Post on 26-Jun-2020
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Möglichkeiten des Recyclings wirtschaftsstrategischer Metalle aus Schlacken, Walzzunder und Filterstäuben der
Stahl-und Edelstahlerzeugung
Forum Produktion 2018
Graz , 29.05.2018
Prof. Dr.-Ing. R. Deike
Institut für Technologien der Metalle
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Weltrohstahlproduktion von1970 – 2016
Data from World Steel Association (https://www.worldsteel.org/) and worldbank(http://data.worldbank.org/)
3Deike, R.; Rabelo de Lima, A.R.; Mapa Clemente, D.: Rückgewinnung von Metallen aus Oxiden metallurgischer Schlacken aus der Herstellung legierter Stähle, Berliner Recycling und Rohstoffkonferenz, Berlin, 20.03.2018
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Der Wechsel von einer Industrie- in eineDienstleistungsgesellschaft in Deutschland
Data from Statistisches Bundesamtes, https://www.destatis.de/DE/Startseite.html
4Deike, R.: The importance of the foundry industry in a circular economy, 57th International Foundry Conference, Portorož, 13. - 15.09.2017
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Globaler Struturwandel im Rohstoffbereich
Deike, R.: Das wirtschaftliche Recycling von Metallen und Metalloxiden unter Berücksichtigung der wesentlichen Einflussgrößen, Urban Mining Congress 2014, Essen, 11-12.06.2014
Data from DERA: Deutschland Rohstoffsituation 2011, www.bgr.bund.de
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Most important raw material consuming nations
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Entwicklung der Preise wichtigerIndustriemetalle
Data from London Metal Exchange, https://www.lme.com
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Rostfrei-Stahlproduktion und Nickelproduktion- und Verbrauch
Nach Daten: http://www. www.worldstainless.org, https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nickel
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Entwicklung der globalen Rostfrei- Stahlproduktion
Semleit, L.: Analyse der Charakteristika und Produktionsmengen legierter Stähle unter besonderer Berücksichtigung ihrer Produktionsrückstände, Bachelorarbeit
Universität Duisburg-Essen, 2018
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Merkmale der Märkte für metallische Rohstoffe
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Die Märkte für metallische Rohstoffe sind gekennzeichnet durch:
• unausgeglichene Markstrukturen auf der Nachfrageseite, durch die Dominanz der Nachfrage aus China,
• extrem volatile Preisentwicklungen und Preise die zukünftig durch die wirtschaftliche Entwicklung in China bestimmt werden,
• sehr häufig oligopolistisch bis monopolistisch strukturierte globale Märkte, die in einem hohen Maße zu Abhängigkeiten führen und ebenfalls zur Preisvolatilität beitragen.
• „Hypes“ die im Zeitalter der modernen globalen Kommunikation sehr schnell generiert werden können .
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Das größte Problem des Recyclings.Gibt es hier einen Unterschied?
Deike, R.: New Perspectives for Brazilian-German Research on Circular Economy, 5th anniversary of the UA-Ruhr-Latin America office, Rio de Janeiro, 04.10.16
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3. DIBRASDirekter Einsatz von selbstreduzierenden Briketts in den Aggregaten der Stahl- und Gießereiindustrie zur Verbesserung der
Ressourcenbilanz
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Filter dust
Mill scale
Slag/Scoria
Pictures of mill scale, filter dust
and slag from the high alloyed
steel production.
de Lima, A.R.R. ; Ebert; D.; Deike, R. : Characterization of residual material from metallurgical processes towards the development of an innovative recycling process, Science in Support of
Sustainable and Resilient Communities, International Society for Industrial Ecology ISIE-ISSST, Chicago, June 201714
DIBRAS
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de Lima, A.R..R.; Ebert; D.; Deike, R. : Characterization of residual material from metallurgical processes towards the development of an innovative recycling process, Science in Support of
Sustainable and Resilient Communities, International Society for Industrial Ecology ISIE-ISSST, Chicago, June 2017 15
DIBRAS
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DIBRAS
Deike, R.; Rabelo de Lima, A.R.; Mapa Clemente, D.: Rückgewinnung von Metallen aus Oxiden metallurgischer Schlacken aus der Herstellung legierter Stähle, Berliner Recycling und Rohstoffkonferenz, Berlin, 20.03.2018
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Deike, R. : Direkter Einsatz von selbstreduzierenden Briketts in den Aggregaten der Stahl- und Gießereiindustrie zur Verbesserung der Ressourcenbilanz (DIBRAS), r4-Konferenz, Hannover, 20.-21. Oktober 2016
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DIBRAS
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Magnetit wirkt als Sammler
