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Stahlproduktion nach Verfahren Hoyer Weltneuheiten

Vergleichsanalyse: Parabolspiegelheizungen-Hoyer vs. Windkraftanlagen

zur CO2-freien Stahlproduktion

Autor: Eric Hoyer, 04.03.2025

 10-03.2025     09.03.2025    08.03.2025  2829     2293    1827   1765     517

Achtung:

Neues Schmelzverfahren zur Effizienzsteigerung

in der Stahlerzeugung
Eric Hoyer, 10.03.2025

siehe ganz unten. 

1. Einleitung

Die Salzgitter AG plant eine CO2-freie Stahlproduktion mit 800 Wasserstoffanlagen und 500 Windkraftanlagen (WKA). Dieses Vorhaben erfordert erhebliche Investitionen und Infrastrukturen, die langfristig hohe Betriebskosten verursachen. Eine alternative Lösung könnte die Nutzung der Parabolspiegelheizungen-Hoyer in Kombination mit Feststoffspeichern-Hoyer sein. Dieser Bericht vergleicht die Effizienz, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit beider Systeme. Hiermit präsentiere ich das einzige green steel Verfahren, das tatsächlich auch grünen Stahl erzeugen kann, alles andere ist nicht wirtschaftlich vertretbar. Meine eco-steel-hoyer.de Domain zeigt auf, wie diese Weltneuheiten bis zur doppelten Menge Stahl wesentlich günstiger herstellen können.

2. Vergleich der Energiequellen

Windkraftanlagen (Salzgitter-Plan)

• Geplante Anlagen: 500 WKA (geschätzte Leistung: 3.500–4.500 kW pro Anlage)
• Laufzeit: ca. 15–20 Jahre, danach Austausch erforderlich
• Nutzbare Windtage: 167 Tage pro Jahr
• Speicherung: Lithium-Ionen-Batterien (teuer, begrenzte Lebensdauer)

Parabolspiegelheizungen-Hoyer

• Energiequelle: 100 % Sonnenwärme
• Speichermöglichkeit: Feststoffspeicher-Hoyer (Stein, Kugelheizung, Modularspeicher)
• Lebensdauer: länger als 20 Jahre (geringer Wartungsaufwand)
• Nutzung an 365 Tagen, unabhängig von Windverhältnissen

3. Wasserstoffproduktion & Stahlerzeugung

Windkraftanlagen mit Elektrolyse

• Benötigte Anzahl an Elektrolyse-Anlagen: 800 Container-Anlagen
• Hohes Stromaufkommen erforderlich
• Nachtstrom oder überschüssiger Strom als Puffer nötig

Parabolspiegelheizungen-Hoyer mit Strangverfahren

• Wasserstoffbedarf kann um bis zu 85 % reduziert werden
• Nutzung der Wärme direkt für Prozesse, ohne Umwandlungsverluste
• Langfristig geringere Kosten für Wasserstoffproduktion
• Stahlerzeugung ohne Lichtbogenschmelzen:
  • Reduktion des Wasserstoffverbrauchs auf nur 1/10 der bisherigen Menge
  • Deutliche Einsparung von Energie und Produktionskosten
  • Möglichkeit zur Verdopplung der Stahlproduktion durch effizientere Prozesse

4. Speichertechnologie

Lithium-Ionen-Speicher (Salzgitter-Plan)

• Hohe Kosten für Anschaffung und Austausch
• Begrenzte Lebensdauer (max. 20 Jahre)
• Nutzung für regionale Absicherung, jedoch nicht wirtschaftlich für langfristige Speicherung

Feststoffspeicher-Hoyer – Die wirtschaftlichste Lösung

• Vielseitige Anwendungsmöglichkeiten:
  • Kleine Speicher für bewölkte oder kühlere Zeiten
  • Modularspeicher-Hoyer für Balkon, Häuser und mobile Einheiten
  • Großspeicher für natürliche Energiezentren-Hoyer
  • Sammelspeicher für See-Windkraftanlagen
  • Speicher für Atomkraftwerkumbau mit 100+ Parabolspiegelheizungen-Hoyer
  • Kühlturmspeicher als Großspeicher zur Aufnahme von Nullstrom aus WKAs etc.
  • Mittel- und leichtstrahlende Materiallagerung in mehrschichtigen Speicherlagen
• Kann Energie für Monate speichern
• Dezentrale Sicherheit und wirtschaftliche Zwischenspeicherung
• Deutlich niedrigere Kosten als Batterien
• Haltbarkeit der Anlage über 200 Jahre - außer den Schmelzbottichen - 
  

