Fragenkatalog Eisen und Stahl Flashcards
Wieviel Megatonnen an Stahl werden weltweit pro Jahrproduziert?
Wieviel Prozent davon sind Primär-und wieviel Sekundärstahl?
1.850 Mt Stahlprodukte pro Jahr
72% Primärstahl
28% Sekundärstahl
Nennen Sie die 2 Industriezweige mit den höchsten Stahlverbrauch?
a) Weltweit 56% Bau Ca. 16% Maschinenbau
b) für Deutschland 35% Bau 26% Automobil
Nennen Sie die 3 größten stahlproduzierenden Länder weltweit (2019)
China 996,3 Mt
Indien 111,2 Mt
Japan 99,3 Mt
Nach welchen Kriterien können Stahlprodukte unterschieden werden?
- Kohlenstoffanteil max. 2,06%
- Qualität/ Güteklasse -Grundstahl-Qualitätsstahl-Edelstahl
- Legierungszustand-unlegierte Stähle (Baustahl, Konservenblech)-niedrig legierte Stähle (Federstahl, Werkzeugstahl)-hoch legierte Stähle (Edelstahl RHS)
- Form/ Abmessung -Flachstahl-Langstahl-Stahlguss
Woraus setzt sich Stahl zusammen?
Eisenerz, Basislegierung, Legierungsbestandteile, Hochleistungszuschläge Kohlenstoffanteil max. 2,06%, Legierungsbestanteile max. 1%
Kann Stahlrecycling unabhängigvon der nationalen Primärproduktion organisiert werden? Begründen Sie.
Stahlrecycling ist nicht unabhängig von der nationalen Produktionsleistung, da es einen Abnehmer geben muss, Qualitätsanforderungen erfüllt werden müssen, die Produktion auf Schrotteinsatz eingestellt sein muss, es einen Markt geben muss und es lager Kapazitäten geben muss.
zwei Parameter, die den Absatz von Schrotten an „die“ Stahlindustrie beeinflussen
- Rohstoffpreis
- Handelsaspekte
- Angebot/Nachfrage
eine geeignete Maßnahme, um den Absatz zu steuern.
Subvention für Recyclingstähle
Wie können Standortnachteile durch fehlende lokale Versorgung mit primären Rohstoffen kompensiert werden? Erläutern Sie anhand eines Beispiels
Durch Nutzung von sekundären Rohstoffen. Elektrostahlwerk Herbertshofen (Bayern) gegründet um bayrisches Schrottaufkommen zu verwerten.
Was sind die wichtigsten Produkte der deutschen Stahlindustrie?
Flach-und Langstahl
Nennen Sie die 3 Hauptanfallquellen für Schrott in Deutschland. Wieviel Prozent des Gesamtaufkommens an Schrott machen diese aus? Wieso ist der Anteil an Altfahrzeugen am Schrottaufkommen so gering?
-Bau und Abbruchmaterialien 36%-Neuschrott aus Halbzeugverarbeitung 32%-Eigenschrott 20%Der Anteil an Altfahrzeugen ist so gering, da die meisten Altfahrzeuge in den Export gehen und weiter genutzt werden.
Nennen Sie Ursachen für die Preisschwankungen und erklären Sie damit verbundene Änderungen in der Nachfrage nach Schrottqualitäten
Schrottpreise abhängig von der Produktion und der Primärrohstoffversorgung
Hoher Preis -> hohe Nachfrage -> Toleranz gegenüber niedrigeren Qualitäten steigt
Niedrigerer Preis -> niedrigere Nachfrage -> Toleranz gegenüber niedrigeren Qualtäten sinkt
Welche Verfahren werden für die Stahlerzeugung eingesetzt und welchen Anteil anderer Gesamtproduktion machen Sie jeweils aus?
Oxygenstahl-Verfahren 68% Elektrostahl-Verfahren 32%
Wodurch unterscheiden sich die beiden Hauptverfahren der Stahlproduktion hinsichtlich eines möglichen Einsatzes von sekundären Rohstoffen (Schrott)?
Oxygenstahl-Verfahren / LD Verfahren (auch integrierte Hütte)-setzt nur begrenzte Menge (< 25 M.-%) an hochwertigem Kühlschrott ein (hohe Dichte, keine Verunreinigungen)-Standorte mit Kapazitäten von mehreren Mio. t/a
Elektrostahlwerk-kann zu 100 %mit Schrotten beschickt werden-Standorte mit Kapazitäten von einigen 100.000 t/a-Flexible Produktion-Nahezu alle Stahlsorten können hergestellt werden
Unterscheiden sich die Schrotte, die in den beiden Hauptverfahren zur Stahlproduktion eingesetzt werden, quantitativ und wenn ja, inwieweit?
Das Oxygenstahlverfahren stellt hohe Anforderungen an den zugegebenen Schrott. Dieser muss keine Verunreinigungen haben und chemisch eine ähnliche Zusammensetzung zum fabrizierten Stahl haben. Beim Elektrostahlverfahren sind die Anforderungen geringer.
Ordnen Sie den Werkstoff Stahl in Bezug auf das Erreichen des 1,5 Grad Ziels des Pariser Klimaabkommens ein.
Die Stahlproduktion Macht 35% der weltweiten industriellen Treibhausgasemissionen aus (5,6% gesamt). Somit ist das umstellen der Stahlproduktion ein wichtiger Faktor zum erreichen der 1,5 Grad Ziels.
Welche ökologischen Vorteile werden mit der Schrottverwertung verbunden(Zahlenwerte!)?
