DRI

Direktreduziertes Eisen ist metallisches Eisen in fester Form, das durch Reduktion von Eisenerz mit Wasserstoff- oder Kohlenmonoxidgas hergestellt wird, ohne die Schmelztemperatur von Eisen zu erreichen. Das Verfahren erzeugt ein porenreiches, schwammartiges Material, das noch Gangart und nicht umgesetzte Oxide enthält, aber zu 90 bis 96 Prozent aus metallischem Eisen besteht. DRI dient als hochwertiger Rohstoff für Elektrolichtbogenöfen und bildet einen Teil der Charge in sauerstoffgestützten Stahlherstellungsprozessen.

Die zwei dominierenden Technologien sind die Schachtofenmethode, verbreitet in Indien und dem Nahen Osten, und der Drehrohrofen, der anderswo verwendet wird. In Schachtöfen fallen Stückerz oder Pellets durch eine Gassäule nach unten, typically mit Synthesegas (ein Gemisch aus CO und H2) oder Erdgas als Reduktionsmittel. Drehrohrfen tummelten das Erz in einer drehenden Trommel, während Reduktionsgas durchströmt. Beide Verfahren arbeiten zwischen 650 und 900 Grad Celsius, deutlich unter Eisens Schmelzpunkt von 1538 Grad. Dieser niedrige Temperaturbetrieb begünstigt wasserstoffgestützte Reduktion und macht DRI attraktiv für kohlenstoffarme Stahlherstellung, wenn grüner Wasserstoff kostenmäßig konkurrenzfähig wird.

DRIs Hauptvorteil ist sein hoher Eisengehalt im Vergleich zu Roherz und seine Freiheit von der Brennstoffasche und Schlacke, die Hochofeneisen plagen. Allerdings oxidiert DRI schnell bei Kontakt mit feuchter Luft, bildet Rost und verliert an Festigkeit. Diese Oxidationsanfälligkeit hat zur Entwicklung von heißgebrikettem Eisen (HBI) geführt, das heißes DRI in dichte, stabile Briketts presst, die während Lagerung und Transport gegen Reoxidation resistent sind. In Regionen weit entfernt von Reduktionsanlagen erweitert HBI die wirtschaftliche Reichweite der DRI-gestützten Stahlherstellung.

Die weltweite DRI-Produktion erreichte bis zu den 2020er Jahren ungefähr 100 Millionen Tonnen pro Jahr, wobei Indien etwa 50 Prozent der Erzeugung ausmacht. Indiens Reichtum an Eisenerz, Kohle und Erdgas, kombiniert mit der Brennstoffeffizienz des Schachtofens, schuf eine dominante Position. Der Begriff DRI wurde in den 1970er Jahren Standard, als diese Verfahren industrialisiert wurden; frühere Stahlwerke hatten solches Material Schwammeisen oder Reduktionserz genannt.

Die Qualitätskontrolle konzentriert sich auf Metalleisengehalt, Schüttdichte und Druckfestigkeit. DRI-Pellets oder Stücke müssen in Öfen Handhabung ohne übermäßigen Bruch standhalten. Verunreinigungen wie Phosphor, Schwefel und Zink verschleppen aus dem Erz und konzentrieren sich im Endstahl, wenn nicht kontrolliert. Werke, die DRI kaufen, spezifizieren typischerweise Eisengehaltsbänder, Korngrößenfraktionen und Maximalzulagen für Kieselsäure, Tonerde und Spurenelemente.