TU Freiberg: Verbundmaterialien für hitzebeständige Bauteile

Hochtemperaturanlagen wie Schmelzöfen sind oft extremen Temperaturschwankungen ausgesetzt. Um die Lebensdauer dieser Werkstoffe zu erhöhen haben Feuerfestforscher der TU Freiberg neuartige Werkstoffverbunde mit Hilfe der Flammspritztechnologie entwickelt. Diese wurden nach eigenen Angaben nun patentiert.

Prozess des Flammspritzens; Foto: SFB 920/TU Bergakademie Freiberg

Feuerfestwerkstoffe sind oft extremen Bedingungen ausgesetzt. In einem Schmelzofen beispielsweise dienen sie als Auskleidungsmaterial, um metallische Aggregate vor den hohen Prozesstemperaturen und vor Korrosion zu schützen. Die prozessbedingten Temperaturschwankungen vom Aufheizen bis zum Abkühlen erzeugen dabei thermische Spannungen, die die feuerfesten Auskleidungen schädigen können. Die neuartigen Werkstoffverbunde der Freiberger Feuerfestforscher machen diese durch die flammgespritzte Schicht dank eines patentierten Verfahrens noch beständiger gegen Temperaturwechsel. So erhöht sich künftig nicht nur die Lebensdauer der damit ausgekleideten Anlagen. Ermöglicht wird zudem schnelleres und damit energieeffizienteres Hoch- und Herunterfahren.

Optimierung für extreme Bedingungen

Möglich wird das durch spezielle Werkstoffverbunde, die mit Hilfe der sogenannten Flammspritztechnologie hergestellt werden. Dafür werden feinkörnige Pulver aus Aluminiumoxid, Titandioxid oder Zirconiumdioxid vermischt und auf die aufgeraute, grobkörnige Oberfläche der Feuerfesterzeugnisse aufgebracht. Dort entwickeln die Verbundmaterialien dann beim Abkühlen ein spezielles Mikrorissnetzwerk.

„Damit erhöhen wir die Temperaturwechselbeständigkeit und machen nicht nur die Feuerfest-Werkstoffe beständiger gegen extreme Bedingungen, sondern verlängern gleichzeitig die Lebensdauer der teuren Hochtemperaturanlagen in der Feuerfest-Industrie“ erklärt Prof. Christos Aneziris vom Sonderforschungsbereich (SFB) 920 der TU Freiberg. Die Flammschichttechnologie kann zudem für Reparaturzwecke eingesetzt werden und etwa Fugen an einem gemauerten Ofen versiegeln.

Die vielfältigen Möglichkeiten der Flammspritztechnologie erforschen die Freiberger Wissenschaftler unter anderem im SFB 920 und in verschiedenen Forschungsprojekten des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie sowie des Bundesministeriums für Bildung und Forschung.

Feuerfeste Werkstoffe werden unter anderem in der Eisen- und Stahlindustrie, in Aggregaten der keramischen Industrie, der Zement- und Kalkindustrie, der Glasindustrie, der Nichteisen-Metallindustrie, der Chemie- und Erdölindustrie, der Energiewirtschaft sowie in Abfallentsorgungsanlagen angewendet. Das macht die patentierte Technologie aus Freiberg für vielfältige Industriebereiche interessant. (TU Freiberg)

Weitere Informationen zur Arbeit des SFB 920 an der TU Freiberg finden Sie hier.

 

 

Jetzt lesen: Die neue Ausgabe MPT International

Die neue Ausgabe unser Zeitschrift MPT International ist online. Es erwarten Sie spannende Themen rund um den Werkstoff Stahl.

Titelbild von Messe Hannover

Technologische Trendthemen und innovative Produkte bekommen Besucher vom 5. bis 8. November auf der 14. Blechexpo und 7. Schweisstec zu sehen. Das Messeduo findet im zweijährigen Rhythmus in der Landesmesse Stuttgart statt und befasst sich mit den komplementären Technologien der Blechbearbeitung und Fügetechnik. Fachbesucher sollen von den praxisnahen und zeitsparenden Synergieeffekten profitieren.

Auf den Seiten 16 bis 26 der aktuellen Ausgabe MPT International hat die Redaktion einen ersten Überblick erstellt. Dort finden Sie unter anderem eine Auswahl an Produktinnovationen, die im Rahmen der Veranstaltung präsentiert werden. Schuler Pressen aus Gemmingen etwa ist mit seiner komplett überarbeiteten Stanzmaschine MC 125 vor Ort. Der Clou: Dessen Betrieb kann dank zusätzlicher Sensoren nun vollständig überwacht werden.

