Institut für Technologien der Metalle

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1 Institut für Technologien der Metalle Möglichkeiten des Recyclings wirtschaftsstrategischer Metalle aus Schlacken, Walzzunder und Filterstäuben der Stahl-und Edelstahlerzeugung Forum Produktion 2018 Graz, Prof. Dr.-Ing. R. Deike

2 1. Entwicklungen auf den globalen Rohstoffmärkten

3 Weltrohstahlproduktion von Data from World Steel Association ( and worldbank( Deike, R.; Rabelo de Lima, A.R.; Mapa Clemente, D.: Rückgewinnung von Metallen aus Oxiden metallurgischer Schlacken aus der Herstellung legierter Stähle, Berliner Recycling und Rohstoffkonferenz, Berlin,

4 Der Wechsel von einer Industrie- in eine Dienstleistungsgesellschaft in Deutschland Data from Statistisches Bundesamtes, Deike, R.: The importance of the foundry industry in a circular economy, 57 th International Foundry Conference, Portorož,

5 Globaler Struturwandel im Rohstoffbereich Most important raw material consuming nations Data from DERA: Deutschland Rohstoffsituation 2011, Deike, R.: Das wirtschaftliche Recycling von Metallen und Metalloxiden unter Berücksichtigung der wesentlichen Einflussgrößen, Urban Mining Congress 2014, Essen,

6 Entwicklung der Preise wichtiger Industriemetalle Data from London Metal Exchange, 6

7 Rostfrei-Stahlproduktion und Nickelproduktion- und Verbrauch Nach Daten:

8 Entwicklung der globalen Rostfrei- Stahlproduktion Semleit, L.: Analyse der Charakteristika und Produktionsmengen legierter Stähle unter besonderer Berücksichtigung ihrer Produktionsrückstände, Bachelorarbeit Universität Duisburg-Essen,

9 Merkmale der Märkte für metallische Rohstoffe Die Märkte für metallische Rohstoffe sind gekennzeichnet durch: unausgeglichene Markstrukturen auf der Nachfrageseite, durch die Dominanz der Nachfrage aus China, extrem volatile Preisentwicklungen und Preise die zukünftig durch die wirtschaftliche Entwicklung in China bestimmt werden, sehr häufig oligopolistisch bis monopolistisch strukturierte globale Märkte, die in einem hohen Maße zu Abhängigkeiten führen und ebenfalls zur Preisvolatilität beitragen. Hypes die im Zeitalter der modernen globalen Kommunikation sehr schnell generiert werden können. 9

10 2. Charakteristische Merkmale der Circular Economy

11 Das Prinzip einer Circular Economy ) 11

12 Das größte Problem des Recyclings. Gibt Titelmasterformat es hier durch einen Klicken Unterschied? bearbeiten Deike, R.: New Perspectives for Brazilian-German Research on Circular Economy, 5 th anniversary of the UA-Ruhr-Latin America office, Rio de Janeiro,

13 3. DIBRAS Direkter Einsatz von selbstreduzierenden Briketts in den Aggregaten der Stahl- und Gießereiindustrie zur Verbesserung der Ressourcenbilanz

14 DIBRAS Mill scale Filter dust Slag/Scoria Pictures of mill scale, filter dust and slag from the high alloyed steel production. de Lima, A.R.R. ; Ebert; D.; Deike, R. : Characterization of residual material from metallurgical processes towards the development of an innovative recycling process, Science in Support of Sustainable and Resilient Communities, International Society for Industrial Ecology ISIE-ISSST, Chicago, June

15 DIBRAS de Lima, A.R..R.; Ebert; D.; Deike, R. : Characterization of residual material from metallurgical processes towards the development of an innovative recycling process, Science in Support of Sustainable and Resilient Communities, International Society for Industrial Ecology ISIE-ISSST, Chicago, June

16 DIBRAS Deike, R.; Rabelo de Lima, A.R.; Mapa Clemente, D.: Rückgewinnung von Metallen aus Oxiden metallurgischer Schlacken aus der Herstellung legierter Stähle, Berliner Recycling und Rohstoffkonferenz, Berlin,

17 DIBRAS ) Deike, R. : Direkter Einsatz von selbstreduzierenden Briketts in den Aggregaten der Stahl- und Gießereiindustrie zur Verbesserung der Ressourcenbilanz (DIBRAS), r 4 -Konferenz, Hannover, Oktober

18 Magnetit wirkt als Sammler Deike, R.; Ulum, R.; Schubert, D.; Foppe, M.; Gellermann, C.; Lutz, S.: The recycling potential of metals from MSW incineration residues, Mining the Technosphere Potentials and Challenges, Drivers and Barriers, TU Vienna, , 18

