Archiv Heftbeiträge

stahl und eisen 8/2017

Technik + Trends

Metallurgie

Kein sechswertiges Chrom in Stahlwerksschlacken (In englischer Sprache)

Elizaveta Cheremisina; Prof. Johannes Schenk, Montanuniversität Leoben, Österreich.

Stahlwerksschlacke aus der Qualitätsstahlerzeugung ist ein Nebenprodukt der Stahlerzeugung im LD-Konverter, im Elektrolichtbogenofen oder aus den Aggregaten der metallurgischen Nachbehandlung (Pfannenschlacke). Neben seiner Bedeutung als metallurgisches Instrument wird bereits bei seiner Erzeugung die spätere Nutzung als industrielles Gestein berücksichtigt. In Europa ist die Nutzung dieser industriellen Gesteine weit verbreitet. Nach Statistiken von Euroslag wurden 2014 europaweit rd. 16,5 Mio. t Stahlwerksschlacke in den Bereichen Verkehrsbau, Bodenstabilisierer, Zement, Betonzusatzstoff und Düngemittel vermarktet. Der Einsatz dieser Produkte aus Stahlwerksschlacke erfolgt dabei nach europäischen und nationalen Regelwerken, die physikalische als auch umweltrelevante Aspekte berücksichtigen.

Anlagentechnik

Technologischer Vorsprung durch neue Hochdruck-Intensivkühlstrecke

Martin Moninger, Primetals Technologies Germany, Erlangen; Christian Matten; Alexander Gaganov; Elena Schaffnit, thyssenkrupp Steel Europe, Duisburg.

Die beschleunigte Abkühlung in der Kühlstrecke ist der wesentliche Prozessschritt innerhalb des Warmbandwalzwerks bei der Herstellung von Warmband für das Erreichen der Materialeigenschaften von Sonderstahlsorten. Primetals Technologies installierte 2010 bei thyssenkrupp Steel Europe in Duisburg-Beeckerwerth erstmals eine Intensivkühlung in einer konventionellen Warmbreitbandstraße. Vier Jahre später wurde die Kühlung noch einmal erheblich mechanisch erweitert und mit einer neuen Prozessautomatisierung ausgestattet. Ziel der Modernisierungen war, die bestehende Qualitätswarmbandproduktion zu sichern und hoch- und höherfeste Stähle in einem weiten Dickenspektrum herstellen zu können.

Neues Verfahren zur Feuerverzinkung von modernen und hochfesten Stahlsorten

Fritz Brühl, Holger Behrens, Hans Georg Hartung, Caesar Sasse, SMS group, Düsseldorf; Jean-Pierre Crutzen, Drever International, Lüttich, Belgien.

Moderne Stähle beinhalten Legierungselemente, die während des Glühprozesses Oxide ausbilden. Diese Oxide führen beim Verzinkungsprozess zu Benetzungs- und Haftungsproblemen. Mit dem neuen „PrOBOX“-Verfahren bietet SMS group einen sicheren Prozess, der diese Benetzungsprobleme effektiv verhindert. Durch eine gezielte Oxidation wird eine Eisenoxidschicht auf der Bandoberfläche ausgebildet, die anschließend reduziert wird. Es entsteht eine Eisenschicht mit einer guten Benetzbarkeit, auf die sich eine hochwertige und durchgängige Zinkschicht aufbringen lässt. In diesem Bericht wird ein Überblick zu den Stahlsorten, den Benetzungsproblemen sowie den möglichen Lösungen gegeben. Weiterhin wird die PrOBOX-Technik inklusive einiger Referenzanlagen beschrieben.

Flexibilisierung bestehender Ofenanlagen – Ofenführung 4.0

Joachim Denker; Dr. Dirk Zander; Marc Göttsche, Asinco GmbH, Duisburg.

Im aktuellen Umfeld der Energiewende wird es immer wichtiger, ein flexibles Energiemanagement auch während der laufenden Produktion zu gewährleisten. Mit diesem ist es möglich, ökonomisch sinnvolle Strategien zur Partizipation am Regelenergiemarkt zu konzeptionieren und umzusetzen. In einem aktuellen Forschungsprojekt wird ein innovatives hybrides Gesamtmodell induktiv mit fossilen Beheizungskonzepten gekoppelt, um einen optimalen energetischen und qualitativen Wirkungsgrad mit direkter Kommunikation zum „SmartGrid“ zu ermöglichen.

Innovation

Onlinemessung der Chrom(VI)-Konzentration im Abluftstrom einer Verchromungsanlage: Es liegt was in der Luft

Dirk Matusch, Ingenieur Prozess/Projekte, thyssenkrupp Rasselstein GmbH, Andernach; Lucas Barz, Hochschule Koblenz, Koblenz; Lucia Becker, Deutsche Metrohm Prozessanalytik GmbH & Co. KG, Filderstadt.

Am weltweit größten Produktionsstandort für Verpackungsstahl produziert thyssenkrupp Rasselstein spezialverchromtes Feinstblech für unterschiedlichste Verpackungslösungen. Die Erfüllung höchster Qualitätsstandards und Nachhaltigkeit besitzen dabei oberste Priorität. Für die kontinuierliche Verbesserung von Herstellungsprozessen hat thyssenkrupp Rasselstein ein Onlinemesssystem zur Erfassung der Chrom(VI)-Konzentration im Abluftstrom einer Verchromungsanlage integriert. Durch die direkte Überwachung im Kamin ist ein schnelles Reagieren auf die Messwerte und somit eine präzise Optimierung des Prozesses möglich.

MPIE präsentiert Forschungsschwerpunkte (8): Konkurrenzlose Festigkeit durch extremes Umformen von Stahl

Christoph Kirchlechner, Soundes Djaziri, Yujiao Li, Michael Herbig, Blazej Grabowski, Gholamali Ali Nematollahi, Shoji Goto, Reiner Kirchheim, Jörg Neugebauer, Dierk Raabe,  Gerhard Dehm, Max-Planck-Institut für Eisenforschung, Düsseldorf.

Niedriglegierter Stahldraht ist das derzeit höchstfeste metallische Industriematerial. Selbst für die Grundlagenforschung hat so ein nominell einfaches System noch Überraschungen parat. Wie es zur spontanen Martensitbildung von hochverformtem, nanoskaligen Perlit kommen kann, wurde in den letzten Jahren am Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE) untersucht.

Unternehmen + Märkte

Faszination Tunnelbau mit Stahl von Dillinger: Gemeinsamer Dreh ganz großer Räder

Wolfram Hölbling, AG der Dillinger Hüttenwerke, Dillingen.

Im Tunnelbau sind Superlative Standard, regelmäßig werden irgendwo auf der Welt neue Rekorde aufgestellt. Kilometerlange Röhren durch Bergmassive, tief unter dem Meer hindurch oder zentimeternah in Städten an bestehender Infrastruktur vorbei: Mensch und Maschine bohren sich überall erfolgreich durch. In den meisten Fällen sind dabei Tunnelbohrmaschinen (TBM) von Herrenknecht treibende Kraft – maßgeblich unterstützt durch hochleistungsfähige Stähle von Dillinger. Denn ganz gleich, ob für leistungsfähige unterirdische Verkehrsadern oder Versorgungs- und Entsorgungssysteme: Wo Präzision Trumpf ist, müssen sich alle Beteiligten bedingungslos aufeinander verlassen können.

Tags: AG der Dillinger Hüttenwerke, Dillingen; Asinco GmbH, Duisburg; Deutsche Metrohm Prozessanalytik GmbH & Co. KG, Filderstadt; Drever International, Lüttich, Belgien; Hochschule Koblenz, Koblenz; Max-Planck-Institut für Eisenforschung, Düsseldorf; Montanuniversität Leoben, Österreich; Primetals Technologies Germany, Erlangen; SMS group, Düsseldorf; thyssenkrupp Steel Europe, Duisburg; thyssenkrupp Rasselstein GmbH, Andernach.

stahl und eisen 7/2017

Metallurgie

Zum Verständnis der Reduktions- und Schmelzvorgänge in modernen Hochöfen

Heinrich Spahn, Münster.

Die großen Leistungssteigerungen moderner Hochöfen bei Einsatz von selbstgängigem Sinter sind bekannt und in der Literatur dokumentiert. Es werden Veränderungen der Mikro- und Makrostrukturen von selbstgängigem Sinter bei Temperaturänderungen betrachtet. Aus Wechselwirkungen zwischen Strukturen und Funktionen werden Einflüsse auf physikalische und chemische Vorgänge im Hochofen abgeleitet. Daraus wird ersichtlich, warum in Sinterschichten Reduktions- und Schmelzvorgänge sehr wirkungsvoll und prozessstabil ablaufen, was eine gute metallurgische Arbeit ermöglicht und die hohen  Schmelzleistungen moderner Hochöfen erklärt.

Anlagentechnik

Digitalisierung der Stahlproduktion

Marcus J. Neuer; Alexander Ebel; Jens Brandenburger; Jan Polzer; Andreas Wolff; Moritz Loos; Norbert Holzknecht; Harald Peters, VDEh-Betriebsforschungsinstitut, Düsseldorf.

