Leseprobe stahl und eisen 09/2017

ISSN 0340-4803
9/2017
September 2017
Zeitschrift für die
Herstellung und
Verarbeitung von
Eisen und Stahl
Verlag Stahleisen GmbH, Postfach 105164, 40042 Düsseldorf
PVSt, Deutsche Post AG, Entgelt bezahlt, 6447

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Stahl unterstützt
Entwicklung der E-Mobilität
ür die Entwicklung der Elektromobilität spielt der Werkstoff Stahl eine
zentrale Rolle, wie die Zeitung „Die Welt“ in einer Branchenumfrage ermittelte:
Innovationen beim Stahl beispielsweise zur Gewichtsreduktion
oder zur Verbesserung des Motors helfen da wesentlich, so Hans Jürgen
Kerkhoff, Präsident der Wirtschaftsvereinigung Stahl. Auch Andreas Goss,
Chef von thyssenkrupp Steel Europe, bestätigt, dass Stahl die Elektromobilität für
viele Autofahrer erst erschwinglich mache. So lasse sich mit dem Werkstoff Tribond,
sei als beispielsweise Aluminium oder Carbon-Verbundstoffe, eine Gewichtsein-
Zukunft werde es zunehmend um Lebenszyklus und Ökobilanz beim Werkstoffeinsatz
gehen. Hier werde Stahl mit seiner umfassenden Recyclingfähigkeit punkten,
so Hans Jürgen Kerkhoff.
der IW Consult im Auftrag der WV Stahl, S. 7. Mit der Digitalisierung wächst auch
Deutschland, so das zentrale Ergebnis. Die Stahl industrie treibe die Digitalisierung
nicht nur in ihren eigenen Unternehmen mit hohem Druck voran, sondern setze auch
hier wesentliche Impulse bei ihren Kunden und Lieferanten.
Einige weitere Themen in dieser Ausgabe:
▷
Konzepte untersucht, mit denen sich die CO 2
-Emissionen minimieren lassen,
2
-Gas oder die
Verwendung von Biomasseprodukten und HBI. In einem Beitrag ab S. 29 werden
verschiedene Optionen und Kombinationen analysiert und im Hinblick
auf die Bedingungen im Hochofen sowie ihre Auswirkungen auf die fossilen
CO 2
-Emissionen verglichen.
▷
Hintergründe, die aktuelle Aufstellung sowie die Normungsarbeit des Ausschusses.
▷ Über die Bedeutung des Begriffs und der Inhalte von Industrie 4.0 wurde auf der
Konferenz über Digitalisierung in der Stahlindustrie in IJmuiden diskutiert. Es
ist notwendig, unterschiedliche Perspektiven einzunehmen, um des „Phantoms“
Industrie 4.0 angemessen habhaft zu werden, S. 79.
Ich wünsche Ihnen eine interessante Lektüre.
Glück auf!
Chefredakteur
stahl und eisen 137 (2017) Nr. 9 3

September 2017
Zeitschrift für die
Herstellung und
Verarbeitung von
Eisen und Stahl
ISSN 0340-4803
29 39
Reduzierte CO 2
-Emissionen
im Hochofenprozess
Verschiedene Konzepte zeigen, dass sich die
CO 2
-Emissionen bei der Roheisenerzeugung im
Hochofen minimieren lassen
Moderne Bodenspülstrategien
verbessern Konverterprozesse
RHI erweiterte das vorhandene Portfolio mit
Spülsteinen für sehr hohe Gasvolumenströme und
verbesserte die Spülsteinverfügbarkeit
INHALT
Ausgabe 9/2017
9/2017
Verlag Stahleisen GmbH, Postfach 105164, 40042 Düsseldorf
PVSt, Deutsche Post AG, Entgelt bezahlt, 6447
©Titel-/Coverphoto:
SMS group, Düsseldorf:
Pfannenofen im
Einsatz bei Big River
Steel
TECHNIK + TRENDS
Metallurgie / Metallurgy
29 Roheisenerzeugung im Hochofen mit
niedrigen CO 2
-Emissionen
Low CO 2
ironmaking in the blast furnace
Lena Sundqvist Ökvist, Per Lagerwall, Bo Sundelin,
Joel Orre, Mats Brämming, Maria Lundgren
39 Moderne Bodenspülstrategien und
-techniken verbessern Konverterprozesse