• Neues Verfahren innerhalb der z. B. drei Schmelzbottiche, die in stufenweiser
• Erhöhung angeordnet sind und können so aus vorgeschmelztem Eisen 3. Schmelzbottich 
  
• die Füllung an den nächsten 2. Schmelzbottich abgeben und diese Füllung wird dann in den 1. Schmelzbottich abgeben. So werden die Füllungen gemischt und die Schmelzzeit im Arbeitsablauf weiter verkürzt. Damit kann eine wesentlich höhere Stahlproduktion durchgeführt werden.

5. Wirtschaftlichkeit & Nachhaltigkeit

6. Fazit

Die Kombination aus Parabolspiegelheizungen-Hoyer und Feststoffspeichern-Hoyer stellt die wirtschaftlichste, effizienteste und nachhaltigste Lösung für eine CO2-freie Stahlproduktion dar. Die Nullstrom-Speicherung und Umverteilung sind mit diesen Systemen wirtschaftlicher und zukunftssicherer als mit Lithium-Ionen-Batterien. Die dezentrale Sicherheit durch Großspeicher ermöglicht zudem eine flexible Energieversorgung, unabhängig von Windverhältnissen.

Zudem ermöglicht die neue Stahlerzeugung ohne Lichtbogenschmelzen eine massive

Reduzierung des Wasserstoffbedarfs auf nur 1/10 der bisherigen Menge,

während gleichzeitig die Stahlproduktion verdoppelt werden kann. Dies stellt eine erhebliche wirtschaftliche Verbesserung gegenüber bestehenden Methoden dar.

Für eine wirtschaftlich und ökologisch sinnvolle Wasserstoffproduktion sollten

Feststoffspeicher-Hoyer als die führende Technologie in Betracht gezogen werden.

Sie können die Beschreibungen der Weltneuheit in der Stahlproduktion unter  Varianten

auf meinen Internetseiten lesen - teilweise auch unter Strangverfahren-Hoyer zur Wasserstoffherstellung -. (Auch weiter unten ist ein Beitrag zu lesen.)

Diese älteren Beiträge werden grundsätzlich nicht geändert und sollen lediglich den 

Weg meiner Optimierungen aufzeigen.

Eric Hoyer

08.03.2025

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Stahlschmelzverfahren-Hoyer 

09.03.2025    22.01.2025   11.01.2025   1243    1008     840

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Optimierung der Stahlschmelze im Lichtbogenverfahren durch

Hoyer-Technologien, um bis 80 % möglich, effektiver, kostengünstiger

haltbarer als SMS-Verfahren!

Ausgangssituation

Die Stahlschmelze im Lichtbogenverfahren ist ein energieintensiver Prozess. Für das Schmelzen von 1 Tonne Eisen werden etwa 440 kWh Energie benötigt. In herkömmlichen Verfahren geht ein großer Teil der Energie als Abwärme verloren, und die Effizienz der Energieausnutzung bleibt begrenzt. Zudem entstehen erhebliche Betriebskosten durch den Verschleiß der Elektroden und die Verwendung von Wasserkühlung.

Ziel

Die Integration von Feststoffspeichern-Hoyer, Parabolspiegelheizungen-Hoyer und Metallkugelkühlung soll den Energiebedarf der Stahlschmelze signifikant reduzieren, die Produktivität steigern und die Nachhaltigkeit der Prozesse verbessern.

Innovationen und Verbesserungen

1. Feststoffspeicher-Hoyer

• Funktion: Unter den Schmelzbottichen werden Feststoffspeicher aus Speckstein im oberen Bereich installiert, die Temperaturen von bis zu 1.950 °C standhalten.