Der Wandlungsprozess der Digitalisierung führt zu einer neuen industriellen Ära – Industrie 4.0. Sie bedeutet mehr als die vollständige Digitalisierung von Produkten und der Produktionskette. Sie leitet eine ebenso vollständige Integration ein, horizontal und vertikal. Jedem Produkt und jedem Prozess werden digitale Repräsentanten zugeordnet, sogenannte digitale Zwillinge. Die damit verbundene Möglichkeit einer durchgehenden Vernetzung von Produktionsaggregaten lässt neue Möglichkeiten entstehen: Die Produktion kann werksübergreifend und ganzheitlich optimiert werden.

Stabile Prozesse und überlegene Lösungen durch Werkstoffdaten in Wertschöpfungsketten

Udo Mathee, Coesfeld.

Neue Werkstoffe und effiziente Prozessketten sind die Grundlage für Innovationen. Klassische genormte Werkstoffbezeichnungen und zugehörige  Werkstoffdaten stehen allerdings heute nur am Anfang von Entwicklungsprozessen. Im Zuge von Industrie 4.0 ist die Vernetzung von Wertschöpfungsketten gefordert. Der Weg zum Ziel beginnt mit der Nutzung von Werkstoffdatenbanken, führt über eine praxisorientierte Werkstoffsimulation mit Kopplungen zur Prozesssimulation bis hin zur systematischen Optimierung entlang der Prozessketten.

Leistungsstärkste Blankglühlinie bei Outokumpu Nirosta

Sascha Eppensteiner, Ebner Industrieofenbau GmbH, Leonding, Österreich.

Im Jahr 2014 startete Outokumpu ein umfangreiches Modernisierungsprojekt zum Ausbau der Fertigungskapazitäten in Deutschland. Dazu wurde in eine Blankglühlinie zur Herstellung von Spezialedelstahlbändern in hochglänzender Qualität investiert. Ebner lieferte eine Hicon/H2-Blankglühlinie, die durch die hochdynamische Betriebsweise des Wärmebehandlungsteils und präziser Abstimmung aller anderen Anlagenbereiche Durchsatzleistungen bis zu 28 t/h erreicht. Somit handelt es sich um die leistungsstärkste Blankglühanlage der Welt.

Innovation

Wirtschaftlichere Kolbenproduktion aus geschmiedetem Stahl: Neues Schmiedewerkzeug ermöglicht Hinterschnitte

Susann Reichert, IPH − Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH, Hannover.

Ein Werkzeug, das bislang unmögliche Geometrien warm schmieden kann, stellte das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) bei der Hannover Messe vor. Damit lassen sich bereits während des Schmiedens sogenannte Hinterschnitte einbringen – beispielsweise die Kolbenbolzenbohrung bei Motorkolben. Das Hinterschnittschmieden erleichtert die Nachbearbeitung, spart Material und senkt die Herstellungskosten. Dadurch wird die Verwendung von Kolben aus geschmiedetem Stahl wirtschaftlicher und die Kolben werden gleichzeitig belastbarer.

Höhere Produktivität und geringere Kosten durch cleveres Rekonditionierungskonzept: Modulare Rolleneinheiten für Doppelstranggießanlage

SKF GmbH, Schweinfurt.

Der chinesische Stahlhersteller Baowu Steel Group Corporation konnte die Ursache für spontane Ausfälle an seiner neuen Doppelstranggießanlage mit belastbareren Rolleneinheiten beseitigen. Seither ist die Produktivität der Anlage drastisch gestiegen, während die Instandhaltungskosten dank eines cleveren Rekonditionierungskonzepts deutlich sanken. Davon profitiert nicht nur das Stahlwerk selbst, sondern auch die Umwelt.

Proteinadsorption auf Edelstahl in der Lebensmittelindustrie: Gibt es Wege zu foulingresistenten Oberflächen?

Robert Hans Tromp; Sven van Iddekinge, Van’t Hoff Laboratory for Physical and Colloid Chemistry, Debye Institute for Nanomaterials Science, Utrecht University, Utrecht, Niederlande, und Nizo food research, Ede, Niederlande; Petra Ebbinghaus; Martin Rabe; Andreas Erbe, Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH, Düsseldorf, Deutschland, und Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU), Institutt for materialteknologi, Trondheim, Norwegen.

Kann die Oberfläche von Edelstahl dazu beitragen, Fouling zu verhindern? Fouling, d.h. Proteinadsorption, in vielen Fällen gefolgt von Mineralablagerung, hat hohe Kosten u.a. in der Lebensmittelindustrie zur Folge. Ansätze aus der Oberflächenchemie können dabei helfen, Adsorptionsmechanismen zu verstehen. Mechanistisches Verständnis kann wiederum zur Entwicklung von Anti-Fouling-Strategien beitragen. Der Stahl selbst könnte dabei eine entscheidende Rolle spielen.

MPIE präsentiert Forschungsschwerpunkte (7): Den Wasserstoffatomen in Stählen auf der Spur

Tilmann Hickel, Dirk Ponge, Michael Rohwerder, Jörg Neugebauer, Dierk Raabe, Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH, Düsseldorf.

Die lokale Verteilung von Wasserstoff in der Mikrostruktur eines hochfesten Stahls ist schwer nachweisbar, kann aber dramatische Auswirkung auf dessen Eigenschaften haben. Durch eine Kombination moderner Simulations- und Charakterisierungstools arbeitet das Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE) an der Beseitigung dieses Dilemmas.

Unternehmen + Märkte

Friedrich Vollmer Feinmessgeräte GmbH: Vom Kontaktmessgerät zur Lasermessung

Elke Roller, Friedrich Vollmer Feinmessgerätebau GmbH, Hagen.

Vollmer ist seit Jahrzehnten weltweit als renommierter Hersteller von Kontaktmessgeräten für die Messung der Banddicke im Walzwerk bekannt. Doch das Unternehmen hat sich tiefgreifend gewandelt: Heute stellt Vollmer auch laserbasierte Messsysteme her, realisiert komplexe Dicken- und Planheitsregelungen und modernisiert Walzgerüste.

Tags: Ebner Industrieofenbau GmbH, Leonding, Österreich; Friedrich Vollmer Feinmessgerätebau GmbH, Hagen; IPH − Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH, Hannover; Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH, Düsseldorf; Nizo food research, Ede, Niederlande; Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU), Institutt for materialteknologi, Trondheim, Norwegen; SKF GmbH, Schweinfurt; Van’t Hoff Laboratory for Physical and Colloid Chemistry, Debye Institute for Nanomaterials Science, Utrecht University, Utrecht, Niederlande; VDEh-Betriebsforschungsinstitut, Düsseldorf.

stahl und eisen 6/2017

Metallurgie

Neuartige Rohstoffe für die Roheisenerzeugung (In englischer Sprache)

Dr.-Ing. Alexander Babich, Prof. Dr.-Ing. Dieter Senk, RWTH Aachen University, Aachen, Germany.

Der Beitrag fasst neue Entwicklungen unkonventioneller Eisenträger und Reduktionsmittel zusammen. Der Hintergrund der Entwicklungen und des Einsatzes dieser Rohstoffe ist die Herausforderung an die Stahlmetallurgie bezüglich der immer knapper gewordenen Ressourcen und dem steigendem Druck aufgrund von Umweltbelastungen. Die in dem Beitrag diskutierten Studien zum Einsatz von Biomasse, Kunststoffabfälle, selbstreduzierenden Pellets und Erz-Kohlenstoff-Kompositen, Brech- koks, granularen und vorbehandelten Kohlen, Brikettes für Corex und DRI/LRI für den Hochofen, Mini-Pellets für Sinterverfahren und Gichtgas-Recycling basieren hauptsächlich auf jüngsten Forschungsaktivitäten des IEHK an der RWTH Aachen Universität im Bereich der Ressourcen und Umweltproblematik.

Bewertung der Herstellung von Eisenschwamm unter Verwendung von Wasserstoff

Prof. Dr.-Ing. Marc Hölling, Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, Hamburg; Dr.-Ing. Matthias Weng; Dr.-Ing. Sebastian Gellert, ArcelorMittal Hamburg GmbH, Hamburg.

Mit den Pariser Verträgen wurden umfangreiche Zusagen zum Klimaschutz getroffen, die auch von der Industrie große Einsparungen fordert. Für die Stahlindustrie stellt die CO2-freie Reduktion von Eisenerz die größte Herausforderung dar. Im vorliegenden Beitrag soll aufgezeigt werden, wie ein solcher Prozess auf Basis von regenerativem Wasserstoff aussehen könnte und welcher Energiebedarf zu erwarten ist. Die erforderlichen Technologien sind vorhanden, sodass es keine technischen Einschränkungen gibt. Eine Abschätzung von Umwandlungskosten macht allerdings deutlich, dass es unter marktwirtschaftlichen Gesichtspunkten auf absehbare Zeit keine wirtschaftlichen Anreize geben wird, in einen solchen Prozess zu investieren.

