Das Projekt "Einbau einer Abdeckung an der Breitbandwarmwalzanlage in den Eisen- und Stahlwerken Bremen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Klöckner-Werke, Hütte Bremen durchgeführt. Objective: The aim of the project is to use hydraulic movable covering hoods in the cogging train area of the hot wide strip mill to reduce the energy losses from the strip through radiation. General Information: The hot wide strip mill in Bremen produces about 3.3 million tons per year. The produced strips are of widths ranging from 600 to 2150 mm with thicknesses ranging from 1.5 to 30 mm. This fully continuous rolling mill has an unusually long path length of 400 m from the walking beam heating furnaces to the end shears. The material takes about 3 minutes to cover this distance during which time a large temperature loss occurs. In order to minimise this loss of energy the last 90 metres, up to the end shears, will be covered with insulating hood segments, each 6 metre in length and hydraulically controlled. The reflective lining of the hoods will be designed to withstand the strong radiation from the strip, mechanical movement and large temperature changes. They must also be resistant to the water vapour produced by cooling the rollers, although this problem could be alleviated by installing inside-cooled rollers. Installation of these hoods will mean either that to maintain the same temperature at the finishing mill, a lower temperature in the walking beam furnace can be used. Or, if the temperature of the walking beam furnace is kept the same as now, the material will reach the finishing mill at a higher temperature which reduces its deformation resistance resulting in a reduction in the amount of deformation energy required in the finishing mill. Achievements: The covering hoods in the cogging train area of the hot wide strip mill are operating since 14.09.1988 and they are used permanently. It came to light there were no problems with the hood design as well as with the insulating material. The expected improvement on rolling has been reached. So far, it has only been possible to roughly estimate the electrical energy savings, since the time the covering hoods were installed, the levels at the specific energy consumption have been reduced by approx. 4 per cent as predicted.
Das Projekt "Erarbeitung und Bewertung von Konzepten zur Nutzung von Windstrom zur Stahlerzeugung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ArcelorMittal Hamburg GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Projekts WiSaNo soll untersucht werden, wie Windstrom aus Offshore-Windparks zur Stahlerzeugung genutzt werden kann. Hierzu wird der Windstrom mittels Elektrolyse zu Wasserstoff umgewandelt, der zur energieintensiven Reduktion des Eisenerzes verwendet werden kann. Hierzu sollen unterschiedliche Kombinationen der Standorte von Elektrolyse, Reduktionsanlage und Stahlwerk/Walzwerk sowie die Art der Netzanbindung untersucht werden. Ziel dieser Voruntersuchung soll eine grobe Bewertungsmatrix für sinnvolle zukünftige Stahlwerksstandorte sein, die ggf. in einem Folgeprojekt detailliert untersucht werden sollen. Dies soll die ArcelorMittal Hamburg GmbH bei potentiellen Investitionsentscheidungen unterstützen. Als Referenzfall wird ein fiktives Stahlwerk mit erdgasbasierter Reduktionsanlage, Elektrolichtbogenofen sowie Warmwalzwerk mit einer Kapazität von einer Mio. Tonnen pro Jahr betrachtet. Im Vergleich dazu werden fünf Varianten mit unterschiedlichen Anlagenkombinationen in Verbindung mit der Stromerzeugung eines fiktiven Offshore-Windparks untersucht. Hierbei werden Investitions- und Betriebskosten grob abgeschätzt, um die wirtschaftlichen Auswirkungen bewerten zu können.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung eines hochpräzisen und robusten Radarsensors für den Einsatz im Warmwalzwerk" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Steigerung der Energieeffizienz im Warmwalzwerk durch revolutionäre Hochpräzisionsradar-Messtechnologie. Das Fraunhofer IAF entwickelt hierfür einen hochpräzisen und gleichzeitig robusten Radarsensor im W-Band (75 bis 110 GHz) auf Basis des FMCW-Funktionsprinzips (frequenzmodulierter Dauerstrichbetrieb) zur Robustifizierung der Mess- und Automatisierungstechnik im Anlagenverbund Wärmeöfen bis Kühlstrecke als Grundlage für eine energie- und ressourceneffiziente Prozessführung. Der Frequenzbereich des W-Bandes eignet sich in hervorragender Weise für den Einsatz in Walzwerken, da die Radarsignale sowohl eine geringe atmosphärische Dämpfung erfahren und andererseits durch die besonderen Umgebungsbedingungen im Walzwerk (Dampf, Rauch, Staub, Infrarotstrahlung) nahezu unbeeinflusst bleiben. Im Gegensatz dazu werden optische Sensoren im sichtbaren oder infraroten Spektralbereich durch diese Umgebungsbedingungen funktionsuntüchtig. Der Radarsensor basiert auf einer integrierten Millimeterwellenschaltung, die mittels der am Fraunhofer IAF etablierten Prozesstechnologie hergestellt wird. Er zeichnet sich durch eine hohe Frequenzgenauigkeit und Bandbreite aus, die Entfernungsmessungen mit einer Genauigkeit im Bereich von wenigen Mikrometern erlaubt und gleichzeitig die räumliche Trennung benachbarter Messobjekte ermöglicht. Aufbauend auf einer Spezifikations- und Konzeptionsphase wird ein auf die Anforderungen im Walzwerk angepasster Radarsensor im W-Band auf Basis des FMCW-Funktionsprinzips entwickelt. Die Sensorentwicklung umfasst das Frontend- und Antennendesign sowie die Hard- und Software zur primären Signalverarbeitung. Der entwickelte Radarsensor wird zuerst im Labor und im Anschluss daran unter realistischen Einsatzbedingungen im Walzwerk in enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern getestet.