BOF process improvements by modern gas
purging strategy and technology
Matthäus Haider, Marcus Kirschen, Roland Ude,
Karl-Michael Zettl
Kokereitechnik / Coking technology
47 Entwicklung eines neuen
Steinstopfensystems für Koksofentüren
Development of a new precast shape system for
coke oven doors
Michael Specht, Andreas Baaske, Michael Cremer
Anlagentechnik / Plant engineering
57 Verkürzte Prozesszeit und
bessere Verfügbarkeit durch neue
Sublanzenmanipulatoren
Successful reduction of process time and
increase of availability by installing new
sublance robots
Martin W. Egger, Joachim Lehner, Hannes Nogratnig,
Andreas Priesner, Helmut Lechner, Gerhard Wimmer
Werkstoff Stahl / Material steel
69 70 Jahre Normungsarbeit in der
Stahlindustrie
70 years of structure and standardization
work in the steel industry
Burkhard Raith, Richard D. Knobloch
INNOVATION
74 Partnerschaft mit dem Kunden als
Schlüssel zum Erfolg: Turnkey im Wandel
78 MPIE-Forschungsschwerpunkte (9):
Neue Mittel-Mangan-Stähle
4
stahl und eisen 137 (2017) Nr. 9

47 79
Neues Steinstopfensystem für
Koksofentüren
Die Verbesserung der Fertigbauteile der Koksofentüren
in der Kokerei Schwelgern erhöht die Standzeit der
Koksofentüren
der Stahlindustrie
Der Beitrag über eine Konferenz zur Digitalisierung
in der Stahlindustrie thematisiert unterschiedliche
Perspektiven zum Begriff der Industrie 4.0
UNTERNEHMEN + MÄRKTE
79 Konferenz über Digitalisierung in der
Stahlindustrie in IJmuiden:
Industrie 4.0 – was steckt dahinter?
BERUF + KARRIERE
85 Schnelles Reagieren auf Kundenwünsche
ist im Vertrieb von Industriegütern
überlebenswichtig:
Im Vertrieb agiler werden
PRISMA
95 Edelstahl sichert Sarkophag von
Tschernobyl
Schichten
97 Tamara de Lempicka: L’Autoportrait
(Tamara im grünen Bugatti)
RUBRIKEN
3 Editorial
6 Namen und Nachrichten
13 Stahlindustrie
89 Buchbesprechung
89 Recht
91 Termine
92 Mitglieder Stahlinstitut VDEh
93 Inserentenverzeichnis
97 Technikgeschichte
99 Themen im nächsten Heft
99 Impressum
Produkte
38, 45, 46, 55, 56, 66
stahl und eisen 137 (2017) Nr. 9 5

AKTUELLES
Namen und Nachrichten
Fritz Hellwig verstorben
Dr. habil. Fritz Hellwig
Dr. habil. Fritz Hellwig ist am
22. Juli 2017 kurz vor Vollendung
seines 105. Lebensjahres
verstorben. Das älteste Mitglied
des Stahlinstituts VDEh
ist vor allem als Wirtschaftsund
Europapolitiker bekannt
geworden.
Foto: Eric Lichtenscheidt
Über den früheren Vizepräsidenten
der Kommission der Europäischen
Gemeinschaften schreibt
Jean-Claude Juncker, Präsident
der Europäischen Kommission:
„Früher als viele andere hatte er
verstanden, welche Chancen die
europäische Einigung Deutschland
und dem gesamten Kontinent
eröffnen würde.“
Der überzeugte Europäer und
gebürtige Saarländer Hellwig lebte
bis zuletzt bei relativ guter Gesundheit
in Bonn-Bad Godesberg.
Nach dem Studium der Geschichte
und Volkswirtschaft sowie Promotion
und Habilitation begann
als Geschäftsführer der Industrie-
und Handelskammer in
Saarbrücken. 1940 wurde er dort
stellvertretender Geschäftsführer
eines regionalen Zweiges der
Stahl. Damals trat er dem Stahlinstitut
VDEh als persönliches
Mitglied bei, dessen Eisenhüttentag
er bis in das hohe Alter
regelmäßig besuchte.
gefangenschaft
blieb Hellwig der
Stahlindustrie verbunden; er engagierte
sich gegen Demontage
dustrie.
