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Best Available Techniques (BAT) reference document for iron and steel production

The BREF entitled 'Iron and Steel Production' forms part of a series presenting the results of an exchange of information between EU Member States, the industries concerned, nongovernmental organisations promoting environmental protection and the Commission, to draw up, review, and where necessary, update BAT reference documents as required by Article 13(1) of the Directive. This document is published by the European Commission pursuant to Article 13(6) of the Directive. This BREF for the iron and steel production industry covers the following specified in Annex I to Directive 2010/75/EU, namely: - activity 1.3: coke production - activity 2.1: metal ore (including sulphide ore) roasting and sintering - activity 2.2: production of pig iron or steel (primary or secondary fusion) including continuous casting, with a capacity exceeding 2.5 tonnes per hour. The document also covers some activities that may be directly associated to these activities on the same site. Important issues for the implementation of Directive 2010/75/EU in the production of iron and steel are the reduction of emissions to air; efficient energy and raw material usage; minimisation, recovery and the recycling of process residues; as well as effective environmental and energy management systems. The BREF document contains 13 chapters. Chapter 1 provides general information on the iron and steel sector. Chapter 2 provides information and data on general industrial processes used within this sector. Chapters 3 to 8 provide information on particular iron and steel processes (sinter plants, pelletisation, coke ovens, blast furnaces, basic oxygen steelmaking and casting electric arc steelmaking and casting). In Chapter 9 the BAT conclusions, as defined in Article 3(12) of the Directive, are presented for the sectors described in Chapters 2 to 8. Quelle: BAT-Merkblatt JRC 69967

Gegendrucksteuerung von Hochoefen durch Einsatz einer Kopfggas-Druckentlastungsturbine

Das Projekt "Gegendrucksteuerung von Hochoefen durch Einsatz einer Kopfggas-Druckentlastungsturbine" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Thyssen Stahl durchgeführt. Objective: To install and test a top gas pressure relief turbine to use the pressure drop in the blast furnace after waste gas cleaning to generate electrical power (13,480 kW) to achieve annual energy saving of 7,760 TOE at project level. Assuming average power plant efficiency, this should correspond to primary energy saving of +- 27,000 TOE/y. General Information: Top-gas pressure allows appreciably higher specific outputs for a given furnace volume. Longer gas residence time in the blast furnace leads top gas flow homogenisation and reduced coke consumption. While a low fraction of gas pressure (0.25 Bar max.) is required for the downstream gas cleaning system, residual pressure 2 Bar max. is lost through throttling, equivalent to +- 30 per cent of energy used for blast compression. In order to utilize the pressure drop in the top gas after waste gas cleaning it was decided to install a pressure recovery turbine which is located downstream of the scrubbers in the already existing gas purification facilities at Schwelgern. It was decided to install a double-flow, four stage axial type reaction turbine designed to generate 13.5 MWh from a gas throughput of 587,000 m3/h, admission temperature of 45 deg C and a differential pressure of 1.8 Bar. The cast steel turbine casing is 3,870 mm in length, 3,500 mm maximum height. The rotor is 6,055 mm long, of1,692 mm maximum diameter and weighs 75 Tons. The admission guide blades of the first stage are variable to attain a regular top-gas pressure. In addition, they ensure identical efficiency over a broad operating range. Coupled to the turbine is a 14 MWh self-excited asynchronous generator of 1,500 rpm output speed. When switching to the power network, the self-excitation mode precludes any voltage drop. By connecting capacitors to the generator terminals, cover for the no-load reactive power is guaranteed. Gas pressure within the network is 0.2 Bar. All operational sequences are predetermined, executed and monitored by a control and regulating system. Turbine start-up and shut-down is automatic with no appreciable effect on top gas pressure. Licences can be obtained from Zimmermann and Jansen. Achievements: To perform the test programme, 60 measuring points were logged. An electronic digital measuring point logging system was also put into operation in parallel with the conventional analogue one. Most of these measuring points were equipped with a buffer amplifier to prevent signal interference. The turbine output depends primarily on pressure drop, inlet temperature and mass flux i.e. on factors influenced by the operational mode of up and down stream facilities. In order to take account of these variables, the following influencing parameters were examined: - increasing inlet pressure; - reducing outlet pressure; - increasing gas inlet temperature; - reducing scrubber water temperature; - gas flow rate; - top gas composition. A total of three main trials and preliminary tests were conducted ...