A)Ressourcenverbrauch Die Verwendung von einer Tonne Schrott spart:1,4 t Eisenerz0,6 t Kohle55 kg Kalk
B)Energieverbrauch Ersparnis von 13,4 GJ Primärenergie pro Tonne Schrott
C)CO2-Wirksamkeit 1,5 t CO2-Äq weniger pro Tonne Schrott
Das Ressourcenschonenste Verfahren zur Stahlerzeugung ist das Elektrostahl-Verfahren.->77% geringere CO2 Emissionen im Vergleich zum Hochofen.Insgesamt verbraucht Stahlrecycling 75 % weniger Energie, 90 % weniger Rohstoffe, 40 % weniger Wasser; und produziert 76 % weniger wasserverunreinigende und 86 % weniger luftverunreinigende Stoffe
Welche Parameter kennzeichnen Schrotte bzgl. ihrer Qualität?
Physikalische Schrottanforderungen:
Größe und Struktur der Schrottteile-Abmessung z. B. 500 x 500 x 1.500 mm³ → für Ofenöffnung-Schmelzzeit z. B. schwerstes Teil < 1.000 kg→ Schutz der Ofenmauerung-Schüttdichtez. B. ~ 0,4 –1,0 t/m³→ Batchbetrieb und Oxidationsverluste
Chemische Schrottanforderungen:-Abbrand (Verluste durch Oxidation, Feuchte, Farbe, organische Fremdstoffe)o~ 2-10 %
ofür schlechte Qualitäten wie MVA-Schrott: 20-60 %-Organische Fremdstoffe
oIn Schrottpaketen Fe> 93 %
oAus thermischer Umwandlung der organischen Fremdstoffe ggf. Emissionsprobleme→Technische Anforderungen an die Vorbehandlung entstehen durch Forderungen der Schmelze-LegierungsbestandteileoCu, Zn, Sb, As,… Beeinflussung von Materialeigenschaften
oBeeinträchtigen Stahlgüte, nicht trennbar, nur durch „Blenden“ / Mischen ausgleichbar-ZinkoVerdampft und wird als Zinkoxid im Filterstaub niedergeschlagen
Was begrenzt die Abmessungen von Schrotten?(Warum sind Abmessungen von Schrotten begrenzt?)
Um die Schmelzzeit des Schrotts gering zu halten und somit die Ofenmauerung zu schützen
Warum sind Schrotte mit einer Schüttdichte <100kg/m³ nicht für eine Verwertung geeignet?
Um Oxidationsverluste währen der Schmelze gering zu halten
In einem Schrottgemisch sind zulässigerweise 2% Störstoffe. Wenn der Schrott exportiert wird, ergeben sich juristische Einschränkungen hinsichtlich der enthaltenen Störstoffe. Nennen Sie zwei Abfalltypen(Stoffgruppen), die nicht enthalten sein dürften.
Motoröl, Treibstoff
Nennen Sie die drei verschiedenen Stahlschrotttypen und beschreiben Sie die wichtigsten Unterschiede
Eigenentfall Kreislaufschrott direkt aus der Stahlproduktion ( << 20% bezogen auf die Produktionsmenge)→ o „innerloop“ o kein Transport o keine Kontamination Neuschrott Schrotte aus der ersten Verarbeitungsstufe ohne Verunreinigungen und Sortenmischung (10-15 % des Verbrauchs)→ oProduktionsbegleitend oSortenreine Rückführung möglich oWenige Akteure AltschrottSchrotte nach Nutzungsphase, Verbrauchs-und Industriegüter~ 45 % der Verbrauchsmenge fällt nach 15 a als Schrott an~ 55 % mit Nutzungsdauer > 15 a (Industriegüter)→ oRücklauf nach Nutzung oSchwer planbar Kontamination oViele Akteure oWirtschaftsgüter als internationales Handelsgut
Was sind die Unterscheidungskriterien für Stahlprodukte?
- Kohlenstoffanteil max. 2,06%
- Qualität/ Güteklasse -Grundstahl-Qualitätsstahl-Edelstahl
- Legierungszustand-unlegierte Stähle (Baustahl, Konservenblech)-niedrig legierte Stähle (Federstahl, Werkzeugstahl)-hoch legierte Stähle (Edelstahl RHS)
- Form/ Abmessung -Flachstahl-Langstahl-Stahlguss
Wofür steht die Abkürzung RSH-Stähle?
Rost, Säure, Hitzebeständigkeit
Welches Legierungsmetall bestimmt den Marktwert von RSH-Stählen?
Nickel
Definieren Sie die Begriffe Gusseisenlegierung und Knetlegierung von Stahl
Stahl: unter 2,06% MassenanteilGusseisen: über 2,06% Massenanteil
Definieren Sie die Begriffe „Funktionelles Recycling“ und „Nicht-funktionelles Recycling“.
Funktionelles Recycling:
Funktionaler Legierungselemente wird wieder genutzt→Verwendung des Sekundärmetalls verringert direkt den Bedarf an Primärmetallen
Nicht-funktionelles Recycling:Funktion der Legierungselemente wird nicht genutzt Weiterverwertung als Verunreinigung (tramp Element) in anderen Metallströmen (z. B. als Folge unzureichender Sortierung→spezifische Funktion des Metalls wird nicht benötigt (z.B. Kupfer oder Nickel in Stahl) und das wiederverwertete Metall ersetzt damit nicht Metalle aus der Primärproduktion →Auch „Downcycling“ genannt
Lassen sich unterschiedliche hochwertige Spezialstahlsorten, wie sie im Automobil verbaut werden, durch Recycling sortengetrennt wiedergewinnen
Nein da die Automobilkarosse geschreddert wird ist keine sortenreine Trennung mehr möglich ist
