expedition voestalpine

Schmelzmaschine Hochofen

Das Zentralaggregat einer modernen Hochofenanlage wird als Schachtofen bezeichnet. Das bis zu 40 Meter hohe Ofengefäß besteht aus einem wassergekühlten Stahlpanzer und ist mit einer rund zwei Meter starken feuerfesten Auskleidung versehen. Die Gesamthöhe eines Hochofens kann inklusive aller Aufbauten knapp 100 Meter erreichen. Die Lebensdauer eines Hochofens wird als Ofenreise bezeichnet und kann bis zu 20 Jahre betragen. Am Ende einer solchen Ofenreise wird die feuerfeste Auskleidung komplett erneuert und die Anlagentechnik dem neuesten Stand der Technik angepasst.

Die voestalpine betreibt in Linz heute drei Hochöfen, zwei davon mit einem Innendurchmesser von 8 Metern. Das dritte Aggregat, der Hochofen A, hat mit einem Innendurchmesser von rund 12 Metern die vierfache Schmelzleistung gegenüber den kleineren Öfen. Damit ist der 2004 neu zugestellte und erweiterte Hochofen A das Hauptaggregat zur Roheisenerzeugung in Linz.

Der Hochofenprozess: Möller runter, Gase rauf

Der Hochofenprozess arbeitet nach dem Gegenstromprinzip: an der Gicht werden Koks, Eisenträger und Zuschläge wie Kalk lagenweise aufgegeben. Diese Mischung, auch Möller genannt, wandert von oben nach unten durch den Schacht und durchläuft dabei eine Reihe physikalischer und chemischer Reaktionen, wobei die Temperatur ständig zunimmt.

In entgegen gesetzter Richtung bewegt sich die Gasphase: Über die Windformen oberhalb des Gestells wird heiße Luft (1.200 °C) in den Schacht geblasen. Der Sauerstoff reagiert mit dem Kohlenstoff des Kokses und es entsteht das kohlenmonoxidhältige Reduktionsgas. Die Wärme des Gases wird auf den Möller übertragen und bringt diesen auf Reaktions- und Schmelztemperatur. Außerdem tritt das Gas mit dem Möller in chemische Wechselwirkung, wobei das vorhandene Kohlenmonoxid das Eisen aus seiner oxidischen Bindung freisetzt, sprich reduziert. An der Reduktion der Eisenoxide beteiligen sich auch der Kohlenstoff des Kokses sowie der Wasserstoff der über die Windformen eingedüsten Zusatzreduktionsmittel Schweröl und Kokereigas.

chemischer Vorgang

Abstich von flüssigem Roheisen alle zwei Stunden

In der Schmelzzone des Hochofens bilden sich Schlacken- und Metallphasen, die in den unteren Bereich des Hochofens, auch Gestell genannt, abfließen. Das flüssige Roheisen sammelt sich im Gestell, die flüssige Schlacke schwimmt obenauf. In periodischen Abständen von ca. zwei Stunden wird das Abstichloch im Gestell geöffnet und Roheisen und Schlacke werden in spezielle Gefäße, so genannte Pfannen, gefüllt. Diesen Vorgang nennt man Abstich. Die chemischen und physikalischen Reaktionen im Hochofen führen somit zu drei Produkten:

a) Das flüssige Roheisen mit einer Temperatur zwischen 1.440 und 1.470 °C wird zur Weiterverarbeitung in das Stahlwerk transportiert. Pro Abstich fallen rund 500 bis 800 Tonnen Roheisen an

b) Die flüssige Schlacke (rund 250 bis 300 Kilogramm pro Tonne Roheisen) wird großteils mit Wasser granuliert und zur Zementherstellung oder als Baumaterial weiterverwendet.

c) Das Gichtgas wird in einem zweistufigen Reinigungsprozess aufbereitet und als Energieträger bei der Windvorwärmung und zur Stromerzeugung genutzt