Schauen Sie auch beim Nachbericht der ersten internationalen Eisen- und Stahlkonferenz in Saudi-Arabien, auf Seite 34, vorbei. Mit dem Ziel, internationale Investoren anzuziehen, wurde diese vom Nationalen Komitee für Stahlindustrie des Landes organisiert. Auf der Veranstaltung in Riad nahmen mehr als 800 Delegierte aus Eisen- und Stahlunternehmen aus der ganzen Welt teil.

Daneben finden Sie ausgewählte Fachartikel zu praktischen Entwicklungen und Lösungen. Auf den Seiten 42 bis 46 erläutern Andreas Jungbauer et. al die Vorteile der ultradünnen Bandproduktionstechnologie ESP von Arvedi. Diese hat wichtige Fortschritte erzielt, indem sie neue Warmwalz-Weltrekorde mit einer endgültigen Banddicke von bis zu 0,6 Millimetern aufgestellt hat. Darüber hinaus beschreibt die BM group auf den Seiten 48 bis 51, wie mithilfe von Robotik die Betriebssicherheit in gefährlichen Bereichen gesteigert werden kann.

Haben wir Ihr Interesse geweckt? Die aktuelle Oktober-Ausgabe 5/2019 finden Sie hier.

Wir wünschen eine spannende Lektüre!

bauforumstahl sucht für 2020 die besten Bauwerke und Studienarbeiten

Quelle: Shutterstock

Mit dem Ingenieurpreis, Förderpreis und dem Preis des Deutschen Stahlbaus 2020 spricht der Verein bauforumstahl (BFS) Tragwerksplaner, Studenten und Architekten an. Nun soll die Einreichung der Projekte volldigital erfolgen. Dafür steht den Teilnehmern ab sofort ein benutzerfreundliches Portal bereit, um sich an den Wettbewerben zu beteiligen. „Neu ist auch, dass wir nun den Ingenieurpreis mit den anderen Preisen zusammengelegt haben, um allen Gewinnern den glanzvollen Rahmen des Tags der Stahl.Architektur für die Preisverleihung zu bieten“, betont Rolf Heddrich, Sprecher der Geschäftsführung von BFS. So erfahren die Teilnehmer erst auf der Preisverleihung, welche Projekte gewonnen haben.

Die Auslobungen laufen noch bis Februar/März 2020. Alle Informationen, Bewerbungsmöglichkeiten und Gewinner der vergangenen Jahre befinden sich unter www.bauforumstahl.de/wettbewerbe.

Neue Inspiration für alte Tradition: Führungswechsel bei Dirostahl

Unter der neuen Firmierung Karl Diederichs GmbH & Co. KG wird Roman Diederichs zukünftig das Unternehmen Dirostahl aus Remscheid leiten. Foto: Shutterstock

Bei Dirostahl Karl Diederichs in Remscheid wird der persönlich haftende Gesellschafter Dr. Manfred Diederichs von dieser Position wechseln und zukünftig den Posten des Vorsitzenden des neuen Beirats bekleiden. Die Firmierung ändert sich damit in Karl Diederichs GmbH & Co. KG. Die Leitung geht auf die nächste Generation über mit Dr.-Ing. Roman Diederichs, der schon seit 2008 in der Geschäftsleitung Verantwortung trägt.

Das Unternehmen widmet sich der Herstellung und dem Vertrieb von Freiformschmiedestücken und Wellen von 20 bis 35 000 Kilogramm. Zudem umfasst das Produktportfolio gewalzte Ringe bis zu 3,5 Metern Durchmesser sowie geschmiedeten Stabstahl bis zu 15 Metern Länge in diversen Güten. Erworben werden können diese darüber hinaus in rostfreien und Werkzeugstahl-Qualitäten, einschließlich mechanischer Bearbeitung, Wärmebehandlung und Abnahme. Hauptabnehmer finden sich im Maschinen-, Getriebe-, Schiffs- und Apparatebau.

Digitalisierung: Hohe Anforderung an die Stahlbranche

Die Digitalisierung ist heutzutage überall und in jeder Branche spürbar. Sie verändert ganze Wirtschaftszweige und zwingt dadurch jedes Unternehmen zum Handeln. Und wer nicht handelt, läuft Gefahr, in den nächsten Jahren in der Bedeutungslosigkeit zu verschwinden. Auch in der Stahlbranche ist das nicht anders. Hier steht die Digitalisierung vor allem für Industrie 4.0 und für große Veränderungen.