ProDRI - industrielle Produktion von direktreduziertem Eisen (DRI) auf Basis von Erdgas und/oder Wasserstoff

Das Projekt "ProDRI - industrielle Produktion von direktreduziertem Eisen (DRI) auf Basis von Erdgas und/oder Wasserstoff" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH durchgeführt. Um die Klimaschutzziele der Bundesregierung bis 2050 erreichen zu können, müssen Treibhausgasemissionen in der Eisen- und Stahlindustrie weitestgehend vermieden werden. Die nachhaltige Vermeidung von prozessbedingten Emissionen bei der Stahlherstellung gelingt jedoch nur durch Umstellung des konventionellen, auf Kokskohle basierenden Hochofenverfahrens. Ein neuer technologischer Pfad ist die Direktreduktion von Eisenerz. Wird auf erneuerbaren Energien basierender Wasserstoff eingesetzt, geschieht der Reduktionsprozess weitestgehend CO2-frei. Die Salzgitter Flachstahl GmbH errichtet eine Anlage zur CO2-armen Stahlerzeugung, bei der die Direktreduktion des Eisenerzes auf Basis von Erdgas und Wasserstoff erfolgt. Ziel des Vorhabens ist es, zu zeigen, wie die sukzessive Umstellung eines integrierten Hochofenwerks auf eine CO2-arme Stahlerzeugung erfolgen kann. Je nach Verfügbarkeit kann das Verfahren mit Erdgas oder mit Wasserstoff auf Basis von erneuerbaren Energien betrieben werden. Der so direktreduzierte Eisenschwamm wird zur Verarbeitung entweder einem Elektrolichtbogenofen oder einem konventionellen Hochofen zugeführt, in dem durch die Nutzung des Eisenschwamms Einsparungen von Einblaskohle erreicht werden können. Auch beim Einsatz von Erdgas werden bereits erhebliche Mengen an CO2 gegenüber der herkömmlichen Hochofen-Route vermieden. Je höher der Anteil von auf erneuerbaren Strom basierendem, also 'grünem', Wasserstoff am Reduktions-Gasgemisch ist, desto größer sind die Treibhausgaseinsparungen. Dieser flexible Betrieb soll im Projekt Pro DRI umgesetzt und optimiert werden. Langfristiges Ziel ist die ausschließliche Nutzung von grünem Wasserstoff, um grünen Stahl zu erzeugen - mit einem gegenüber heutigen konventionellen Verfahren über 90 Prozent geminderten CO2-Fußabdruck. Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) fördert das Vorhaben bis 2023 im Rahmen des Förderfensters Dekarbonisierung in der Industrie des Umweltinnovationsprogramms mit über 5 Millionen EURO.

Förderprogramm Dekarbonisierung in der Industrie: klimafreundliche Stahlproduktion

