Neue Verwertungswege für Stahlwerksschlacken: Entwicklung von hydrothermal gehärteten Bauprodukten

Formsteine aus LD-Schlacke

Formsteine aus LD-Schlacke


gefördert durch das Land Bremen aus dem Ökologiefonds / Förderprogramm Angewandte Umweltforschung (2006-2008)

Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Hakan Aycil

Stahlwerksschlacke (SWS) entsteht als Gesteinsschmelze bei ca. 1650 °C während der Verarbeitung von Roheisen, Eisenschwamm oder Schrott zum Stahl. Sie bildet sich aus den oxidierten Begleitelementen des Roheisens und anderer metallischer Einsatzstoffe sowie dem zur Schlackenbildung zugesetzten Kalk oder Dolomit. Je nach Stahlerzeugungsverfahren unterscheidet man zwischen LD-Schlacken (Linz-Donawitz), SM-Schlacken (Siemens-Martin) und Elektroofenschlacken. Gegenstand der Untersuchungen dieses Projekts sind die LD-Schlacken (LDS).

Derzeit werden SWS als Düngemittel in der Landwirtschaft, als Kalk- und Eisenträger in der Stahlproduktion, als Trag- und Deckschicht von landwirtschaftlichen Wegen oder beim Bau von Buhnen und Leitwerken, bei Kolkverfüllungen und Sohlaufhöhungen sowie als Erosionsschutz im Wasserbau verwendet. Trotz der aufgezählten Verwertungsmöglichkeiten müssen in Deutschland jährlich ca. 1 Mio. Tonnen SWS deponiert werden. Während grobe Stückschlacken weitestgehend einer untergeordneten Verwertung zugeführt werden können, müssen die feinkörnigen Schlacken meist deponiert werden.

Unter diesen Gesichtspunkten entstand die Idee, aus der feinen Körnung der Stahlwerksschlacke hydrothermal gehärtete Bauprodukte mit hoher Festigkeit und hoher Dichte zu entwickeln. In Vorversuchen traten an den gehärteten Probekörpern Treiberscheinungen auf, die aber durch eine geeignete Vorbehandlungsmethode verhindert werden konnten.

Im Rahmen dieses Projektes wurde die schädigende Treibreaktion bei der Härtung unbehandelter Schlacken geklärt, eine effiziente Vorbehandlungsmethode entwickelt, die Härtungsbedingungen optimiert und die Eigenschaften des Endprodukts ermittelt werden. Zur Absicherung der ökologischen Unbedenklichkeit des Endprodukts sollen Untersuchungen bezüglich möglicher Schadstoffgehalte durchgeführt werden.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass formstabile, frostbeständige und ökologisch unbedenkliche Formsteine mit ansprechenden Festigkeiten durch hydrothermale Härtung von LD-Schlacken hergestellt werden können, nachdem eine Vorbehandlung der Schlacken im Autoklaven erfolgt ist. Eine Begrenzung der Korngröße der LDS ist hierbei notwendig, um eine kurze und somit wirtschaftliche Vorbehandlungsdauer zu gewährleisten.

Ergebnisbericht: [PDF] (4,3 MB)