Wie Schaumbildung im Schlackenschmelzprozess die Energieeffizienz beeinflusst

Die Schaumbildung im Schlackenprozess ist ein entscheidender Faktor, um die Energieeffizienz und die Produktionsbedingungen in der Stahlerzeugung zu verbessern. Schaumhaltige Schlacken bieten eine Vielzahl von Vorteilen, insbesondere bei der Kontrolle von Temperaturverlusten und der Verbesserung der Reaktionsbedingungen an der Grenze zwischen Metall und Schlacke. Ein innovativer Ansatz zur Förderung dieser Schaumproduktion umfasst die Verwendung von Briketts, die Eisenoxid (Fe2O3) und Kohlenstoff (C) enthalten. Solche Briketts, die in einer Mischung mit Eisenchromhochlegierung (FeCr HC) und Kalkstein verwendet werden, haben sich in der Praxis als effektiv erwiesen, um den Schaum zu stabilisieren und die notwendigen chemischen Reaktionen zu fördern.

In einem internen Bericht für ArcelorMittal-Avilés wurde 2011 die Möglichkeit untersucht, Rückstände aus der Produktion von Stahl und Eisen als Ausgangsmaterial für die Schaumproduktion zu verwenden. Ein bemerkenswerter Kandidat waren ölhaltige Walzschlämme (OMS), die bis zu 97 % Eisenoxid enthalten. Diese Abfallprodukte wurden mit Kohlenstoff und Kalk gemischt und zu Briketts verarbeitet, die als Schaumförderer dienten. Obwohl der Einsatz dieser Briketts als vielversprechend bewertet wurde, wurde empfohlen, die Zugabemenge auf weniger als 3 % zu begrenzen, um negative Auswirkungen auf den Energieverbrauch zu vermeiden.

Die Nutzung von Nebenprodukten ist auch ein vielversprechender Ansatz, um gleichzeitig die Schaumproduktion zu verbessern und wertvolle Metalle wie Eisen, Nickel und Chrom zurückzugewinnen. Dies wurde in einer Studie von Davydenko et al. im Jahr 2015 weiterentwickelt, die die Möglichkeit untersuchte, Nebenprodukte zu verwenden, die Sauerstoff liefern und in Kombination mit Kohlenstoff zu Briketts verarbeitet werden. Diese Methode hat nicht nur die Schaumproduktion verbessert, sondern auch zur Rückgewinnung von Metallen beigetragen, was aus ökologischer und wirtschaftlicher Sicht von großem Vorteil ist.

Ein weiteres interessantes Forschungsthema im Bereich der Schaumbildung ist die Verwendung von Wasserstoff. Angesichts der zunehmenden Bedeutung von Wasserstoff in der Stahlproduktion, insbesondere im Hinblick auf die Reduzierung von Kohlenstoffemissionen, wurde untersucht, wie Wasserstoff den Reduktionsprozess von Eisenoxid in flüssigen Schlacken fördern kann. In früheren Studien wurde gezeigt, dass Wasserstoffgasmischungen mit Argon die Reduktionsrate von Eisenoxid bei hohen Temperaturen erheblich steigern können, was theoretisch auch die Schaumproduktion beeinflussen könnte. Allerdings wurde dieser spezifische Einsatz von Wasserstoff als Schaumförderer bisher noch nicht intensiv untersucht.

Ein häufig auftretendes Problem bei der Untersuchung der Schaumbildung ist die Schwierigkeit, die Schaumhöhe und die Lebensdauer des Schaums genau zu messen. Die unterschiedlichen Definitionen von Schaumparametern und experimentellen Bedingungen führen dazu, dass die Ergebnisse in der Literatur oft schwer vergleichbar sind. In vielen Fällen wurden physikalische Eigenschaften der Schlacke auf Basis von Modellen berechnet, anstatt genaue experimentelle Werte zu verwenden, was zu Unstimmigkeiten in den berichteten Ergebnissen führt. Trotzdem gibt es immer wieder Studien, die diese Unstimmigkeiten durch rigorose Analysen überwinden, um ein klareres Bild von den Einflussfaktoren auf die Schaumproduktion zu erhalten.

