| Vom Rohstoff bis zum
Stahlband |
| Vortrag von Herrn Dipl. Ing. Johann Dudziak, ThyssenKrupp Stahl AG |
Einleitung
Seit mehr als 3.000 Jahren ist der Werkstoff Stahl Grundlage für den technischen Fortschritt und die Verbesserung der Lebensqualität. Alle richtungsweisenden technischen Entwicklungsschübe wie z. B. Eisenbahn, Automobil, Nachrichtentechnik, Raumfahrt und Computertechnik, hätte es ohne Stahl nicht gegeben.
Doch bis der Stahl in so vielen verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt werden kann, sind stufenweise mehrere Prozesse zu durchlaufen.
Meine Aufgabe ist es nun, Ihnen den Weg vom Rohstoff bis zum Stahlband – ohne Oberflächenveredelung – aufzuzeigen.
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Ausgangsstoffe für die Eisen- und Stahlerzeugung
Die Ausgangsstoffe lassen sich wie folgt zusammenfassen:
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Eisenträger (Eisenerze, Schrott) |
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Brennstoffe und Reduktionsmittel (Koks, Kohle, Öl, Gas) |
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Zuschläge (Kalk, Legierungsmittel) |
Wichtigster Ausgangsstoff für die Erschmelzung von Eisen und Stahl sind die Eisenerze.
Im industriellen Fusionskonzept von TKS wurde eine möglichst umfassende Konzentration der Roheisen- und Stahlerzeugung auf den wirtschaftlich günstigen Standort Duisburg beschlossen. Da die Besichtigung am Nachmittag auch hierauf ausgerichtet ist, werde ich gezielt auf diese Produktionsanlagen eingehen.
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Verfahrensroute Hochofen – Konverter
Im Raum Duisburg verfügt das Unternehmen mit 4 leistungsfähigen Hochöfen (2 Hamborn, 2 Schwelgern) über eine Roheisenbasis, die heute schon auf zukünftige Anforderungen ausgerichtet ist. Die Tageserzeugung dieser 4 Hochöfen liegt bei ca. 34.000 Tonnen. Damit werden sowohl die Konverterstahlwerke in Bruckhausen und Beeckerwerth als auch konzerngebundene Gießereien und externe Unternehmen beliefert.
Die für die Erzschmelzung benötigten Eisenerze bezieht das Unternehmen überwiegend aus Brasilien, Kanada und Australien sowie kleinere Mengen aus Schweden.
Massengutfrachter bis zu 360.000 t Fassungsvermögen bringen diese Erze zum Europort Rotterdam und in rheingängigen Schubverbänden zum Werkhafen Schwelgern. Mit dem Kran werden die Leichter entladen und das Erz über Bänder den Bunkern zugeführt.
Von hier aus werden die Erze gezielt entnommen und auf 6 Betten mit je 140.000 t Fassungsvermögen zu einer gleichmäßigen Mischung aufbereitet, bevor sie in den Sinteranlagen zu stückförmigen Einsatz für den nachfolgenden Hochofenprozess gesintert, d. h. verbacken, werden.
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Stahlherstellung
Auch hier hat sich ein deutlicher Wandel vollzogen. Die Erzeugung über das Thomas-Blasverfahren oder das Siemens-Martin-Verfahren hat bei TKS nur noch einen geschichtlichen Hintergrund. Das von der VOEST entwickelte Sauerstoffaufblasverfahren wurde von Thyssen weiterentwickelt zur Sauerstoffblasmetallurgie TBM.
Hier wird von oben Sauerstoff auf- und vom Boden ein inertes Gas ( z. B. Argon) durchgeblasen.
Aus Roheisen, Schrott sowie Kalk als Reaktionsmittel wird im Konverter ein Vormaterial (Rohstahl) mit sehr niedrigem Kohlenstoffgehalt erzeugt.
Das Einstellen der Kundenanalyse erfolgt anschließend in der Pfannenmetallurgie. Dazu gehören Argonspülstände zum Homogenisieren, Anlagen zum schlackenfreien Desoxidieren und Legieren des Stahls sowie Stahlentgasungsanlagen.