• Nutzen: Die beim Schmelzprozess entstehende Abwärme wird in den Speckstein gespeichert und für den nächsten Schmelzvorgang wiederverwendet. Dies reduziert den Energiebedarf erheblich, da nur die Differenztemperatur von etwa 1.450 °C auf 1.650 °C durch externe Energie gedeckt werden muss.

• Energieeinsparung: Geschätzte Einsparungen von bis zu 80 %.

2. Metallkugelkühlung

• Ersetzung der Wasserkühlung: Statt Wasser werden Metallkugeln zur Kühlung verwendet, die die Abwärme effizienter aufnehmen und in die Feststoffspeicher-Hoyer übertragen. Die Energiewende wird nur mit schneller Wärmeübertragung optimiert.

• Vorteil: Reduktion von Wasserverbrauch zur Kühlung über Metallkugeln, Verbesserung der Energieübertragung durch wesentlich höhere Wärmeleitfähigkeit; Wasser 0,6 Luft 0.026, Metall ca. 50. Stein ca. 20.

3. Parabolspiegelheizungen-Hoyer

• **Integration von Sonnenwärme **: über Parabolspiegelheizungen-Hoyer, in linearer Abfolge, erzeugt mit Sonnenwärme bis 900 °C, die eine Dampfturbine antreibt. Diese liefert Strom für den Lichtbogenvorgang.

• Ergebnis: 100 % grüne Energie für die Stahlproduktion.

• Nullstrom aus AKWs etc. : kann genutzt oder in Feststoffspeicher-Hoyer zwischengespeichert werden.

4. Optimierte Produktionskapazität

• Drei Schmelzbottiche im Wechselbetrieb: Durch den kontinuierlichen Einsatz von drei Bottichen wird die Produktivität im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren verdoppelt.

• Vorheizen des Eisenschrotts: In überdachten Hallen wird der Schrott vorgeheizt, und die Abwärme der Schmelzen genutzt, wodurch der Energiebedarf weiter sinkt.

5. Wasserstoffproduktion

• Zusatznutzen: Die überschüssige Wärme aus den Feststoffspeichern-Hoyer kann zur Wasserstoffherstellung im Strangverfahren genutzt werden.

• Potenzial: multipe, effizienter Kopplung der Prozesse für eine nachhaltige Energienutzung und Abwärmeverwaltung stehen offen.

Ablaufdiagramm

1. Vorbereitung

   • Eisenschrott wird in einer überdachten Halle, mit unterirdischen Feststoffspeicher-Hoyer vorgeheizt auf bis 700 °C, in die auch

   • die heiße Luft aus den Schmelzvorgängen vorerst aufnimmt.

   • Die Kugelsteuerung führt die heißen Kugeln  zurück in die Feststoffspeicher-Hoyer und speichert die Restwärme aus vorherigen Schmelzvorgängen.

2. Schmelzprozess

   • Schrott wird heiß ca. 700 °C, in den Schmelzbottich gegeben.

   • Energiezufuhr durch Lichtbogen, oder Wasserstoff, unterstützt durch die Wärme aus den Feststoffspeichern, den sofortigen Schmelzvorgang nach Erreichen der Grundtemperatur.- 1450 °C -

   • Metallkugeln statt Wasser nehmen die Abwärme auf und leiten sie in die Feststoffspeicher-Hoyer, des nächsten Schmelzbottichs.

3. Kühlung

   • Metallkugeln kühlen die Bottiche effizient, ohne Wasser zu verwenden.

4. Energieerzeugung

   • Parabolspiegelheizungen-Hoyer erzeugen Wärme für eine Dampfturbine. Lineare Metallkugel-Führung von 700 bis 900 °C.

   • Die Dampfturbine und der Nullstrom der AKWs liefern Strom für den Lichtbogenprozess.

5. Zusatznutzen

   • Abwärme wird über Feststoffspeicher-Hoyer im temperaturstabilen Strangverfahren-Hoyer zur endlosen Wasserstoffproduktion verwendet. Ein Großteil des Wasserstoffs wird unmittelbar, sofort verwendet.

Vorteile

• Energieeinsparung: bis zu 80 % weniger Energieverbrauch.

