Industriebrenner und Ofenmodernisierung für die Stahlindustrie
tst thermo system technic Engineering entwickelt, fertigt und modernisiert Beheizungseinrichtungen von Thermoprozessanlagen für die Stahl- und Edelstahlindustrie — von der Zündhaube über Hubbalken-, Stoß- und Durchlauföfen bis zur Glühlinie und zum Pfannenfeuer.
Die Brenner werden in Hockenheim eigenentwickelt und in Deutschland gefertigt. Auslegung, Sicherheitskonzept und Modernisierungsplanung laufen aus einer Hand: CFD-Strömungs- und Verbrennungssimulationen für die thermische Auslegung, SIL-Berechnungen nach IEC 62061 / IEC 61511 für die Schutzkette und die Risikobeurteilung nach EN ISO 12100 unter Berücksichtigung der ISO 13577.
Brenner für Stahl-Thermoprozesse
Zehn Brennertypen, ausgelegt auf Wärm-, Glüh-, Vergüte- und Schmelzprozesse in der Stahlindustrie.
Modernisierung im laufenden Werk
ISO 13577 konforme Beheizungseinrichtung — geplanter Stillstand von wenigen Wochen statt Anlagenneubau.
Engineering aus einer Hand
CFD-Strömungs- und Verbrennungssimulationen, SIL-Berechnungen, TA-Luft-Konformität, Stahlbau- und Rohrleitungs-Konstruktion.
Thermoprozessanlagen in der Stahlindustrie, die tst beheizt
Die Stahl- und Edelstahlindustrie betreibt eine große Bandbreite an Ofentypen — mit sehr unterschiedlichen Anforderungen an Temperaturprofil, Ofenatmosphäre und Taktzeit. tst deckt die folgenden Anlagen ab:
| Anlagen-Gruppe | Ofentypen und Beheizungseinrichtungen |
|---|---|
| Wärm- und Vorwärmprozesse | Wärmöfen, Vorwärmstationen, Coilheizung |
| Glüh- und Wärmebehandlung | Durchlauföfen, Glühlinien, Lochdornöfen |
| Schmieden, Walzen und Umformen | Kammeröfen, Herdwagenöfen, Hubbalkenöfen, Stoßöfen, Drehherdöfen |
| Schmelz- und Warmhalteprozesse | Pfannenfeuer, Beheizung für Zink- und Aluminiumbecken |
Für jede dieser Anlagen gilt derselbe Rahmen: ISO 13577 als Normbasis, eine Risikobeurteilung nach EN ISO 12100 unter Berücksichtigung der ISO 13577 sowie SIL-Berechnungen nach IEC 62061 / IEC 61511 für die sicherheitsgerichtete Schutzkette.
Quelle: ISO 13577 — Industrial furnaces and associated processing equipment, Safety (iso.org)
Brennertypen für Stahl-Thermoprozesse und ihre Auswahl
Welcher Brennertyp passt, lässt sich nicht pauschal am Ofentyp festmachen: Derselbe Ofen kann je nach Temperaturführung, Brenneranordnung und Prozessziel unterschiedlich befeuert werden. Ausschlaggebend sind wenige technische Kriterien — sie stehen am Anfang jeder Auslegung.
Ofenraumtemperatur
Oberhalb der Selbstzündtemperatur (rund 800 °C) arbeiten Rekuperator- und Regenerativbrenner mit hoher Luftvorwärmung stabil und emissionsarm. Darunter braucht es eine sicher gehaltene Flamme.
Brenneranordnung / Einbaulage
Decken-, Seitenwand- oder Stirnwandbefeuerung. Heiß gefahrene, seitenwandbefeuerte Öfen werden bevorzugt regenerativ ausgeführt; flächige Deckenbeheizung spricht für Flachflammenbrenner.
Flammenform und Impuls
Lange, gerichtete Flamme für gleichmäßige Längsbeheizung; Flachflamme für flächige Wärmeeinbringung; Hochimpuls- bzw. Warmluftbrenner für kräftige Ofenraumumwälzung.
