Die Hochofenproduktion ist die klassische integrierte Route der Roheisen- und Stahlherstellung. Eisenerz wird zusammen mit Koks und Zuschlagstoffen wie Kalkstein in den Hochofen chargiert und dort durch Kohlenstoffmonoxid aus der Koksverbrennung zu flüssigem Roheisen reduziert. Dieses Roheisen enthält noch einen hohen Kohlenstoffanteil von rund 4 Prozent und muss in einem weiteren Schritt zu Rohstahl weiterverarbeitet werden.
Verfahrensschritte
Im Hochofen laufen mehrere Reaktionszonen nacheinander ab: In der Gicht werden die Einsatzstoffe aufgegeben, im Schmelzgürtel beginnt die Reduktion der Eisenoxide, im Gestell sammelt sich das flüssige Roheisen. Als Nebenprodukt entsteht Hochofenschlacke, die bei kontrollierter Abkühlung zu Hüttensand granuliert wird. Der Prozess ist kontinuierlich ausgelegt und läuft über mehrere Jahre ohne Unterbrechung.
Vom Roheisen zum Rohstahl
Das Roheisen wird anschließend im Konverter, meist im Linz-Donawitz-Verfahren (LD-Verfahren, Basissauerstoffverfahren), durch Einblasen von Sauerstoff entkohlt. In diesem Schritt des Konverters wird auch Stahlschrott zugesetzt, üblicherweise in einem Anteil von etwa 10 bis 30 Prozent der Charge. Der Schrotteinsatz erfolgt somit im Konverter, nicht im Hochofen selbst, der ausschließlich mit Erz, Koks und Zuschlagstoffen betrieben wird.
CO2-Emissionen im Vergleich
Die konventionelle Hochofenroute verursacht nach Branchenangaben rund 1,85 Tonnen CO2 pro Tonne Rohstahl. Verfahren auf Basis von Elektrolichtbogenöfen (Elektrostahl), die überwiegend Schrott einsetzen, können die Emissionen gegenüber der Hochofenroute um bis zu 80 Prozent senken. Wasserstoffbasierte Direktreduktionsrouten (H2-DRI) in Kombination mit Elektrolichtbogenofen können die CO2-Intensität auf unter 0,05 Tonnen pro Tonne Rohstahl reduzieren, sofern der eingesetzte Wasserstoff emissionsarm erzeugt wird.
Nebenprodukt Hüttensand
Hüttensand aus der Hochofenroute ist ein wichtiger Ausgangsstoff für Hüttensandmehl, das als Zumahlstoff in Hochofenzement und als Betonzusatzstoff eingesetzt wird. Mit dem Rückgang der Hochofenproduktion in Europa zugunsten von Elektrostahlverfahren sinkt das verfügbare Angebot an Hüttensand, was Auswirkungen auf die Verfügbarkeit CO2-reduzierter Zementsorten hat.
Hochofenproduktion in der Berichterstattung
Die CO2-Bilanz der Hochofenroute und mögliche Alternativen sind wiederholt Gegenstand der Berichterstattung. Im Beitrag SSAB sichert sich 20 Millionen Euro EU-Förderung für Forschungs- und Entwicklungsprogramm für fossilfreien Stahl werden die rund 1,85 Tonnen CO2 pro Tonne Rohstahl der konventionellen Hochofenproduktion den unter 0,05 Tonnen wasserstoffgestützter Routen gegenübergestellt. Die Folgen des Rückgangs der Hochofenproduktion für die Verfügbarkeit von Hüttensand als Zementbestandteil behandelt der Beitrag Holcim: Nachhaltigkeit als Wachstumsstrategie – Substanz oder Greenwashing?. Den Übergang zur Elektrostahlroute und deren Einsparpotenzial gegenüber der Hochofenproduktion beschreibt der Beitrag SSAB vergibt Auftrag für Elektrostahlwerk an Georg Fischer.
