Die Zukunft der Wärmebehandlung
EBNER Industrieofenbau | Sascha Eppensteiner, Vice President Product Management
Die Zukunft der Wärmebehandlung: Wie GREENBAFx® die Stahlindustrie revolutioniert
Die Stahlindustrie steht unter hohem Transformationsdruck: Der Ruf nach klimafreundlichen Produktionsprozessen wird lauter, gesetzliche Anforderungen steigen, und Energieeffizienz ist mehr denn je ein wirtschaftlicher Erfolgsfaktor. Mit dem GREENBAFx® präsentiert EBNER eine revolutionäre Haubenofenanlage, die genau auf diese Herausforderungen Antworten gibt.
Dank elektrischer Direktbeheizung, integrierter Wärmerückgewinnung und einer neu entwickelten, passiven Prozesshaube vereint die Anlage höchste Energieeffizienz mit vollständiger Emissionsfreiheit – und das bei deutlicher Vereinfachung im Betrieb.
Im Interview erfahren Sie, wie der GREENBAFx® funktioniert, welche Vorteile er gegenüber herkömmlichen Haubenofenanlagen bietet, wie Unternehmen durch CO₂-Einsparungen und Förderprogramme profitieren können – und warum diese Technologie einen wichtigen Schritt in Richtung klimaneutrale Stahlverarbeitung darstellt.
Können Sie uns einen kurzen Überblick über den GREENBAFx® geben?
GREENBAFx® ist die Haubenofenanlage der nächsten Generation. Der Fokus der Entwicklung lag auf höchster Energieeffizienz, Emissionsfreiheit und betrieblicher Vereinfachung.
Mittels einer leistungsstarken Elektroheizung, welche direkt im Glühsockel integriert ist wird die Energie direkt auf das Prozessgas übertragen. Eine Prozesshaube, welche die traditionellen Heiz-, Kühl-, und Schutzhauben ersetzt, begleitet den gesamten Prozess und muss nicht mehr umgesetzt werden. Zwischen den Glühplätzen kann die, in der Kühlphase abgeführte Wärme ausgetauscht werden und zur Vorwärmung eines kalten Chargenstapels verwendet werden.
Ein revolutionäres Konzept.
Was war die Hauptmotivation hinter der Entwicklung dieser neuen Technologie?
EBNER bekennt sich klar zur Nachhaltigkeit, daher war die Motivation diesen Weg zu gehen, die Anlagen langfristig zukunftsfit zu machen, kommende Klimaschutz- und Umweltauflagen frühzeitig zu erfüllen und unseren Kunden ein wettbewerbsfähiges „grünes“ Produkt zur Verfügung zu stellen, welches die Erreichung deren Ziele unterstützt.
Was unterscheidet GREENBAFx® von traditionellen Haubenofenanlagen?
Das ist die innovative Beheizungsmethode, bei welcher ein elektrisches Heizsystem mit hoher Leistungsdichte in den Glühsockel integriert wird.
Wir nennen das Direktbeheizung, denn verglichen zur herkömmlichen Beheizungsart von Haubenofenanlagen entfallen dadurch mehrere Wärmeübergänge und die Energie kann direkt von der Heizung auf das Prozessgas übertragen werden.
Ein weiteres Kernelement ist die Prozesshaube, welche die Heizhaube, Schutzhaube und Kühlhaube ersetzt und somit den Betrieb von Haubenofenanlagen massiv vereinfacht, da kein Wechsel von Heizhaube auf Kühlhaube erfolgen muss.
Die Prozesshaube wird an einen Wärmetauschkreislauf gekoppelt, welcher Wärme von einem Glühplatz zu einem anderen leitet und somit die Energieeffizienz massiv steigert. Energieeinsparungen bis zu 30 % sind möglich.
Wie funktioniert das Wärmetauschsystem, das für bis zu 30 % Energieeinsparung sorgt?
Während der Kühlphase wird Luft mit hoher Geschwindigkeit durch einen Strömungskanal in der Prozesshaube geleitet. Durch die hohe Geschwindigkeit kann eine sehr gute Wärmeübertragung erzielt werden.
Die nun stark erwärmte Luft strömt in einen isolierten Wärmetauschkreislauf und wird mittels automatischer Ventile zu einer anderen Prozesshaube auf einem anderen Glühsockel geleitet. Dort durchströmt die heiße Luft die Prozesshaube in derselben Weise und gibt die Wärme an die kalte Charge ab. Die nun abgekühlte Luft strömt wieder zur Prozesshaube mit der heißen Charge, nimmt wieder Wärme auf und transportiert diese wieder zur Prozesshaube mit der kalten Charge.