Direkte oder indirekte Beheizung
Wo das Abgas das Gut nicht berühren darf — Blankglüh- und Schutzgasprozesse — wird über Strahlrohrbrenner indirekt beheizt. Sonst wird direkt befeuert.
Energieziel und Wärmerückgewinnung
Je höher die Luftvorwärmung, desto größer die Einsparung: Regenerativbetrieb vor rekuperativer Rückgewinnung vor Kaltluft.
Aus diesen Kriterien ergibt sich der Brennertyp. Für Stahl-Thermoprozesse sind sechs der zehn tst-Brennertypen einschlägig — hier mit ihrem Kennzeichen und den tst-Werks-Spezifikationen. Die genannten Öfen sind typische, nicht ausschließliche Einsatzfälle; die NOx-Angaben beziehen sich auf 3 % Restsauerstoff.
| Brennertyp | Kennzeichen / typische Einsatzbedingung | NOx (3 % O₂) | Luftvorwärmung | max. Einsparung |
|---|---|---|---|---|
| Regenerativbrenner | Höchste Luftvorwärmung — heiß gefahrene, seitenwandbefeuerte Öfen (u. a. Drehherd-, Kammer-, Herdwagenöfen) | < 150 mg/Nm³ | 700–1.150 °C | bis 60 % |
| Hochgeschwindigkeitsbrenner | Hoher Impuls für gleichmäßige Ofenraumtemperatur (u. a. Kammer-, Herdwagen-, Drehherd-, Vorwärmöfen) | < 100 mg/Nm³ | bis 600 °C | bis 38 % |
| Warmluftbrenner | Stabile Flamme bei mäßiger Luftvorwärmung (u. a. Hubbalken-, Stoß-, Drehherdöfen) | < 100 mg/Nm³ | bis 600 °C | bis 38 % |
| Rekuperatorbrenner (direkt) | Kontinuierliche Abgas-Wärmerückgewinnung (u. a. Durchlauf-, Herdwagen-, Drehherd-, Kammeröfen) | < 150 mg/Nm³ | bis 500 °C | bis 30 % |
| Strahlrohrbrenner (indirekt) | Indirekte Beheizung, wenn Abgas das Gut nicht berühren darf (Glühlinien, Blankglüh-/Schutzgasprozesse) | < 150 mg/Nm³ | bis 550 °C | bis 33 % |
| Sauerstoffbrenner | Zusatz- und Schmelzbeheizung mit sauerstoffangereicherter Verbrennung | < 200 mg/Nm³ | — | projektspezifisch |
Quelle: tst-Brennermatrix, Werks-Spezifikation Stand 08.06.2026. Die Einsparwerte beziehen sich auf den Vergleich mit einem Kaltluftbrenner gleicher Leistung.
H2-ready: Alle zehn tst-Brennertypen sind H2-ready auslegbar. Für Stahlwerke mit Dekarbonisierungs-Fahrplan heißt das: die Beheizungseinrichtung muss beim späteren Brennstoffwechsel nicht erneut oder nur die Gaslanzen getauscht werden.
Bestehende Stahlöfen modernisieren statt ersetzen
Viele Öfen in der Stahlindustrie sind mechanisch weit von ihrem Lebensende entfernt, während Beheizung, Regelung und Abgasführung dem heutigen Normstand und den heutigen Emissionsanforderungen nicht mehr genügen. In diesen Fällen ist die Modernisierung der wirtschaftlichere Weg.
Quelle: tst-Projekterfahrung aus Modernisierungsprojekten, Stand 2026. Der Stillstand der Hauptanlage ist geplant und dauert wenige Wochen. Die Werte werden je Anlage in der Bestandsaufnahme konkretisiert.
Bestandsaufnahme
Aufnahme von Ofen, Beheizungseinrichtung, Abgasführung, Regelung und Chargiertechnik im laufenden Betrieb, inklusive der aktuellen Betriebs- und Emissionswerte.
Analyse und Neubewertung
Neubewertung des Ist-Zustands gegen ISO 13577, Risikobeurteilung nach EN ISO 12100 unter Berücksichtigung der ISO 13577.