Im Bundesvorstand der
CDU war er einer der Autoren
der Düsseldorfer Leitsätze von
1949. 1953 zog er in den Bundestag
als Abgeordneter ein und
beriet Konrad Adenauer auch als
schusses
bei Industrie- und Saarthemen.
1951 bis 1959 leitete er
als Gründungsdirektor den organisatorischen
und inhaltlichen
Auf bau des damaligen Deutschen
Industrieinstituts in Köln (heute:
1959 folgte Hellwigs wohl
gewichtigste Position: die Ernennung
zum Mitglied der Hohen
Behörde der Europäischen
Gemeinschaft für Kohle und
Stahl in Luxemburg. In dieser
Funktion hielt er 1960 zum
100-jährigen Bestehen des VDEh
auf dem damaligen Eisenhüttentag
die Festrede. 1967 wurde
er zum Vizepräsidenten der
Kommission der Europäischen
Gemeinschaften in Brüssel, zuständig
für Forschungspolitik,
ernannt. Die Verleihung des
Großen Verdienstkreuzes mit
Stern und Schulterband des
Verdienstordens der Bundesrepublik
Deutschland 1971 war
seine bedeutendste öffentliche
Ehrung. Nach seiner Pensionierung
widmete er sich wieder
geschichte.
Viele seiner über
850 Publikationen gelten historischen
Landkarten.
stets aufrecht gehenden Hellwig
kennenlernte, war von seinem
von seiner Disziplin und seinem
Temperament beeindruckt. Eine
2002 vom VDEh-Geschichtsausschuss
durchgeführte Veranstaltung
zu den Anfängen und Auswirkungen
der Montanunion auf
Europa nutzte er, damals bereits
fast 90 Jahre alt, um als Veteran
über seine damaligen Einschätzungen
des Schuman-Planes zu
berichten. Er hatte dazu für die
CDU die erste deutsche Stellungnahme
aus ökonomischer Sicht
verfasst. Die Montanunion sah er
als eine Chance, Kohle und Stahl
von ausländischer Kontrolle zu
befreien.
Über seine Zeit beim Stahl
sagte er 2006 der Zeitschrift
„stahl und eisen“ in einem Interview:
„Neben dem sachlichen
Erfahrungsschatz dieser Jahre
aber ist es die kameradschaftliche
Verbundenheit, die ich
als kostbarstes Gepäck auf den
dürfen.“
Gustavo Werneck wird neuer CEO bei Gerdau
Director des brasilianischen Unternehmensteils
der Gerdau-Gruppe,
wird ab 1. Januar 2018 der neue
Gerdau. Er folgt André Gerdau
Johannpeter in diesem Amt. Der
derzeitige CEO, André Gerdau
Johannpeter, und die Executive
Vice Presidents Claudio Johannpeter
und Guilherme Gerdau Johannpeter
bleiben weiterhin Mitglieder
des Vorstandes von Gerdau. ho
h
Gerdau
6
stahl und eisen 137 (2017) Nr. 9

“
Die Stahlindustrie treibt die
Digitalisierung des
Mit der Digitalisierung wächst auch die Bedeutung der Stahlindustrie in den
führte Dr. Karl Lichtblau,
Geschäftsführer der
azu
Pressekonferenz Mitte August
aus: „Die Stahlindustrie treibt die
Digitalisierung nicht nur in ihren
eigenen Unternehmen voran,
sondern setzt auch hier wesentliche
Impulse bei ihren Kunden
und Lieferanten. Die Stahlindustrie
ist ein wesentlicher Akteur
bei der Digitalisierung ihres
der Kunden der Stahlindustrie
beziehen bereits aktuell digitale
Komponenten von der
Stahlindus trie. In den nächsten
fünf Jahren wird sich die Bedeutung
von Smart Products weiter
erhöhen.“
Hans Jürgen Kerkhoff, Präsi-
Stahl, hob besonders den Nutzen
für die Kunden der Stahlindustrie
hervor: „Die Studie belegt
einmal mehr die Bedeutung
der Stahlindustrie für eine star-
Die Digitalisierung beim Stahl
erweitert Innovations- und
Verarbeitern und wirkt damit
hinaus.“ So geben laut der Un-
Unternehmen an, dass die Stahl-
bewerbsfähigkeit
ist. Für gut ein
Viertel der Unternehmen aus den
nachgelagerten Branchen wird
die Stahlindustrie durch die digitale
Transformation an Bedeutung
gewinnen, auch weil hierdurch
eine besondere Stärke der
Stahlindustrie in Deutschland,
ihre hohe Innovationskraft, noch
stärker zum Tragen kommt. Bestehende
und gut funktionie-
Die digitale Transformation wird in den Unternehmen der Stahlindustrie mit hohem Druck vorangetrieben
stahl und eisen 137 (2017) Nr. 9 7

AKTUELLES
Namen und Nachrichten
54 % der Kunden verkürzen durch die
digitalen Angebote der Stahlindustrie ihre
Produktzyklen – Tendenz stark steigend.
