Forschung am LNM
Schwerpunkt
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LaufendeProjekte
NuCOWin – Nutzung von CO₂ im Heißwind zur Effizienzsteigerung im Hochofen
Förderkennzeichen: 01LJ2108A; Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung
Im Projekt NuCOWin wird der Einsatz von CO₂ im Heißwind des Hochofens untersucht, um Emissionen im integrierten Hüttenverbund zu reduzieren. Dabei wurde CO₂ aus Direktreduktionsprozessen als Kohlenstoff- und Sauerstoffträger genutzt und teilweise stickstoffhaltige Luft ersetzt, wodurch sich die Gichtgaszusammensetzung zugunsten eines höherwertigen Prozessgases veränderte. Die Arbeiten umfassen Labor- und Technikumsversuche sowie Modellierung und Prozesssimulation zur Entwicklung und Bewertung von Konzepten für ein nutzbringendes CO₂-Recycling in der Roheisenerzeugung.
Me2H2 – Eisen-Dampf-Prozess zur Speicherung und zum Transport von Wasserstoff
Förderkennzeichen: 03SF0658A; Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung
Im Projekt Me2H2 wird der Eisen-Dampf-Prozess als Technologie zur Speicherung und zum Transport von regenerativ erzeugtem Wasserstoff erforscht. Dabei soll Wasserstoff in Eisen gebunden transportiert und am Einsatzort mithilfe von Wasserdampf wieder freigesetzt werden, wobei ein geschlossener Eisen–Eisenoxid-Kreislauf entsteht. Der Fokus liegt auf der Entwicklung und Laborerprobung geeigneter eisenbasierter Legierungssysteme als Grundlage für eine zukünftige großskalige Umsetzung.
H2PlasmaRed – Wasserstoff-Plasmaschmelzreduktion für eine CO₂-arme Stahlerzeugung
Gefördert durch die Europäische Union
Im Projekt H2PlasmaRed wird die Wasserstoff-Plasmaschmelzreduktion (HPSR) als nahezu CO₂-freies Verfahren zur Reduktion von Eisenerzen und zur Verwertung von Nebenströmen der Stahlherstellung entwickelt. Ziel ist es, die Technologie von TRL 5 auf TRL 7 zu überführen und in Pilotanlagen im Hundert-Kilogramm-Maßstab sowie in einem umgerüsteten DC-Elektrolichtbogenofen im Tonnenmaßstab zu demonstrieren. Ergänzend werden neuartige Sensoren und Modelle zur Prozessoptimierung hinsichtlich Reduktionsverhalten, Ressourcen- und Energieeffizienz eingesetzt, um die industrielle Skalierung der HPSR-Technologie vorzubereiten.
DiversEAFy – Innovationen für klimaneutrale EAF-Stahlerzeugung
Gefördert durch die Europäische Union
Im Projekt DiversEAFy wird die Elektrostahlroute auf Basis von Schrott sowie DRI/HBI gezielt weiterentwickelt, um eine klimaneutrale und zugleich wettbewerbsfähige Stahlerzeugung zu ermöglichen. Durch sensorbasierte Schrottcharakterisierung und -sortierung, thermochemische Modellierung, digitale Prozessführungswerkzeuge sowie eine verbesserte Nutzung diverser Einsatzstoffe werden stabile Stahlqualitäten auch bei schwankenden Rohstoffqualitäten sichergestellt. Ergänzend werden Elektroofenschlacken durch Hochtemperaturmodifikation und mineralische Karbonatisierung zu CO₂-armen Zementbestandteilen aufgewertet, wodurch Stoffkreisläufe geschlossen und industrielle CO₂-Minderungsoptionen geschaffen werden.
SFB 1394 C04 – Kombinatorisches Mikrostrukturdesign
Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft
Im Teilprojekt C04 wird der Einfluss der chemischen Zusammensetzung sowie thermomechanischer Behandlungsparameter auf die makroskopischen Eigenschaften Ni-basierter Mischkristalle untersucht. Im Fokus stehen zunächst binäre Ni–Cu-Legierungen, die schrittweise zu ternären Ni–Cu–Al-Systemen erweitert werden, wobei gezielt Defektphasen aus Walz- und Glühprozessen zur Eigenschaftsanpassung genutzt werden. Durch die Verknüpfung mikrostruktureller Analysen mit mechanischen Prüfungen werden Ursache-Wirkungs-Beziehungen erarbeitet, die eine spätere Überführung der Erkenntnisse in industrielle Prozesse und Anwendungen ermöglichen.
AbgeschlosseneProjekte
SAVE CO₂ – Nutzung DRI-basierter Schlacken für CO₂-armen Zement
Förderkennzeichen: 01LJ2004 ; Gefördert durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt.
Im Verbundprojekt SAVE CO₂ wurde die neue Prozessroute aus wasserstoffbasierter Direktreduktion und elektrischem Einschmelzen wissenschaftlich begleitet. Ziel war es, die dabei entstehenden Schlacken erstmals systematisch zu erzeugen, zu charakterisieren und als CO₂-reduzierte Alternative zur Hochofenschlacke für die Zementindustrie nutzbar zu machen. Die Ergebnisse zeigen, dass eine vollständige stoffliche Verwertung möglich ist und die Dekarbonisierung der Stahlproduktion ohne Verlust bewährter Stoffkreisläufe realisiert werden kann.