Konzept und CFD
CFD-Strömungs- und Verbrennungssimulationen für Brennraum und Abgaskanäle — Wärmeflüsse, Flammenbild und Temperaturverteilung werden vor der Umsetzung geprüft.
Detail-Engineering
Konstruktion, R&I-Schemata, Stahlbau- und Rohrleitungs-Konstruktion, SIL-Berechnungen nach IEC 62061 / IEC 61511 bis zur Kundenfreigabe unter Einhaltung der TA-Luft-Vorgaben und des Kundenleistungsverzeichnisses.
Fertigung und Montage
Fertigung der Brenner in Deutschland, Montage im geplanten Stillstand von wenigen Wochen.
Inbetriebnahme und Abnahme
Einzelfunktionsprüfungen der Schutzfunktionen, Emissionsmessung, ISO-13577-Konformitätserklärung; Liefergegenstand ist eine ISO 13577 konforme Beheizungseinrichtung.
Engineering-Leistungen für Stahlwerke
Neben Brennerbau und Modernisierung übernimmt tst die Engineering-Leistungen, die in Stahlwerken üblicherweise auf mehrere Büros verteilt sind — was Abstimmungsschleifen zwischen thermischer Auslegung, Sicherheitskonzept und Konstruktion erspart.
Warum das in Stahlwerken zählt: Eine über CFD optimierte Flammenführung verändert Temperaturprofil und Abgasweg — und damit die Randbedingungen der Risikobeurteilung und der SIL-Betrachtung. Wenn beides in einer Hand liegt, wird diese Wechselwirkung in der Auslegung berücksichtigt statt nachträglich korrigiert.
Referenzen aus der Stahl- und Edelstahlindustrie
Die folgenden Unternehmen stehen für Projekte im Stahl- und Edelstahlumfeld — genannt werden ausschließlich die Namen, keine Projektdetails.
Stahl- und Edelstahlerzeugung
thyssenkrupp Steel Europe AG · voestalpine Stahl GmbH · Stahl Gerlafingen AG · Uddeholms AB
Walzen und Weiterverarbeitung
WW-K Warmwalzwerk Königswinter GmbH · Tessenderlo Groupe NV · Martinrea Honsel Germany GmbH
Elektroband und angrenzende Metallverarbeitung
thyssenkrupp Electrical Steel GmbH · Mannstaedt GmbH · SchmiedeTechnik Plettenberg · voestalpine Tubulars
Zertifiziert ist tst nach DIN EN ISO 9001:2015 und ISO 45001:2018.
Vier typische Aufgabenstellungen aus Stahlwerken
| Ausgangslage | Vorgehen bei tst |
|---|---|
| Der Herdwagenofen hält die geforderten NOx-Grenzwerte nicht mehr ein. | Bestandsaufnahme, CFD-Strömungs- und Verbrennungssimulationen der Brennraumsituation, Umstellung auf Regenerativ- oder Warmluftbrenner, Emissionsmessung in der Abnahme. |
| Der Brenner der Glühlinie ist abgekündigt und nicht mehr lieferbar. | 1:1-Ersatz über 3D-Scan, Reverse Engineering und Fertigung in Deutschland — oder Optimierung des Bestandsbrenners, wenn zugleich die Abgaswerte verbessert werden sollen. |
| Der Energieverbrauch der Wärmöfen soll gesenkt werden. | Prüfung der Luftvorwärmung und Wärmerückgewinnung; Regenerativbrenner erreichen bis zu 60 % Einsparung gegenüber Kaltluftbetrieb. |
| Nach einem Umbau ist der sicherheitstechnische Nachweis offen. | Risikobeurteilung nach EN ISO 12100 unter Berücksichtigung der ISO 13577, SIL-Berechnungen nach IEC 62061 / IEC 61511, ISO-13577-Konformitätserklärung. |
Häufige Fragen aus der Stahlindustrie
Welche Ofentypen der Stahlindustrie beheizt tst?
