TY - THES

T1 - Transport von DRI (Direct Reduced Iron)

AU - Rieder, Johannes

N1 - nicht gesperrt

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Direkt reduziertes Eisen (DRI) oder auch Eisenschwamm genannt, wird durch die Direktreduktion von Eisenerz (in Form von Pellets, Briketts, Klumpen oder Feinteilen vorliegend) durch ein Reduktionsgas hergestellt. Das Reduktionsgas ist ein Gemisch aus Wasserstoff (H2) und Kohlenmonoxid (CO). Eisenschwamm hat einen vergleichbaren Eisengehalt wie Roheisen. Die Stahlherstellung mit DRI erzeugt wesentlich weniger CO2 und ist daher ein umweltfreundlicher Eisenträger. DRI oder in brikettierter Form HBI (Hot Briquetted Iron) ersetzt in der Hochofenroute Sinter und in der Elektroofenroute den Schrott.Die Herstellung von DRI erfolgt hauptsächlich in Staaten mit einem hohen Erdgasvorkommen wie beispielsweise Indien, Russland , dem Norden Afrikas oder den USA. Um die europäische Stahlindustrie mit diesem Rohstoff zu versorgen, muss dieser über weite Strecken transportiert werden. Dieser Transport ist jedoch mit gewissen Herausforderungen verbunden und aktuell nicht etabliert. Das hohe Oberflächen/Volumen - Verhältnis macht DRI sehr reaktiv, erhöht seine Anfälligkeit für Reoxidation und verleiht ihm seine pyrophore Natur.Der Transport von DRI am Seeweg erfolgt bereits, beschränkt sich jedoch nur auf Stahlwerke mit küstennaher Lage oder einem Zugang zu Binnenhäfen. Um die Stahlwerke Zentraleuropas zu versorgen, soll das Frachtgut kostengünstig und in großen Mengen transportiert werden. Die Schiene ist hierfür das am besten geeignete Transportmittel. Diese Industrie bietet jedoch aktuell keine Lösung für den Transport von Eisenschwamm. Die vorliegende Arbeit soll einen Überblick über die verschiedenen Umschlagmöglichkeiten für DRI geben, welche Probleme während des Transportes auftreten können und Lösungsansätze aufzeigen. Ein Transportkonzept für die Schiene soll ausgearbeitet und untersucht werden.Länder mit einem hohen Produktionsanteil an DRI liegen vorrangig in anderen Kontinenten. Aus diesem Grund liegt der Fokus bei der Entwicklung des Transportkonzept auf einen einfachen Umschlag zwischen Schiff und Schiene. Standardisierte Containermaße bieten hierfür eine gute Basis, da der Containertransport in beiden Transportsparten bereits etabliert ist und so eine neue Transportart abseits des herkömmlichen Schüttguttransports für die Stahlindustrie erschlossen wird. In dem Transportkonzept wurden verschieden große DRI-Behälter in Container Stahlgerüste eingepasst. Der Verschleiß dieser Behälter während des Be- und Entladevorgangs wurde anschließend in einer Diskrete Elemente Methode (DEM) Simulation untersucht und validiert. Letztlich wurden die verschiedenen Konzepte hinsichtlich des Umschlages vor und nach dem Schienentransport und unter Berücksichtigung verschiedenster Parameter wie Ladevolumen, Gesamtmasse, Handhabungsfreundlichkeit etc. beurteilt. So konnte ein Konzept, welches am ehesten weiterer Untersuchungen bedarf, bestimmt werden.

AB - Direkt reduziertes Eisen (DRI) oder auch Eisenschwamm genannt, wird durch die Direktreduktion von Eisenerz (in Form von Pellets, Briketts, Klumpen oder Feinteilen vorliegend) durch ein Reduktionsgas hergestellt. Das Reduktionsgas ist ein Gemisch aus Wasserstoff (H2) und Kohlenmonoxid (CO). Eisenschwamm hat einen vergleichbaren Eisengehalt wie Roheisen. Die Stahlherstellung mit DRI erzeugt wesentlich weniger CO2 und ist daher ein umweltfreundlicher Eisenträger. DRI oder in brikettierter Form HBI (Hot Briquetted Iron) ersetzt in der Hochofenroute Sinter und in der Elektroofenroute den Schrott.Die Herstellung von DRI erfolgt hauptsächlich in Staaten mit einem hohen Erdgasvorkommen wie beispielsweise Indien, Russland , dem Norden Afrikas oder den USA. Um die europäische Stahlindustrie mit diesem Rohstoff zu versorgen, muss dieser über weite Strecken transportiert werden. Dieser Transport ist jedoch mit gewissen Herausforderungen verbunden und aktuell nicht etabliert. Das hohe Oberflächen/Volumen - Verhältnis macht DRI sehr reaktiv, erhöht seine Anfälligkeit für Reoxidation und verleiht ihm seine pyrophore Natur.Der Transport von DRI am Seeweg erfolgt bereits, beschränkt sich jedoch nur auf Stahlwerke mit küstennaher Lage oder einem Zugang zu Binnenhäfen. Um die Stahlwerke Zentraleuropas zu versorgen, soll das Frachtgut kostengünstig und in großen Mengen transportiert werden. Die Schiene ist hierfür das am besten geeignete Transportmittel. Diese Industrie bietet jedoch aktuell keine Lösung für den Transport von Eisenschwamm. Die vorliegende Arbeit soll einen Überblick über die verschiedenen Umschlagmöglichkeiten für DRI geben, welche Probleme während des Transportes auftreten können und Lösungsansätze aufzeigen. Ein Transportkonzept für die Schiene soll ausgearbeitet und untersucht werden.Länder mit einem hohen Produktionsanteil an DRI liegen vorrangig in anderen Kontinenten. Aus diesem Grund liegt der Fokus bei der Entwicklung des Transportkonzept auf einen einfachen Umschlag zwischen Schiff und Schiene. Standardisierte Containermaße bieten hierfür eine gute Basis, da der Containertransport in beiden Transportsparten bereits etabliert ist und so eine neue Transportart abseits des herkömmlichen Schüttguttransports für die Stahlindustrie erschlossen wird. In dem Transportkonzept wurden verschieden große DRI-Behälter in Container Stahlgerüste eingepasst. Der Verschleiß dieser Behälter während des Be- und Entladevorgangs wurde anschließend in einer Diskrete Elemente Methode (DEM) Simulation untersucht und validiert. Letztlich wurden die verschiedenen Konzepte hinsichtlich des Umschlages vor und nach dem Schienentransport und unter Berücksichtigung verschiedenster Parameter wie Ladevolumen, Gesamtmasse, Handhabungsfreundlichkeit etc. beurteilt. So konnte ein Konzept, welches am ehesten weiterer Untersuchungen bedarf, bestimmt werden.

KW - DRI

KW - CDRI

KW - HDRI

KW - HBI

KW - Transport

KW - Storage

KW - Rail transport

KW - DRI

KW - CDRI

KW - HDRI

KW - HBI

KW - Transport

KW - Storage

KW - Rail transport

U2 - 10.34901/mul.pub.2023.102

DO - 10.34901/mul.pub.2023.102

M3 - Masterarbeit

ER -