Ein weiteres herausragendes Beispiel für den Einfluss der Schaumhöhe auf den Energieverbrauch ist die Arbeit von Agnihotri et al. Sie untersuchten den Einfluss der Schaumhöhe auf den Energieverbrauch in einem EAF mit 40 Tonnen Nennkapazität und stellten fest, dass die Energieeinsparungen bei optimaler Schaumhöhe zwischen 50 und 60 kWh pro Tonne lagen. Die Analyse zeigte eine klare Korrelation zwischen der Schaumhöhe und dem Energieverbrauch, was die Bedeutung der Schaumproduktion im Hinblick auf die Gesamtenergieeffizienz unterstreicht.

Wie die Qualität des Schrotts und dessen Vorwärmung den Energieverbrauch im Elektrostahlofen beeinflussen

Der Einsatz von Stahl-Schrott zur Stahlproduktion im Elektrostahlofen (EAF) bietet erhebliche Vorteile in Bezug auf die Reduktion von CO2-Emissionen und Ressourcenschonung. Insbesondere wird beim Ersetzen von Jungmaterialien eine erhebliche Menge an Rohstoffen eingespart. Für jedes produzierte 1.000 kg Schrott können etwa 1.400 kg Eisenerz, 740 kg Kohle und 120 kg Kalkstein eingespart werden. Hinzu kommt, dass durch den Einsatz von 650 Millionen Tonnen Schrott jährlich rund 975 Millionen Tonnen CO2-Emissionen vermieden werden. Dies verdeutlicht die große Bedeutung einer effizienten Schrottverwertung, die nicht nur ökologische, sondern auch ökonomische Vorteile bietet.

Die Qualität des verwendeten Schrotts spielt dabei eine zentrale Rolle. Schrott kann in verschiedene Kategorien unterteilt werden, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften und Auswirkungen auf den Schmelzprozess und den Energieverbrauch im Elektrostahlofen haben. Die Klassifizierung von Schrott erfolgt in erster Linie nach seiner Herkunft, und es gibt verschiedene Haupttypen, die von großen industriellen Prozessen bis hin zu Altschrott reichen. Zu den wichtigsten Kategorien zählen:

• Obsolenter Schrott: Dieser Schrott stammt aus Produkten am Ende ihres Lebenszyklus und ist sehr heterogen, da er aus unterschiedlichsten Quellen stammt.

• Promptschrott: Dieser Schrott ist noch nicht auf dem Markt und entsteht direkt in der Fertigung von Stahlprodukten, z.B. als Rückstände großer industrieller Prozesse.

• Häuslicher Schrott: Interner Schrott, der in einem Stahlwerk selbst anfällt und häufig noch in der Produktion weiterverarbeitet wird.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Dichte des Schrotts. Schrott mit höherer Dichte, wie etwa schwerer Schrott (HMS-1), bietet den Vorteil, dass er weniger Ladezyklen benötigt, da er die Schmelzrate aufgrund seiner Masse schneller vorantreibt. Gleichzeitig ist dies jedoch auch mit einem höheren Energieverbrauch verbunden, da das Schmelzen dieser hochdichten Materialien länger dauert. Im Gegensatz dazu benötigt leichterer Schrott wie Bushelings oder shredded scrap mehr Ladezyklen, aber die Schmelzrate kann schneller erreicht werden, wodurch der Energiebedarf zu Beginn des Prozesses verringert wird.

Ein weiterer kritischer Faktor in der Schrottverarbeitung ist die Art und Weise, wie der Schrott in den Ofen geladen wird. Der Ladeprozess selbst, bei dem Schrott in den Ofen eingeführt wird, kann durch automatisierte Systeme und moderne Technologien wie maschinelles Lernen optimiert werden, um den Energieverbrauch zu senken und die Effizienz zu steigern. In modernen Anlagen wird der Schrott durch computergestützte Systeme klassifiziert, die mit hochentwickelter Bildverarbeitung und präzisen Laserscannern ausgestattet sind. Diese Systeme können die Dichte des Schrotts genau bestimmen und so helfen, die ideale Mischung für den Ofen zu berechnen.

Es ist zu beachten, dass der Schrottladeprozess auch darauf abzielt, die Bildung von Hohlräumen oder „Cave-ins“ zu vermeiden, bei denen der Schrott kollabiert und die Elektroden beschädigt. Dies kann zu einer Verzögerung im Schmelzprozess führen und die Energieeffizienz negativ beeinflussen. Ein weiteres Ziel ist es, die Strahlung der Lichtbögen auf die Feuerfestmaterialien zu minimieren, um Schäden an den Ofenwänden zu verhindern und die Lebensdauer der Auskleidung zu verlängern.

