Der Produktionsablauf
Unser Produktionsprozess ist klar strukturiert und effizient gestaltet.
Auf dieser Seite zeigen wir Ihnen, wie wir ressourcenschonenden Profilstahl produzieren.
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Der Schrottplatz des SWT.
Schrott ist der Ausgangsstoff
Unser wichtigster Rohstoff zur Herstellung von Stahlträgern ist Stahlschrott.
Unser Profilstahl entsteht zu 100 % aus Schrott. Er stammt aus einem Umkreis von 300 km rund um unser Werk – nachhaltig, effizient und regional.
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Bereits bei der Anlieferung kontrollieren wir die LKW- und Eisenbahnladungen auf mögliche Verunreinigungen. Nach dieser Überprüfung kommt der Schrott auf unseren Schrottplatz, wo die technologische Linie der Stahlverarbeitung beginnt.
Unser Schrottplatz ist größer als zwei Fußballfelder. Mit seiner Lagerkapazität gewährleistet er die kontinuierliche Rohstoffversorgung unseres Stahlwerkes, in dem jeden Tag etwa 3.500 t Schrott benötigt werden.
Riesige Greifer und Magnete füllen die Schrottkörbe mit einem Gemisch aus verschiedenen Schrottsorten. Jeder Schrottkorb hat ca. 110 m³ Füllkapazität. Der Transport der Schrottkörbe erfolgt über funkgesteuerte Schienenfahrzeuge. Das Schienenfahrzeug fährt daraufhin zur Schleuse der Ofenhalle. Diese ist das Tor zu unserem modernen Elektrostahlwerk.
Das Elektrostahlwerk.
Willkommen im Schmelzbetrieb
Der Schrott wird im Gleichstrom-Lichtbogenofen zur weiteren Verarbeitung geschmolzen. Dabei verbrauchen wir so viel Energie wie eine Stadt mit 100.000 Einwohnern.
Die nächste Station ist der Pfannenofen. Hier erzeugen wir durch Zugabe von Legierungsmitteln die vom Kunden bestellte Stahlsorte.
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Zur Produktion einer Charge flüssigen Stahls wird der Inhalt von zwei Schrottkörben in den Elektroofen chargiert. Zum Aufschmelzen des Schrotts benötigen wir elektrische und chemische Energie. Unser Elektroofen arbeitet nach dem Gleichstromprinzip und erzeugt in 50 Minuten ca. 120 t flüssigen Stahls. Der Energieeintrag erfolgt dabei über eine Graphitelektrode mit einem Durchmesser von 750 mm. Das Ofengefäß selbst hat einen Durchmesser von 6,5 Metern und ist zur Unterstützung des Einschmelzprozesses mit Erdgas-Sauerstoffbrennern ausgestattet.
Während des Einschmelzens des Schrotts wird in der sogenannten Flachbadphase permanent Schlacke erzeugt. Dieses wichtige Nebenprodukt wird vom Stahl getrennt und durch einen externen Dienstleister in einen wichtigen Ersatzbaustoff umgewandelt.
Nach Erreichen der Abstichtemperatur von ca. 1.620 °C wird der flüssige Stahl in eine Stahlpfanne gefüllt. Nun beginnt die Einstellung der Stahlzusammensetzung am Pfannenofen. Dazu werden Proben aus der Stahlschmelze entnommen und am Spektrometer analysiert.
Je nach Stahlgüte werden Legierungen zugegeben. Neben der Analyseneinstellung erfolgt am Pfannenofen noch die Feinjustierung der Schmelztemperatur. Dazu arbeiten drei Elektroden mit einem Durchmesser von 400 mm nach dem Wechselstromprinzip. Am Ende der Pfannenbehandlung steht eine zum Gießen bereite Schmelze, die an die Stranggießanlage übergeben wird.
Der Gießbetrieb.
In der Stranggussanlage wird der flüssige Stahl auf vier Stränge verteilt und im kontinuierlichen Prozess zu Vorprofilen (Beam Blanks) gegossen. Die erstarrten Beam Blanks werden für die weiteren Produktionsschritte in Längen zwischen 4,50 und 11,50 Metern geschnitten.
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In unserer Gießhalle befinden sich die Stranggießanlage sowie die Einrichtungen für die feuerfesten Zustellungen der Gießpfannen und Verteiler.