19 Element Mapping eines Walzzunders de Lima, A.R..R.; Ebert; D.; Deike, R. : Characterization of residual material from metallurgical processes towards the development of an innovative recycling process, Science in Support of Sustainable and Resilient Communities, International Society for Industrial Ecology ISIE-ISSST, Chicago, June

20 Element Mapping einer Ofenschlacke Deike, R.; Rabelo de Lima, A.R.; Mapa Clemente, D.: Rückgewinnung von Metallen aus Oxiden metallurgischer Schlacken aus der Herstellung legierter Stähle, Berliner Recycling und Rohstoffkonferenz, Berlin,

21 Reduktionstests Tiegel aus reinem Graphit Ca. 100g Material Ca % Ranco Elektrodengraphit Materialien vor Chargierung vermischt Externe Ofenregelung mittels Thermoelement Zieltemperatur: C Versuchsdauer: 30 min ab Start des Ofens Abguss in Kupferkokille 21

22 Ergebnis eines Reduktionsversuches Fe in Anteil Fe in Fe in FeO Cr in Fe 2 O 3 Fe 3 O 4 Cr 2 O 3 69,94% 72,36% 77,73% 68,42% Deike, R.; Rabelo de Lima, A.R.; Mapa Clemente, D.: Rückgewinnung von Metallen aus Oxiden metallurgischer Schlacken aus der Herstellung legierter Stähle, Berliner Recycling und Rohstoffkonferenz, Berlin,

23 Selbstreduzierende Briketts 23

24 Schmelzversuche mit selbstreduzierenden Briketts Deike, R.; Rabelo de Lima, A.R.; Mapa Clemente, D.: Rückgewinnung von Metallen aus Oxiden metallurgischer Schlacken aus der Herstellung legierter Stähle, Berliner Recycling und Rohstoffkonferenz, Berlin,

25 4. Zukünftige Entwicklungen

26 Effektives Recycling Verbesserte Prozesse Steigerung der Ressourcen- und Energieeffizienz Höherfeste Stähle Steigerung der Ressourcen- und Energieeffizienz Optimierte Rohstoffe Optimierte Rohstoffe Deike, R.: Stahl ein nahezu 100% recycelbarer Werkstoff, Die Zukunft liegt in geschlossenen Rohstoffkreisläufen, IGM Branchenkonferenz Stahl, Gelsenkirchen,

27 Indexentwicklung in % (1990 = 100%) Ressourcen- und Energieeffizienz in der Stahlindustrie 110 Rohstahlproduktion-gesamter Energieverbrauchabsolute CO 2 -Emissionen indiziert auf das Jahr Rohstahlproduktion Energieverbrauch gesamt CO2-Emissionen absolut Nach Daten: Deike, R.: Stahl ein nahezu 100% recycelbarer Werkstoff, Die Zukunft liegt in geschlossenen Rohstoffkreisläufen, IGM Branchenkonferenz Stahl, Gelsenkirchen,

28 Gusseisen Der Anteil an Sekundärrohstoffen (Recyceld content ) in Titelmasterformat der Produktion durch Klicken von bearbeiten Metallen Deike, R.: Einsatzstoffe und Elektroenergie die zwei wichtigsten Ressourcen für den induktiven Schmelzbetrieb, Induktives Schmelzen & Giessen, Dortmund,

29 Ohne energieintensive metallurgische Betriebe gibt es kein Recycling Verschleiß Korrosion Konsum Späne und Schlämme aus der Bearbeitung Fertigung X Produkt- Lebensende Sammlungsverluste Deponien Deike, R.: Die Bedeutung der energieintensiven Industrien für die Kreislaufwirtschaft, GMH Schlackensymposium, Georgsmarienhütte,

30 Die Entwicklung der Produktion von Rostfrei-Stahl in Deutschland und Europa Nach Daten: Deike, R.; Rabelo de Lima, A.R.; Mapa Clemente, D.: Rückgewinnung von Metallen aus Oxiden metallurgischer Schlacken aus der Herstellung legierter Stähle, Berliner Recycling und Rohstoffkonferenz, Berlin,

31 Die Megastädte sind die Rohstoffminen der Zukunft Morff, L.; Böni, D.; DiLorenzo, F.: 12. VDI Fachkonferenz Feuerung und Kessel, Köln, Tanikawa, H.; Fishman, T.; Okuoka, K.; Sugimoto, K.: The weight of society over time and space, Journal of Industrial Ecology, Vol. 19, Issue 5, Oct. 2015, p Deike, R.: New Perspectives for Brazilian-German Research on Circular Economy, 5th anniversary of the UA-Ruhr-Latin America office, Rio de Janeiro,

32 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!