Das Projekt "Förderprogramm Dekarbonisierung in der Industrie: klimafreundliche Stahlproduktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Salzgitter AG durchgeführt. Bundesumweltministerin Svenja Schulze hat heute dem Vorstandsvorsitzenden der Salzgitter AG, Prof. H.J. Fuhrmann, einen Förderbescheid in Höhe von über 5 Mio. Euro für ein Projekt zur Herstellung klimafreundlichen Stahls übergeben. Im Beisein des Ministerpräsidenten des Landes Niedersachsen, Stephan Weil, fiel damit auch der offizielle Startschuss des BMU-Förderprogramms 'Dekarbonisierung in der Industrie'. Mit diesem Programm sollen schwer vermeidbare, prozessbedingte Treibhausgasemissionen in den energieintensiven Branchen wie Stahl, Zement, Kalk und Chemie durch den Einsatz innovativer Techniken möglichst weitgehend und dauerhaft reduziert werden. Bundesumweltministerin Svenja Schulze: 'Für ein klimaneutrales Deutschland brauchen wir eine Industrie, die ohne fossile Energie- und Rohstoffe auskommt. Mit unserem neuen Dekarbonisierungsprogramm fördern wir eine grundlegende Neuausrichtung der Produktionsprozesse. Der Klimaschutz wird so zum Innovationstreiber für die Wirtschaft, macht den Industriestandort Deutschland zukunftsfähig und erhält hochqualifizierte Arbeitsplätze. Das Projekt in Salzgitter ist ein wichtiger, erster Schritt in diese Richtung, dem weitere folgen werden. Es zeigt auch, dass wir den Ausbau der erneuerbaren Energien und den Markthochlauf von grünem Wasserstoff beschleunigen müssen, damit wir unsere anspruchsvollen Ziele erreichen können.' Die Anlage der Salzgitter Flachstahl GmbH mit einem Gesamtinvestitionsvolumen von rund 13 Mio. Euro soll innerhalb der nächsten zwei Jahre in Betrieb gehen und zeigen, wie die sukzessive Umstellung eines integrierten Hochofenwerks auf die CO2-arme Stahlerzeugung erfolgen kann. Mit dem von der Salzgitter AG entwickelten Verfahren wird die konventionelle Roheisengewinnung im Hochofen auf die emissionsarme Direktreduktion umgestellt. Beim Einsatz von Wasserstoff aus erneuerbaren Energien wird so die Herstellung von grünem Stahl ermöglicht. Innovative Projekte wie dieses sollen auch als Vorbilder dienen und als Multiplikatoren auf die ganze Branche ausstrahlen. Im Projekt ProDRI soll der flexible Betrieb mit Wasserstoff und Erdgas demonstriert und optimiert werden. Langfristiges Ziel von Salzgitter ist die ausschließliche Nutzung erneuerbaren Wasserstoffs zur Herstellung von grünem Stahl. Steht erneuerbarer Wasserstoff noch nicht in ausreichenden Mengen zur Verfügung, kann auch Erdgas zur Reduktion eingesetzt werden und dabei bereits erhebliche Mengen CO2 gegenüber der herkömmlichen Hochofen-Route einsparen. Die Stahlindustrie war 2019 mit über 36 Mio. Tonnen für etwa 30% der direkten Industrieemissionen in Deutschland verantwortlich. Mit dem Förderprogramm Dekarbonisierung im Industriesektor wird eine Maßnahme des Klimaschutzplans 2050 sowie des Klimaschutzprogramms 2030 umgesetzt. Das BMU wird - vorbehaltlich der Verabschiedung des Bundeshaushalts in der kommenden Woche - über den Energie- und Klimafonds in den kommenden Jahren rund 2 Mrd. Euro zur Verfügung stellen. Text gekürzt

Projektbegleitung zum Antrag der Kloeckner-Werke AG, Huette Bremen, zur Entwicklung eines kontinuierlichen Verfahrens zur Entcyanisierung des Gichtgaswaschwassers von Hochofenwerken beim Durchlaufverfahren

Das Projekt "Projektbegleitung zum Antrag der Kloeckner-Werke AG, Huette Bremen, zur Entwicklung eines kontinuierlichen Verfahrens zur Entcyanisierung des Gichtgaswaschwassers von Hochofenwerken beim Durchlaufverfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik durchgeführt. Die Projektbegleitung fuer das Forschungsvorhaben der Kloeckner-Werke AG soll folgende Punkte umfassen: 1. Durchfuehrung von Standversuchen im Labor mit definierten Cyanidkonzentrationen und unter Beruecksichtigung des Einsatzwassers gemeinsam mit den Kloeckner-Werken AG. 2. Begleitung bei Durchfuehrung und Auswertung von vergleichenden kontinuierlichen Betriebsversuchen in einem Teilsystem des Gichtgaswaschwassers. 3. Nach dem Bau einer Versuchsanlage zur kontinuierlichen Entcyanisierung durch die Kloeckner-Werke soll eine Begleitung bei der Durchfuehrung und Auswertung von kontinuierlichen Grossversuchen im Gichtgaswaschwasser eines Hochofens bei allen Betriebszustaenden erfolgen. Die Versuchsergebnisse sollen einer gruendlichen wissenschaftlichen Auswertung unterzogen werden.