Ein 190-t-Brückenkran hebt die Gießpfanne mit 120 t Flüssigstahl vom Stahltransportwagen und setzt sie in den Pfannendrehturm ein. Der schnelle Wechsel der Pfannen gewährleistet unseren kontinuierlich laufenden Gießbetrieb. Während sich der Pfannenturm dreht, wird das Schattenrohr ausgeblasen und die Gießpfanne gewechselt. Sobald die Endposition erreicht ist, wird das Schattenrohr wieder an die gefüllte Gießpfanne angesetzt.
Der flüssige Stahl fließt von der Pfanne durch das Schattenrohr, welches den Stahl vor Luftsauerstoff schützt, in den Verteiler. Wenn die Pfanne leer ist, wird die verbliebene Schlacke abgegossen und die Pfanne wird gereinigt, um sie für den nächsten Einsatz vorzubereiten.
Wir können den Stahl in zwei unterschiedlichen Gießarten vergießen.
Für Stahlsorten, die nicht anfällig für Luftsauerstoff sind, verwenden wir den Freilaufguss. Über genau dimensionierte, feuerfeste Düsen läuft eine definierte Menge Stahl aus dem Verteiler in die sogenannten Kokillen. Das sind die Gussformen für den flüssigen Stahl. Diese Kokillen sind aufwändig hergestellte Kupferrohre, die den Abmessungen des gewünschten Vorblocks entsprechen.
Für Stahlsorten, die vor Luftsauerstoff geschützt werden müssen, verwenden wir den verdeckten Guss. Der flüssige Stahl fließt dabei aus dem Verteiler über Tauchausgüsse in die Kokille. In der Kokille wird die Oberfläche durch Gießpulver geschützt. Der Zufluss des Stahls aus dem Verteiler in die Kokille wird über ein Schiebersystem geregelt.
Die Kokille wird intensiv mit Wasser gekühlt, um dem flüssigen Stahl Wärme zu entziehen. In der Gussform bildet sich eine Strangschale, die über ein Rollensystem nach unten durch die Kühlkammer geführt wird. Durch das Zuführen von Gießpulver bzw. Gießöl gewährleisten wir eine gleichmäßige Aushärtung der äußeren Strangschale. Zugleich verhindern wir ein Ansetzen des Flüssigstahls an der Kokillenwand. In den Kokillen überwachen Sensoren die Höhe des Gießspiegels. Die Messergebnisse erscheinen direkt auf den Anzeigen der einzelnen Gießstränge sowie auf den Monitoren in der Kontrollstation. An dieser Stelle werden alle für unsere effiziente Prozessführung wichtigen Daten zusammengeführt. Vor allem regeln wir hier die vom Füllstand der Kokillen abhängige Gießgeschwindigkeit.
Die in der Kühlkammer erstarrten Stränge werden nun durch die Richttreiber befördert. Sie richten jeden Strang aus seinem Radius von 8 m gerade. Anschließend gelangen die gerichteten Stahlstränge zur Schneidanlage. An diesem Punkt klemmen sich automatische Brennschneidemaschinen an den Strang an. Sie trennen ihn im exakt rechtwinkligen Schnitt in die vom Walzwerk bestellten Längen. Der Schneidprozess wird von einem Rechnersystem überwacht. Die zugeschnittenen Blöcke werden vom Quer-Transportmanipulator sowie über Rollgänge als Heißeinsatz mit zirka 600 °C direkt in unser Walzwerk befördert. Alternativ kommen die Vorblockprofile in unser Lager, wo sie solange zwischenlagern, bis sie im Walzwerk benötigt werden.
Die Kapazität unserer modernen Stranggießanlage ist ca. 150t Vorblockprofile pro Stunde.
Unsere Vorblockprofile haben eine ungewöhnliche Form, die sogenannten „Beam Blanks“. Davon produzieren wir unterschiedliche Formate. Durch die Beam Blanks haben wir unsere Verformungsarbeit im Walzwerk verringert und die Stiche an den Walzgerüsten reduziert.
Das Profilwalzwerk.
In der Formstahlstraße wird Stahl zum Profil
Die technologische Linie unseres Walzwerkes beginnt am Erwärmungsofen. Die Beam Blanks, also die Vorblockprofile aus dem Elektrostahlwerk, können dem Ofen in direkter Linie mit Restwärme aus der Stranggießanlage oder im kalten Zustand aus dem Lager zugeführt werden.