Verkürzte
Produktzyklen
Innovationsfähigkeit
Jedes sechste Unternehmen aus dem
Wertschöpfungsnetz Stahl profitiert von
Innovationsimpulsen der Stahlindustrie.
Knapp die Hälfte der
Stahlunternehmen bildet schon heute
reale Welten virtuell ab und erhöht
damit die Effizienz bei ihren Kunden.
Virtualisierung
Produktportfolio
43 % der Unternehmen erweitern ihr
Produktportfolio mit digitalen
Komponenten aus der Stahlindustrie.
12 % der Stahlunternehmen bieten bereits
Smart Services an – das wird sich in den
nächsten fünf Jahren fast verdoppeln.
Hybridisierung
Wertschöpfungsprozesse
Bei rd. einem Drittel der Unternehmen trägt die
Stahlindustrie zur Beschleunigung und Optimierung
der Wertschöpfungsprozesse bei.
© IW Consult
Die Stahlindustrie eröffnet ihren Kunden in vielen Feldern Digitalisierungspotenziale
rende Strukturen werden damit
weiter gefestigt.
Dass die Umsetzung von Industrie
4.0 in den Stahlunternehmen
mit hohem Druck vorangetrieben
wird, zeigt die Studie ebenfalls.
Vier von fünf Unternehmen
gehen davon aus, dass sich die
digitale Transformation positiv
auswirkt. Auch deshalb investieren
Stahlunternehmen in diesen
Die Studie macht deutlich,
dass die Digitalisierung in der
Stahlindustrie angekommen ist,
dabei aber noch erhebliche Herausforderungen
bestehen. Diese
werden auf der einen Seite von den
Unternehmen bei Themen wie Kul-
Mitarbeiter selbst angegangen. Auf
der anderen Seite sollte die Politik
für verlässliche Rahmenbedingungen
sorgen. Die Stahlindustrie
kann ein starker Mitgestalter des
riestandort
Deutschland sein.
Ergebnisse der IW-Studie
Die Stahlindustrie spielt bereits
heute eine zentrale Rolle
in den Wertschöpfungsnetzen
der deutschen Industrie: Neben
bereits bekannten Aspekten, wie
tungen,
wird zum ersten Mal auch
impulsgeber“ empirisch belegt:
Gemeint ist, dass die Stahlindu s-
trie über den Leistungsaustausch
mit anderen Branchen mehr Forschung
und Entwicklung abgibt
als sie in Form von Vorleistungen
erhält. Mit einer Technologielieferung
von knapp 170 Mio. € trägt
-
schöpfungsnetz
bei.
Die digitale Transformation
wird in der Branche mit hohem
Druck vorangetrieben:det
sich jedoch in der Stahlindustrie
wie auch bei ihren Kunden in
einem frühen Stadium. Beinahe
alle Stahlunternehmen investieren
bereits heute in die digitale
Transformation, auch weil sie es
als zentral für ihre eigene künftige
Die Rolle der Stahlindustrie
in der Wertschöpfungskette
wird durch die Digitalisierung
bedeutender: Über die Digitalisierung
eröffnet sich eine Vielzahl
an Feldern, auf denen die
pulse
für nachgelagerte Branchen
setzen kann. So können
u. a. Stahlunternehmen noch
intensiver in Entwicklungsprozesse
bei den Verarbeitern eingebunden
werden. Zudem wird
durch die vertikale und horizon-
fungsprozess
in der gesamten
der Kunden der Stahlindustrie
gehen davon aus, dass sich die
Digitalisierung in der Stahlindus-
bewerbsfähigkeit
auswirken wird.