Teilvorhaben 1: Faserfreie Zerstäubung von basischer Hochofenschlacke

Das Projekt "Teilvorhaben 1: Faserfreie Zerstäubung von basischer Hochofenschlacke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FEhS, Institut für Baustoff-Forschung e.V. durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens beinhaltet im ersten Teilschritt die Verbesserung der Qualität des aus flüssiger Hochofenschlacke durch Wassergranulation hergestellten Hüttensandes, der als Hauptbestandteil im Zement genutzt wird. Im zweiten Teilschritt soll die Herstellung eines Feinstgranulats mit Korngrößen kleiner 100 mym realisiert werden, so dass die aufwendigen Mahl- und Trocknungsschritte bei der Zementherstellung entfallen können. Übergeordnetes Ziel ist also die Kosteneinsparung und Reduktion von Emissionen. Der Arbeitsplan umfasst 5 Teilschritte: 1. Untersuchungen zur Verbesserung der Hüttensandqualität im Labor, 2. Übertragung der Ergebnisse in die betriebliche Praxis, Bau und Inbetriebnahme einer Versuchsanlage, 3. Großtechnische Zementherstellung mit den erzeugten Produkten, 4. Zerstäubung von optimierter Hochofenschlacke zu einem Feinstgranulat und Ermittlung der Zementeigenschaften, 5. Projektbegleitung und Berichtsfassung. Die Ergebnisse aus dem ersten Teilschritt können in kurzer Zeit im Hochofenwerk umgesetzt werden. Der 2. Teilschritt ist zukunftsorientiert und wird auch nach positivem Ausgang des Vorhabens noch weitere Entwicklungen hinsichtlich der Anlagenauslegung erfordern.

Strukturen und Instrumente für Netzwerk- und Ressourcenmanagement in Industrieparks - am Beispiel von Deutschland und China

Das Projekt "Strukturen und Instrumente für Netzwerk- und Ressourcenmanagement in Industrieparks - am Beispiel von Deutschland und China" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig - Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät - Institut für Infrastruktur- und Ressourcenmanagement - Professur für Umwelttechnik in der Wasserwirtschaft, Umweltmanagement durchgeführt. Die Entwicklungsmechanismen der Industrieparks in Deutschland und China unterscheiden sich deutlich. In China dienen die Industrieparks als das herausragende Instrument nationaler Wirtschaftspolitik mit dem Ziel der Förderung des Wirtschaftswachstums, während die Entwicklung in Deutschland auf den industriellen Strukturwandel von werks- zu netzwerkbezogenen Produktionsstrategien zurückzuführen ist. Um die Industrieparks ökonomisch und ökologisch effektiv und effizient zu managen, sind innovative Managementstrukturen und -Instrumente nötig. Aufgrund der unterschiedlichen treibenden Kräfte werden in China fast ausschließlich staatliche Managementmodelle eingesetzt, wohingegen in Deutschland die Industrieparks überwiegend privatwirtschaftlich betrieben werden. Somit folgen die chinesischen Modelle hauptsächlich dem Top-Down -Ansatz, während in Deutschland der Bottom-Up -Ansatz dominiert. Die verschiedenen Modelle sind durch spezifische Strategien und Instrumente gekennzeichnet, die zu unterschiedlichen Rollen des Park Managements führen und dabei stark die ausgewählten Strukturen und Prozesse für die Entwicklung des integrierten Ressourcenmanagements in Industrieparks beeinflussen. In diesem Projekt werden Industrieparks als Interorganizationsnetzwerke untersucht, in denen flexible Organisations- und Ablaufstrukturen aufgebaut und geeignete Management-instrumente implementiert werden müssen, um die verfügbaren Ressourcen und Beziehungen zwischen den Stakeholdern effektiv und effizient zu managen. Industrieparks laufen einen Lebenszyklus mit den Phasen von Planung und Bau, Rekrutierung und Betrieb durch, in welchen spezifische strategische und operative Managementaufgaben auszuführen sind. Das Ziel des Projekts ist es, den Einfluss der unterschiedlichen Modelle auf das integrierte Ressourcenmanagement in Industrieparks anhand der Fallbeispiele in Deutschland und China zu analysieren und Implikationen für Strukturen und Instrumente zum Netzwerk- und Ressourcenmanagement in Industrieparks zu entwickeln.

