Untersuchungen im Labor- und Technikumsmaßstab zeigen, dass Elektroroheisenschlacken auf Basis von Eisenschwamm (Direct Reduced Iron, DRI) bei geeigneter Prozessführung und angepasster chemischer Zusammensetzung konventionellen Hüttensand ersetzen können. Bei einer energieversorgten Produktion auf Basis erneuerbarer Energien ergibt sich daraus für die Stahl- und Zementindustrie ein mögliches Einsparpotenzial von etwa zwei Dritteln der heutigen CO₂-Emissionen.
Hochofenschlacken werden seit mehreren Jahrzehnten als Sekundärrohstoff in der Zementindustrie eingesetzt. Für Schlacken aus DRI-basierten Prozessen lagen bislang weder belastbare Daten noch industrielle Anwendungen vor. Entsprechend fehlten Erkenntnisse zur chemisch-mineralogischen Zusammensetzung, zur Glasbildung, zur Umweltverträglichkeit sowie zur hydraulischen Aktivität dieser Materialien. Das Forschungsvorhaben untersuchte daher systematisch den Einfluss unterschiedlicher Einsatzstoffe und Prozessparameter auf die Eigenschaften der Schlacken. Darüber hinaus wurde bewertet, unter welchen technischen und wirtschaftlichen Voraussetzungen eine Nutzung als Zementhauptbestandteil möglich ist.
Im Rahmen des Projekts wurden Grundlagen zur Metallurgie von Elektroroheisenschlacken erarbeitet und Versuche zur Erzeugung von granuliertem Hüttensand im Technikumsmaßstab durchgeführt. Das Material wurde anschließend hinsichtlich seiner Eigenschaften in Zement und Beton untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sich durch eine gezielte Prozessführung Schlacken erzeugen lassen, die für den Einsatz in zementgebundenen Baustoffen geeignet sind.
Das Forschungsvorhaben „SAVE CO₂“ startete 2021. Beteiligt waren thyssenkrupp Steel, Heidelberg Materials, das Institut für Technologien der Metalle der Universität Duisburg-Essen, Fraunhofer UMSICHT sowie das FEhS – Institut für Baustoff-Forschung, das das Projekt koordinierte. Gefördert wurde das Projekt im Rahmen der Fördermaßnahme KlimPro-Industrie durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt sowie durch die Europäische Union im Programm NextGenerationEU. Die Projektträgerschaft übernahm der DLR Projektträger.