Die digitale Transformation
verstärkt bestehende Lieferstrukturen:
Die Befragungen
zeigen, dass den Kunden der Stahlindustrie
die räumliche Nähe zu
ihren Zulieferern auch in Zukunft
wichtig sein wird. Dies gilt vor al-
men,
die angeben, dass der Bezug
von Smart Products aus der Stahl-
bewerbsfähigkeit
ist. Umgekehrt
dürfte die Digitalisierung jedoch
auch dazu führen, dass bei einem
Teil der Lieferbeziehungen noch
weniger räumliche Nähe erforderlich
sein wird, als es heute schon
der Fall ist.
Die Industrie steht durch
die Digitalisierung vor erheblichen
Herausforderungen:
Diese müssen auf der einen Sei-
8
stahl und eisen 137 (2017) Nr. 9

te von den Unternehmen selbst gelöst
werden, etwa, was den erforderlichen
Kulturwandel betrifft. Auf der anderen
Seite ist aber auch die Politik gefordert.
Dies betrifft zum einen beispielsweise
den Ausbau der Breitbandinfrastruktur
oder die Etablierung von einheitlichen
Industriestandards. Zum anderen muss
die Politik auch dem Umstand Rechnung
tragen, dass sich mit der Digitalisierung
ten
erhöht und die Unternehmen in der
Lage bleiben müssen, die notwendigen
Investitionen für die Transformation aufzubringen.
Insofern geht von der Studie
auch das Signal aus, Freiräume zu erhalten,
damit die digitale Herausforderung
bewältigt werden kann.
Fazit
Die Herausforderungen durch die Digitalisierung
betreffen alle Unternehmen
angegangen werden:
▷ Die digitale Transformation erfordert
einen Kulturwandel und muss in der
Unternehmensstrategie verankert
werden
▷ Den neuen Anforderungen an Fachkräfte
muss zukunftsorientiert begegnet
werden – sowohl in der Politik
als auch in den Unternehmen
▷ Es müssen kreative Freiräume geschaffen
und gestärkt werden, um
Digitalisierungskonzepte in Form
von Pilotprojekten und Testlaboren
auszuprobieren
▷
starke Innovations- und Kooperationskultur
gemeinsam gestaltet werden
▷ Es müssen die notwendigen infrastrukturellen
und technischen Rahmenbedingungen
geschaffen werden.
Wirtschaftsvereinigung Stahl
Bundeskanzlerin Angela Merkel zur Stahlindustrie
in Deutschland
günstigste ist, müssen die Unternehmen selbst entscheiden. Aber es gibt
ein politisches Interesse daran, dass die Stahlindustrie eine Zukunft in
Deutschland hat.
Es gibt auch eine Reihe von Dingen, die Berührung zur Politik haben. Das ist
zum einen das Emissionshandelssystem, das im Augenblick Lösungen für die
Stahlindustrie in Europa gefunden hat, die mit den physikalischen Prinzipien
Das Zweite ist das Stahlforum. Mit ihm haben wir uns in der G20-Präsident-
Das heißt, bis Ende des Jahres werden wir das weiterverfolgen. Bei diesem
chungen
getroffen, dass jetzt Daten geliefert werden und dass man bis Oktober
in dieser Hinsicht auch die politische Unterstützung und Flankierung.“
Bundeskanzlerin Angela Merkel auf der Sommerpressekonferenz
am 29. August 2017 in Berlin
Bundeskanzleramt
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AKTUELLES
Namen und Nachrichten
Leichtbau: Belastungsoptimierte Bauteile für die Automobilindustrie
Neues Schmiedeverfahren für
den automobilen Leichtbau
Das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH entwickelt gemeinsam mit
dem Institut für Schweißtechnik und Trennende Fertigungsverfahren (ISAF) der TU
Clausthal ein neues Schmiedeverfahren für den automobilen Leichtbau. Die
Umformung stoffschlüssig verbinden – ohne zusätzlichen Fügeschritt. Damit lassen sich
Verbundhybridschmieden
kombiniert erstmals
as
zwei Leichtbauansätze:
Zum einen verbindet es Blechund
Massivteile stoffschlüssig
miteinander, zum anderen nutzt
unterschiedlichen Eigenschaften
– etwa leichtes Aluminium und
festen Stahl.