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Im erdgasbeheizten Ofen werden die Beam Blanks auf Temperaturen von 1.250°C erwärmt. Nach der Entnahme aus dem Ofen wird der Beam Blank in einem Zunderwäscher mittels Hochdruckwasser von oxidierten Anhaftungen befreit. Anschließend werden die Beam Blanks dem Walzprozess zugeführt.
Er wird in unserer Formstahlstraße realisiert, die zu den modernsten Profilstahl-Walzstraßen in Europa gehört. Ihre Kapazität liegt, abhängig von Form und Größe des Profilstahls, zwischen 70 und 200t in der Stunde.
In der Profilwalzstraße werden Stahlprofile im Duo- sowie im Universalwalzverfahren hergestellt. Die Profilwalzstraße arbeitet im Reversierbetrieb. Dabei wird der Profilstab in mehreren „Stichen“ vor- und rückwärts durch die mit Kalibern versehenen Walzen geführt. Alternativ arbeiten die Walzen nach dem Universalverfahren.
Einzelne Walzgerüste geben die Form
Die Walzanlage besteht aus drei hintereinander angeordneten Gruppen von Walzgerüsten: Einem Vorgerüst, dem sogenannten Break Down, einer Tandem-Zwischengruppe, bestehend aus drei Walzgerüsten, sowie einer Fertiggruppe, bestehend aus zwei Walzgerüsten. Beim Durchlaufen dieser Walzgerüste wird der Querschnitt des Walzstabes mehr und mehr dem Querschnitt des Endproduktes angepasst. Verantwortlich dafür ist die mechanische Verformung in den Räumen zwischen den Walzen, den sogenannten Kalibern.
Im Vorgerüst wird der ursprüngliche Beam Blank zum Vorprofil umgeformt. Dies geschieht in mehreren reversierenden Durchläufen, abwechselnd vor- und rückwärts. Die beiden Walzen des Gerüstes werden von einem Elektromotor mit einer Leistung von 4.400 kW angetrieben. Im Gerüst kann eine maximale Walzkraft von bis zu 10.000 kN realisiert werden.
Auf das Vorgerüst folgt die Tandemgruppe, deren drei Gerüste in kurzen Abständen hintereinander angeordnet sind. Der Walzstab befindet sich während der Umformung gleichzeitig in allen drei Gerüsten. Auch in der Tandemgruppe wird reversierend gearbeitet. Nach jedem Durchlauf wird der Abstand zwischen den Walzen verringert, um eine Reduzierung der Querschnittsfläche zu erreichen. Nach dem letzten Durchlauf gelangt der Walzstab zur Fertiggruppe, in der die geforderten Endabmessungen hergestellt werden.
Durch die ständige Querschnittsverringerung werden aus anfänglich bis zu 11,5 Meter langen Beam Blanks Walzstäbe mit einer Länge bis 100 Metern gewalzt. Im Fertiggerüst erhalten die Stahl-Träger ihre endgültige Form. Die Abläufe in den Walzgerüsten sind grundsätzlich computergesteuert. Somit konzentriert sich die Arbeit unserer Walzwerker heute primär auf Kontroll- und Überwachungstätigkeiten.
Hohe Flexibilität und Leistung dank Umrüstung
Die Walzen sind unsere Werkzeuge zur Stahlumformung. In unserer Walzendreherei fertigen wir sie aus Walzenrohlingen bis zu einem Gewicht von 22t selbst oder arbeiten die während des Einsatzes an der Walzstraße verschlissenen Walzen nach. Dafür nutzen wir CNC-gesteuerte Walzendrehmaschinen. Gleich neben der Walzstraße befindet sich die Umbauhalle, in der wir die Walzen und Walzgerüste für die folgende Walzung vorbereiten. Damit wir durch schnelle und flexible Umrüstzeiten hohe Walzleistungen erreichen, müssen wir dabei äußerst exakt arbeiten. Wir führen den Gerüstwechsel an allen Gerüstgruppen in einer Zeit von weniger als 20min durch. Bereits kurz nach der Umrüstung wird das neue Profil gewalzt.
Auskühlen und Vermessen
Nach dem Formungsprozess durchlaufen die immer noch ca. 950°C heißen Walzstäbe eine Messanlage, in der mittels Laser die Geometrie des Profils an mehreren definierten Punkten überprüft wird. Mit einer Geschwindigkeit von fast 10m pro Sekunde passieren die Walzstäbe dieses Profilmessgerät. Auf dem Rollgang vor dem Kühlbett werden sie abgebremst. Dort werden Materialproben für die finale Analyse in den Prüflaboren und in den Werkstätten unserer Qualitätsstelle entnommen.