Für die breite Palette von Güten sind diese Anlagen auch für eine hohe Einstellgenauigkeit sowie ausgezeichnete Homogenität und Reinheit des Stahles maßgebend.
Das max. Schmelzgewicht liegt bei ca. 400 t.
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Stranggießtechnik
Die Stähle für die verschiedensten Warmbandgüten werden kontinuierlich auf Brammenstranggießanlagen abgegossen. Dabei wird darauf geachtet, dass die Anlagen in ihrer technischen Auslegung dem modernsten Stand entsprechen. Zur Erzeugung qualitativ hochwertiger Stranggussbrammen werden die Merkmale: Reinheitsgrad, Innenbeschaffenheit und Oberflächengüte berücksichtigt.
Bei einer Brammendicke von 218 mm können Breiten zwischen 900 und 2.760 mm gegossen werden.
Bei einer Brammendicke von 254 mm liegen die Breiten zwischen 850 und 2.400 mm.
Für die Erzeugung schmaler Bänder werden die Brammen auf nachgeschalteten Längsteilanlagen durch Brennschneiden geteilt.
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Warmbreitbandherstellung
Regelmäßige Modernisierung und Optimierung der Warmbandwerke lassen es zu, dass die Kunden mit den Forderungen hinsichtlich Oberflächenausführung und Toleranzen zufrieden zu stellen sind.
Die bereits 1955 in Betrieb genommene Warmbreitbandstraße in Beeckerwerth ist besonders geeignet für Elektroblechgüten, Warmbänder für Weißblech und für dünne und schmale Programmsegmente.
Die Abmessungspalette reicht in der Dicke von 1,5 – 12,7 mm und in der Breite von 600 – 1.300 mm.
In Beeckerwerth werden Dicken von 1,5 – 25,4 mm und Breiten von 700 – 2.030 mm erzeugt. Eine leistungsfähige Stauchpresse zur Breiteneinstellung des Bandes und moderne Einrichtungen wie CVC (Continuously Variable Crown) und SFR (Schedule Free Rolling) verleihen dieser Straße eine ausgezeichnete Flexibilität.
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Gießwalzanlage
Hier wird der flüssige Stahl zunächst zu Dünnbrammen von 48 – 63 mm Dicke und von 900 bis 1.600 mm Breit vergossen und dann inline zu Bändern von 0,8 – 6,35 mm Dicke ausgewalzt.
Die direkte Verbindung von Gieß- und Walzstufe führt zu der hohen Produktivität der Anlage. Wir erreichen hier Abmessungen, die früher nur durch einen zusätzlichen Walzvorgang in einem Kaltwalzwerk erreichbar waren.
Nach Beendigung der Einfahrphase (ca. Okt. 2000) wird eine monatliche Leistung von 170.000 t (2.000.000 jato) erreicht.
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Kaltbandherstellung
Etwas über 6 Millionen Tonnen Warmband werden pro Jahr in fünf Kaltwalzwerken zu Feinblech verarbeitet.
Die Fertigungsschritte sind:
Beizen – Kaltwalzen – Glühen – Dressieren – Adjustieren.
Das Warmband wird zunächst in kontinuierlich arbeitenden Beizanlagen (Schwefelsäure, Salzsäure) entzundert und anschließend in mehrgerüstigen Tandemstraßen ausgewalzt.
Die beim Kaltwalzen entstehende Materialverfertigung muss durch eine anschließende Wärmebehandlung wieder abgebaut werden. An einem Dressiergerüst wird das Band nochmals geringfügig nachgewalzt und die bestellte Rauheit eingestellt. Durch das Dressieren werden außerdem die technologischen Eigenschaften und die Planlage (Ebenheit) des Bandes zusätzlich positiv beeinflusst.
In der Praxis sind diese grundsätzlichen Fertigungsschritte zum Teil untereinander verknüpft (Beizen – Kaltwalzen) oder auch in die Oberflächenveredelung integriert.
Mein Kollege, Herr Neba, wird Ihnen die Oberflächenveredelung in seinem Vortrag vorstellen und eingehend erläutern.
Dipl.-Ing. Johann Dudziak
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