Anlagentechnik

Neue bildbasierte Bandlaufsteuerung für ein Warmbandwalzwerk

Ilhom Gafur, Mirko Tunk, Dr. Matthias Kurz, Primetals Technologies Germany GmbH, Erlangen, Deutschland; Viktor Schlecht, thyssenkrupp Steel Europe, Duisburg, Deutschland; Helmut Hlobil, Primetals Technologies Austria GmbH, Linz, Österreich.

Die Nachfrage nach hochwertigen Bändern, besonders mit engeren Toleranzen für Profil und Planheit, steigt stetig. Darüber hinaus verlangen Anlagenbetreiber technologische Lösungen zur Vermeidung von Säbelbildungen, die aufgrund zahlreicher Faktoren (Temperaturprofil, ungleichmäßiges Dickenprofil usw.) entstehen können. Beide Effekte beeinflussen nicht nur die Bandqualität, sondern können auch Prozessunterbrechungen verursachen und die Anlage beschädigen. Von Primetals Technologies wurde eine Bandlaufsteuerungslösung entwickelt und zusammen mit thyssenkrupp Steel Europe am Standort Duisburg erprobt. Verschiedene Regelstrategien für automatisches Einfädeln, im eingespannten Zustand und beim Ausfädeln wurden vor Ort sowohl mit Standard- als auch mit anspruchsvollen Flachstahlprodukten untersucht. Erste Versuche an der Anlage haben gezeigt, dass die Anzahl von Prozessstörungen (Hochgeher) deutlich verringert und die Dickenkeilqualität signifikant verbessert werden kann.

Intelligente Ofenfahrweise in kontinuierlichen Glüh- und Feuerverzinkungslinien

Carsten Andreas Klein; Dr. Ulrich Sommers; Dr. Fritz Brühl, SMS group GmbH, Düsseldorf, Deutschland; Alexandre Lhoest, Drever International S.A., Angleur, Liège, Belgien; Ernesto Montagna, Tata Steel Segal S.A., Ivoz-Ramet, Belgien; Willem Beugeling, Tata Steel IJmuiden, Niederlande; Matthias Bärwald, EMG Automation GmbH, Wenden, Deutschland.

Bislang kommen im Glühprozess zumeist allgemeine Glühkurven zum Einsatz und die individuellen Anforderungen eines einzelnen Bandes oder Bandabschnitts finden in aller Regel keine Berücksichtigung. Im Konzept des I-Furnace (Intelligent Furnace) der SMS group werden drei Bausteine miteinander verknüpft, um diese Schwäche zu beheben. Im Zusammenspiel ermöglichen das ImpocPro-Messgerät von EMG, das mathematische Modell von Drever und das Annealing Microstructure Model (AMM) der SMS group, fortschrittliche Stahlsorten einfacher und gleichmäßiger herzustellen.

Kostenoptimierung für ein integriertes Stahlwerk (In englischer Sprache)

Kimmo Kanninen, SW-Development Ltd., Tampere, Finland; Jarmo Lilja, SSAB Europe, Raahe, Finland.

Weltweit versuchen Experten, die Kosteneffizienz bei integrierten Stahlwerken zu verbessern. Für die Optimierung von Teilprozessen gibt es eine breite Palette von Theorie und Praxisanwendungen. Auf dem Markt fehlen jedoch Werkzeuge zur Analyse und Optimierung zur ganzheitlichen Analyse und Optimierung von Stahlwerken. SSAB und SW-Development haben Schritte zur Gesamtoptimierung von Stahlwerken durchgeführt. Das Modell ist in der Lage, komplexe Material- und Energieflüsse in Stahlwerken zu analysieren, um Antworten auf Fragen wie z. B. „Wie groß ist der Nutzwert einer billigeren Kohle in der Mischung“ zu finden. Ziel des Optimierungsmodells ist es, die kostengünstigste Herstellungsmethode zur Erzeugung eines bestimmten Stahlsorten-Portfolios zu finden. Rahmenbedingungen sind hierbei die chemische Analyse der Eingangsmaterialien, die Grenzwerte für Verunreinigungen in Stahlsorten und der Bereich der zulässigen Werte von benutzerdefinierten Parametern.

Innovation

Automobilkunden profitieren von neuem Quality-Tracking-Verfahren

Stahl herzustellen ist eine komplexe Angelegenheit. Kilometerlange Stahlbänder – zu Rollen, sogenannten Coils, aufgewickelt – können daher nicht gänzlich ohne stahltypische Fehlstellen auf den Oberflächen sein. Für die Automobilhersteller ist es jedoch von enormer Bedeutung, dass sie über Unregelmäßigkeiten und wo sich diese befinden, informiert werden. Um diese Anforderung zu erfüllen, wurde das Verfahren „Quality Tracking“ entwickelt: Es erlaubt auf digitalem Weg, die Qualitätsinformationen zu Fehlstellen mitzuliefern, und ermöglicht es den Kunden somit, beschädigte Bleche oder Coilabschnitte bereits am Anfang ihres Produktionsprozesses auszusortieren. Die dafür erforderlichen Geräte zum Aufbringen der Barcodemarkierungen auf die Stahlbänder wurden im Auslauf von Kaltwalzwerken installiert.

Radialventilatoren mit 12 300 kW Antriebsleistung sorgen für konstanten Saugdruck

Tobias Möldner, Pressebüro Gebhardt-Seele, München.

Im größten Stahlwerk Chinas, in Shanghai, muss zum Sintern von Eisenerz ausreichend Prozessluft durch das 600 m² große Sinterband gezogen werden. Dies ist notwendig, damit die Rohstoffmischung gleichmäßig durchgebrannt wird und die Qualität des Sinters für den Hochofen stimmt. Die alten Saugzüge waren jedoch zu klein, um den für die neu konzipierte Anlage erforderlichen Unterdruck für das Sinterbett zu erzeugen. Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. vergab deshalb den Auftrag für das Engineering und die Fertigung von zwei entsprechend dimensionierten Saugzügen. Die Radialventilatoren, die im Dezember 2016 geliefert wurden, gehören mit einer Antriebsleistung von 12300 kW zu den größten weltweit, was einige konstruktive Herausforderungen mit sich brachte.

Leichte Hoch-Mangan-Stähle: Fortschritt durch atomistisches Verständnis

Michael Herbig, Christian Liebscher, Christina Scheu, Tilmann Hickel, Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH, Düsseldorf.

Am Max-Planck-Institut für Eisenforschung arbeiten Experten der Werkstoffsimulation und Charakterisierung, um bis zur atomaren Ebene die Grenzen unseres Wissens zu verschieben. Auf diese Weise gelang es, die Verstärkung von Hoch-Mangan-Stählen durch κ-Karbide zu entschlüsseln.

Unternehmen + Märkte

Internationale Konferenz „Steels in Cars and Trucks SCT 2017“ in Amsterdam: Die Zukunft gemeinsam gestalten

Die „5th International Conference on Steels in Cars and Trucks − SCT 2017” findet vom 18. bis 22. Juni 2017 in Amsterdam-Schiphol statt. Das vielfältige Vortragsprogramm mit Themen aus der Automotive- und Zulieferindustrie informiert die Besucher über aktuelle Trends und Forschungsschwerpunkte bei neuen Stahlwerkstoffen und präsentiert Anwendungsbeispiele für höherfeste Stahlsorten.

Tata Steel Europe anlässlich der SCT 2017: Stahl für die Mobilität der Zukunft

Henrik Adam, Tata Steel Europe.

Das steigende Bewusstsein für Umweltschutz und Nachhaltigkeit stellt die Automobilindustrie vor die größte Herausforderung ihrer Geschichte: den Wandel vom herkömmlichen Verbrennungsmotor zu vollständig elektrischen Systemen. Tata Steel rechnet damit, dass neue Stahltechnologien dabei eine noch größere Rolle spielen werden als heute.

ESTAD und ECCC 2017 in Wien: Ein Ticket – zwei hochkarätige Fachtagungen

Vom 26. bis 29 Juni lädt der österreichische Verband ASMET (Austrian Society for Metallurgy and Materials) zur „ESTAD − European Steel Technology Application Days 2017“ und zur „ECCC − European Continuous Casting Conference 2017“ in Wien ein.

Tags: ArcelorMittal Hamburg GmbH, Hamburg; Drever International S.A., Angleur, Liège, Belgien; EMG Automation GmbH, Wenden; Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, Hamburg; Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH, Düsseldorf; Pressebüro Gebhardt-Seele, München; Primetals Technologies Germany GmbH, Erlangen; Primetals Technologies Austria GmbH, Linz, Österreich; SMS group GmbH, Düsseldorf; SSAB Europe, Raahe, Finland; SW-Development Ltd., Tampere, Finland; Tata Steel Europe; Tata Steel IJmuiden, Niederlande; Tata Steel Segal S.A., Ivoz-Ramet, Belgien; thyssenkrupp Steel Europe, Duisburg; RWTH Aachen University, Aachen. 

stahl und eisen 5/2017

Metallurgie

Bestimmung des Fluorgehalts von Schlacken mit Combustion-Ionenchromatografie

Dominik Hahn; Peter Quirmbach, Universität Koblenz-Landau, Koblenz; Lars Füchtjohann, HuK Umweltlabor GmbH, Wenden-Hünsborn.