Entwicklung eines kontinuierlichen Verfahrens zur Entcyanisierung des Gichtgaswaschwassers von Hochofenwerken beim Durchlaufverfahren

Das Projekt "Entwicklung eines kontinuierlichen Verfahrens zur Entcyanisierung des Gichtgaswaschwassers von Hochofenwerken beim Durchlaufverfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Klöckner-Werke, Hütte Bremen durchgeführt. 1. Standversuche im Labor mit definierten Cyanidkonzentrationen und unter Beruecksichtigung des Einsatzwassers. 2. Vergleichende kontinuierliche Betriebsversuche in einem Teilsystem des Gichtgaswaschwassers. 3. Bau einer Versuchsanlage zur kontinuierlichen Entcyanisierung des Gichtgaswaschwassers. 4. Kontinuierliche Grossversuche im Gichtgaswaschwasser eines Hochofens bei allen Betriebszustaenden.

Kontinuierliches Messverfahren zur Bestimmung des Cyanidgehaltes des Gichtgaswaschwassers von Hochofenwerken

Das Projekt "Kontinuierliches Messverfahren zur Bestimmung des Cyanidgehaltes des Gichtgaswaschwassers von Hochofenwerken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Klöckner-Werke, Hütte Bremen durchgeführt. 'Entwicklung einer kontinuierlichen Cyanidmessung fuer Gichtgaswaschwasser und Abwaesser von Huettenwerken'. Entwicklung und Herstellung eines Cyanid-Analysators nach dem elektrochemisch, potentiostatisch arbeitenden Messverfahren zur kontinuierlichen Cyanidmessung in unbehandeltem Gichtgaswaschwasser eines Hochofens bei Anwesenheit von stoerenden Begleitstoffen - insbesondere des Sulfids - und zur kontinuierlichen Cyanidmessung im auslaufenden Abwasser des Huettenwerkes in Bremen.

ProDRI - Industrielle Produktion von direktreduziertem Eisen (DRI) auf Basis von Erdgas und/oder Wasserstoff

Um die Klimaschutzziele der Bundesregierung bis 2050 erreichen zu können, müssen Treibhausgasemissionen in der Eisen- und Stahlindustrie weitestgehend vermieden werden. Die nachhaltige Vermeidung von prozessbedingten Emissionen bei der Stahlherstellung gelingt jedoch nur durch Umstellung des konventionellen, auf Kokskohle basierenden Hochofenverfahrens. Ein neuer technologischer Pfad ist die Direktreduktion von Eisenerz. Wird auf erneuerbaren Energien basierender Wasserstoff eingesetzt, geschieht der Reduktionsprozess weitestgehend CO 2 -frei. Die Salzgitter Flachstahl GmbH errichtet eine Anlage zur CO 2 -armen Stahlerzeugung, bei der die Direktreduktion des Eisenerzes auf Basis von Erdgas und Wasserstoff erfolgt. Ziel des Vorhabens ist es, zu zeigen, wie die sukzessive Umstellung eines integrierten Hochofenwerks auf eine CO 2 -arme Stahlerzeugung erfolgen kann. Je nach Verfügbarkeit kann das Verfahren mit Erdgas oder mit Wasserstoff auf Basis von erneuerbaren Energien betrieben werden. Der so direktreduzierte Eisenschwamm wird zur Verarbeitung entweder einem Elektrolichtbogenofen oder einem konventionellen Hochofen zugeführt, in dem durch die Nutzung des Eisenschwamms Einsparungen von Einblaskohle erreicht werden können. Auch beim Einsatz von Erdgas werden bereits erhebliche Mengen an CO 2 gegenüber der herkömmlichen Hochofen-Route vermieden. Je höher der Anteil von auf erneuerbaren Strom basierendem, also „grünem“, Wasserstoff am Reduktions-Gasgemisch ist, desto größer sind die Treibhausgaseinsparungen. Dieser flexible Betrieb soll im Projekt Pro DRI umgesetzt und optimiert werden. Langfristiges Ziel ist die ausschließliche Nutzung von grünem Wasserstoff, um grünen Stahl zu erzeugen - mit einem gegenüber heutigen konventionellen Verfahren über 90 Prozent geminderten CO 2 -Fußabdruck. Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) fördert das Vorhaben bis 2023 im Rahmen des Förderfensters Dekarbonisierung in der Industrie des Umweltinnovationsprogramms mit über 5 Millionen EURO. Branche: Metallverarbeitung Umweltbereich: Klimaschutz Fördernehmer: Salzgitter Flachstahl GmbH Bundesland: Niedersachsen Laufzeit: seit 2020 Status: Laufend

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