Das Projekt "Neuartiger Leichtbaustahl - Errichtung einer Produktionsanlage für Stahlbänder" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH durchgeführt. Das Projekt wird an zwei Unternehmensstandorten durchgeführt: Eine neuartige Bandgießanlage zur Herstellung von Vorbändern wird in Peine errichtet. Dort sollen neue, hochfeste Stahlwerkstoffe mit hohem Mangan-, Silizium- und Aluminium-Gehalten hergestellt werden. In Salzgitter wird eine vorhandene Walzanlage zur Weiterverarbeitung der Vorbänder umgebaut. Bei der Herstellung von Leichtbaustählen sollen etwa 170 kg CO2 pro Tonne Warmband eingespart werden. Bezogen auf das Produktionsvolumen der geplanten Anlage (25.000 Tonnen) ergibt das eine CO2-Einsparung von 4.250 Tonnen pro Jahr. Darüber hinaus werden erhebliche Energieeinsparungspotenziale in der Stahl verarbeitenden Industrie erwartet. Beim Einsatz beispielsweise in Kraftfahrzeugen rechnen Experten mit einer Kraftstoffreduzierung von ca. 0,2 Liter / 100 km bzw. ca. 8 g CO2 / km. Das entspricht umgerechnet auf die produzierte Jahresmenge an Stahl etwa 8 Millionen Kraftstoff jährlich.
Das Projekt "Teilprojekt: Warmumformung von Großrädern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Integration eines Warmwalzprozesses in die Prozesskette zur Herstellung großmoduliger Zahnräder. Mit dieser Technologie sollen signifikante Material-, Prozesszeit- und Herstellkosteneinsparungen im Vergleich zu den derzeitig spanabhebenden Prozessen erreicht werden. Das geplante Vorhaben ist in zwei Hauptteile gegliedert. Im ersten Teil wird ausgehend von einer realen Großverzahnung eine Skalierung auf vorhandene Maschinenabmessungen vorgenommen. An dieser Verzahnung wird der Umformprozess für Großverzahnungen entwickelt. Im zweiten Teil des Projektes wird die Versuchseinrichtung konstruiert, gebaut sowie anschließend die Großverzahnung hergestellt und auf ihre Einsatzeigenschaften geprüft. Die Industriebeteiligung erstreckt sich über die gesamte Bandbreite der für die Realisierung der Ziele erforderlichen Kernkompetenzen. Die Auswahl der Demonstratorverzahnung erfolgt durch den Anwender Moventas. Die Verfahrensentwicklung zur Herstellung der Großverzahnung, die Maschinenkonstruktion und Prozessentwicklung erfolgt beim Projektkoordinator Fraunhofer IWU. Die notwendigen Induktionseinheiten werden durch SMS Elotherm entwickelt. Die Herstellung der Warmwalzversuchseinrichtung erfolgt durch Dreiling. Für die Wärmebehandlung der umgeformten Großverzahnungen ist Reese zuständig. Zur Verifizierung der Verfahrens- und Bauteileigenschaften werden Bauteilprüfungen bei Moventas und am Fraunhofer IWU durchgeführt.