Die Umstellung auf automatisierte und datengestützte Schrottklassifizierungssysteme hat das Potenzial, den Energieverbrauch erheblich zu senken und gleichzeitig die Qualität des produzierten Stahls zu verbessern. Dies zeigt sich in den Einsparungen von bis zu 20 kWh pro Tonne Stahl, die durch den optimalen Einsatz von Schrott erreicht werden können. Das Zusammenspiel von Schrottdichte, Ladeverfahren und Vorwärmung ist daher entscheidend, um den Energieverbrauch im Elektrostahlofen zu minimieren und eine effiziente Stahlproduktion zu gewährleisten.

Zusätzlich zu den genannten technischen Aspekten sollten die Leser auch die langfristigen Auswirkungen der Schrottqualität und des Ladeprozesses auf die Gesamtwirtschaftlichkeit der Stahlproduktion in Betracht ziehen. Eine effiziente Nutzung von Schrott trägt nicht nur zur Reduktion von Produktionskosten bei, sondern verbessert auch die ökologische Bilanz der Stahlindustrie, was angesichts globaler Klimaziele immer relevanter wird. Der Fokus auf nachhaltige Praktiken und die kontinuierliche Optimierung der Prozesse werden die Stahlproduktion nicht nur ressourcenschonender, sondern auch wettbewerbsfähiger machen.

Wie wird die Zukunft des Stahlrecyclings durch den Markt für Stahlschrott beeinflusst?

Der Markt für Stahlschrott ist eine der entscheidendsten Komponenten für die moderne Stahlproduktion. Stahlschrott, als sekundärer Rohstoff, nimmt eine Schlüsselrolle bei der Herstellung von Stahl im Elektroofen (EAF) und Induktionsofen (IF) ein. Die Nachfrage nach Stahlschrott wird in den kommenden Jahrzehnten erheblich steigen, was durch die zunehmende Verfügbarkeit von Altmetallen und die wachsende Produktion von Stahl vorangetrieben wird. Diese Entwicklungen werfen jedoch zahlreiche Herausforderungen auf, die nicht nur in der Effizienz der Recyclingmethoden, sondern auch in der globalen Handelsstruktur des Schrottmarktes liegen.

Die Volksrepublik China, als der größte Stahlproduzent der Welt, ist ein gutes Beispiel für die Veränderungen, die auf diesem Markt stattfinden. Mit einer Produktion von 118 Millionen Tonnen im Jahr 2021 plant China, bis 2030 eine Gesamtproduktion von 300 Millionen Tonnen Stahl zu erreichen, wobei 35 bis 40 % der Produktion durch Elektroofen- und Induktionsofen-Technologien gedeckt werden sollen. Um dieses Ziel zu erreichen, wird die Nachfrage nach Stahlschrott von 30 Millionen Tonnen im Jahr 2020 auf etwa 70 Millionen Tonnen im Jahr 2030 steigen. Dies verdeutlicht, warum viele Länder Exportbeschränkungen für Stahlschrott eingeführt haben, um ihre heimische Versorgung sicherzustellen. Diese Maßnahmen spiegeln sich auch in der Zunahme der Exportrestriktionen wider – 43 Länder im Jahr 2022 und eine erwartete Zunahme auf 71 Länder im Jahr 2023.

Ein weiteres bemerkenswertes Beispiel ist Schweden, wo die Stahlindustrie stark auf heimischen Stahlschrott setzt. In Schweden konsumieren zehn Stahlwerke rund 45 % des inländischen Schrotts, der von sechs großen Schrottverwertern und einem Schrottmakler (der von diesen sechs Unternehmen mitbesessen wird) bereitgestellt wird. Die Beziehung zwischen Stahlwerken und Schrottlieferanten basiert auf Vertrauen, da die Konsistenz der Schrottqualität für die Produktionsprozesse von entscheidender Bedeutung ist. In der Zukunft wird die Verfügbarkeit von Schrott jedoch voraussichtlich nicht ausreichen, um die steigende Nachfrage in der Stahlproduktion zu decken. Dies liegt unter anderem daran, dass Stahlprodukte eine lange Lebensdauer haben und es Jahrzehnte dauern kann, bis der Schrott nach Ablauf des Lebenszyklus wieder in den Produktionsprozess einfließt.