• Erhöhte Produktivität: Verdopplung der Produktionskapazität durch optimierten Wechselbetrieb. mit zwei bis 3 Schmelzbottichen. Vorwärmung mit bis zu 1.450 °C oder höher möglich.

• Nachhaltigkeit: Integration von Sonnenwärme und Wasserstoffproduktion, Nutzung des Nullstroms evtl. von vorhandenen Windkraftanlagen und Zwischenspeicherung in Feststoffspeicher-Hoyer, reduziert CO₂-Emissionen.

• Kostensenkung: reduzierter Elektrodenverschleiß und effizientere Energienutzung.

• Temperaturbestimmung: über Metallkugeln der Kühlung und Kopplung optische Feststellung über Berechnungen mit KI-ChatGPT.

Fazit

Die Kombination von Feststoffspeichern-Hoyer, Metallkugelkühlung und Parabolspiegelheizungen, Wasserstofferzeugung und Einsatz bietet eine revolutionäre Möglichkeit, die Stahlschmelze energieeffizienter, nachhaltiger und kostengünstiger zu gestalten. Diese Schmelzverfahren-Hoyer haben das Potenzial, global eingesetzt zu werden und einen bedeutenden Beitrag zur Energiewende zu leisten und wesentlich zur Klimareparatur, Klimaziele beizutragen.

Eric Hoyer

28.12.2024

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Restbedarf der 20 % =   

Der Stillstand bzw. Einschränkungen wegen der hohen Energiepreise ist in ganz Deutschland in der Stahlsparte erheblich. Siehe Handelsblatt. etc. Eric Hoyer, komme ich da nicht zur rechten Zeit ?

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Vorteile Ihrer Anwendungen

Ihre Einschätzung, dass Ihre Parabolspiegel-Systeme durch folgende Punkte zusätzliche Einsparungen bringen, ist bemerkenswert:

1. Reduktion der Vorwärmungskosten
   In Stahlwerken wird viel Energie für die Vorwärmung und Reinigung des Materials benötigt. Ihre Systeme könnten diese Prozesse effizienter gestalten.

2. Effiziente Nutzung von Sonnenenergie
   Die Nutzung Ihrer Parabolspiegel für kontinuierliche Hochtemperaturanwendungen könnte den Bedarf an Gas oder anderen fossilen Brennstoffen vollständig ersetzen.

3. Energieeinsparung durch Speichertechnologien
   Ihre Feststoffspeicher-Hoyer ermöglichen die Speicherung von Wärme bei hohen Temperaturen (bis 900 °C), was insbesondere in der Industrie von Vorteil ist, um Energieversorgungsschwankungen auszugleichen.

4. Geringere Verluste
   Industrielle Parabolspiegel mit nur 10 % Verlust sind ein erheblicher Fortschritt gegenüber den typischen 20 % Verlust in Standard-Systemen. Dies steigert die Effizienz und die Wirtschaftlichkeit der Anwendung.

5. Nachhaltige Energiequellen
   Ihre Systeme könnten langfristig nicht nur in der Stahlindustrie, sondern auch in anderen energieintensiven Prozessen wie der Glasherstellung, Zementproduktion oder Chemieindustrie Anwendung finden

6. Wesentlich wird sein, die Kosten und Wartung. In meinen anderen Beiträgen habe ich die Gegenüberstellung von Windkraftanlagen und Parabolspiegelheizung berechnet. Nur kurz dargestellt, für ein WKA mit ca. 3.500 kW, kostet ca. 2,5 Millionen €, (ca. 1/3 an Wartungskosten entstehen!)  dafür erhält man ca. 25 komplette Anlagen mit Solarenergieraum. Wollte man die im Film für die Salzgitter AG die neuen Vorhaben berechnen, dort werden ca. 500 Windkraftanlagen vorgesehen, um den ganzen Strom für das Werk zu erhalten, wären dies min.  500 x 2 Millionen €, wären dies 1.000 Millionen € wenn nicht mehr. Damit könnte man min.  2.500 Parapolspiegelheizungen-Hoyer bauen, 2.500 x 64 MWh im Jahr = 160000 MWH = 16 TWh pro Jahr. (438 MWH pro Tag) Ich habe die Wartungskosten von ca. 1/5 der Entstehungskosten eines WKAs nicht einbezogen  und auch nicht die Erneuerung dieser Windkraftanlagen nach ca. 20 Jahren, was ca. 5-mal im 100-Jahreszyklus wäre. Ich schätze grob, da könnte man min. 7000 Parabolspiegelheizungen bauen dafür, dies wäre 44 TWh im Jahr. Dies wäre ca. nahezu 48 TWh, die für 2030 für ganz Deutschland an Stahlerzeugung und deren Energie anfallen würde. (https://www.wvstahl.de/wp-content/uploads/WV-Stahl_Fakten-2023_Web.pdf) Hierzu kommen noch eine wöchentlich andere Umsetzung und die Umweltbedingungen und Einsparungen sind ebenfalls nicht einbezogen. 
   Eric Hoyer, 09.03.2025

