Dank einer neuartigen Bypass-Kühlung kann die BILSTEIN GmbH & Co. KG die Abwärme aus dem Rekristallisationsglühprozess nutzen – das spart Energie und schont das Klima. Für das eingesetzte Verfahren erhielt der Hagener Stahlverarbeiter eine Förderung aus dem KfW-Energieeffizienzprogramm „Abwärme“. Unterstützt wurde das Unternehmen dabei durch die Finanzierungsberatung der Effizienz-Agentur NRW.
Der Stahl durchläuft bei der Herstellung von Kaltband verschiedene Prozessschritte. Er wird schrittweise durch Walzen in der Dicke reduziert und mit den geforderten mechanisch-technologischen Eigenschaften versehen.
Beim sog. Rekristallisationsglühen wird der Bandstahl auf eine vordefinierte Temperatur gebracht, auf dem gewünschten Temperaturniveau gehalten und anschließend abgekühlt. Die Erwärmung erfolgt bei BILSTEIN in modernen Anlagen (Haubenglühen) durch erzwungene Konvektion mit einem um den Werkstoff herum geführten Wasserstoff-Gasstrom. Gleiches gilt für die Abkühlung.
„Um die in diesem Prozess anfallende Abwärme optimal zu nutzen, entschieden wir uns, in eine Bypass-Kühlung der LOI Thermoprozess GmbH aus Essen zu investieren“, erklärt Stefan Scheiter, Leitung Rechnungswesen bei BILSTEIN.
Neues Verfahren ermöglicht Verstromung der anfallenden Wärme
Das neuartige Bypass-Verfahren ermöglicht es, dem Stahl nach Abschluss der Haltephase die gespeicherte Wärme zu entziehen und an ein anderes Medium zur weiteren Nutzung zu übergeben.
Während des Abkühlvorgangs wird dabei der bis zu 700 °C heiße Wasserstoff mithilfe eines Hochtemperatur-Ventilators aus dem Raum unter der Schutzhaube abgesaugt und über die neuen Bypass-Kühler geleitet, die auf der kalten Seite mit Thermalöl bzw. Wasser durchflossen werden. Das so aufgeheizte Thermalöl wird über eine Ringleitung einer ORC-Anlage zugeführt, welche die Wärme verstromt.
Die bei der ORC-Anlage über Kondensation entstehende Wärme wird in Form von 70 °C warmem Wasser, zusammen mit dem erhitzten Wasser aus dem Bypass-Kühler in das bereits vorhandene hauseigene Wärmerückgewinnungsnetz eingespeist. Dieses wurde im Rahmen des Projektes noch erweitert, um das gestiegene Abwärmepotenzial auch größtmöglich nutzen zu können.
Darüber hinaus montierte BILSTEIN an den Heizhauben der Öfen extragroße außenliegende Rekuperatoren. Diese sorgen während der Heizphase für eine besonders hohe Brennluftvorwärmung. Die dazugehörigen Rohrleitungen wurden zusätzlich gedämmt.
„Insgesamt konnten wir durch die realisierten Maßnahmen unseren Erdgas- und Stromverbrauch um ca. 3,6 GWh pro Jahr senken, was einer CO2-Reduzierung von ca. 800 t im Jahr entspricht“, freut sich Stefan Scheiter.
Effizienz-Agentur NRW unterstützte auf dem Weg zur Förderung
2018 nutzte BILSTEIN im Vorfeld der Umsetzung die Finanzierungsberatung der Effizienz-Agentur NRW (EFA) aus Duisburg. Nach eingehender Prüfung der geplanten Maßnahmen erstellte das Unternehmen mit Unterstützung der EFA eine Projektskizze für das KfW-Energieeffizienzprogramm „Abwärme“. Das Unternehmen investierte rd. 3,3 Mio. Euro in die Maßnahmen und erhielt einen Investitionszuschuss in Höhe von rd. 1 Mio. Euro. Der Projektabschluss erfolgte 2021.
Der Stahl durchläuft bei der Herstellung von Kaltband verschiedene Prozessschritte. Er wird schrittweise durch Walzen in der Dicke reduziert und mit den geforderten mechanisch-technologischen Eigenschaften versehen.
Beim sog. Rekristallisationsglühen wird der Bandstahl auf eine vordefinierte Temperatur gebracht, auf dem gewünschten Temperaturniveau gehalten und anschließend abgekühlt. Die Erwärmung erfolgt bei BILSTEIN in modernen Anlagen (Haubenglühen) durch erzwungene Konvektion mit einem um den Werkstoff herum geführten Wasserstoff-Gasstrom. Gleiches gilt für die Abkühlung.
„Um die in diesem Prozess anfallende Abwärme optimal zu nutzen, entschieden wir uns, in eine Bypass-Kühlung der LOI Thermoprozess GmbH aus Essen zu investieren“, erklärt Stefan Scheiter, Leitung Rechnungswesen bei BILSTEIN.
Neues Verfahren ermöglicht Verstromung der anfallenden Wärme
Das neuartige Bypass-Verfahren ermöglicht es, dem Stahl nach Abschluss der Haltephase die gespeicherte Wärme zu entziehen und an ein anderes Medium zur weiteren Nutzung zu übergeben.
Während des Abkühlvorgangs wird dabei der bis zu 700 °C heiße Wasserstoff mithilfe eines Hochtemperatur-Ventilators aus dem Raum unter der Schutzhaube abgesaugt und über die neuen Bypass-Kühler geleitet, die auf der kalten Seite mit Thermalöl bzw. Wasser durchflossen werden. Das so aufgeheizte Thermalöl wird über eine Ringleitung einer ORC-Anlage zugeführt, welche die Wärme verstromt.
Die bei der ORC-Anlage über Kondensation entstehende Wärme wird in Form von 70 °C warmem Wasser, zusammen mit dem erhitzten Wasser aus dem Bypass-Kühler in das bereits vorhandene hauseigene Wärmerückgewinnungsnetz eingespeist. Dieses wurde im Rahmen des Projektes noch erweitert, um das gestiegene Abwärmepotenzial auch größtmöglich nutzen zu können.
Darüber hinaus montierte BILSTEIN an den Heizhauben der Öfen extragroße außenliegende Rekuperatoren. Diese sorgen während der Heizphase für eine besonders hohe Brennluftvorwärmung. Die dazugehörigen Rohrleitungen wurden zusätzlich gedämmt.
„Insgesamt konnten wir durch die realisierten Maßnahmen unseren Erdgas- und Stromverbrauch um ca. 3,6 GWh pro Jahr senken, was einer CO2-Reduzierung von ca. 800 t im Jahr entspricht“, freut sich Stefan Scheiter.
Effizienz-Agentur NRW unterstützte auf dem Weg zur Förderung
2018 nutzte BILSTEIN im Vorfeld der Umsetzung die Finanzierungsberatung der Effizienz-Agentur NRW (EFA) aus Duisburg. Nach eingehender Prüfung der geplanten Maßnahmen erstellte das Unternehmen mit Unterstützung der EFA eine Projektskizze für das KfW-Energieeffizienzprogramm „Abwärme“. Das Unternehmen investierte rd. 3,3 Mio. Euro in die Maßnahmen und erhielt einen Investitionszuschuss in Höhe von rd. 1 Mio. Euro. Der Projektabschluss erfolgte 2021.