Eine sachgemäße Handhabung von Eisenhüttenschlacken ist besonders im Hinblick auf potenziell umweltgefährdende Bestandteile wie Fluor zwingend erforderlich. Die Adaption der herkömmlich zur Untersuchung organischer Substanzen verwendeten Combustion-Ionenchromatografie auf anorganisch-oxidische Matrices beschreibt einen neuen Ansatz zur unkomplizierten und leistungsstarken Bestimmung des Gesamtfluorgehaltes von Schlacken.

Anlagentechnik

Digitalisierung in der Eisen- und Stahlindustrie

Markus Ringhofer; Gerald Wimmer; Jan Friedemann Plaul; Eva Tatschl-Unterberger; Kurt Herzog, Primetals Technologies, Linz, Österreich.

Die Prozessführung in der Eisen- und Stahlindustrie hat bereits einen sehr hohen Optimierungsgrad hinsichtlich Energieverbrauch und der CO2-Bilanz nahe dem theoretischen Minimum erreicht. Weitere Verbesserungen werden daher vermehrt in verbesserter Automatisierung, Integration von Prozessen und Daten zu finden sein. Diese Bestrebungen lassen sich mit dem Bild eines Orchesters beschreiben, wo es erstklassige Einzelspieler und auch einen erstklassigen Dirigenten braucht, um harmonisch zusammenzuspielen.

Dynamische Prozessmodellierung und Simulation des Elektrolichtbogenofens und
dessen Entstaubungsanlage (In englischer Sprache)

Thomas Meier; Atefeh Hassannia Kolagar; Thomas Echterhof; Herbert Pfeifer, RWTH Aachen University, Aachen.

Dynamische Prozessmodelle und Simulationen sind in der Lage, das Verständnis der Energie- und Massentransporte während des Schmelzprozesses im Elektrolichtbogenofen (ELBO) zu verbessern. Aufgrund des Energieaustrags von ca. 20 – 30 % der gesamten Energiezufuhr bietet das ELBO-Abgas weiteres Optimierungspotenzial. Die folgende Veröffentlichung beschreibt die Weiterentwicklung eines umfassenden dynamischen ELBO-Prozesssimulationsmodells mithilfe von thermodynamischen und physikalischen Grundgleichungen in Kombination mit einem Berechnungsmodell der ELBO-Entstaubungsanlage.

Umformtechnik

Ursache von Kantenrissen an Vorblöcken beim Gießen rissempfindlicher Werkstoffe

Uwe Leuschke; Dieter Kirsch, ArcelorMittal Ruhrort, Duisburg; Uwe Grafe; Uwe Plociennik; Markus Reifferscheid, SMS group, Düsseldorf.

Zur Erhöhung des Ausbringens an der Vorblockstranggießanlage von ArcelorMittal Ruhrort wurde untersucht, wie es zur Entstehung von Kantenrissen an Vorblöcken aus rissempfindlichen Werkstoffen kommt. Hierzu wurden in einer Kooperation zwischen ArcelorMittal Ruhrort und der SMS group Betriebsmessungen, metallografische Untersuchungen, Heißzugversuche und Simulationen zur Temperaturführung des Stranggießprozesses und des Werkstoffverhaltens durchgeführt.

Innovation

Vollautomatische Sinterversuchsanlage trägt zur Rohstoffeinsparung bei

Annette Horneber, Siemens AG, Nürnberg.

Vor dem Hintergrund abnehmender Rohstoffqualität gewinnen Materialtests in vielen Fertigungsbereichen an Bedeutung. Höchstmöglichen Nutzen bringen sie, wenn die Ergebnisse unternehmensweit zeitnah zur Verfügung stehen. Bei thyssenkrupp in Duisburg wurde dafür eine vollautomatische Sinterversuchsanlage in Betrieb genommen.

Neues Lagermanagementsystem ermöglicht Realisierung von Industrie 4.0

Thorsten Tönjes, 3tn Industriesoftware GmbH, Holzwickede.

Die Salzgitter Flachstahl GmbH (SZFG) hat ein neues Lager- und Transportmanagement­system für Brammen bestellt. Mit dem neuen System schließt SZFG eine Lücke in der Materialverfolgung im Werk Salzgitter, sodass ein durchgängiges System von den Brennschneidanlagen bis zum fertig verpackten Coil existieren wird. Es optimiert alle Lager- und Transportvorgänge, unterstützt bei der Qualitätssicherung, gleichzeitig spart es Energie und verbessert die Arbeitssicherheit.

Entwicklung intermetallischer Eisenaluminid-Legierungen

Martin Palm, Frank Stein, Gerhard Dehm, Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH, Düsseldorf.

Die Gruppe „Intermetallische Materialien“ am Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE) entwickelt neue Werkstoffe auf der Basis intermetallischer Phasen, insbesondere für den Einsatz bei hohen Temperaturen in korrosiven Umgebungen. Dazu gehören Eisenaluminid(Fe-Al)-Legierungen, die eine kostengünstige Alternative zu hochlegierten Stählen sein können.

Unternehmen + Märkte

Mensch bleibt Mensch – Führung entscheidet

Bernhard Kuntz, Darmstadt.

Bei der 21. Handelsblatt-Jahrestagung „Stahlmarkt 2017“ am 16. und 17. Februar 2017 in Düsseldorf wurden neben Themen und Diskussionsrunden zur aktuellen strukturellen und wirtschaftspolitischen Lage der Stahlindustrie auch innovative Lösungen mit Stahl vorgestellt. Ein Vortragsblock präsentierte aktuelle Projekte rund um den Hochleistungswerkstoff Stahl.

Tags: 3tn Industriesoftware GmbH, Holzwickede; ArcelorMittal Ruhrort, Duisburg; HuK Umweltlabor GmbH, Wenden-Hünsborn; Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH, Düsseldorf; Primetals Technologies, Linz, Österreich; RWTH Aachen University, Aachen; Siemens AG, Nürnberg; SMS group, Düsseldorf; Universität Koblenz-Landau, Koblenz;

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stahl und eisen 4/2017

Metallurgie

Bewertung der Behandlung von Stahlschmelzen mithilfe von Schallsensoren

Andreas Fischer, Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr, Hamburg; Klaus Krüger, Max Aicher GmbH & Co. KG, Freilassing; Matthias Weinberg, Hüttenwerke Krupp Mannesmann GmbH, Duisburg.

Für die sekundärmetallurgische Behandlung von Stahlschmelzen stellt der spezifische Spülgasdurchfluss eine bedeutende Größe zur Prozessbeschreibung dar. Eine direkte Messung der realen Spülgasmenge in der Spüldüse ist aufgrund der Umgebungsbedingungen schwer zuverlässig durchführbar, da mögliche Leckagen die tatsächliche Rührleistung stark verringern können. An einem Laborspülstand wird die Eignung der Spülfleckanalyse sowie deren Einflussfaktoren bewertet. Alternativ werden Möglichkeiten dargestellt, wie anhand der spektralen Analyse von Druck- und Schwingungsmessungen das Spülverhalten bewertet werden kann.

Anlagentechnik

Modernes Hochofendesign als modulare Konstruktion (in englischer Sprache)

Reinoud van Laar, Victor van Straaten, Danieli Corus BV, IJmuiden, The Netherlands.

Dieser Beitrag fasst die Ergebnisse eines Vergleichs zweier moderner Hochofendesigns zusammen. Diese Entwürfe beinhalten ähnliche technische Lösungen für das Gestell, den oberen Schacht und den Schlagpanzer, unterscheiden sich aber bei der Auskleidungsauswahl für Rast, Kohlensack und Hochofenschacht. Der erste Entwurf umfasst Kupferplattenkühler, Grafit- und Siliciumcarbid, das zweite Design umfasst Kupferstaves-Kühlelemente. Die Ergebnisse einer partiellen Modulbauweise für die Neuzustellung sind für das erste Design beschrieben. Es verdeutlicht die Möglichkeit, die Stillstandszeit für eine partielle Reparatur von Rast, Kohlensack und Hochofenschacht auf 40 Tage zu verringern. Eine komplette Neuzustellung kann innerhalb von 70 Tagen realisiert werden. Dies ist vergleichbar mit der Abschaltdauer für die zweite Konstruktion mit Kupferstaves-Kühlelementen.

Industrie 4.0 – der Dillinger Weg

Michael Hecht, AG der Dillinger Hüttenwerke, Dillingen.

Die mit dem Begriff Industrie 4.0 verbundenen Aktivitäten und Technologien beginnen die industriellen Produktionsprozesse, auch im Bereich der Stahlindustrie, immer stärker zu durchdringen. Der Umsetzungsweg ist für die Fertigungsindustrie, aufgrund zahlreicher praktischer Beispiele in Publikationen und Medien, relativ klar vorgezeichnet. Für die Stahlindustrie (als Prozessindustrie) muss noch erarbeitet werden, welche Industrie-4.0-konformen Lösungen praktisch anwendbar sind und wie das Thema allgemein, systematisch in die Prozesse übertragen werden kann. Die AG der Dillinger Hüttenwerke (Dillinger) hat damit begonnen, die Transformation hin zu einem Industrie-4.0-Unternehmen gezielt und strukturiert voranzutreiben. In nachfolgendem Artikel werden die ersten Schritte und Erfahrungen vorgestellt.

