Frischer Wind für Stahl

Stahl 2001 in Düsseldorf

Hier fehlt keiner ohne triftigen Grund: Die Rede ist vom traditionellen Jahrestagung der Wirtschaftsvereinigung Stahl und des Vereins Deutscher Eisenhüttenleute in Düsseldorf. In doppelter Hinsicht ging es bei „Stahl 2001“ um frischen Wind: So verspricht sich die Branche einen enormen Auftragsboom durch den anstehenden Stahlbedarf der neuen Offshore-Windparks. Für frischen Wind sorgten außerdem die jugendlichen Teilnehmer des Stahlcampus, welche den Alterschnitt des Traditionstreffs am Rhein deutlich senkten.

20. Juni 2002

Eine Gruppe Schüler stürmt aus der Kongresshalle und einer reckt den Daumen keck nach oben zu Stahl-Managern: „Cool! Das müssen Sie sich anhören!“ Er meint kein Rockkonzert, sondern die Jahrestagung zum Thema Stahl.

Vermehrt kam es im November 2 001 am Rhein zu Begegnungen dieser jugendlichen Art, denn etwa jeder zwölfte der insgesamt 3 800 Teilnehmer war Schüler oder Student. 320 Jugendliche besuchten auf Einladung des Stahlzentrums zusammen mit Lehrern und Dozenten den Stahlcampus und Versuchsstände, auf dem die Branche mit maßgeschneiderten Vorträgen um beruflichen Nachwuchs warb. Sie besuchten aber auch eine Vielzahl der Fachvorträge, die es auch thematisch in sich hatten.

Ein Themenschwerpunkt befasste sich zum Beispiel mit der Roheisen- und Stahlerzeugung: Als eine technische Revolution bezeichnete Prof. Dr.-Ing. Dieter Ameling, der Präsident der Wirtschaftsvereinigung Stahl das Projekt Eurostrip bei Krupp Thyssen Nirosta im Werk Krefeld: „Bei diesem europäischen Projekt der Partner ThyssenKrupp Steel, Usinor und Voest Alpine Anlagenbau wurde mit der Einführung des Bandgießens im 2-Rollenverfahren ein innovativer Produktionsprozess zum Erzeugen von nichtrostendem Band in die Praxis umgesetzt. Dieses Verfahren wird zur Zeit zum Erzeugen von unlegierten Bändern erprobt, die gegebenenfalls anschließend verzinkt werden.“ Ganz ohne Understatement bezeichnete daher auch Dr.-Ing. Hans-Ulrich Lindenberg, ThyssenKrupp Stahl-Vorstand, Eurostrip als „State of the art of strip casting“. Aktuelle Informationen zu dem Pilotprojekt findet der Leser unter www.eurostrip.at.

Als einzige industrielle Alternative zum Hochofenprozess hat sich bei der Erzeugung von flüssigem Roheisen das Corex-Verfahren bewährt. Den Pluspunkt des Verfahrens nannte Dr. Horst Wiesinger, Stahlexperte bei Voest Alpine Anlagenbau GmbH aus Linz: „Durch das Eindüsen von Corex-Exportgas in die Hochöfen lässt sich der Verbrauch an Koks reduzieren oder eingeblasenes Öl, Erdgas und Kohle ersetzen.“

Nach den guten Betriebsergebnissen bei installierten Anlagen unter anderem in Südafrika und Indien, wo seitdem rund zehn Millionen Tonnen Roheisen mit Hilfe des Corex-Verfahren gegossen wurden, entwickelten die Österreicher Konzepte zur Integration in bestehende Hüttenwerke. Corex-Module mit Kapazitäten für maximal 1,4 Millionen Jahrestonnen Roheisen stehen laut Hersteller nun zur Verfügung.

Im Zeichen der Regelungselektronik präsentierten sich die neuen Walzwerke. Ein Highlight ist zweifellos laut ThyssenKrupp Stahl das in seiner Art weltweit modernste Kaltwalzwerk. Es handelt sich um das 150 Millionen Euro teure Investitionsobjekt TAKO (High-Tech Tandemstraße), das im März 2 001 seinen Betrieb in Duisburg aufnahm. Das Verfahren beschreibt eine Infoschrift: „Warmbandcoils werden zu einem Endlosband verbunden und in der Beize entzundert. Danach erfolgt eine Umlenkung des Bandes um 90 Grad in die Tandemstraße, wo das Material unter Einsatz modernster Technologie zu Feinblech ausgewalzt wird.“

Ausgelegt ist die Tandemstraße auf die Fertigung von Bändern in Breiten von 1 000 bis 2 040 Millimetern und Dicken von 0,3 bis 4,0 Millimetern. Einen Schwerpunkt bilden hochfeste Mehrphasenstähle für den Automobilbau, bei denen sich nun auch wesentlich dickere Bänder walzen lassen. Die dickeren und hochfesteren Bänder werden dabei sehr exakt verformt. Dazu stolz Bereichsleiter Christoph Viktor Lackinger: „Die Dickenabweichung beträgt maximal zwei bis drei µm. Das ist im Vergleich zur alten Walzanlage eine Verbesserung um den Faktor 2.“ Insgesamt sollen die Toleranzen der Produkte unter einem Prozent liegen.