Das Projekt "Vorbereitung der Anwendung der IPCC Guidelines 2006 - Teilvorhaben 02: Verbesserung der Konsistenz, Transparenz und Genauigkeit der Emissionsdaten zur Eisen- und Stahlindustrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH durchgeführt. Im Projekt wurden für die nationale Emissionsberichterstattung durch das UBA aktuelle Emissionsfaktoren für alle wesentlichen Prozessstufen der Eisen- und Stahlindustrie (Kokerei, Sinteranlage, Hochofen, Oxygenstahlwerk, Elektrostahlwerk, Warmwalzwerk) auf Basis der Emissionserklärung 2008 ermittelt. Hierzu wurden von 18 Unternehmen der deutschen Eisen- und Stahlindustrie aus insgesamt 40 relevanten Emissionsquellen Emissionsdaten für organische und anorganische Schadgaskomponenten, Schwermetalle und Stäube bereitgestellt. Zur Ermittlung der Emissionsfaktoren wurde eine geeignete Methodik entwickelt, die sowohl die unterschiedlichen Produktionsmengen, als auch die verschiedenen Verfahrensvarianten in den betrachteten Unternehmen berücksichtigt. Aufgrund der sehr unterschiedlichen Datenqualität wurden die Emissionen geführter und diffuse Quellen hierbei durchgehend getrennt betrachtet. Für geführte Quellen wurden zusätzlich Angaben zu den Unsicherheiten der Emissionsfaktoren gemacht.
Das Projekt "Entwicklung eines Systems zum Energiemonitoring" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von INDEV Gauging Systems Ltd. durchgeführt. Ausgerichtet an den industriellen Erfordernissen beabsichtigen die Partner, eine neuartige, radarbasierte Messtechnologie (90'120 GHz) zur robusten und hochauflösenden Erfassung von Abständen/Positionen und Geschwindigkeiten von Flachstahl (Bramme/Vorband/Band) in Warmwalzwerken (Vorgerüst/Staucher, Schopfschere, Kühlstrecke) zu entwickeln und an einer Referenz- Produktionsanlage zu erproben. Damit ist es erstmalig möglich, durchgehend und zuverlässig eine Stückgutverfolgung und Optimierung hinsichtlich einer Energie- und Ressourceneinsparung im energieintensiven Bereich von Warmwalzstraßen umzusetzen. Der Arbeitsschwerpunkt von INDEV im Projekt liegt in der Entwicklung und Implementierung eines Energiemanagement/-monitoringsystems für Warmwalzwerke unter einem neuen Softwareframework unter Einbeziehung der neuen Messstellen. Zusätzlich unterstützt INDEV den Projektpartner ASINCO bei der Entwicklung und beim Bau industrietauglicher Mechatronik für die anvisierten rauen Betriebsbedingungen. Die notwendigen Arbeitsschritte im Gesamtprojekt erstrecken sich von der Entwicklung neuer Radarsensorik (90'120 GHz), über die Entwicklung geeigneter Signalverarbeitungsverfahren, bis hin zur Entwicklung robuster mechatronischer Systeme und deren prototypischen Integration in die Anlagen und deren Prozessautomatisierung sowie die Erprobung in einem Warmwalzwerk. Der Arbeitsplan umfass insgesamt folgende Arbeitspakete: AP1: Entwicklung und Erprobung der Radarsensortechnologie AP2: Entwicklung der Signalverarbeitung und der Messsoftware AP3: Entwicklung und Bau der mechatronischen Systeme AP4: Entwicklung eines Systems zum Energiemonitroring AP5: Integration in die Prozessautomatisierung und Erprobung an der industriellen Walzanlage INDEV ist hautsachlich in den Arbeitspaketen 3 und 4 involviert.
Das Projekt "Teilprojekt: Warmwalzversuchseinrichtung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dreiling Maschinenbau GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Integration eines Warmwalzprozesses in die Prozesskette zur Herstellung großmoduliger Zahnräder. Mit dieser Technologie sollen signifikante Material-, Prozesszeit- und Herstellkosteneinsparungen im Vergleich zu den derzeitig spanabhebenden Prozessen erreicht werden. Das geplante Vorhaben ist in zwei Hauptteile gegliedert. Im ersten Teil wird ausgehend von einer realen Großverzahnung eine Skalierung auf vorhandene Maschinenabmessungen vorgenommen. An dieser Verzahnung wird der Umformprozess für Großverzahnungen entwickelt. Im zweiten Teil des Projektes wird die Versuchseinrichtung konstruiert, gebaut sowie anschließend die Großverzahnung hergestellt und auf ihre Einsatzeigenschaften geprüft. Die Industriebeteiligung erstreckt sich über die gesamte Bandbreite der für die Realisierung der Ziele erforderlichen Kernkompetenzen. Die Auswahl der Demonstratorverzahnung erfolgt durch den Anwender Moventas. Die Verfahrensentwicklung zur Herstellung der Großverzahnung, die Maschinenkonstruktion und Prozessentwicklung erfolgt beim Projektkoordinator Fraunhofer IWU. Die notwendigen Induktionseinheiten werden durch SMS Elotherm entwickelt. Die Herstellung der Warmwalzversuchseinrichtung erfolgt durch Dreiling. Für die Wärmebehandlung der umgeformten Großverzahnungen ist Reese zuständig. Zur Verifizierung der Verfahrens- und Bauteileigenschaften werden Bauteilprüfungen bei Moventas und am Fraunhofer IWU durchgeführt.