Vallourec nutzt digitale Messtechnik zur Optimierung des Maßwalzwerks

Frank d’Hone, SMS group GmbH, Mönchengladbach.

Vallourec setzt das neue Inlinemesssystem CaliView der SMS group an seinem Standort in Düsseldorf-Rath ein. Nach einem erfolgreichen Test im Maßwalzwerk hat der Rohrhersteller das Messsystem in die Produktion der Stopfenstraße integriert. Es wird damit erstmals zu regelmäßigen Kontrollen von Walzwerk und Kalibern genutzt. Bei Vallourec tragen die Messungen und die dadurch vereinfachte Korrektur der Kaliber dazu bei, eine gleichbleibend hohe Qualität in der Rohrproduktion sicherzustellen. Gleichzeitig unterstützt das neue digitale System bei einer effizienten Wartung, weil Daten einfach ausgewertet werden können.

Energie und Umwelt

Ersatzbaustoffverordnung – quo vadis?

Gerhard Endemann, Wirtschaftsvereinigung Stahl, Düsseldorf; Christiane Kommallein, Salzgitter Flachstahl GmbH, Salzgitter; Johannes Firck, Clas Landwehrmann, Benteler Steel/Tube GmbH, Paderborn; Thomas Merkel, Thomas Reiche, FEhS – Institut für Baustoff-Forschung e.V., Duisburg; Henning Schliephake, Georgsmarienhütte GmbH, Georgsmarienhütte; Dirk Theis, Salzgitter Flachstahl GmbH, Salzgitter; Jens Traupe, Salzgitter AG, Salzgitter.

Eisenhüttenschlacken sind als Nebenprodukte Beispiel für gelebte Kreislaufwirtschaft und Ressourceneffizienz. Nachhaltiger Umweltschutz erfordert jedoch einen Dreiklang aus ökologischen, ökonomischen und sozialen Gesichtspunkten, um den insgesamt besten Nutzen zu erreichen. Eine Übergewichtung von Boden- und Gewässerschutz würde Materialströme signifikant verschieben, mit negativen Folgen für Ressourcen- und Flächenverbrauch sowie Natur- und Klimaschutz. Auf dieser Basis werden notwendige Korrekturen an der geplanten Ersatzbaustoffverordnung des Bundes aufgezeigt.

Innovation

Neue Chromstähle für Hochtemperaturanwendungen

Daniel Urban, Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM, Freiburg

Als wichtigster Industriewerkstoff ist Stahl mit mehr als 2500 Sorten hoch spezialisiert für unterschiedliche Anwendungen. Kleinste Änderungen der Zusammensetzung können das Materialgefüge auf atomarer Skala ändern und das Materialverhalten „im Großen“ verbessern. Das Konsortium des EU-Projekts „Z-Ultra“ unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik IWM entwickelte neue 12%-Chromstähle für Hochtemperaturanwendungen, die bis zu 30 % fester als herkömmliche 9%-Chromstähle sind und im Kraftwerk längere Zeit höhere Temperaturen und Drücke aushalten. Atomistische Simulationsmethoden unterstützten die Stahlentwickler dabei, die Legierungen zielgerichtet zu entwickeln.

Entwicklung schadenstoleranter Dualphasenstähle

Dirk Ponge, Martin Diehl, Fady Archie, Stefan Zaefferer, Franz Roters, Dierk Raabe, Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH, Düsseldorf.

Dualphasenstähle werden aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften im Automobilbau für sicherheitskritische Bauteile verwendet. Obwohl sie die ersten in großem Umfang eingesetzten hochfesten Stähle sind, ist ihr Potenzial nicht ausgeschöpft. Am Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE) in Düsseldorf werden deshalb die Schädigungsmechanismen dieser Stähle untersucht.

Unternehmen + Märkte

21. Handelsblatt-Jahrestagung „Stahlmarkt 2017“: Stahlinnovationen prägen die Zukunft

Bei der 21. Handelsblatt-Jahrestagung „Stahlmarkt 2017“ am 16. und 17. Februar 2017 in Düsseldorf wurden neben Themen und Diskussionsrunden zur aktuellen strukturellen und wirtschaftspolitischen Lage der Stahlindustrie auch innovative Lösungen mit Stahl vorgestellt. Ein Vortragsblock präsentierte aktuelle Projekte rund um den Hochleistungswerkstoff Stahl.

Tags: Dillinger Hüttenwerke, Benteler Steel/Tube, Danieli Corus, FEhS – Institut für Baustoff-Forschung, Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM, Georgsmarienhütte, Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr, Hüttenwerke Krupp Mannesmann, Max Aicher, Max-Planck-Institut für Eisenforschung, SMS group, Wirtschaftsvereinigung Stahl, Salzgitter, Salzgitter Flachstahl.

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stahl und eisen 3/2017

Anlagentechnik

Prozessoptimierungssystem der neuen Generation für Direktreduktionsanlagen

Angelika Klinger, Alois Altendorfer, Dieter Bettinger, Primetals Technologies Austria GmbH, Linz, Österreich; Greg D. Hughes, Midrex Technologies, Inc., Pineville, NC, USA; Adil Abdulla Al-Husseini, Durgesh R. Gupta, Qatar Steel Company, Mesaieed, Katar.

DRIpax ist ein von Primetals Technologies und Midrex Technologies entwickeltes integriertes Prozessoptimierungssystem für Midrex-Direktreduktionsanlagen. In diesem Beitrag werden die modulare Systemarchitektur, das Prozessinformations-  und   Datenmanagementsystem  sowie die  in  das System eingebetteten Prozessmodelle beschrieben. Von beson- derer Bedeutung sind die neuen Prognosemodelle für die Produktqualität. Die Erstimplementierung dieses neuen Systems fand in Modul 2, einer Midrex-DR-Anlage bei Qatar Steel, statt und ist dort erfolgreich im Einsatz.

Umformtechnik

Nutzen durch Simulation der Gefügeeigenschaften beim Walzen von Draht und Stabstahl

Lotfi Chabbi, Swiss Steel AG, Emmenbrücke, Schweiz.

Die Swiss Steel AG hat in Zusammenarbeit mit der Georgs- marienhütte GmbH und anderen Partnern ein Programm entwickelt, das es gestattet, den Walzprozess vom Vorwärmofen bis  zum  fertigen  Langprodukt  mit  gutem  Erfolg  abzubilden. Dabei werden alle Walzparameter und die Entwicklung des Gefüges während des gesamten Herstellungsprozesses bis hin zum Endgefüge sowie die daraus resultierenden Produkteigenschaften über den gesamten Querschnitt berechnet. Die Leistungsmerkmale, die Besonderheiten und die betrieblichen Erfahrungen bei der Validierung der Software werden dargestellt. Das Potenzial des Programms zur effizienten Lösung praktischer betrieblicher Fragestellungen in verschiedenen Einsatzbereichen  und  die  dabei  erzielten  Vorteile  werden mithilfe konkreter Beispiele aufgezeigt und diskutiert.

Energie + Umwelt

Rethink, Reduce, Recycle, Reuse – die NoWaste- Strategie der Georgsmarienhütte

David Algermissen, FEhS – Institut für Baustoff-Forschung e.V., Duisburg; Marija Cancarevic; Tim Rekersdrees; Henning Schliephake; Tobias Zehn, Georgsmarienhütte GmbH, Georgsmarienhütte.

Unter dem Leitfaden „NoWaste“ hat die Georgsmarienhütte in den letzten Jahren eine Vielzahl von Projekten initiiert, um im Bereich des Umweltschutzes und der Schlackennutzung eine Vorreiterrolle unter den europäischen Elektrostahlwerken einzunehmen. Neben vollständigen chemisch/mineralogischen Veränderungen der Schlacken zählen auch Methoden zum werksinternen Recycling von sekundärmetallurgischen Schlacken sowie zur Nutzung der thermischen Energie von Elektroofen- schlacken.

Innovation

Outokumpu präsentiert ultrahochfeste austenitische Mangan-Chrom-Stähle: Neue Hochleistungswerkstoffe für nachhaltige Mobilität der Zukunft

Der Edelstahlhersteller Outokumpu hat eine neue Werkstoff- gruppe vorgestellt, die für eine verbesserte Nachhaltigkeit, Sicherheit  und   Effizienz im Fahrzeugbau genutzt werden können und  großes Potenzial für  künftige Mobilitätslösungen wie der Elektromobilität besitzen. Die ultrahochfesten Mangan-Chrom-Austenite der Forta-H-Serie ermöglichen Gewichtseinsparungen und damit neue Leichtbaupotenziale bei gesteigerter Crashperformance.

IPH zeigt neues Herstellverfahren für Karosseriebauteile: Forschern gelingt Umformung von Hybridrohren aus Aluminium und Stahl

Susanne Reichert, IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH, Hannover.

