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Der '''Corex-Prozess''' ist ein Verfahren zum Herstellen von flüssigem [[Roheisen]]. Im Gegensatz zum [[Hochofen]]prozess wird kein [[Koks|Hochofenkoks]] benötigt, der besondere Anforderungen an die eingesetzte Kohle stellt.

== Geschichte ==
[[Datei:Saldanha Steel works.jpg|mini|500px|Midrex/Corex-Stahlwerk in Südafrika ([[Saldanha Steel]])]]
Die Basis des heutigen Corex-Prozesses ist der KR (Kohle-Reduktions)-Prozess, der in den 1970ern von Ralph Weber in Brasilien entwickelt wurde. Das entsprechende Patent wurde 1978 von [[Willy Korf]] gekauft, der die damalige [[VÖEST|VOEST-Alpine]] einlud, mit ihm den Corex-Prozess zur Industriereife weiterzuentwickeln.<ref>Hermann Druckenthaner et al.: {{Webarchiv|text=''Optimization of the COREX Process Through the Application of Advanced Process Models'' |url=http://library.aist.org/ISSStore/PDF.nsf/OnePage_by_Name/PR-993-204/$FILE/PR-993-204.pdf |wayback=20071010200704 |format=PDF; 53 KB, englisch }}</ref> Nach dem Konkurs der Korf Stahl AG gingen alle Rechte an die VOEST-Alpine und nach deren Teilung in weiterer Folge an die [[VOEST-Alpine Industrieanlagenbau|VAI]] (jetzt [[Primetals Technologies]]) über. Die erste industrielle Corex-Anlage wurde 1989 bei [[Iron and Steel Corporation|ISCOR]] in [[Südafrika]] errichtet (Kapazität ca. 300.000 t/a). Mittlerweile sind eine Corex-Anlage bei [[POSCO]] in [[Südkorea]] mit 600.000 t/a, eine Anlage bei [[Saldanha (Südafrika)]] sowie zwei Anlagen bei [[Jindal Steel]] in [[Indien]] erfolgreich in Betrieb gegangen. Zwei weitere Corex-Anlagen wurden 1994 von Hanbo Steel in Korea bestellt, gingen aber wegen des Bankrotts von Hanbo Steel nie in Betrieb.<ref>R.T. Jones: {{Webarchiv|text=''Iron and Steel'' |url=http://wwwscience.murdoch.edu.au/teach/m358/iron.pdf |wayback=20060323201136 |format=PDF; 602 KB, englisch }}</ref> Diese beiden Corex-Anlagen wurden inzwischen von Essar Steel gekauft und sollen in Indien neu aufgebaut werden.<ref>essar.com: {{Webarchiv|text=''Essar to buy two Korean steel units'' |url=http://www.essar.com/steel/news/2005_09_06_BS.htm |wayback=20060901194824 }} (englisch)</ref> Im November 2007 wurde die bisher weltgrößte Corex-Anlage bei [[Baosteel]], [[Shanghai]], mit 1,5 Millionen Tonnen Jahreskapazität in Betrieb genommen.<ref>{{Internetquelle |abruf=2007-11-16 |offline=ja |url=https://websolutions.siemens.de/nl/dl/I&S1107.6735d.pdf |werk=websolutions.siemens.de |autor=Siemens |titel=Pressemitteilung |format=PDF }}</ref> Danach wurde eine weitere Corex-Anlage dieser Größe von Baosteel bestellt und ging Ende März 2011 in Betrieb.<ref>[http://www.siemens.com/press/en/pressrelease/?press=/en/pressrelease/2011/industry_solutions/iis201104997.htm Siemens Pressemitteilung IIS201104997e 8. April 2011]</ref>

== Verfahrensbeschreibung ==
Das Corex-Verfahren ist ein zweistufiges Schmelzreduktionsverfahren („smelting-reduction“),
in dem Roheisen auf Basis nicht verkokter Kohle und Eisen[[erz]]en hergestellt werden kann. Ziel des Schmelzreduktionsverfahrens ist es, durch die Kombination von Schmelzprozess, Kohlevergasung und Direktreduktion flüssiges Eisen zu erzeugen, dessen Qualität dem Hochofenroheisen entspricht. Die Schmelzreduktion kombiniert den Prozess der Direktreduktion (Vorreduktion von Eisenoxid zu [[Eisenschwamm]]) mit einem Schmelzprozess (Endreduktion). Der Prozess läuft also zweistufig in getrennten Aggregaten ab. Zuerst werden die Erze zu Eisenschwamm reduziert, im zweiten Schritt erfolgt die Endreduktion, das Aufschmelzen und die [[Aufkohlen|Aufkohlung]] zu Roheisen. Die für den Schmelzvorgang nötige Energie liefert die Vergasung von Kohle (Schwelkoks, Char). Dabei entstehen große Mengen [[Kohlenmonoxid]] und [[Wasserstoff]] als Abgas, das als Reduktionsgas genutzt wird.