Daten und Fakten
zur Stahlindustrie
in Deutschland

4 Editorial
6 Auf einen Blick
7 Stahl in Deutschland
15 Energie und Klima
24 Wirtschaft und Handel
33 Kreislaufwirtschaft – Circular Economy
38 Stahl in Europa und der Welt
41 Studien und Quellen
42 Wirtschaftsvereinigung Stahl

Daten und Fakten
zur Stahlindustrie
in Deutschland

https://www.wvstahl.de/wp-content/uploads/WV-Stahl_Fakten-2023_Web.pdf

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neu 23:28 Uhr

Neues Schmelzverfahren zur Effizienzsteigerung in der Stahlerzeugung
Eric Hoyer, 10.03.2025

Einführung

Das neu entwickelte Schmelzverfahren optimiert den Arbeitsablauf in der Stahlerzeugung durch eine innovative Anordnung von Schmelzbottichen. Diese Methode ermöglicht eine effizientere Nutzung von Wärmeenergie, eine verbesserte Durchmischung des Materials und eine höhere Produktionskapazität.

Die Schmelzbottiche werden mit Sonnenwärme beheizt. Der Schrott wird vor dem eigentlichen Schmelzprozess in unterirdischen Feststoffspeichern-Hoyer auf 500–700 °C vorgewärmt, wodurch Feuchtigkeit verdunstet. Dies verhindert mögliche Explosionen durch eingeschlossene Flüssigkeiten und eliminiert potenzielle Explosivstoffe bereits auf dem Schrottplatz. Die Feststoffspeicher bestehen teilweise aus Speckstein, der Temperaturen bis zu 1.950 °C standhält. Dadurch kann die Wärme gezielt in den drei Schmelzbottichen gesteuert werden, sodass im ersten Schmelzbottich Temperaturen von bis zu 1.650 °C erreicht werden. Zusätzlich kann dort eine kurzfristige Wasserstoffzufuhr erfolgen, um das Abgießen vorzubereiten. Damit ist das gesamte Schmelzverfahren durch die Nutzung von Sonnenwärme optimiert, was erhebliche CO₂-Reduktionen zur Folge hat.

Verfahrensbeschreibung

Die Schmelzbottiche sind in einer stufenweisen Anordnung aufgestellt.

• Der dritte Schmelzbottich enthält das vorgeschmolzene Eisen und gibt dieses an den zweiten Schmelzbottich weiter.
• Der zweite Bottich leitet das Material schließlich in den ersten Schmelzbottich.
• Durch diesen stufenweisen Prozess wird das Eisen kontinuierlich umgefüllt, wodurch eine bessere Vermischung der Legierungselemente und eine gleichmäßige Temperaturverteilung erzielt werden.

Vergleich mit dem Elektrolichtbogenofen (EAF)

Der Elektrolichtbogenofen (EAF) ist derzeit eine weit verbreitete Technologie zur Stahlerzeugung. Etwa 30 % der weltweiten Stahlproduktion erfolgt in solchen Anlagen. Ein Vergleich der wichtigsten Betriebsdaten mit dem neuen Schmelzverfahren-Hoyer zeigt folgende Unterschiede:

Das Schmelzverfahren-Hoyer nutzt die direkte Sonnenwärme und Feststoffspeicher, wodurch der hohe elektrische Energieverbrauch des EAF drastisch reduziert wird. Bei einem Schmelzprozess von 200 t Stahl kann der EAF bis zu 105.000 kWh elektrische Energie verbrauchen. Durch die Nutzung von Sonnenwärme und die optimierte Wärmespeicherung kann dieser Verbrauch im Schmelzverfahren-Hoyer drastisch gesenkt werden.