Interessanterweise wird erwartet, dass Direct Reduced Iron (DRI) als alternative Materialquelle an Bedeutung gewinnen wird, da der Schrottmarkt nicht in der Lage sein wird, die Nachfrage in den kommenden Jahrzehnten vollständig zu decken. Schon jetzt sind zahlreiche DRI-Anlagen in Planung, und die Produktion von DRI weltweit wächst rasant. Laut dem GMK Zentrum wurden zwischen 2024 und 2026 23 neue DRI-Anlagen mit einer Gesamtkapazität von 40 Millionen Tonnen angekündigt.

Laut den neuesten Berichten der Internationalen Energieagentur wird erwartet, dass die Produktion von DRI bis 2050 auf 411 Millionen Tonnen steigen wird. Dies würde einen erheblichen Einfluss auf die Schrottnachfrage haben, da der DRI-Prozess eine wertvolle Ergänzung zur herkömmlichen Stahlproduktion darstellen könnte. Der Schrottmarkt wird sich also nicht nur durch die Schrottnachfrage aus den traditionellen EAF- und BOF-Prozessen verändern, sondern auch durch die wachsende Nutzung von DRI.

Die Prognosen zur Schrottverfügbarkeit und -nachfrage zeigen deutlich, dass der Schrottmarkt in den kommenden Jahren einem rasanten Wandel unterliegt. Länder, die über große Schrottvorräte verfügen, werden einen Wettbewerbsvorteil haben, während die Stahlindustrie weltweit nach neuen Wegen suchen muss, um die Nachfrage nach Stahl mit den vorhandenen Rohstoffen zu decken. Dies könnte zu einem verstärkten Fokus auf Recyclingtechnologien und die Verbesserung der Schrottqualität führen, um eine nachhaltige Versorgung zu gewährleisten.

Darüber hinaus ist es für Stahlproduzenten wichtig, nicht nur den Schrottmarkt und die Qualität der verfügbaren Materialien im Blick zu behalten, sondern auch die energetischen Auswirkungen der Schrottverarbeitung zu berücksichtigen. Der Prozess des Schrottaufladens in Hochofen- oder Elektroofenanlagen führt zu erheblichen Wärmeverlusten, die wiederum die Energieeffizienz der Produktion beeinträchtigen können. Studien zeigen, dass bei jedem Öffnen des Ofendachs zur Schrottbeladung zwischen 10 und 20 kWh Energie pro Tonne Stahl verloren gehen. Dies verdeutlicht die Notwendigkeit, die Produktionsprozesse so zu optimieren, dass diese Energieverluste minimiert werden, um die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit der Stahlproduktion zu verbessern.

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Wie hat sich das Design des Elektrolichtbogenofens (EAF) im Laufe der Jahre entwickelt?

Schon 1945 wurde der erste Luftsicherheitsstromunterbrecher entwickelt, der zur Verbesserung der Steuerung und des Schutzes von elektrischen Systemen beitrug. Dies war nur der Beginn einer Reihe von Innovationen, die den EAF zu einem immer leistungsfähigeren Werkzeug in der Stahlproduktion machten. 1952 wurde die Transformatorleistung von 3 MVA auf 35 MVA erhöht, was eine massive Steigerung der Kapazität zur Stromversorgung des EAF ermöglichte. In der gleichen Zeit stieg der maximale Ofendurchmesser von 4 auf 7,3 Meter. Diese Verbesserungen ermöglichten eine höhere Produktionskapazität und verbesserten die Energieeffizienz des Systems.

In den 1960er Jahren begann der EAF, sich zu einem spezialisierten Ofen für die Produktion von hochlegiertem und Edelstahl zu entwickeln. Zuvor war er hauptsächlich für die Herstellung von Kohlenstoffstählen genutzt worden. Ciotti [21] beschreibt diesen Wandel nach dem Zweiten Weltkrieg, als es zunehmend möglich wurde, Kohlenstahl im EAF zu produzieren. In den späten 1960er Jahren war der EAF die bevorzugte Methode zur Herstellung von Kohlenstählen, was auf den gestiegenen Bedarf an kostengünstiger und flexibler Stahlproduktion zurückzuführen war.

1963 wurde der erste UHP (Ultra High Power)-Ofen in den Vereinigten Staaten in Sterling, Illinois, bei Northwestern Steel and Wire installiert. Der Ofen hatte eine Kapazität von 135 Tonnen und eine Transformatorleistung von 70 bis 80 MVA. Er wurde mit einer Kurzbogenoperation betrieben, was zu einer höheren Produktivität führte. Dies führte zu einer Produktivitätssteigerung von 27 auf 80 Tonnen pro Stunde und einer Reduzierung des Energieverbrauchs von 550 auf 480 kWh pro Tonne Stahl.