Autor: David Müller

Quelle: Shutterstock

International werden zunehmend Erzeugnisse aus der Stahlproduktion nachgefragt – und das soll auch so bleiben. Während andere Branchen Angst um ihre Zukunft haben müssen, soll die Nachfrage nach Stahl Experten zufolge in den nächsten 20 Jahren immer weiter steigen. Das klingt erst einmal nach rosigen Aussichten, doch die deutschen Stahl-Unternehmen müssen sich auch einigen Herausforderungen stellen. Während sie in ständiger Konkurrenz mit Billigstahl-Konzernen aus Asien stehen, hat hochwertiger Stahl in Deutschland heute viele Bedingungen zu erfüllen: Hohe Festigkeit und Stabilität, Korrosionsschutz sowie Umweltschutzauflagen bei der Produktion.

Um auch in Zukunft diesen wachsenden Anforderungen gerecht zu werden, muss die Stahlbranche die Digitalisierung als Chance sehen und diese auch nutzen. Das ist leichter gesagt als getan, denn die Dimensionen sind bei der Stahlproduktion viel größer als in anderen Branchen. Und deshalb besteht auch die Umstellung auf Industrie 4.0 aus drei großen, aber notwendigen Schritten:

Automatisierung von Prozessen

Die gesamte Digitalisierung beruht auf dem Prinzip der automatisierten Prozesse. Um dahinzukommen, müssen als erstes riesige Datenmengen gesammelt und ausgewertet werden. Mit innovativen Technologien ist es heutzutage kein Problem mehr, von sämtlichen Maschinen alle Daten zu exportieren. Das Problem sind in der Stahlbranche eher die Maschinen an sich. Denn es handelt sich meist um ältere Modelle, die mit der neuen Technik verbunden werden müssen. Wenn alle Prozesse digital überwacht werden können, kann das wiederum eine künstliche Intelligenz übernehmen. So wird die Fehlerquote der Maschinen gesenkt, außerdem können Entscheidungen schneller und gegebenenfalls besser getroffen werden. Im Endeffekt geht es um perfekt optimierte Prozesse, sowohl in der Produktion als auch in sämtlichen anderen Bereichen. Wenn ein Stahl-Unternehmen daran arbeitet, wird es langfristig seine Kosten senken und eine bessere Wettbewerbsfähigkeit aufweisen.

Neue Vertriebswege

Quelle: Shutterstock

In direkter Konsequenz der automatisierten Prozesse liegen völlig neue Vertriebswege für die Stahlbranche. Was lange nur über Fax und Telefon möglich war, kann heute so einfach sein wie Schuhe-Kaufen. Die Zukunft des Stahlhandels liegt im Internet, wo Stahl bequem und einfach online bestellt werden kann wie ein Paar Schuhe. Digitalisierungsvorreiter der Stahlbranche wie beispielsweise Klöckner & Co zeigen mit ihrem Online-Shop, wie es geht. Der Käufer kann auf deren Internetseite ohne großen Aufwand die Verfügbarkeit prüfen und in wenigen Schritten die gewünschte Menge bestellen. Durch die digitale Erfassung der gesamten Bestände und durch die Automatisierung des Bestellprozesses funktioniert das alles in Sekundenschnelle. Übrigens: Tipps vom Experten zur Umsetzung eines Stahl-Online-Shops finden Sie hier.

Die „mannlose Fabrik“

Der ultimative Schritt zur Industrie 4.0 für die Stahlbranche ist die komplette Virtualisierung aller Produktions-, Bestell- und Lieferprozesse, sodass eine „mannlose Fabrik“ entsteht. Diese funktioniert dann komplett ohne menschliche Hilfe. Voll automatisierte Kommunikation zwischen Lieferant und Kunde mit Zugriff auf sämtliche Material-, Produktions- und Prozessdaten in Echtzeit, all das wäre mit hochmodernen Softwarelösungen heute bereits möglich. Manche Unternehmen gehen sogar noch weiter und denken an einen automatisierten Transport. Doch der Weg zur „mannlosen Fabrik“ ist für die Stahlbranche noch sehr weit.

Fazit

Die Umsetzung der Schritte zur Industrie 4.0 ist mit viel Aufwand verbunden. Deutsche Stahl-Unternehmen werden in der Zukunft viel Zeit, Geld und vor allem Mut aufbringen müssen, um ihre Position in der digitalisierten Welt zu halten.