== Grundprinzip ==
Stückerze, Sinter, Pellets oder deren Mischungen werden in einem Reduktionsschacht im Gegenstrom mit dem prozesseigenen Reduktionsgas auf ca. 90 % metallisiert und über Austragsschnecken in den darunter angeordneten Einschmelzvergaser gefördert. In diesem laufen neben der Restreduktion und dem Einschmelzen des Eisenschwammes die notwendigen metallurgischen Metall- und Schlackenreaktionen ab. Roheisen und Schlacke werden wie beim Hochofen abgestochen. Untersuchungen an der Corex-Schlacke haben keine prinzipiellen Unterschiede zur HO-Schlacke ergeben.

Das [[Gichtgas]] des Reduktionsschachtes – Topgas – kann nach Reinigung und Kühlung in einem Wäscher als sogenanntes Exportgas für energetische und metallurgische Zwecke genutzt werden. Das Corex-Exportgas zeichnet sich durch einen mittleren Heizwert (Hu = 7.500–8.000 kJ/[[Normkubikmeter|m³ (i.N.)]]) und hohe Reinheit aus (Staub 5–10 mg/[[Normkubikmeter|m³ (i.N.)]]).

Kohle wird am Kopf des Einschmelzvergasers aufgegeben. Nach dem Entwässern und der Entgasung der Kohle bildet sich im Einschmelzvergaser ein Festbett aus Schwelkoks (char). Im Herd des Einschmelzvergasers erfolgt die Vergasung des Schwelkokses mit Sauerstoff. Im Oberteil des Festbettes wird weiteres Gas durch die Pyrolyse der Kohle gebildet. Das entstehende heiße Prozessgas (ca. 1.000 °C) besteht vorwiegend aus CO, H2 und ist mit Feinstaub beladen. Dieses Rohgas wird nach Kühlung und Entstaubung (Heißzyklon) dem Reduktionsschacht als Reduktionsgas zugeführt. Der abgeschiedene Staub aus dem [[Fliehkraftabscheider|Zyklon]] wird wieder in den Einschmelzvergaser eingebracht und dort zur zusätzlichen Gasgewinnung mit Sauerstoff vergast.

== Vor- und Nachteile gegenüber dem Hochofenprozess ==
* Der Einsatz von nicht verkokter Kohle substituiert die [[Kokerei]] und damit eine der wesentlichen Emissionsquellen eines Hüttenwerkes.

* Bei den hohen Vergasungstemperaturen der Kohle im Einschmelzreaktor (T > 1.000 °C), werden organische Verbindungen vollständig in ihre gasförmigen Grundkomponenten (CO, CO2, H2) zerlegt sowie organische Schwefelverbindungen in kohlenstoff- und wasserstoffhaltige Gase (COS, H2S) umgewandelt. Diese übelriechenden und hochtoxischen Verbindungen werden im nachfolgenden Prozess im Einschmelzvergaser nahezu quantitativ im Eisenschwamm, in den [[Zuschlagstoff]]en und in der Schlacke gebunden und damit immobilisiert.

* Die höhere Flexibilität hinsichtlich der Heterogenität der [[Hochofen#Beschickung|Beschickung]] erlaubt eine stabile Prozessführung selbst bei stark variierender Rohstoffqualität. Darüber hinaus ermöglicht das Corex-Verfahren auf Grund der Toleranz gegenüber Schwankungen in der Beschickungskapazität und Vorteilen im einfacheren An- und Abfahren der Anlage, eine kosteneffizientere Steuerung des Prozesses.
[[Datei:COREX gas analysis.JPG|mini|300px|Analyse des COREX-Gases]]
* Der wesentliche Nachteil des Verfahrens sind die enormen Mengen an anfallendem Corexgas, welches verwertet werden muss, um den Prozess wirtschaftlich betreiben zu können. Da das Gas als Brennstoff im laufenden Prozess schlecht in ein gewachsenes [[Hüttenwerk]] zu integrieren ist, wird es vorwiegend an Energieversorger bzw. an die Schwerindustrie als Heiz- und Feuerungsgas weiterverkauft.

== Einsatz von Reststoffen und Abfällen ==
Wie im Hochofenprozess auch, können metallurgische Reststoffe und Abfälle aus Hüttenwerken im Corex-Prozess eingesetzt werden. Dazu zählen [[oxid]]ische, metallische und auch kohlenstoffhaltige Materialien. Beispielsweise werden Feinstäube und Walzzunder mit Bindematerialien kalt [[Brikett|brikettiert]] und anschließend dem Reduktionsschacht zugeführt. Schlämme aus der Abgasreinigung (z. B. Gichtgasschlämme) werden [[Pellet (Eisenerz)|pelletiert]] und zusammen mit Kohlenstaub in den Einschmelzvergaser eingebracht. Auch prozesseigene Schlämme können auf diese Weise rückgeführt werden. 10 % der Pellets werden bei direkter Rückführung ausgeschleust, um eine Anreicherung von Schwermetallen zu vermeiden. Nicht in den Corex-Prozess eingeschleust werden können stark mit Alkalien oder Zink belastete Reststoffe (z. B. Stahlwerksstäube), da sie die Funktionsfähigkeit der Anlage einschränken würden. Dies gilt in Analogie zum Hochofenprozess.

== Patente ==
* AT373970 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von fluessigem Roheisen oder Stahlvorprodukten
* AT382390 Verfahren zur Herstellung von fluessigem Roheisen oder Stahlvorprodukten

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Metallurgie]]

Corex - Versionsgeschichte

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