Stahl und Aluminium lassen sich gemeinsam umformen, dies haben Forscher aus Hannover gezeigt. Mittels Laserlöten haben sie Rohre aus verschiedenen Werkstoffen gefügt und diese mit Innenhochdruck umgeformt, ohne dass die Verbindung gebrochen ist. Mit dieser Technologie lassen sich in Zukunft besonders leichte Bauteile für Fahrzeugkarosserien herstellen. Die Wissenschaftler stellten ihre Ergebnisse erstmals auf der Euro-Blech 2016 einer breiten Öffentlichkeit vor.

MPIE-Forschungsschwerpunkte (3): Selbstheilung zum Schutz metallischer Werkstoffe

Michael Rohwerder, Jochen M. Schneider, Blazej Grabowski, Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH, Düsseldorf.

Werkstoffe, die sich bei mechanischer Beschädigung selbst heilen können, bieten enormes Potenzial. Am Weitesten fortgeschritten  ist  hier  die  Forschung  und  Entwicklung  im Bereich der polymeren Materialien. Das Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE) arbeitet daran, Selbstheilung auch für die Anwendung metallischer Werkstoffe zu realisieren.

Unternehmen und Märkte

PwC-Studie vergleicht Entwicklungen bei Stahl und Aluminium: Stahl 2025 – quo vadis?

 Nils Naujok, PwC strategy& (Deutschland) GmbH, Berlin.

In ihrer diesjährigen Analyse „Steel and Aluminium – quo vadis?“ geht die Beratungsgesellschaft Strategy&, die Teil des PwC-Netzwerks ist, für 2025 von einem weltweiten Stahlbedarf von rd. 2,017 Mrd. t aus. Das sind 9 % weniger als in der Vorjahresprognose (2,23 Mrd. t) und entspricht einem durchschnittlichen globalen Wachstum von 2,2 % pro Jahr zwischen 2015 und 2025.

Industrie 4.0 – Zehn Goldene Regeln für die Mobile Factory: Apps am laufenden Band

Hubert Weid, mobivention GmbH, Köln.

Was damals die Dampfmaschine war, ist heute Industrie 4.0: Laut einer aktuellen Accenture-Studie ist die Vernetzung von Mitarbeitern in der Fertigung bei ganzen 94 % der befragten Industrieausrüster und Autohersteller sowie -zulieferer bereits fester Bestandteil der Geschäftsstrategie. Doch was genau bedeutet die digitale Revolution am Fließband und was muss beachtet werden, damit sie auch wirklich zur unternehmerischen Revolution und nicht zum kostenfressenden Rohrkrepierer wird? Also quasi zehn Goldene Regeln, mit denen die Vernetzung von Mensch, Maschine und Wissen zum Vorteil für Produktionskette, Unternehmen und Mitarbeiter wird.

Tags: FEhS – Institut für Baustoff-Forschung e.V, Georgsmarienhütte GmbH, IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH, Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH, Midrex Technologies, mobivention GmbH. Outokumpu, Primetals Technologies Austria, PwC strategy& (Deutschland), Qatar Steel Company, Swiss Steel

stahl und eisen 2/2017

Metallurgie

Flexibler Rohstoffeinsatz bei der Elektrostahlerzeugung

Jan Lückhoff (vormals Primetals Technologies Germany, Willstätt, Deutschland); Jens Apfel, Primetals Technologies Germany, Willstätt, Deutschland; Jörg Buttler, Primetals Technologies USA LLC, Canonsburg, Pennsylvania, USA.

Aufgrund der hohen Preisvolatilität und schwankenden Verfügbarkeit von Schrott und seiner Substitutionsstoffe, wie direktreduziertes Eisen (DRI, HBI), Roheisen und Flüssigroheisen, müssen moderne Elektrolichtbogenöfen bei ihrer Wahl der Einsatzstoffe sehr flexibel sein. Chemische Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften dieser Stoffe sind sehr unterschiedlich, was bei der Auslegung eines Elektrolichtbogenofens berücksichtigt werden muss. Aus dem gleichen Grund muss der Schmelz- und Frischprozess je nach Material und Materialkombination erheblich modifiziert werden.

Automobile Schredderabfälle: Recyclingfähigkeit von Plastikmischungen als Kohlenstoffersatz im Elektrolichtbogenofen (Beitrag in englisch)

Alessandra Primavera, Davide Braga, Selena Tiburzio, Danieli  & C. S.p.A., Buttrio, Italy; Eros Faraci, Centro Sviluppo Materiali S.p.A., Rome, Italy.

Die Wiederverwendung von automobilen Schredderabfällen (ASR) ist eine Schlüsseltechnik für die Nutzer von Zerkleinerern und Stahlhersteller. Danieli entwickelte eine wettbewerbsfähige Erzeugungslinie, um ASR-Komponenten zu recyceln und zu verwerten. Um die Machbarkeit zu überprüfen und die mathematische Modellierung (Masse- und Energiebilanzen) für die Behandlung und das Recycling der wertvollen ASR-Komponenten zu beurteilen, wurden umfangreiche experimentelle Tests durchgeführt. Der interessante Heizwert der Kunststoff-Kautschuk-Komponenten ist bekannt und die Wiederverwertung im Elektrolichtbogenofen stellt den bequemeren Weg dar. Die Kunststoffmischungen können nach einer speziellen Vorbereitung (Brikettierung und Granulierung) als „synthetischer Kohlenstoff“ angesehen werden.

Anlagentechnik

Digitalisierung in der Stahlindustrie – Strategien, Konzepte und Lösungen

Markus Reifferscheid, SMS group GmbH, Düsseldorf.

Industrie 4.0, Digitalisierung, Internet der Dinge und Cloud Computing sind derzeit die beherrschenden Themen in der Wirtschaft. Die SMS group hat anhand ausgewählter Umsetzungsbeispiele Strategien für die voranschreitende Digitalisierung in der
Stahlindustrie entwickelt und stellt zukunftsweisende Konzepte und Lösungen vor, die derzeit entwickelt werden.

voestalpine Schienen setzt auf hochgenaue Messtechnik

Andreas Gerold, voestalpine Schienen GmbH, Leoben, Österreich; Christoph Böhm, Nextsense GmbH, Graz, Österreich.

Gesteigerte Gleisperformance bei reduzierten Lebenszykluskosten – um diesen hohen Anforderungen gerecht zu werden, benötigt man eine ausgezeichnete Qualitätskontrolle bei der Erzeugung von Eisenbahnschienen. Die voestalpine Schienen GmbH setzt für die komplexen Mess- und Prüfaufgaben für ihre qualitativ hochwertigen Produkte hochgenaue Anlagen zur Oberflächeninspektion und Ebenheitsmessung im Walzwerk ein. Die neueste Anlage ermöglicht sogar das Aufspüren von Fehlerstellen bei noch heißen Oberflächen.

Innovation        

Salzgitter Flachstahl setzt bei Anlagenüberwachung der Kontibeize auf CMS: Zustandsüberwachung ermöglicht Kostensenkung

Herwig Eichler, Hainzl Industriesysteme GmbH, Linz, Österreich; Andreas Schröder, Salzgitter Flachstahl GmbH, Salzgitter, Deutschland.

Die Produktionsbedingungen in der Stahlindustrie sind von einem ununterbrochenen Betrieb und rauen Umgebungsbedingungen geprägt. Umso mehr gilt es, vorhandenes Equipment zu schützen und Produktionsausfallkosten durch ungeplante Anlagenstillstände zu vermeiden. Salzgitter Flachstahl setzt bei der Überwachung der Kontibeize auf ein Condition Monitoring System (CMS). Mit speziellen Sensoren werden wichtige Komponenten der Anlage überwacht. Eventuelle Schäden an Motoren und Getrieben können so bereits im Frühstadium erkannt und Reparaturmaßnahmen optimal eingeplant werden.

Performanz, Skalierbarkeit und Flexibilität: Multiprozessor-System mit Profinet-Anbindung

Sebastian Kassner, Siemens AG, Nürnberg.

Neue Generationen von Profinet-fähigen Steuerungs- und Peripheriebaugruppen halten Einzug in die Automatisierung von komplexen Anlagentypen, zum Beispiel in Walzwerken. Zugleich steigen in diesen Anwendungen die Anforderungen hinsichtlich der erforderlichen Regelperformanz. Für effizientes Design unterschiedlicher Anlagenvarianten müssen die eingesetzten Automatisierungsplattformen gleichzeitig maßgeschneidert skalierbar sein. Eine Antwort auf diese Anforderungen bieten Multiprozessor-Regelsysteme mit Profinet-fähigen Prozessorbaugruppen.

MPIE-Forschungsschwerpunkte (2): Quantenmechanisch geführtes Design von TWIP-Stählen

Tilmann Hickel, Franz Roters, Dierk Raabe, Jörg Neugebauer, Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH, Düsseldorf.