Fließender Wechsel bei ASMET steht bevor

V.l.n.r.: Redaktionsleiter Torsten Paßmann, Omar Al-Rawi (SPÖ), Mitglied des Wiener Landtags und Gemeinderats, sowie Bruno Hribernik und Gerhard Hackl (beide ASMET) am Rande des Conference Dinner zur ESSC & Duplex 2019; Quelle: ASMET

Ihren ersten gemeinsamen Auftritt als noch amtierender und als kommender Geschäftsführer der Austrian Society for Metallurgy and Materials (ASMET) hatten Bruno Hribernik und Gerhard Hackl im Rahmen der Doppelkonferenz ESSC & Duplex 2019 vom 30. September bis 2. Oktober. In einem fließenden Übergang wird Hackl zum Jahreswechsel operativ seine Aufgaben übernehmen, während Hribernik sich mit Ablauf der Mitgliederversammlung zurückziehen wird.

Der promovierte Diplom-Ingenieur Gerhard Hackl übte bis in den Sommer 2019 über 12 Jahre das Mandat als Vorstand bei Breitenfeld Edelstahl aus, wo vor allem Vertrieb, Technik, Forschung und Entwicklung, Qualitätsmanagement sowie Öffentlichkeitsarbeit in seinen Aufgabenbereich fielen. Von 2017 bis 2019 hat Hackl auch die Funktion des Vorstandsvorsitzenden übernommen. Ab Anfang der 1990er-Jahre bis 2007 war er bei Böhler Edelstahl in verschiedenen Funktion tätig. Der Wechsel zur ASMET als geschäftsführendes Vorstandsmitglied ist quasi eine Rückkehr zu seinen wissenschaftlichen Wurzeln: An der Montanuniversität Leoben, wo der Verband angesiedelt ist, studierte Hackl Eisenhüttenwesen und war vier Jahre auch als Assistent tätig.

Hribernik, der an der Montanuniversität Leoben Hüttenwesen mit den Vertiefungen Eisenhüttenkunde, Energie und Betriebswirtschaft studierte und über die pulvermetallurgische Herstellung von Werkzeug- und Schnellarbeitsstählen promovierte, übt die Funktion als geschäftsführendes Vorstandsmitglied seit 2012 aus. 2016 gründete er die ASMET Research GmbH, die auch nicht gemeinnützige Aktivitäten wie beispielsweise Auftragsforschung für die Stahl- und Werkstoffindustrie oder die Organisation von Ausstellungen durchführt. Seine beruflichen Stationen in der Industrie umfassen u.a. Böhler in Kapfenberg, wo er als Projektleiter die Pulvermetallurgie im großtechnischen Maßstab einführte und Böhler-Uddeholm, wo er von 1990 bis 2012 für Forschung und Entwicklung, Innovations-, Qualitäts- und Umweltmanagement verantwortlich war. (ASMET)

Messe Düsseldorf feiert rundes Jubiläum

Mit Rückblick auf die Grundsteinlegung im Jahr 1969 ist die Messe Düsseldorf immer noch offen für die Zukunft: Bis 2030 soll das Gelände komplett modernisiert werden. Foto: Messe Düsseldorf

Die Messe Düsseldorf gilt heute als einer der erfolgreichsten Veranstalter für Fachmessen und Tagungen zu Trends aus verschiedenen Branchen und Industrien. Auch die vier Leitmessen der „Bright World of Metals“ finden in der Landeshauptstadt eine gebührende Plattform, wie wir in der vergangenen Ausgabe ausführlich berichteten. Das heutige Gelände blickt auf eine 50-jährige Historie zurück. Dabei wurde der Grundstein der Messe Düsseldorf bereits im Jahr 1947 gelegt, damals noch als Nordwestdeutsche Ausstellungsgesellschaft (NOWEA) auf gerade einmal 4 800 Quadratmetern am Düsseldorfer Ehrenhof. Heute finden Kunstliebhaber und Kulturinteressierte dort Tonhalle, Rheinterrasse, Museum Kunstpalast und das NRW-Forum. Aufgrund von Platz- und Kapazitätsproblemen beschloss der Stadtrat im Jahr 1968 den Bau eines neuen Messegeländes am Stockumer Standort, dessen Grundstein ein Jahr später gelegt wurde und eine lange Zukunft haben sollte.