Die enorme Qualität verdankt die auf zwei Millionen Jahrestonnen ausgelegte Tandemstraße ausgefuchster Elektronik. Auf Basis sämtlicher Messwerte, welche Elektronikkomponenten über schnellste Busverbindungen in Echtzeit melden, übernimmt der Prozessrechner eine Feinjustierung im laufenden Prozess. Unter anderem kommen neuronale Netze zum Einsatz, welche als lernfähige Systeme die Qualität stetig verbessern. Ein Ziel laut Presseinformation: Walzen auf ein µm exakt.

Eine Schlüsselrolle spielt beim Kaltbandwalzen das Verbinden der verschiedenen Bearbeitungsvorgänge. Auf das Koppeln der Prozesse baut beispielsweise ein österreichischer Anlagenproduzent. Dr. Gerhard Finstermann, Leiter Kaltband beim Voest Alpine Anlagenbau aus Linz: „Um unterschiedliche Zykluszeiten unter einen Hut zu bringen, gilt es festzustellen, welche Sequenz den Engpass darstellt und daraufhin den Prozess zu optimieren.“

Als beste Methode zum Verbessern der Strip-Sequenzen erwies sich die Durchsatzoptimierung mit Hilfe des selbst entwickelten Link-Masters, der die Effizienz von gekoppelten Anlagen online verbessert. Die Methode erklärt Dr. Finstermann: „Alle 30 bis 60 Sekunden errechnet der Optimierer im voraus für 30 bis 60 Bänder die besten Einstellparameter aus.“ Auf diese Weise nutze der Anwender die Speicher für Bänder besser aus. Außerdem kommt es zu wesentlich homogeneren Walzgeschwindigkeiten.

Besonders in der Hochfahrphase zeigen sich laut Voest Alpine die Vorteile der online-Regelung. „Hausgemachte Ineffizienzen“ lassen sich sehr viel schneller in den Griff bekommen“, betonte der Kaltbandexperte. „Die Effizienz steigt um bis zu 15 Prozent, weil die Anlernzeit entfällt. Der Grund: Die Parameter lassen sich bereits offline vor einstellen.“

Sehr innovativ ist aber auch die metallurgische Fraktion: Enorme Anforderungen an metallische Werkstoffe stellen beispielsweise die Hochtemperatur-Brennstoffzellen mit Festelektrolytzellen (SOFC), deren Arbeitstemperatur 700 bis 900°C beträgt. Untersuchungen des Forschungszentrums Jülich ergaben, dass sich für diese Einsätze am besten ferritische Werkstoffe mit einem Chromgehalt von über 15 Prozent eignen. So kommt beispielsweise modifiziertes Eisenchrommangan ohne Beschichtung aus, das sich ebenso leicht wie ein konventioneller ferritischer Stahl der Stahlsorte 1.4742 bearbeiten lässt. Das Geheimnis verriet Prof. Dr.-Ing. Lorenz Singheiser, Direktor am Jülicher Institut für Werkstoffe und Verfahren der Energietechnik: „Oxidation, Abplatzverhalten und elektrische Leitfähigkeit haben sich deutlich verbessert durch gezielte Einstellung des Massenanteils an Chrom und durch Zugabe von Titan und Lathan.“ Für Langzeitversuche stehen 30 Tonnen dieses edlen Materials bereit.

Hoher Chromgehalt ist auch in einem anderen Anwendungsfall gefragt. So entwickelte ThyssenKrupp Stahl für den Transport und die Gewinnung von Kohle plattierte Bleche. Details nennt Dr.-Ing. Thomas Heller, Division Manager Research & Developing bei ThyssenKrupp Stahl in Duisburg: „Für den Kohletransport in Schüttgutwagen werden zum Beispiel der nichtrostende Stahl X2CrNi12 mit rund 12prozentigem Chromanteil verwendet. Dieser Edelstahl benötigt nur einen geringen Pflegeaufwand.“

Der Schiffsbau verwendet dagegen zunehmend Stähle, die durch Spezialbehandlung eine höhere Festigkeit und Zähigkeit erhalten. Im Mittelpunkt steht dabei vor allem der Leichtbau und die bessere Schweißbarkeit. So verbesserte sich beispielsweise bei einem Werkstoff des Typs EH36 das Rissverhalten dank thermomechanischen Walzen in Kombination mit Intensivkühlung um den Faktor 3.

Doch die größte Herausforderung an Metallurgen dürften Fernleitungsrohre darstellen, die im Meer verlegt werden. Bei diesen nahtlosen Leitungsrohren besteht ein Trend zu mikrolegierten Stählen, die dank thermomechanischem Walzen höchste Gütestufen erreichen. Den aktuellen Stand nannte Dr.-Ing. Manfred Keller, stellvertretender Geschäftsführer der Mannesmann Forschungsinstitut GmbH in Duisburg: „Im Gespräch befindet sich bereits die Gütestufe API X100 mit einer Mindeststreckgrenze von bis zu 752 Megapascal.“ Diesen Wert hält ein Rohr mit einer Wanddicke von 16 Millimetern übrigens auch noch bei minus 50°C ein.

Aber auch die Ansprüche an die Anlagenbauer steigen, meinte der Experte aus Duisburg: „Künftig werden per HFI auch Leitungsrohre geschweißt mit einem Durchmesser größer 600 Millimeter und Wanddicke von mehr als 20 Millimetern. Da sind die Anlagenbauer gefordert!“

Erschienen in Ausgabe: 02/2002