KondEOS – Konditionierung von Elektroofenschlacken für ökologische Baustoffe
Förderkennzeichen 033R216; Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung
Im Verbundprojekt KondEOS wurde eine industrielle Anlage zur gezielten Konditionierung von Elektroofenschlacken im flüssigen Zustand entwickelt und erfolgreich in den Stahlwerksbetrieb integriert. Durch die gezielte Einstellung der Schlackenzusammensetzung konnte das Auslaugverhalten deutlich verbessert und die Anforderungen der Ersatzbaustoffverordnung sicher eingehalten werden. Gleichzeitig ermöglicht das Verfahren die Rückgewinnung metallischer Fraktionen und deren Rückführung in den Wertstoffkreislauf. Damit leistet das Projekt einen wesentlichen Beitrag zur Ressourceneffizienz, zur Sicherung von Stoffkreisläufen und zur nachhaltigen Nutzung von Elektroofenschlacken als Baustoffe.
EMSARZEM – Aufbereitung von MVA-Schlacke als Rohstoff für Zement und Beton
Förderkennzeichen: 033R265A; Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung
Im geförderten Verbundprojekt EMSARZEM wurde ein innovatives Verfahren zur Aufbereitung von Müllverbrennungsschlacken entwickelt, mit dem metallische Bestandteile effizient abgetrennt und die mineralische Fraktion gezielt für den Einsatz in der Zement- und Betonindustrie nutzbar gemacht werden kann. Durch selektives Mahlen und optimierte Metallseparation konnte eine saubere mineralische Fraktion erzeugt werden, die als sekundärer Rohstoff zur Reduktion von Primärrohstoffen und CO₂-Emissionen beiträgt. Das Verfahren wurde vom Technikumsmaßstab bis hin zu industriellen Versuchen erfolgreich validiert.
EKALGU – Kalkbasierte Entschwefelung von Gusseisen
Förderkennzeichen: 033R183B; Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung
Im Verbundprojekt EKALGU wurde ein automatisiertes Einblasverfahren zur kalkbasierten Entschwefelung und Legierungseinstellung von Gusseisen entwickelt und erfolgreich in die industrielle Praxis überführt. Ziel war es, den kritischen Rohstoff Magnesium durch besser verfügbaren Kalk zu ersetzen und damit Abhängigkeiten, Kosten und CO₂-Emissionen deutlich zu reduzieren. Die Anlage wird seit Abschluss der Entwicklungsphase regulär im Produktionsbetrieb eingesetzt und zeigt sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile gegenüber konventionellen Magnesiumverfahren.
EHPEOS – Hochwertige Produkte aus Elektroofenschlacken
Förderkennzeichen: 34904/01 - 21/2; Geförderter durch die deutsche Bundesstiftung Umwelt
Im Projekt EHPEOS wurde ein Verfahren zur gezielten Behandlung von Elektroofenschlacken entwickelt, um diese als hochwertigen Sekundärrohstoff nutzbar zu machen. Durch metallurgische Maßnahmen im schmelzflüssigen Zustand sowie eine angepasste Aufbereitungstechnik konnten Elektroofenschlacken für anspruchsvolle Anwendungen als Strahlmittel und als Zuschlagstoff im Asphalt qualifiziert werden. Ziel war es, natürliche Gesteinskörnungen vollständig zu ersetzen und damit einen wesentlichen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft und zur Schonung natürlicher Ressourcen zu leisten.
KOMPASS – Rückgewinnung von Öl und Metallen aus Schlämmen und Spänen
Förderkennzeichen: 033R159B; Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung
Im abgeschlossenen Verbundprojekt KOMPASS wurden zwei weitgehend automatisierte Demonstrationsanlagen zur kontinuierlichen Aufbereitung von Schlämmen und Spänen aus der Metallbearbeitung entwickelt und optimiert. Mithilfe eines kontinuierlichen Gegenstrom-Reinigungsprozesses konnten Kühlschmierstoffe effizient entfernt und wertvolle Legierungselemente wie W, Ni, Mo, Cr oder Co in hochwertige Wertstofffraktionen überführt werden. Dadurch verloren die behandelten Materialien ihren Abfallstatus und konnten umweltfreundlich in den metallurgischen Wertstoffkreislauf zurückgeführt werden.
DIBRAS – Direkter Einsatz selbstreduzierender Briketts zur Rückgewinnung von Legierungselementen
Förderkennzeichen: 033R167; Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung
Im abgeschlossenen Projekt wurde eine innovative Recyclingtechnologie zur Rückgewinnung hochwertiger Legierungselemente wie Cr, Ni, Mo, V, Nb, Co und W aus metallurgischen Reststoffen entwickelt. Anstatt die Metalle aufwendig in hochreiner Form zurückzugewinnen, werden sie als selbstreduzierende Legierungsbriketts hergestellt und direkt in Aggregaten der Stahl- und Gießereiindustrie eingesetzt. Dadurch konnten Recyclingaufwand, Genehmigungshürden sowie Energie- und CO₂-Emissionen deutlich reduziert und die betriebsinterne Ressourceneffizienz nachhaltig verbessert werden.
NeoEBV – Zukünftige Nutzung von Elektroofenschlacke unter der Ersatzbaustoffverordnung
Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Im abgeschlossenen Projekt wurden die Auswirkungen der bundesweit geltenden Ersatzbaustoffverordnung (EBV) auf die Nutzung von Elektroofenschlacke als Bauprodukt systematisch untersucht. Im Fokus standen Behandlungsmaßnahmen im schmelzflüssigen und erstarrten Zustand, um das Auslaugverhalten insbesondere von Molybdän sowie von Chrom und Vanadium EBV-konform einzustellen. Als Ergebnis wurden Behandlungskonzepte erarbeitet, die eine weiterhin nachhaltige Nutzung von Elektroofenschlacke im Verkehrswegebau bei gleichbleibend guten bauphysikalischen Eigenschaften ermöglichen.