Auch 50 Jahre später wird die Entwicklung des Geländes weiter vorangetrieben: Bis 2030 sollen alle Kundenräume und Hallen modernisiert werden. Dazu gehört auch das Projekt „Neue Messe Süd“, in dessen Rahmen die Messe Düsseldorf „eine der modernsten Messe- und Eventlocations“ aufbauen möchte. Nach eigenen Angaben wurden dafür rund 636 Millionen Euro investiert, teils um bestehende Hallen neu zu errichten, zu renovieren und multifunktional nutzbar zu machen. Vertreter der Stahl- und Metallindustrie können die Modernisierungsmaßnahmen zu Beginn des nächsten Jahres bestaunen. Denn dann öffnen die wire & tube und Metav am 30. März bis 3. April beziehungsweise 10. Bis 13. März ihre Tore. (Messe Düsseldorf)

EU-Kommission investiert weiterhin in Kohleforschung

Foto: Shutterstock

Eigentlich soll es in der Europäischen Union bald vorbei sein mit der Kohleenergie – spätestens ab 2025 soll es keinerlei Subventionen für die Industrie mehr geben. Dennoch fördert die EU-Kommission weiterhin die Kohleforschungsprojekte großer Energieunternehmen. Das geht aus Dokumenten im Besitz des European Environmental Bureau hervor.

So untersucht eins der rund 150 geförderten Projekte die Vergasung von Braunkohle und Wertstoffen, um den Prozess „effizienter und kostengünstiger“ zu machen. Über 1,7 Mio. Euro ist der EU-Kommission das Projekt wert, bei dem der Energieversorger RWE in Zusammenarbeit mit der TU Darmstadt 2015 eine Pilotanlage erbaute. Ebenfalls involviert ist neben internationalen Forschungsinstituten Medienberichten zufolge der deutsche Industriekonzern thyssenkrupp.

Ziel der Anlage sei es, die Vergasung von Kohle zusammen mit anderen Stoffen zu untersuchen. Beziehe man zum Beispiel Biomasse oder Kunststoffe mit ein, könne der Anteil der Kohle an diesem in der Industrie üblichen Prozess potenziell reduziert werden, erklärt ein Forscher der TU Darmstadt einem Nachrichtenportal. Für die Umweltorganisation European Environmental Bureau (EEB) sei diese Art der Förderung nicht akzeptabel: „Der Umweltbeschmutzer wird bezahlt“, äußert sich Christian Schaible, Policy Manager für industrielle Produktion bei EEB.

Hintergrund der Fördergelder ist der sogenannte „Recherchefonds für Kohle und Stahl“ der EU-Kommission. Daraus gingen jährlich rund 55 Mio. Euro in entsprechende Forschungsprojekte, heißt es in dem offiziellen Programm der Kommission. Unterstützt werden diese in der Regel mit 60 prozentigen Zuschüssen bei Personal, Anschaffungen und anderen Kostenpunkten. (nr)

 

 

MTC3 mit Schwerpunkt zu additiver Fertigung

Die additive Fertigung schafft derzeit grundlegende Veränderungen in der industriellen Produktion. Foto: Shutterstock

Der Wandel der additiven Fertigung von einer visionären Technologie hin zu Mainstream-Kommerzialisierung ist eines der Kernthemen der 3. Münchner Technologiekonferenz (MTC3) an der Technischen Universität München. In diesem Rahmen widmen sich Referenten vom 8 bis 10. Oktober den aktuellen technischen und regulatorischen Herausforderungen und bewerten die Zukunft des 3D-Drucks.

Seit der ersten MTC im Jahr 2017 gab es immer wieder Durchbrüche in der additiven Fertigung zu feiern. Um diese recht junge Technologie allerdings branchenübergreifend zu etablieren, müssen die Hersteller ihre Fertigung auf den Prüfstand stellen und Bereiche identifizieren, in denen additive Herstellungsverfahren einen höheren Mehrwert bieten als die herkömmliche Spritzguss- oder subtraktive Fertigung.

„Die additive Fertigung hat das Potential, eine neue industrielle Revolution einzuleiten. Bestehende Herstellungsverfahren werden in zahlreichen produzierenden Industriesektoren Platz machen für Hochpräzisionstechniken, mit denen durch Einsatz innovativer Materialien und digitaler 3D-Verfahren geometrisch komplexe Bauteile last- und funktionsorientiert gestaltet werden“, erklärt Prof. Thomas Hofmann, Präsident der TUM, der die MTC3 am 8. Oktober 2019 eröffnen wird. „Eine Industrialisierung ist aber nur durch die integrative Zusammenarbeit führender Partner aus Industrie, Wissenschaft und staatlichen Einrichtungen realisierbar. Nur damit können wir technologische und regulatorische Hürden überwinden“, so Hofmann weiter.

Im Rahmen der MTC3 werden verschiedene Referenten die Herausforderungen der Branche, einschließlich der Notwendigkeit von Werkstoffinnovationen, diskutieren. Ausführliche Informationen zum Programm der 3. Münchner Technologiekonferenz (MTC3) können hier heruntergeladen werden. (Oerlikon)