Über die Laufzeit des Wärmetauschprozesses kann die kalte Charge so weit vorgewärmt werden, dass eine Energieeinsparung von bis zu 30 % erreicht werden kann.
Inwiefern verbessert die „passive“ Prozesshaube die Betriebseffizienz?
Da die Prozesshaube nun die traditionelle Heiz-, Kühl-, und Schutzhaube ersetzt, ist der Betrieb der Haubenofenanlage wesentlich vereinfacht.
Der Prozess läuft vollautomatisch ab, vom Verriegeln der Prozesskammer bis zum Entriegeln.
Mit einer Prozesshaube sind für eine Glühreise somit nur zwei (2) Kranmanipulationen notwendig (Prozesshaube setzen und heben), bei herkömmlichen Haubenofenanlagen sind sechs (6) Kranmanipulationen erforderlich.
Die Prozesshaube ist eine passive Haube, ohne Geräte-Aufbauten und ohne Kupplungen für Medien.
Welche Rolle spielt die elektrische Beheizung im Glühsockel für die Energieeinsparung?
Da die Heizung direkt im Glühsockel angeordnet ist, findet die Wärmeübertragung direkt auf das Prozessgas statt.
In herkömmlichen Anlagen wird die Heizhaube mit einer Übertemperatur betrieben, sie überträgt die Wärme auf die Schutzhaube, innerhalb der Schutzhaube erfolgt eine Wärmeleitung, erst dann wird die Wärme von der Schutzhauben-Innenwand an das Prozessgas übertragen.
Das heißt, ein (1) Wärmeübergang steht drei (3) Wärmeübergängen gegenüber. Dies zusammen mit geringeren Wärmeverlusten (da es keine Hauben-Überziehtemperatur mehr gibt und der Ofenhals voll isoliert werden kann) macht das System energieeffizient.
Sascha Eppensteiner, Vice President Product Management
Wie trägt GREENBAFx® zur Dekarbonisierung der Stahlindustrie bei?
GREENBAFx® Anlagen arbeiten emissionsfrei, das heißt, es werden lokale CO2– und NOx Emissionen vollständig eliminiert. In Kombination mit dem Wärmetauschsystem wird noch dazu der Einsatz von elektrischer Energie deutlich reduziert.
Mit welchen technischen Lösungen minimiert GREENBAFx® den Energieverbrauch und Emissionen?
Da bei der elektrischen Beheizung kein Verbrennungsprozess stattfindet, können Verbrennungsprodukte wie CO₂ und NOx vermieden werden.
Der Energieverbrauch kann dadurch verringert werden, dass die Energie nun direkt eingetragen wird (Direkt-Beheizung) und dass die Kühlenergie zur Vorwärmung eines kalten Chargenstapels verwendet wird (Wärmetausch).
Gibt es Förderprogramme oder regulatorische Anreize für Unternehmen, auf den GREENBAFx® umzusteigen?
In CO2-intensiven Branchen, wie z.B. die Stahlherstellung, sind Emissionszertifikate ein Treiber der Produktkosten. Die Wärmebehandlung mittels GREENBAFx® ist frei von lokalen CO₂-Emissionen, folglich werden für den Gesamtprozess deutlich weniger Zertifikate benötigt. Ideal ist es, wenn die elektrische Beheizung mit grünem Strom betrieben wird.
Durch die hohe Energieeffizienz und Emissionsfreiheit kann eine GREENBAFx® Anlage förderfähig sein. In vielen Ländern gibt es staatliche Förderprogramme für Investitionen in klimaschonende Produktionsausrüstung.
Gibt es bereits erste Installationen oder Pilotprojekte, die Erfolge zeigen?
Wir haben bereits seit mehr als eineinhalb Jahren eine Pilotanlage bei einem innovativen Kunden in Betrieb, um die Performance der Ausrüstung, im Speziellen jener der integrierten E-Heizung, im industriellen Umfeld erproben zu können.
So eine Partnerschaft ist wichtig, um langfristige Produktionserfahrung sammeln zu können und etwaige „Kinderkrankheiten“ rasch ausmerzen zu können.
Wie wird sich die Wärmebehandlung in der Stahlindustrie in den nächsten 10 Jahren weiterentwickeln?
Die Wärmebehandlung steht vor einem tiefgreifenden Wandel und wird sich in den nächsten 10 Jahren stark verändern. Die großen Treiber werden die Dekarbonisierung, Digitalisierung und Energieeffizienz sein.
Nachdem die großen Dekarbonisierungsprojekte der Stahlindustrie in den Upstream-Prozessen bereits im Laufen sind, wird die Dekarbonisierung der Downstream-Prozesse, zu welchen auch die Wärmebehandlung zählt, folgen.