Ab-initio-basierte Multiskalensimulationsmethoden ermöglichen die Vorhersage grundlegender Deformationsmechanismen in komplexen Materialien als Funktion der Legierungszusammensetzung und Prozessparameter. Für Hoch-Mn-Stähle, die Festigkeiten von über 1 GPa und bis zu 70 % Dehnung erzielen, wird die Leistungsfähigkeit dieser neuen Methoden gezeigt.

Unternehmen + Märkte              

Merics-Studie „Made in China 2025“: Chinas Sprung ins Zeitalter der intelligenten Fertigung

Jost Wübbeke, Jaqueline Ives, Mercator Institute for China Studies (Merics), Berlin.

Chinas Regierung hat große Pläne: Das Land soll nicht länger die verlängerte Werkbank internationaler Konzerne sein, sondern selbst Spitzentechnologie entwickeln, herstellen und vermarkten. 2015 startete Beijing mit der industriepolitischen Strategie „Made in China 2025“ eine groß angelegte Initiative: In den nächsten Jahrzehnten soll China zu einer „Industrie-Supermacht“ aufsteigen. Zentraler Baustein der Strategie ist die Modernisierung der Fertigung durch die „Industrie 4.0“. Ausländische Unternehmen müssen sich bald auf harte Konkurrenz aus China einstellen, auch wenn diese Initiative wahrscheinlich nicht alle gesteckten Ziele erreicht.

IBA AG Interview: „Kundennähe geht direkt in die Qualität und Funktionalität unserer Produkte ein“

Michaela Wassenberg, Wassenberg Public Relations für Industrie & Technologie GmbH, Nürnberg.

Bei Produktionsumgebungen in der Stahlbranche sind typischerweise viele unterschiedliche Konfigurationen mit Automatisierungssystemen verschiedener Hersteller und Geräte-generationen vorhanden. Um die Prozesse dieser komplexen Anlagen konsequent überwachen und analysieren zu können, bedarf es eines Messsystems wie das der iba AG. Durch seine breite Konnektivität und modulare Bauweise ist es an vielfältige Aufgabenstellungen anpassbar und in der Größe jederzeit skalierbar. Anwendungsspezifische Lösungen werden über die Kombination perfekt aufeinander abgestimmter Hard- und Softwarekomponenten ermöglicht. Dieser Facettenreichtum und die Flexibilität des Systems sind im Laufe der Jahre durch unmittelbare Kundennähe und Kundenorientierung entstanden. Der Vorstandsvorsitzende der iba AG, Dr. Ulrich Lettau, beschreibt in einem Interview, wie die iba AG Kunden bei der Definition neuer Produkteigenschaften einbindet und welche Bedeutung dies für die Funktionalität der iba-Produkte hat.

Tags: Danieli, iba, Hainzl, Max-Planck-Institut für Eisenforschung , Merics, Nextsense, Primetals Technologies, Salzgitter Flachstahl, Siemens, SMS group, voestalpine Schienen

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stahl und eisen 1/2017

Metallurgie

Stetige Qualitätsverbesserung durch Fortschritte bei der Prozesskontrolle

Dipl.-Ing. Chris Lindner, Leitung Stahlerzeugung; Dr. rer. nat. Frank Raschewski, Leitung Qualitäts- und Auftragssteuerung; Dr.-Ing. Matthias Weinberg, Leitung Verfahrenstechnik, Hüttenwerke Krupp Mannesmann GmbH, Duisburg.

Kunden benötigen zunehmend ein integriertes Prozess- und Qualitätskontrollsystem, von der Stahlerzeugung bis hin zum gewalzten oder fertigen High-End-Produkt. Erst die genaue Kenntnis der Wechselwirkung von Stahlherstellungs- und Umformprozess kann das gesamte Potenzial des Werkstoffes ausschöpfen. Hochmoderne Messtechnik schafft optimale Voraussetzungen für die präzise Einstellung dieser Prozesse auf die Erfordernisse der Produkte. Beispielhaft werden die neuesten Werkzeuge wie „Silenos“ und „Themis“ zur Bewertung von Reinheitsgrad und Kernzone vorgestellt.

Anlagentechnik

Grobblech/Steckel-Walzwerke ermöglichen höhere Flexibilität und Wettbewerbsfähigkeit

Enrico Zambon, Product Manager; Matteo Remy Bulfone, Vice President, Danieli Wean United, Danieli & C. S.p.A., Buttrio, Italien.

Flexibilität und Produktionsdiversifizierung sind unvermeidliche Forderungen des heutigen Markts und werden inzwischen auch vonseiten der Stahlproduzenten gefordert. Viele Langstahlproduzenten decken durch die Differenzierung ihres Produktportfolios gute Geschäftsmöglichkeiten in ihrem lokalen Markt ab. Ähnlich große Anlagenkomplexe im Flachstahlbereich weisen Überkapazitäten in der Flüssigphase auf. Danieli hat das bereits etablierte Konzept des Steckel-Walzwerks untersucht und innovative Entwicklungen sowohl im Bereich der Walztechnologie als auch hinsichtlich des Layouts umgesetzt. Das Ergebnis dieser neuen Entwicklung ist eine bezüglich Capex pro Tonne führende Anlage mit einer Kapazität von 500000 bis 800000 t/a, die hervorragende Verarbeitungskosten aufweist.

Vision eines vollautomatisierten Elektrostahlwerks

Jan Lückhoff (vormals Primetals Technologies Germany, Willstätt, Deutschland); Jens Apfel, Primetals Technologies Germany, Willstätt, Deutschland; Jörg Buttler, Primetals Technologies USA LLC, Canonsburg, Pennsylvania, USA.

Lösungen zur Automatisierung von nahezu jedem Prozessschritt in Elektrostahlwerken stehen seit vielen Jahren zur Verfügung oder werden entwickelt. Dabei hat sich gezeigt, dass diese Automatisierungen die Produktivität, Sicherheit und Verfügbarkeit der Anlagen verbessern. Der nächste Schritt ist jetzt die Kombination der einzelnen Komponenten zu einem vollautomatisierten Elektrostahlwerk.

Hicon/H2-Blankglühtechnik für hochlegierte Stahlbänder im Vergleich

Sascha Eppensteiner, Senior Product Manager, Ebner Industrieofenbau GmbH, Leonding, Österreich.

In diesem Beitrag wird das kontinuierliche Glühen von hochlegierten Stahlbändern unter Schutzgasatmosphäre betrachtet. Diese Werkstoffe sind nur mit sehr hoher Wasserstoffkonzentration und tiefstem Taupunkt blankzuglühen. Hicon/H2-Blankglühanlagen werden mit 100 % H2-Atmosphäre und niedrigsten Taupunkten betrieben, um die bestmögliche Materialqualität, Oberfläche und Bandform sicherzustellen. Die horizontalen und die vertikalen Konzepte werden vorgestellt und herkömmlichen Ofenkonzepten hinsichtlich Technologie und Betriebskosten gegenübergestellt.

Innovation

Remote-Serviceportal im Einsatz bei der SMS group: Immer ein heißes Eisen im Feuer

Katharina Lantzke, Head of Business Administration, Symmedia GmbH, Bielefeld.

Seit 15 Jahren setzen Unternehmen der SMS group als Systemanbieter von Anlagen für die metallurgische Wertschöpfungskette auf das Serviceportal Symmedia SP/1. Mit Erfolg: Bis heute profitieren das Unternehmen und seine Kunden bei der Inbetriebnahme und im Fall einer Störung von einer höchst sicheren Remote-Servicelösung, einer optimierten Ausnutzung von knappen Personalressourcen sowie einem schnellen Störfallmanagement. Das spart im Ernstfall Zeit und somit Kosten. Die Akzeptanz des Serviceportals steigt bei den Nutzern weltweit kontinuierlich: Heute verzeichnet die SMS group eine Nutzungszeit von über 30 000 Onlinestunden pro Jahr. So können bis zu 85 % aller Störungen bereits über das Remote-Serviceportal identifiziert und behoben werden, ohne dass ein SMS-Experte vor Ort sein muss.

Business-Intelligence-Lösung im Einsatz bei Stahl Judenburg: Entschleunigte Mitarbeiter, beschleunigte Daten, eine gemeinsame Wahrheit

Alexander Klaus, QlikTech GmbH, Düsseldorf.

Bei Stahl Judenburg in Österreich wurde eine Softwarelösung für die Analyse und Visualisierung von Daten aus unterschiedlichen Datenquellen gesucht. Informationen aus den Geschäftsbereichen Einkauf, Produktion, Vertrieb oder Finanzen sollten schneller und übersichtlicher für das Berichtswesen sowie als Entscheidungsgrundlage verfügbar gemacht werden. Durch den Einsatz der Business-Intelligence-Software QlikView werden diese Ziele nun erreicht. Den Fachabteilungen stehen nun innerhalb von Sekunden aussagekräftige Berichte zur Verfügung. Das schafft mehr Zeit für Kernaufgaben und neue Einblicke in den eigenen Datenschatz.

MPIE präsentiert Forschungsschwerpunkte (1): Kombinatorische Stahlentwicklung

Hauke Springer, Dierk Raabe, Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH, Düsseldorf.

