemperatur.
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Metallkugeln statt Wasser nehmen die Abwärme auf und leiten sie in die Feststoffspeicher-Hoyer, des nächsten Schmelzbottichs.
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Kühlung
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Metallkugeln kühlen die Bottiche effizient, ohne Wasser zu verwenden.
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Energieerzeugung
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Parabolspiegelheizungen-Hoyer erzeugen Wärme für eine Dampfturbine.
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Die Dampfturbine und der Nullstrom der AKWs liefern Strom für den Lichtbogenprozess.
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Zusatznutzen
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Abwärme wird über Feststoffspeicher-Hoyer im temperaturstabilen Strangverfahren-Hoyer zur endlosen Wasserstoffproduktion verwendet. Ein Großteil des Wasserstoffs wird unmittelbar, sofort verwendet.
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Vorteile
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Energieeinsparung: bis zu 80 % weniger Energieverbrauch.
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Erhöhte Produktivität: Verdopplung der Produktionskapazität durch optimierten Wechselbetrieb.
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Nachhaltigkeit: Integration von Sonnenwärme und Wasserstoffproduktion, Nutzung des Nullstroms evtl. von vorhandenen Windkraftanlagen und Zwischenspeicherung in Feststoffspeicher-Hoyer, reduziert CO₂-Emissionen.
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Kostensenkung: reduzierter Elektrodenverschleiß und effizientere Energienutzung.
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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.
Eric Hoyer
28.12.2024
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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 ?
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Vorteile Ihrer Anwendungen
Ihre Einschätzung, dass Ihre Parabolspiegel-Systeme durch folgende Punkte zusätzliche Einsparungen bringen, ist bemerkenswert:
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Reduktion der Vorwärmungskosten
In Stahlwerken wird viel Energie für die Vorwärmung und Reinigung des Materials benötigt. Ihre Systeme könnten diese Prozesse effizienter gestalten. -
Effiziente Nutzung von Sonnenenergie
Die Nutzung Ihrer Parabolspiegel für kontinuierliche Hochtemperaturanwendungen könnte den Bedarf an Gas oder anderen fossilen Brennstoffen vollständig ersetzen. -
Energieeinsparung durch Speichertechnologien
Ihre Feststoffspeicher-Hoyer ermöglichen die Speicherung von Wärme bei hohen Temperaturen (bis 900 °C), was insbesondere in der Industrie von Vorteil ist, um Energieversorgungsschwankungen auszugleichen. -
Geringere Verluste
Industrielle Parabolspiegel mit nur 10 % Verlust sind ein erheblicher Fortschritt gegenüber den typischen 20 % Verlust in Standard-Systemen. Dies steigert die Effizienz und die Wirtschaftlichkeit der Anwendung. -
Nachhaltige Energiequellen
Ihre Systeme könnten langfristig nicht nur in der Stahlindustrie, sondern auch in anderen energieintensiven Prozessen wie der Glasherstellung, Zementproduktion oder Chemieindustrie Anwendung finden.
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