Deike, R.; Ulum, R.; Schubert, D.; Foppe, M.; Gellermann, C.; Lutz, S.: The recycling potential of metals from MSW incineration residues, Mining the Technosphere Potentials and Challenges, Drivers and Barriers, TU Vienna, 02.10.15, http://iwr.tuwien.ac.at/fileadmin/mediapool-ressourcen/CD_Labor/Mining_the_Technosphere/Presentations/1._Deike.pdf
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19de Lima, A.R..R.; Ebert; D.; Deike, R. : Characterization of residual material from metallurgical processes towards the development of an innovative recycling process, Science in Support of
Sustainable and Resilient Communities, International Society for Industrial Ecology ISIE-ISSST, Chicago, June 2017
Element Mapping eines Walzzunders
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Element Mapping einerOfenschlacke
20Deike, R.; Rabelo de Lima, A.R.; Mapa Clemente, D.: Rückgewinnung von Metallen aus Oxiden metallurgischer Schlacken aus der Herstellung legierter Stähle, Berliner Recycling und Rohstoffkonferenz, Berlin, 20.03.2018
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• Tiegel aus reinem Graphit
• Ca. 100g Material
• Ca. 20-30% Ranco Elektrodengraphit
• Materialien vor Chargierung vermischt
• Externe Ofenregelung mittels
Thermoelement
• Zieltemperatur: 1500 – 1600°C
• Versuchsdauer: 30 min ab Start des Ofens
• Abguss in Kupferkokille
Reduktionstests
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Ergebnis eines Reduktionsversuches
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Fe in
Fe2O3
Fe in
Fe3O4
Fe in
FeO
Cr in
Cr2O3
69,94% 72,36% 77,73% 68,42%
Anteil
Deike, R.; Rabelo de Lima, A.R.; Mapa Clemente, D.: Rückgewinnung von Metallen aus Oxiden metallurgischer Schlacken aus der Herstellung legierter Stähle, Berliner Recycling und Rohstoffkonferenz, Berlin, 20.03.2018
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Schmelzversuche mit selbstreduzierenden Briketts
24Deike, R.; Rabelo de Lima, A.R.; Mapa Clemente, D.: Rückgewinnung von Metallen aus Oxiden metallurgischer Schlacken aus der Herstellung legierter Stähle, Berliner Recycling und Rohstoffkonferenz, Berlin, 20.03.2018
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Steigerung der Ressourcen- und Energie-effizienz
Ver
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Pro
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Optimierte Rohstoffe
Steigerung derRessourcen- und Energieeffizienz
Optimierte RohstoffeHöherfeste Stähle
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Deike, R.: Stahl ein nahezu 100% recycelbarer Werkstoff, Die Zukunft liegt in geschlossenen Rohstoffkreisläufen, IGM Branchenkonferenz Stahl, Gelsenkirchen, 11.06.2015 26
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Ressourcen- und Energieeffizienz in der Stahlindustrie
70
90
110
1990 1995 2000 2005 2010Ind
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%
(19
90
= 1
00
%)
Rohstahlproduktion-gesamter Energieverbrauch-absolute CO2-Emissionen indiziert auf das Jahr 1990
Rohstahlproduktion Energieverbrauch gesamt CO2-Emissionen absolutNach Daten: www.stahl-online.de
Deike, R.: Stahl ein nahezu 100% recycelbarer Werkstoff, Die Zukunft liegt in geschlossenen Rohstoffkreisläufen, IGM Branchenkonferenz Stahl, Gelsenkirchen, 11.06.2015 27
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Der Anteil an Sekundärrohstoffen (Recyceld content ) in der Produktion von Metallen
Deike, R.: Einsatzstoffe und Elektroenergie – die zwei wichtigsten Ressourcen für den induktiven Schmelzbetrieb, Induktives Schmelzen & Giessen, Dortmund, 21.11.2013
Gu
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Ohne energieintensive metallurgische Betriebegibt es kein Recycling
XFertigung
Konsum
Produkt-Lebensende
Verschleiß
Korrosion
Späne und
Schlämme aus
der Bearbeitung
Sammlungsverluste
Deponien
29Deike, R.: Die Bedeutung der energieintensiven Industrien für die Kreislaufwirtschaft, GMH Schlackensymposium, Georgsmarienhütte, 02.08.2017
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Die Entwicklung der Produktion von Rostfrei-Stahl in Deutschland und Europa
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Nach Daten: http://www. www.worldstainless.org
Deike, R.; Rabelo de Lima, A.R.; Mapa Clemente, D.: Rückgewinnung von Metallen aus Oxiden metallurgischer Schlacken aus der Herstellung legierter Stähle, Berliner Recycling und Rohstoffkonferenz, Berlin, 20.03.2018
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Die Megastädte sind die Rohstoffminen der Zukunft
Morff, L.; Böni, D.; DiLorenzo, F.: 12. VDI Fachkonferenz Feuerung und Kessel, Köln, 12.06.13
Tanikawa, H.; Fishman, T.; Okuoka, K.; Sugimoto, K.: The weight of society over time and space,
Journal of Industrial Ecology, Vol. 19, Issue 5, Oct. 2015, p.778-791
Deike, R.: New Perspectives for Brazilian-German Research on Circular Economy, 5th anniversary of the UA-Ruhr-Latin America office, Rio de Janeiro, 04.10.16 31