Die Sinteranlage

1917 Innovation für den Hüttenprozess

Eisenerz wird vor der Verhüttung mit Zuschlagstoffen wie Kalk, Dolomit oder Quarz gemischt, die die hohen Schmelztemperaturen seines Gesteinanteils verringern und eine dünnflüssige Schlacke erzeugen. Das so entstandene Material wird „Möller“ (althochdeutsch für Gemisch) genannt. Bis zum Ersten Weltkrieg wurde der Möller beim Bochumer Verein in „Möllerbetten“ südlich der Hochöfen zusammengestellt. Davor befand sich im Bereich der unteren Wiese (Grafik) das Erz- und Kalklager, das über drei auf Steinpfeilern liegende Bahngleise mit Kippwaggons versorgt wurde, während die Abfuhr über ebenerdige Wege erfolgte.
Mit dem Umbau des Hochofenwerks ab 1912 änderte sich die Situation. Das Erzlager wurde zu einer Bunkeranlage mit komplettem Wagenbetrieb umgebaut. abgerissen. Bis 1917 entstand auf Teilen des Geländes nur sieben Jahre nach ihrer Einführung in den USA die erste Dwight-Lloyd-Sinteranlage Deutschlands, mit der Eisenerze für die Verhüttung vorbereitet wurden. Noch heute ist dieser Anlagentyp weltweit verbreitet. Der Begriff „Sintern“ bezeichnet das Zusammenbacken verschiedener Stoffe.
Die meisten Eisenerzsorten eignen sich prinzipiell zum direkten Einsatz im Hochofenprozess. Dennoch setzte sich im ausgehenden 19. Jahrhundert ihre Aufbereitung durch verschiedene Verfahren durch. Ziele der Aufbereitung sind u. a. die Anreicherung des Eisengehalts durch Beseitigung unerwünschter Begleitelemente sowie die Brechung und Klassierung auf eine für den Schmelzvorgang optimale Korngröße. Darüber hinaus fallen sowohl bei diesen Prozessen als auch bei der Erzförderung Feinerze an. Diese lassen sich aufgrund ihrer zu geringen Korngröße nicht oder nur in beschränkten Mengen in größeren Hochofen verarbeiten, da sie dessen Gasdurchlässigkeit und damit Leistung beeinträchtigen. Sie müssen daher in jedem Fall aufbereitet werden. Ähnliches gilt für die ebenfalls im Hochofen recycelten Gichtstäube, eisenhaltigen Schlacken und sonstigen Verarbeitungsrückstände.
Zur auch als „Agglomeration“ bezeichneten Zusammenführung kleiner Partikel zu größeren Einheiten bestehen verschiedene Möglichkeiten: Formgebende Verfahren wie die maschinelle Brikettierung mit Bindemitteln sowie Verfahren zur Erzeugung unregelmäßiger Formen. Dazu gehören die Pelletierung sehr feiner Stäube mit Bindemitteln in Trommeln mit anschließendem Brennen sowie das Sintern ohne Bindemittel. In der kontinuierlich nach dem Fließbandprinzip arbeitenden Dwight-Lloyd-Anlage werden die metallischen Einsatzstoffe mit Koks und teilweise auch mit Zuschlägen versetzt. Auf einem Wanderrost läuft die Mischung über eine Stichflamme, die von oben angesaugt wird, dabei den Koks verbrennt und so einen glühenden, schwammförmigen Erzkuchen entstehen lässt. Dieser wird gebrochen, gesiebt und dem Möller zugesetzt. Der Anteil des Sinters am Möller schwankt in weiten Grenzen. Die Vorteile des Sinterns liegen u. a. in der Entwässerung und Verminderung des Sauerstoffgehalts des Erzes, wodurch der Energiebedarf des Hochofens sinkt.

Kohle- und Koksversorgung: Die Hüttenkokerei

Der Erzeugung und Verarbeitung von Eisen- und Stahl besaß im 19. Jahrhundert eine sehr hohe Energieintensität. Der Primärenergiebedarf wurde nahezu ausschließlich durch Kohle und Koks gedeckt. Kohle kam insbesondere bei der Beheizung von Dampfkesseln und bei der Erhitzung von Stahl im Verarbeitungsprozess in Schmiede-, Walzwerks und Flammöfen zum Einsatz. Während seit der Jahrhundertwende weite Bereiche der betrieblichen Energieversorgung auf Gas und Elektrizität umgestellt wurden, ist die Verwendung von Koks im Hochofenprozess aus physikalischen und chemischen Gründen bis heute unverzichtbar.
Kohle enthält neben Kohlenstoff flüchtige Bestandteile. Bei der gut verkokbaren Fettkohle liegt ihr Anteil bei rund 25 %. Im Kokereiprozess wird Kohle unter Luftabschluss bei Temperaturen von über 1.000 °C destilliert. Neben Koks entsteht aus den flüchtigen Bestandteilen Kokereigas mit den Hauptbestandteilen Wasserstoff, Methan und Kohlendioxid. Das Gas enthält als Nebenprodukte zudem Teer, Benzol und Ammonsulfat.
Der Bochumer Verein deckte seinen Kohlenbedarf zunächst auf dem freien Markt und erwarb 1868 als erste eigene Anlage die Zeche Maria Anna Steinbank in Höntrop, der weitere folgten. Den Koksbedarf der Hochöfen deckten ab 1876 Lieferverträge mit externen Anbietern und die Hüttenkokerei. Sie befand sich neben hinter dem Erzlager zwischen den Hochöfen und der später errichteten Jahrhunderthalle und besaß 100 Öfen in zwei Batterien (Reihen). Mit dem Ankauf der Zechen Carolinenglück und Teutoburgia wurde die Kokserzeugung ab 1900 auf die dortigen Kokereien konzentriert und die Hüttenkokerei 1909 stillgelegt. Zwischen 1912 und 1968 verband eine Tragseilbahn die Kokerei Carolinenglück mit der Hochofenanlage. Die dazugehörige Schutzbrücke über die A 40 wurde erst 2010 abgerissen.

Autor: Dr. Dietmar Bleidick