Das Projekt "Bereitstellung einer qualitätsgesicherten Datengrundlage für die Emissionsberichterstattung zur Umsetzung von internationalen Luftreinhalte- und Klimaschutzvereinbarungen für ausgewählte Industriebranchen - Teilvorhaben 01: Eisen- / Stahlindustrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH durchgeführt. A) Problemstellung: Für zahlreiche europäische und internationale Rechtsbereiche sind Berichte und Prognosen zu anlagenbezogenen Emissionen zu erstellen, die der Überprüfung der Umsetzung und Erfolgskontrolle internationaler Maßnahmen dienen. Um diese Berichtspflichten erfüllen und zukünftige prioritäre Handlungsfelder (Schadstoffe und Quellen) identifizieren zu können, werden aktuelle Basisdaten zu Produktionsverfahren, Produkten, Verbräuchen, Emissionen, Einleitungen sowie zu Abfallaufkommen und -verwertung benötigt. Diese Daten sind schwierig über die Industrie zu erhalten, wesentliche vorhandene Daten sind veraltet. Nur mit aktuellen Daten ist es möglich, Beiträge zur Harmonisierung des Standes der Technik in Europa und weltweit zu leisten und damit die Grundlage für langfristige Klimaschutzstrategien (z.B. Kyoto, CAFE, NEC-Richtlinie, Genfer Luftreinhaltekonvention) zur Verfügung zu stellen. Die aktuelle Diskussion um die europäische Luftreinhaltestrategie hat den dringenden Bedarf an verlässlichen und verursacherbezogenen Daten über Emissionen von Feinstaub und den Stoffen der NEC-Richtlinie verdeutlicht. B) Handlungsbedarf (BMU; ggf. auch BfS, BfN oder UBA): Handlungsbedarf leitet sich aus der Verpflichtung zur Berichterstattung zu o.g. Richtlinien und Verträgen ab. Mit dem Vorhaben sollen aktuelle, Emissionsdaten aus Anlagen für die Branchen Eisen/Stahl-Erzeugung, Zement/Kalk-Industrie, Gießereien und Bergbau erhoben werden. In den branchenorientierten Studien sind Basisdaten zu erheben zu Produktionsverfahren, Produkten, Verbräuchen, Emissionen, Einleitungen sowie zu Abfallaufkommen und -verwertung. Die Emissionsdaten müssen die neuen, anspruchsvollen Qualitätskriterien für die Emissionsberichterstattung (Umfang, Validität der Daten) erfüllen. C) Ziel des Vorhabens: ist, dass eine Aufbereitung und Haltung der Daten rechtsbereichsübergreifend erfolgt. Dies führt zu einer erheblich höheren Effizienz und Verminderung von Doppelarbeit bei der Erfüllung von Berichtspflichten. Belastbare Emissionsdaten werden insbesondere für die Identifizierung von Handlungsschwerpunkte als Grundlage für neue umweltpolitische Konzepte und für eventuell erforderliche weitergehende emissionsbegrenzende Maßnahmen benötig. Spezielles Ziel dieses Teilvorhabens ist die Überprüfung der Berechnungsmethoden sowie Beschaffung qualitätsgesicherter Emissionsfaktoren für die Emissionen an Massenschadstoffen, Feinstaub und Dioxin aus der Eisen- und Stahlindustrie, einschließlich der Prozessschritte Kokerei, Sintererzeugung, Hochofen, Oxygenstahlerzeugung, Elektrostahlerzeugung sowie Warm- und Kaltsalzwerk.
Das Projekt "Teilprojekt: Wärmebehandlung von skalierten sowie Real-Großverzahnungen und Werkzeugen, Härteuntersuchungen der Großräder" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Härterei Reese Chemnitz GmbH & Co. KG durchgeführt. Umformverfahren zeichnen sich durch eine hohe Materialausnutzung und kurze Prozesszeiten aus. Die Vorteile der Umformtechnologie sollen durch dieses Projekt zu einer Reduzierung des Energieeinsatzes bei der Herstellung von Zahnrädern mit großem Modul führen, wie sie zum Beispiel in Windkraft- und Schiffsgetrieben eingesetzt werden. Das angestrebte Bauteilsegment umfasst den Durchmesserbereich bis 1.000 Millimeter. Neben einer deutlichen Reduzierung des eingesetzten Ausgangsmaterials soll auch eine Verringerung der Fertigungszeit erreicht werden. Es wird eine dimensionierte und für das Warmwalzen angepasste Maschinentechnik entwickelt. Zum Ende des Projektes sollen eine Versuchseinrichtung mit integrierter induktiver Erwärmungseinheit entstehen und erste Demonstratoren gefertigt werden.
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