Zündhauben, Lochdorn-, Herdwagen-, Kammer-, Drehherd-, Durchlauf-, Hubbalken-, Stoß- und Wärmöfen sowie die Beheizung für Zink- und Aluminiumbecken, Glühlinien, Pfannenfeuer und Vorwärmstationen. Die Beheizungseinrichtung wird jeweils auf Temperaturprofil, Ofenatmosphäre und Taktzeit der Anlage ausgelegt.
Welcher Brennertyp eignet sich für einen Hubbalken- oder Stoßofen?
Das hängt von Ofenraumtemperatur und Brenneranordnung ab, nicht allein vom Ofentyp. Läuft der Ofen heiß und wird über Seitenwandbrenner befeuert, sind meist Regenerativbrenner die erste Wahl: Luftvorwärmung von 700 bis 1.150 °C, tst-Werks-Spezifikation unter 150 mg/Nm³ NOx bei 3 % Restsauerstoff und bis zu 60 % Brennstoffeinsparung gegenüber einem Kaltluftbrenner gleicher Leistung. Bei mäßigeren Temperaturen oder anderer Brenneranordnung sind Warmluft- oder Hochgeschwindigkeitsbrenner mit unter 100 mg/Nm³ häufig die bessere Wahl.
Lohnt sich die Modernisierung eines bestehenden Stahlofens gegenüber einem Neubau?
In den meisten Fällen ja, solange die Ofenmechanik in Ordnung ist. Eine Modernisierung liegt typisch bei 15 bis 60 % der Neubaukosten, dauert 3 bis 12 Monate und benötigt einen geplanten Stillstand von wenigen Wochen. Erreichbar sind eine Steigerung des feuerungstechnischen Wirkungsgrads um bis zu 100 % und eine NOx-Reduktion von 40 bis 70 %. Ob Modernisierung oder Neubau wirtschaftlicher ist, klärt die Bestandsaufnahme.
Nach welchen Normen arbeitet tst bei Stahlwerksöfen?
Normbasis ist ISO 13577. Die Risikobeurteilung erfolgt nach EN ISO 12100 unter Berücksichtigung der ISO 13577, die sicherheitsgerichtete Schutzkette wird über SIL-Berechnungen nach IEC 62061 / IEC 61511 bewertet. Emissionsseitig gilt die TA-Luft. Liefergegenstand einer Modernisierung ist eine ISO 13577 konforme Beheizungseinrichtung mit ISO-13577-Konformitätserklärung.
Sind die Brenner für einen späteren Wasserstoff-Betrieb vorbereitet?
Alle zehn tst-Brennertypen sind H2-ready auslegbar. Für Stahlwerke mit Dekarbonisierungs-Fahrplan bedeutet das, dass die Beheizungseinrichtung beim späteren Brennstoffwechsel nicht erneut oder nur die Gaslanzen ersetzt werden muss. Die konkrete Auslegung ist projektabhängig.
Was passiert, wenn ein Brenner in der Glühlinie abgekündigt ist?
tst ersetzt abgekündigte Brenner anderer Hersteller 1:1 auf Basis eines 3D-Scans, des Reverse Engineerings und der Fertigung in Deutschland. Beim 1:1-Ersatz bleibt das Datenblatt des Originalbrenners gültig und es findet keine Änderung der Auslegung statt. Soll der Brenner zugleich verbessert werden, läuft das über die Optimierung eines Bestandsbrenners mit CFD-Strömungs- und Verbrennungssimulationen.
Wie läuft die Zusammenarbeit an, und was kostet der erste Schritt?
Der erste Schritt ist eine Bestandsaufnahme der Anlage vor Ort. Daraus entsteht die Einordnung, ob Brennertausch, Modernisierung oder Neubau der richtige Weg ist, mit Aussagen zu Projektdauer und Größenordnung der Investition.
Bestandsaufnahme für Ihre Stahlwerks-Anlage anfragen
Ob Herdwagenofen, Glühlinie oder Pfannenfeuer: tst beginnt mit einer Bestandsaufnahme der bestehenden Beheizungseinrichtung und ordnet anschließend ein, ob ein Brennertausch, eine Modernisierung oder ein Neubau der wirtschaftlichere Weg ist.
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