Die Entwicklung von wassergekühlten Ofendächern in den 1960er Jahren durch Franzen [25] und andere trug zur weiteren Verbesserung des Designs bei. Die Kühlung des Ofendachs ermöglichte längere Bogenoperationen bei höheren Spannungen und damit eine gesteigerte Schmelzrate bei gleichzeitig optimierter Wärmeübertragung.

Ein bedeutender Schritt in der Geschichte des EAF war die Einführung des Mega-EAF im Jahr 1971. Dieser Ofen, ebenfalls bei Northwestern Steel and Wire in Sterling, Illinois, hatte eine Kapazität von 400 Tonnen und eine Transformatorleistung von 162 MVA. Mit einem Durchmesser von 9,75 Metern und einem Gewicht von insgesamt 1500 Tonnen war er zu dieser Zeit einer der größten Öfen der Welt. Trotz seiner Größe und Kapazität war die Produktivität im Jahr 1972 vergleichbar mit der eines UHP-Ofens mit 135 Tonnen. Dies zeigte, dass die technologische Weiterentwicklung nicht immer sofort zu einer linearen Produktivitätssteigerung führte.

In den 1980er Jahren wurde die Transformatorleistung auf 1 MVA pro Tonne Stahl erhöht, was eine weitere Effizienzsteigerung ermöglichte. Im Jahr 2007 wurde der erste AC-EAF mit einer Kapazität von 365 Tonnen von Siemens VAI (jetzt Primetals) im Colakoglu-Werk in Gebze, Türkei, gebaut. 2010 baute Tenova/Danieli im Tahara-Werk von Tokyo Steel einen Consteel EAF mit einer Kapazität von 420 Tonnen und einer Leistung von 256 MVA. Dieser Ofen hatte eine Produktivität von 320 Tonnen pro Stunde und eine Energieverbrauch von nur 387 kWh pro Tonne.

Die Entwicklungen der letzten Jahre haben dazu geführt, dass die EAF-Technologie immer energieeffizienter und kostengünstiger wurde. Ein Beispiel für diese Fortschritte ist die Entwicklung von DC-EAFs (Gleichstrom-EAFs). Obwohl es immer noch keine signifikanten Unterschiede im Energieverbrauch zwischen AC- und DC-EAFs gibt, bieten DC-EAFs eine höhere Stabilität und bessere Kontrolle über den Schmelzprozess. Auch die Einführung von Technologien wie der Injektor-Gasbelüftung oder der elektromagnetischen Rührtechnologie hat dazu beigetragen, die Schmelzqualität und die Produktionsraten weiter zu verbessern.

Ein weiterer bedeutender technischer Fortschritt war die Einführung der Ofenbehandlung mit dem Ladungsofen (Ladle Furnace), die einen Paradigmenwechsel in der Stahlproduktion markierte. Mit der Entwicklung des Ladungsofens wurde der EAF nicht mehr nur als Reaktor zur Schmelzung des Stahls gesehen, sondern als ein Werkzeug zur schnellen Schmelzung und Entkohlen des Metalls, wobei der Ladungsofen für die Feinveredelung und Qualitätskontrolle des Endprodukts verantwortlich war. Diese Veränderung führte zu einer Verbesserung der Gesamtleistung des EAF und einer Erhöhung der Qualität des produzierten Stahls.

Die Schaumschlackentechnologie, die erstmals in den 1980er Jahren populär wurde, ermöglichte es, die Leistung der Transformatoren bei der Arbeit mit längeren Bögen zu steigern. Dies führte zu einer höheren Schmelzrate und verringerte den Stromverbrauch pro Tonne Stahl.

Ein weiterer technischer Fortschritt war die Minimierung des Schlammbegleiters bei der Entladung durch die Einführung des Eccentric Bottom Tapping (EBT), bei dem die Schmelze direkt aus dem Ofen entnommen wird, ohne dass ein großflächiger Schlammmantel entsteht. Dies verbesserte nicht nur die Effizienz, sondern auch die Umweltbilanz der EAF-Anlagen.

