Chemische Zusammensetzung und Verwendung von aufbereitetem Schrott:

Zusammenfassung 1 für Kreislaufwirtschaft Teilklausur III

a) Schrottsorten von kurz- und mittellebigen Gebrauchsgütern müssen aufbereitet werden

b)

• ohne Zwischenprobennahme können durch Einsatz von Großrechenanlagen metallurgische Prozesse durchgeführt werden
• Aufbereitungsverfahren
• Qualitätsteigerung des Müllverbrennungsschrotts
• Schwierigkeiten bei Oberflächenbeschichtung + Verbundmaterialien (Kunststoffe, Lacke, Aluminium) müssen ausgewiesen werden

c) Einleitung:

• verfeinerte Einsatzstoffvorausberechnung + Einschränkung der zulässigen Spurenelemtgehalts im Fertigstahl steigern die Bedeutung der Zusammensetzung von Schrott
• Stückdichte => gibt Aufschlüsse für die Aufschmelzzeit

Einleitung der Schrottzusammensetzung

• Bei Siemens-Martins-Stahlwerken (SM-Stahlwerk) wird während des Abstiches legiertoxidiert => Kenntnisse vom zu erwartenden Abstichgewicht ist von großer Bedeutung => nachträgliche Korrektur der Stahlzusammensetzung ist fast unmöglich und
• langsamer Frischprozess erlaubt aber Vorproben => Informationen für evtl. Schmelzumstellung vor dem Legieren
• Automobilschrott + Sammelschrott werde stichprobenartig durch Homogenisierungs- schmelzen untersucht

Aufkommen des Shredderschrotts

• Wegfall des Automobilschrott-Pakete + Zunahme der Shredderanlagen => ermöglicht eine wirtschaftliche Schrottaufbereitung
• effizienter Trennung von nichtmetallischen Stoffen + Buntmetalle
• höhere Rücklaufmengen an Automobilen und Haushaltsgeräten

Verfügbarkeit von definierten Schrottsorten

• Auto-Neuschrottpakete + Shredderschrott geben einen Rückschluss auf die Zusammensetzung anderer Sorten
• Großtechnische Schmelzaggregate können Strom- und Sauerstoffbedarf besser ermitteln
• Zusammensetzung verschiedener Schrottsorten in ihren Elemten

1. Mangan (Mn)
2. Phopshor (P)
3. SiO2 (Siliziumoxid)
4. Titanoxid (TiO2)
5. Calciumoxid (CaO)
6. Magnesiumoxid (MgO)
7. Aluminiumoxid (Al2O3)

• Schrottsorten

1. Produktionsentfallschrott
2. Neuschrott
3. Schwerer Industrie- und Konstruktionsschrott
4. Shredder
5. Späne
6. schwarze Abfälle

• viele Stahlgüten bedingen eine scharfe Trennung der Sorten im Werksumlaufschrott

Gedanken des Homogenisierungsschmelzen

• Aufbereitung von Autombobilschrott + andere Schrottsorten
• Aufbereitung von Bären zeigen erhebliche Differenzen in der Metallzusammensetzungen (Mn, S, Cr) + anhaftende Schlacken (SiO2, TiO2, CaO)

Schrottaufbereitung

• Schrottaufbereitung steigt nicht nur durch Hüttenwerksabfälle + Automobilschrott, sondern auch des Hausmüll => Schlacken mit magnetisch separiertem Schrott
• War lange durch den Gehalt an Buntmetallen und hohen Aschenanteilen fraglich für den Stahlwerkseinsatz

Müllverbrennungsschrott (MVS)

• Durch Aufbereitung können große Mengen an unerwünschte Begleitelementen entfernt werden => Zusammensetzung von Stahlbären => Fe(gas), Fe(met), C, Mn, P, S, Cr, SiO2, TiO2, MgO, CaO, AL2O3, O
• In Stückschrottfraktion verbleiben von der ursprünglichen Menge ca. 15% von Schwefel und 20% von Phosphor => werden mit den Oxiden Asche abgebaut
• Beschichtungsmetalle + unmagnetische Metalle (Edelmetall, Aluminium) werden reduziert
• Abtragung durch mechanische Oberflächenbearbeitung
• Reine Legierungen bleiben erhalten
• Henschel Shredder => 5500t/Mon. MVS davon 3000t Stahlwerksqualität

Müllschrott (MSS)

• Entsteht durch magnetische Separation von Hausmüll + Kompostierung + fraktionierte Sammlung (enthält viel weniger Anhaftungen)
• Äußere Unterschied zu MVS => MVS ist grobstückig, oxidiert, mit Asche durchsetzt, MSS besteht vorwiegend aus Konservendosen => durch die versiegelten Flächen frei von Oxiden, dafür viele organische Verunreinigungen + Lacke + Papier + Kunststoffe

1. Fe-Gehalt im Anlieferzustand: MVS=70% + MSS=93-97%

• Nachteil von MSS = niedriges Schüttgewicht (0,1t/m³) + Inhaltsstoffe + Beschichtungen => Aufbereitung ist notwendig
• Durch Verpressen => kann ein Raumgewicht von 1,85t/m³ erreicht werden, allerdings bleiben viele miterfasste Stoffe in diesen Verdichtungen enthalten

Einsatz von aufbereitetem Schrott

• Substitution bunkerfähige Schrottsorten => gestiegene Stranggussproduktion + sekundärmetallurgische Behandlung => beim Abstich des Stahls muss eine größere Temperaturreserve vorgehalten werden => evtl. muss kurz vor Gießbeginn „weggekühlt“ werden => Schrotteinspeisung durch bunkerfähiges Material
• Kühlschrott-Reserve bilden: Stanzabfälle + kleinstückiger Schrott + Blechabfälle + doppelgeschredderter Automobilschrott
• MVS mit Kornband von 15-70mm ist bunkerfähig, Gefahr der Reoxidation bei Lagerung und Transport

Einsatz im Elektrolichtbogenofen (ELO)

• Die Aufbereitung erhöht die Ausbringungsverbesserung +
• Eisenverluste in den Schlacken werden geringer +
• Pro Tonne MVS sinkt der Schmelzstromverbrauch von 1200 auf 540 kWh/t

Thermische und chemische Aufbereitung von Schrott

• Spurenelementgehalt entweder als Legierung oder als metallische Beschichtunghohe Haftung (=Produktverbesserung) wird die Schrottaufbereitung erschwert => durch möglichst
• Für die Zink- und Zinnentfernung sind Schmelz- und Verdampfungspunkte wichtig
• Entzinkung: Zink verdampft bei nur 906°C und wird als Staub abgeschieden. Durch thermische Extraktionsverfahren + chemische Lösungsverfahren werden im E-Ofen werden bis zu 25% zurückgewonnen
• Entzinnung: Entfernung aus Stahlbädern nicht möglich, Rückgewinnungsverfahren sind das Goldschmidt-Verfahren (alkalisch-oxidierend + alkalisch-elektrolytisch) => Anwendung bei Neuschrott + aufbereitetem Müllseparationsschrott => Verdichtung auf 1t/m³ sind interessant
• Entzinnung auch bei MSS, Zinngehalt kann von 0.25 auf unter 0,05% gesenkt werden

Abbau anderer Stoffe

• Schwierigkeiten z.B. durch Alumiumaufreißdeckel bei Getränkedosen
• PVC + PUR-Kunststoffe beim Automobilbau + Binder + Füllstoffe bei Stahlerzeugung
• Jede Neuentwicklung von Stahlgütern, z.B. aus Verbundwerkstoffen erfordern neue Entwicklungsarbeiten