1:1 Wassermodell - Experimentelle Simulation des Roheisen Chargier-Prozesses in den EAF - Phase 1+2

Die voestalpine Stahl GmbH (kurz: voestalpine) plant im Rahmen des Projekts „greentec steel“ stufenweise eine grüne Stahlproduktion zu realisieren. Im ersten Schritt wird je ein grünstrombetriebener Elektrolichtbogenofen (EAF) in Linz und Donawitz errichtet und ersetzt an beiden Standorten einen Hochofen. Bei erfolgreicher Umsetzung könnten bis 2029 knapp 4 Mio. Tonnen CO2 bzw. fast 5 % der heimischen Emissionen pro Jahr eingespart werden. Experimentelle Wassermodelle kommen in der Stahlforschung zum Einsatz, da flüssiges Roheisen in etwa dieselbe kinematische Viskosität wie Wasser hat. Somit laufen unter Beachtung weiterer Ähnlichkeitskriterien die Strömungsprozesse von Wasser und flüssigem Roheisen ähnlich ab. Insbesondere stimmt die dimensionslose Reynolds-Zahl im Wassermodell mit jener im Prototyp überein. Wassermodelle haben den Vorteil, dass sie nicht im Hochtemperaturbereich stattfinden, weswegen auf den Einsatz feuerfester Materialien verzichtet werden kann. Im BOKU River Lab soll für den Standort Linz der Chargierprozess des flüssigen Roheisens (RE) von der RE-Pfanne in den Trichter mit anschließender RE-Rinne in den EAF untersucht werden. Beim Kippen der RE-Pfanne tritt flüssiges Roheisen über eine Schnabelöffnung aus der RE-Pfanne und gelangt über den Trichter in die RE-Rinne. Am Ende der Rinne gelangt das flüssige Roheisen im Freistrahl in den EAF. Es handelt sich um einen hochgradig instationären Strömungsvorgang mit der Gefahr auftretender Instabilitäten, die den Transport des Roheisens ungünstig beeinflussen können. Nach der bereitsabgeschlossenen Phase 0 wird im BOKU Wasserbaulabor der Chargierprozess in einem 1:1-Wassermodell in einer optimierten Anlagen-Geometrie untersucht.