Die Kombination all dieser technologischen Entwicklungen hat dazu geführt, dass der EAF heute eine der flexibelsten und effizientesten Methoden zur Stahlproduktion darstellt. Dies hat nicht nur die Produktionskapazitäten erheblich gesteigert, sondern auch den Energieverbrauch und die Umweltbelastung gesenkt. Der EAF hat sich als eine der zentralen Technologien in der modernen Stahlindustrie etabliert, die kontinuierlich optimiert und weiterentwickelt wird, um den steigenden Anforderungen an Qualität, Geschwindigkeit und Kosten gerecht zu werden.

Wie sich die Effizienz von Oxy-Brennkammern bei der Schrottschmelze optimieren lässt

Einer der entscheidenden Faktoren bei der Nutzung von Oxy-Brennkammern ist die Form des Brenners. Der Brennerkopf ist so konzipiert, dass er eine gekrümmte (arcuate) Form aufweist, die es ermöglicht, den Sauerstoff vertikal einzuspritzen. Diese Anordnung maximiert die Effizienz der Schrottverarbeitung und optimiert den Schmelzprozess. Ein innovativer Ansatz zur Verbesserung des Schmelzprozesses wurde von CRM entwickelt, das mithilfe von Faseroptik die Entfernung zwischen dem Brennerkopf und der Schrottoberfläche misst. Diese Messung ist entscheidend, um die Schmelzentwicklung in Echtzeit zu verfolgen und den Brennerbetrieb entsprechend anzupassen. Auf diese Weise kann der Brenner in den Sauerstoffinjektionsmodus wechseln, um eine effektivere Schmelze zu erzielen und gleichzeitig unvorhergesehene Bedingungen zu vermeiden, die zu Blow-back-Ereignissen führen könnten, welche eine Überhitzung der Paneele verursachen würden.

Die Erhöhung des Strahldrucks ist ebenfalls ein Schlüsselfaktor für eine effizientere Nutzung der Brennkammer. Studien von Megahed et al. haben gezeigt, dass der Jetstrahl verlängert wird, wenn der Ausgangsdruck des Gases von 8 auf 12 bar erhöht wird, während der Düsendurchmesser von 22 auf 18,7 mm verkleinert wird. Dies führt zu einer besseren Verteilung der Wärmeenergie und einer effektiveren Schrottschmelze. Eine präzise Berechnung dieser Variablen, wie sie von der Formel beschrieben wird, ist daher entscheidend für die Optimierung des gesamten Schmelzprozesses.

Neben der Verbesserung der Brennertechnologie ist auch das Verständnis der Wärmeübertragung während des Vorheizens des Schrotts von großer Bedeutung. Ein grundlegendes Gesetz der Wärmeübertragung, das Newtonsche Kühlgesetz, bildet die theoretische Basis für die Berechnung des Wärmeübergangs zwischen dem Brennmaterial und der Flüssigkeit. Das Newtonsche Kühlgesetz besagt, dass die Rate der Wärmeübertragung direkt proportional zur Temperaturdifferenz zwischen dem festen Material und der umgebenden Flüssigkeit ist. Dieses Gesetz, das erstmals im Jahr 1701 formuliert wurde, wird heutzutage als Grundlage für die Analyse der Konvektionswärmeübertragung in der Schrottverarbeitung verwendet.

Die Berechnung des konvektiven Wärmeübertragungskoeffizienten ist ebenfalls entscheidend. Dieser Wert kann durch zahlreiche experimentelle Korrelationen bestimmt werden, die auf der Geometrie des Schrotts basieren, der häufig als Packung aus Kugeln oder Zylindern vereinfacht wird. Eine der bekanntesten Korrelationen stammt von Zukauskas, der eine Vielzahl von Formeln bereitgestellt hat, um den Wärmeübertragungskoeffizienten auf Grundlage von Nusselt-, Reynolds- und Prandtl-Zahlen zu berechnen. Die Anwendung dieser Korrelationen ermöglicht eine präzisere Berechnung der Wärmeübertragung und damit eine effizientere Schrottverarbeitung.

In der Praxis wird auch der Reynolds-Zahl eine wichtige Rolle spielen. Sie beschreibt das Verhältnis von Trägheitskräften zu Zähigkeitskräften in einem Fluid und beeinflusst die Effizienz der Wärmeübertragung. Für flüssige Metalle, die einen besonders niedrigen Prandtl-Wert aufweisen, ist es wichtig, diesen Wert genau zu berechnen, um eine optimale Wärmeübertragung zu erzielen.