Anschließend werden die Walzstäbe auf das 100m lange Kühlbett geschoben, das die Walzstraße mit der Adjustage verbindet. Durch Hubbewegungen des beweglichen Teils des Kühlbettes werden die heißen Walzstäbe schrittweise über das Kühlbett transportiert. Dabei kühlen sie mithilfe von Luftkonvektion auf Richttemperatur von ca. 80°C ab.
Intensiv geprüfte Stahl-Qualität
In unserer Qualitätsstelle prüfen wir die einzelnen Materialproben mit unterschiedlichen Beprobungsverfahren. Diese Beprobungen realisieren wir gemäß der geltenden Normen und anhand der individuellen Kundenanforderungen. Von uns eingesetzte Testverfahren sind beispielsweise der Zugversuch und der Kerbschlag-Biege-Versuch. Alle Prüfungen sind Teil unseres zertifizierten und integrierten Managementsystems.
Die Adjustage.
Genau ausgerichteter und zugeschnittener Profil-Stahl
In der Richtmaschine verringern mehrere Richtrollen durch gezielten Druck die beim Walzen und Abkühlen entstehenden inneren Spannungen in den Walzstäben.
Dieser Prozess wird mittels modernster Richttechnologie durchgeführt. Das Endprodukt sind normgerechte, gerichtete Walzstäbe, die mit einer Geschwindigkeit von bis zu 6 Metern pro Sekunde die Richtmaschine verlassen.
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Im nächsten Schritt werden die Walzstäbe auf einem Sammelbett zu Sägelagen zusammengefasst. Über Rollgänge werden sie anschließend zur Sägeanlage transportiert. In der Kaltsägeanlage werden die Walzstäbe zentimetergenau auf die von unseren Kunden gewünschte Länge geschnitten.
Die auf Vertragslängen gesägten Profilstäbe gelangen schließlich zu den automatischen Stapelanlagen.
Die beim Sägen anfallenden Materialreste wie Späne und Schopfstücke werden in Behältern aufgefangen und intern wiederverwertet.
An dieser Stelle zeigt sich der geschlossene Produktionskreislauf unseres Formstahls.
Die Logistik.
Vorbereitung zum weltweiten Versand
Wir stapeln die auf Maß gesägten Profilstäbe mittels mehrerer Stapelanlagen variabel und automatisch zu Paketen. Diese werden gewogen, zentriert und in den Bindelinien mit Stahlbändern gebunden. Während dieses Prozesses etikettieren wir jedes Paket mit kundenspezifischen Informationen.
Die Versandhalle und das Versandlager
Nach der Bindelinie gelangen die Profilstab-Pakete zu den Übergaberosten in die Versandhalle. Je nach Kundenwunsch werden hier Farbkennzeichnungen und Stempelungen vorgenommen. Unser rechnergestütztes Logistiksystem sorgt dafür, dass die Pakete je nach Auftrag sofort verladen werden. Die Versandhalle hat eine Lagerkapazität von 2.500 t.
Zusätzlich verfügen wir über ein Außenlager, in dem wir weitere 10.000 t versandfertige Stahlprofile zwischenlagern können. Unsere Produkte werden mit der Bahn und mit Lkws zum Kunden transportiert. In beiden Fällen erfolgt die Beladung mit Magnetkranen. Mittels Unterleghölzern und Gurtsystemen gewährleisten wir die Transportsicherheit.
Unser Eisenbahnverkehrsunternehmen (EVU)
Aus Gründen der Nachhaltigkeit und des Umweltschutzes bevorzugen wir den Transport mit der Eisenbahn. Deshalb betreiben wir das „Eisenbahnverkehrsunternehmen Stahlwerk Thüringen (EVU)“. Für innerbetriebliche Transporte steht ein 28 km langes Schienennetz zur Verfügung.
Zu unserem EVU gehören Diesellokomotiven mit Funkfernsteuerung sowie Güterwagen.
Einen Teil unserer Produktion liefern wir mit unserem EVU aus. Auf dem Rückweg laden unsere Züge meist Schrott, der unsere Stahlproduktion dann mit neuem Rohstoff versorgt.