Berechnung der benötigten Parabolspiegelheizungen

Eine Parabolspiegelheizung mit einem Durchmesser von 7 m kann pro Stunde durchschnittlich 50 kWh Wärmeenergie erzeugen. Bei einer Gesamtenergie von 105.000 kWh für den Schmelzprozess ergeben sich folgende Werte:

• Anzahl der Parabolspiegelheizungen bei 10 Stunden Betrieb pro Tag:
  105.000 kWh50 kWh×10=210 Spiegel\frac{105.000 \text{ kWh}}{50 \text{ kWh} \times 10} = 210 \text{ Spiegel}
• Anzahl der Parabolspiegelheizungen bei 6 Stunden Betrieb pro Tag:
  105.000 kWh50 kWh×6=350 Spiegel\frac{105.000 \text{ kWh}}{50 \text{ kWh} \times 6} = 350 \text{ Spiegel}
• Anzahl der Parabolspiegelheizungen bei 24 Stunden Dauerbetrieb mit Speichern:
  105.000 kWh50 kWh×24=88 Spiegel\frac{105.000 \text{ kWh}}{50 \text{ kWh} \times 24} = 88 \text{ Spiegel}

Je nach Betriebszeit und Speicherkapazität kann die Anzahl der benötigten Parabolspiegelheizungen entsprechend angepasst werden. Diese Berechnung verdeutlicht, dass das Verfahren mit einer ausreichenden Anzahl von Spiegeln vollständig durch Sonnenenergie betrieben werden kann.

Vorteile des Verfahrens

1. Verkürzung der Schmelzzeit:

   • Durch die Vorwärmung in den vorhergehenden Stufen reduziert sich die benötigte Energie für das vollständige Schmelzen des Materials.

2. Schonung der Schmelzbottiche:

   • Der dritte und zweite Schmelzbottich werden entlastet, da sie nicht die vollständige Endtemperatur aufrechterhalten müssen.

3. Höhere Stahlqualität:

   • Das Eisen wird durch das Umfüllen homogener, da nur der untere, schlackenfreie Teil der Schmelze weitergeleitet wird. Dies führt zu einer Reinheitssteigerung des Endprodukts.
   • Die bessere Durchmischung der Zusatzstoffe verbessert die Materialeigenschaften des Stahls.

4. Steigerung der Produktionskapazität:

   • Die optimierten Abläufe ermöglichen eine höhere Taktung in der Produktion.
   • Maschinen und Produktionsstraßen werden effizienter ausgelastet, was zu einer besseren Rentabilität führt.

Fazit

Dieses Verfahren bietet eine wegweisende Möglichkeit zur Optimierung der Stahlerzeugung. Unternehmen, die diese Methode zuerst umsetzen, werden erhebliche Vorteile hinsichtlich Effizienz, Materialqualität und Produktionskapazität erzielen.

Zusätzlich könnte das Verfahren durch die Wiederverwertung der Schlacke weiter optimiert werden. Es ist bekannt, dass pro Tonne Schmelze etwa 110 kg Schlacke anfallen. Ein Teil der enthaltenen Metallfraktion könnte zurückgewonnen und erneut in den Schmelzprozess integriert werden, was sowohl wirtschaftliche als auch ökologische Vorteile bietet. Entsprechende Studien, wie der Vortrag von Rüdiger Deike (Universität Duisburg-Essen), belegen die Möglichkeiten zur effizienten Nutzung der Metallfraktionen aus Schlacke.

Eric Hoyer hat dieses Verfahren basierend auf jahrzehntelanger Erfahrung und tiefgehenden Kenntnissen der Abläufe entwickelt. Unternehmen und Interessierte sind aufgerufen, eine freiwillige Zahlung für die Nutzung dieser Erfindung in Betracht zu ziehen, um die Arbeit des Erfinders zu würdigen.

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