In einem einzigen Prozess-
ein Stahlblech und einen massiven
Aluminiumbolzen umformen und
gleichzeitig fügen. Bisher werden
die einzelnen Komponenten erst
umgeformt und dann verbunden,
etwa mittels Bolzenschweißen.
Das Verbundhybridschmieden
soll den zusätzlichen Fügeschritt
Verbundhybridschmieden: Das neue Leichtbauverfahren soll
Aluminiummassivteile und Stahl bleche stoffschlüssig verbinden
– bereits während der Umformung und ohne weiteren
Fügeschritt
Foto: IPH
beitragen, dass sich Leichtbauteile
schneller und wirtschaftlicher
herstellen lassen.
Leichtbauverfahren stehen das
IPH und das ISAF vor zwei Herausforderungen.
Zum einen hat
Aluminium einen deutlich niedrigeren
Schmelzpunkt als Stahl
– das erschwert die gemeinsame
Umformung. Zum anderen
entstehen spröde intermetallische
Phasen, wenn sich Stahl
und Aluminium vermischen.
Eine solche stoffschlüssige Verbindung
ist nicht belastbar und
damit ungeeignet für den Automobilbau.
Die Forscher nutzen
deshalb ein verzinktes Stahlblech
und einen Aluminiumbolzen mit
Zinkbeschichtung: Zink lässt sich
sowohl mit Aluminium als auch
mit Stahl stoffschlüssig verbinden,
ohne dass spröde Phasen
entstehen.
Im Forschungsprojekt „Verbundhybridschmieden“,
das von
der Deutschen Forschungsgemeinschaft
(DFG) gefördert wird,
unter welchen Bedingungen das
Verfahren gelingt – also bei welcher
Temperatur, welchem Druck
und welcher Geschwindigkeit die
beiden Komponenten umgeformt
und gefügt werden sollten. Für
welche Blechdicken und Bolzenformen
sich das Verfahren eignet,
ebenfalls. Zudem erforschen sie,
welchen Belastungen die Fügezone
standhält und inwieweit sich das
Hybridbauteil nach dem Fügen
weiterverarbeiten lässt.
Mittels Verbundhybridschmieden
könnten in Zukunft Bauteile
für die Automobil- und Luftfahrtbranche
hergestellt werden, beispielsweise
Längsträger, Aufnahmen
für Heckleuchten oder Ösen
zur Frachtsicherung. Leichtbau
spielt im Automobil- und Flugzeugbau
eine große Rolle, denn
mit jeder Gewichtseinsparung
sinkt der Kraftstoffverbrauch.
Das Institut für Integrierte Produktion
Hannover (IPH) gGmbH
erforscht seit Jahren unterschiedliche
Leichtbauansätze in der
Blech- und Massivumformung:
Die Forscher widmen sich beispielsweise
dem Querkeilwalzen
und Innenhochdruckumformen
von Hybridbauteilen aus Stahl und
Aluminium. Auch die Kombination
von Blech- und Massivbautei-
in einem einzigen Umformschritt
ist den Forschern schon gelungen
– bisher haben sie jedoch nur
eine prototypische formschlüssige
Verbindung zwischen einem Stahlblech
und einem Aluminiumbolzen
hergestellt. Im Forschungsprojekt
„Verbundhybridschmieden“
setzen sie auf eine stoffschlüssige
Verbindung mit Zink als Lotwerkstoff,
da dies gleichzeitig Vorteile
bei der Kontaktkorrosion der Materialpaarung
Stahl-Aluminium
bietet.
IPH - Institut für Integrierte
Produktion Hannover gGmbH
10
stahl und eisen 137 (2017) Nr. 9