Um die effiziente Weiterentwicklung von komplexen Stahlwerkstoffen zu ermöglichen werden am Max-Planck-Institut für Eisenforschung in der Gruppe „Kombinatorische Metallurgie und Prozesstechnik“ metallurgische Hochdurchsatzmethoden entwickelt und eingesetzt, beispielsweise für hochmoderne Leichtbaustähle.

Unternehmen + Märkte

Euler Hermes zu möglichen Folgen des EU-Austritts von Großbritannien: Brexit – die Ruhe vor dem (Insolvenz-)Sturm

Ludovic Subran, Chefvolkswirt der Euler Hermes Gruppe, Paris, Frankreich.

Die britische Wirtschaft zeigt sich nach dem EU-Referendum derzeit noch recht stabil und täuscht so über die langfristigen Konsequenzen des EU-Austritts hinweg, die das Wachstum des Bruttoinlandsprodukts (BIP) hemmen. Die Profitabilität der Unternehmen gerät zunehmend unter Druck. Zudem verschlechtert sich die Zahlungsmoral zunehmend und bei den Insolvenzen zeichnet sich eine Trendwende ab. Zu diesem Schluss kommt der weltweit führende Kreditversicherer Euler Hermes in einer aktuellen Marktanalyse

Tags: Danieli & C. S.p.A., Ebner Industrieofenbau,  Euler Hermes, Hüttenwerke Krupp Mannesmann, Max-Planck-Institut für Eisenforschung, Primetals Technologies, QlikTech, SMS group, Stahl Judenburg, Symmedia

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stahl und eisen 12/2016

Sonderteil STAHL 2016


ERÖFFNUNG

  • Hans Jürgen Kerkhoff
    Die Stahlindustrie braucht klare Regeln für fairen Wettbewerb
  • Jörg Wuttke
    „Die Bedeutung Chinas ist ­offensichtlich“
  • Michael Ziesemer
    Herausforderungen für starke Wertschöpfungsnetzwerke in Deutschland und Europa
  • Young Academics‘ Steel Award
    Stahlinstitut VDEh zeichnet Wissenschaftler aus

STAHLDIALOGE

  • Verwerfungen auf dem globalen Stahlmarkt: Handlungsoptionen für Politik und Wirtschaft
  • Industrie 4.0 – die Digitalisierung als Impulsgeber für Wachstum und Wandel
  • Grenzen und Wege der Flexibilität bei der Eisen- und Stahlerzeugung
  • Werkstoffliche Leichtbaulösungen mit Stahl
  • Technische Aspekte der Digitalisierung in der Stahlindustrie
  • Kursbestimmung nach Paris: Wege zu einer nachhaltigen Klimapolitik
  • Industrieakzeptanz – Voraussetzung für Wettbewerbsfähigkeit und Wohlstand
  • Innovation in der Prozessmodellierung ändert die Welt von Flachstahlprodukten – Virtualität wird Wirklichkeit

Foto: Dirk Heckmann

Foto: Dirk Heckmann

Metallurgie

Erzeugung von hochreinem Stahl für Spezialanwendungen aus Blockguss

Hans-Peter Jung, Deutsche Edelstahlwerke GmbH, Siegen; Jörg Schulz, Deutsche Edelstahlwerke GmbH, Witten.

Die Deutsche Edelstahlwerke GmbH hat mit den Produktionsanlagen in zwei Stahlwerken in Witten und Siegen die Möglichkeit zur Herstellung hochreiner Werkstoffe. Im Folgenden wird der Herstellprozess aus beiden Stahlwerken für Blockguss beschrieben.

Optimierte Feuerfestprodukte für die Stahlherstellung durch Modellierung und Simulation

Gernot Hackl, Sarah Köhler, Wolfgang Fellner, Ulrich Marschall, RHI AG, Leoben, Österreich; Roland Pungersek, Dr. Bernd Tummer, RHI AG, Wien, Österreich.

Die Nachfrage nach höherer Aggregatsverfügbarkeit und Prozessverbesserungen stellen unter anderem auch hohe spezifische Anforderungen an das Feuerfestmaterial. Die Minimierung von Mitlaufschlacke beim Transfer in das jeweilig nachgeschaltete Aggregat durch optimierte Abstichsysteme oder ein verbessertes Spülverhalten, beeinflusst durch das Spülersystem, sind Beispiele dafür. Mithilfe von numerischen Simulationsmethoden (CFD, FEM) und physikalischen Modellen (Wassermodellierung) wurden das Verhalten von ausgewählten Feuerfestprodukten untersucht und Verbesserungen abgeleitet.

Anlagentechnik

Optisches Dickenmesssystem bewährt sich beim Kaltwalzen von Band

Elke Roller, Friedrich Vollmer Feinmessgerätebau GmbH, Hagen; Stefan Schober, Philipp Boecker + Wender Stahl GmbH & Co. KG, Iserlohn.

Das neue Dickenmesssystem „VTLG“ von Vollmer hat die Feuerprobe bestanden: An einem 20-Rollen-Kaltwalzgerüst der Philipp Boecker + Wender Stahl GmbH & Co. KG (BWS) misst es die Banddicke in unmittelbarer Nähe des Walzspaltes unter extremen Bedingungen. Die Erfahrungen aus dem Betrieb bei BWS zeigen, dass das laseroptische System eine wirtschaftliche Alternative zu taktilen und radiometrischen Systemen ist. Trotz hoher Bandtemperaturen und dichten Ölnebels erzielt es eine Messgenauigkeit von ±1 µm.

Innovation

Neues Verfahren wappnet Stahl gegen höchste Belastungen

Guido Olschewski, Steeltec, Emmenbrücke, Schweiz.

Zäher, fester, robuster: Steeltec hat eine innovative Fertigungslinie aufgebaut, mit der Stahl so behandelt werden kann, dass er noch leistungsfähiger wird und dabei auch Tiefsttemperaturen bis −101 °C standhält. Die dynamische Belastbarkeit steigt um mindestens 10 %, was sich positiv auf die Lebensdauer beanspruchter Bauteile auswirkt. Anwendern ermöglicht dies, bestehende Bauteile widerstandsfähiger zu machen oder ohne Kräfteverlust zu redimensionieren. Wegbereiter ist die innovative „Xtreme Performance (XTP)Technology“, die eine gezielte Temperaturführung vor und nach der Hochumformung von Stabstahl ermöglicht. Dadurch entsteht ein extrem homogenes, feinkörniges Stahlgefüge mit Korngrößen von weniger als 5 µm – der Garant für exzellente Zähigkeit und dynamische Belastbarkeit.

Sicherheitskupplungen im Hobelwagen einer Großpresse für die Blechbearbeitung

Christopher Monka, R+W Antriebselemente GmbH, Klingenberg; Christian von Kalkstein, Europipe GmbH, Mülheim an der Ruhr.

Vorgestellt wird eine Sicherheitskupplung, die in einem Antrieb zwischen Motor und Getriebe eines Hobelwagens verbaut ist. Dieser Hobelwagen ist Teil einer Großpresse zur Blechbearbeitung, die Großrohre für eine Gaspipeline herstellt. Die eingesetzte Sicherheitskupplung übernimmt hierbei eine sehr wichtige Funktion: Sie überträgt das Drehmoment, schützt weitere Antriebsstrangkomponenten und gleicht zudem einen gewissen Wellenversatz aus.

Neue CBN-Schleifscheiben 
ermöglichen wirtschaftliche 
Bearbeitung von Walzen

Gebhard Melchior, Tyrolit − Schleifmittelwerke Swarovski K.G., Schwaz, Österreich.

Für die Walzen der Kaltwalzwerke hat Tyrolit eine neue Generation von Schleifscheiben mit CBN-Schleifbelägen auf innovativen Trägerkörpern entwickelt. Die neue Genis Roll Star ermöglicht erstmals eine wirtschaftliche Bearbeitung hochharter Walzen und erzielt dabei deutlich bessere Oberflächen ohne Komma.

Unternehmen + Märkte

Wie nichtrostender Edelstahl die Öl- und Gasindustrie sicherer und effizienter macht

Bernd Beckers, Outokumpu EMEA GmbH, Krefeld.

Bis fossile Brennstoffe den Endverbraucher erreichen, legen sie einen langen Weg zurück. Von den Offshoreanlagen über Pipelines in die Weiterverarbeitung bis hin zur Lagerung und Logistik auf dem Landweg – das Geschäft mit Öl und Gas ist aufwendig und komplex. In sämtlichen Schritten der Produktionskette kämpfen Ingenieure gegen den „Zahn der Zeit“. Korrosion nagt an Leitungen, Ventilen, Tanks und Konstruktionsteilen. Sie ist verantwortlich für ständige Wartungs- und Reparaturarbeiten. Für die Industrie entstehen enorme Kosten und Ausfallzeiten.

Tags: Deutsche Edelstahlwerke, Europipe, Friedrich Vollmer Feinmessgerätebau, Outokumpu EMEA, Philipp Boecker + Wender Stahl, RHI AG, R+W Antriebselemente, Steeltec, Tyrolit − Schleifmittelwerke Swarovski

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