Unser Produktionsprozess – Schritt für Schritt
Nachhaltiges Handeln ist ein fester Bestandteil unserer Unternehmenskultur. Ob im Umwelt- oder Energiemanagement, in sozialen Projekten oder bei der Entwicklung zukunftsorientierter Prozesse – wir übernehmen Verantwortung.
Für unsere Mitarbeitenden, für die Region und für die Umwelt.
- Startseite
- Produktionsablauf
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.
mehr erfahren
Unser Profilstahl wird zu 100% aus Schrott gefertigt. Dieser Schrott stammt überwiegend aus dem 300-km-Umkreis des Stahlwerks Thüringen und wird mit der Bahn sowie durch LKWs geliefert. Bereits bei der Anlieferung kontrollieren wir die LKW- und Eisenbahn-Ladungen 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 Rohstoff-Versorgung unseres Stahlwerkes, in dem jeden Tag etwa 3.500t Schrott benötigt werden.
Riesige Greifer und Magnete füllen die Schrottkörbe mit einem Gemisch aus Abbruch-, Scheren-, Späne- und Shredder-Schrott. Je nach Bedarf des Elektrostahlwerks übernehmen zwei funkgesteuerte Schienenfahrzeuge den automatischen Transport der gefüllten Körbe. Jeder Schrottkorb hat ca. 110m³ Füllkapazität. Das Schienenfahrzeug fährt daraufhin zur Schleuse der Ofenhalle. Sie 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.
Ein Lichtbogen schmilzt 135t Schrott zu flüssigem Stahl.
Der vom Schrottplatz kommende Schrott wird mittels der zwei Schrottkörbe nacheinander in den Schmelzofen gefüllt. In der Fachsprache der Metallurgen heißt dieser Vorgang „der Ofen wird chargiert“. Nachdem die Elektrode und der Ofendeckel gehoben wurden, öffnet sich der Ofen, damit der Schrottkorb hinein entleert werden kann. Nach dem Schließen des Deckels wird die Elektrode eingefahren und der Schmelzvorgang beginnt. Dafür wird ein Lichtbogen mit einer elektrischen Leistung von bis zu 100 Megawatt gezündet. In weniger als einer Stunde bringt der gewaltige Lichtbogen den Schrott auf eine Temperatur von 1.620°C. Das Ergebnis ist flüssiger Stahl.
Der Elektroschmelzofen ist das Herzstück unseres Elektrostahlwerkes. Er arbeitet nach dem Prinzip des Gleichstrom-Lichtbogen-Verfahrens. Das Ofengefäß hat einen Durchmesser von 6 m. Der Ofenboden dient gleichzeitig als Anode. Die Elektrode, über die der Energieeintrag in den Ofen erfolgt, besteht aus Grafit und hat einen Durchmesser von 750 mm.
Unser exakt gesteuerter Schmelzprozess.
Im Stahl-Schmelzprozess müssen die Elektrodenbewegung, die Schlackenführung, der Kohlenstoff-, Schwefel- und Phosphorgehalt sowie die Rauchgastemperatur präzise aufeinander abgestimmt werden. Diese Abstimmung wird von unseren Fachleuten auf der Steuerbühne kontrolliert und gesteuert. Seitlich angebrachte, erdgasbetriebene Brenner und Sauerstofflanzen im Ofen unterstützen den Schmelzvorgang. Unerwünschte Stoffe, die beim Einschmelzen des Schrottes entstehen, werden in der Schlacke gebunden, die an der Oberfläche der Stahlschmelze schwimmt. Das während des Schmelzvorgangs entstehende Rauchgas wird über die Sammelleitung zur modernen Rauchgasreinigungs-Anlage geführt, dort gereinigt, bevor sie das Werk verlassen.Der vom Schrottplatz kommende Schrott wird mittels der zwei Schrottkörbe nacheinander in den Schmelzofen gefüllt. In der Fachsprache der Metallurgen heißt dieser Vorgang „der Ofen wird chargiert“. Nachdem die Elektrode und der Ofendeckel gehoben wurden, öffnet sich der Ofen, damit der Schrottkorb hinein entleert werden kann. Nach dem Schließen des Deckels wird die Elektrode eingefahren und der Schmelzvorgang beginnt. Dafür wird ein Lichtbogen mit einer elektrischen Leistung von bis zu 100 Megawatt gezündet. In weniger als einer Stunde bringt der gewaltige Lichtbogen den Schrott auf eine Temperatur von 1.620°C. Das Ergebnis ist flüssiger Stahl.
Der Elektroschmelzofen ist das Herzstück unseres Elektrostahlwerkes. Er arbeitet nach dem Prinzip des Gleichstrom-Lichtbogen-Verfahrens. Das Ofengefäß hat einen Durchmesser von 6 m. Der Ofenboden dient gleichzeitig als Anode. Die Elektrode, über die der Energieeintrag in den Ofen erfolgt, besteht aus Grafit und hat einen Durchmesser von 750 mm.
Die Stahlschmelze wird für Kundenwünsche optimiert.
Kurz vor dem Abstich wird die Temperatur des flüssigen Stahls automatisch mit einer Sonde gemessen. Sobald die Zusammensetzung und Temperatur den Vorgaben entsprechen, machen wir den Abstich. Unmittelbar vor dem Abstich fährt eine vorgewärmte Pfanne unter den Ofen. Nun neigt sich das komplette Ofengefäß, damit die oben schwimmende Schlacke in einen Schlackebunker abfließen kann. Später wird die Schlacke unter anderem zu Baustoffen weiterverarbeitet. Eine letzte Stahlprobe wird aus dem Ofen entnommen und analysiert. Dabei fließt der flüssige Stahl in die Pfanne des Stahlübergabewagens. Der Übergabewagen fährt wenige Meter vom Elektro- zum Pfannenofen. Dort wird der Stahl chemisch analysiert. Die Stahlproben entnehmen wir der Pfanne und analysieren sie im Labor neben der Ofenbühne. Innerhalb kurzer Zeit zeigt der Analyse-Monitor die Zusammensetzung des Stahls. Ausgehend von diesen Ergebnissen optimieren wir durch Zuschlags- und Legierungsstoffe die Eigenschaften sowie die Qualität der Schmelze, damit sie genau den spezifischen Kundenanforderungen an den finalen Stahl entspricht. Je nach Bedarf geben wir weitere Zuschlagstoffe in die Schmelze. Dabei sorgen die Lichtbögen dreier Elektroden von je 400mm Durchmesser für die richtige Übergabetemperatur. Gleichzeitig homogenisieren Argonspülungen die Schmelze. Sobald die Parameter des Stahls den Vorgaben entsprechen, fährt der Übergabewagen mit der Pfanne in die Gießhalle.
Der Gießbetrieb.
Als Vorbereitung für die weiteren Prozessschritte muss der Flüssigstahl zu Vorblöcken vergossen werden. Dazu nutzen wir die Stranggießanlage, auf der 4 Blöcke parallel gegossen werden. Die Brennschneidmaschine bringt die Blöcke auf Längen zwischen 4,5 und 11 Meter.
Der Übergang zur Stranggießanlage.
Hier wird die Schmelze an die Stranggießanlage übergeben. In unserer Gießhalle befinden sich die Stranggießanlage sowie die Ausbruch- und Zustelleinrichtungen für die feuerfeste Auskleidung, der Gießpfannen und Verteiler. Der Transportkran, mit 190t Tragfähigkeit, hebt die Gießpfanne mit ihren 120t Flüssigstahl vom Stahltransportwagen und setzt sie auf den Pfannendrehturm.
Der schnelle Wechsel der Pfannen gewährleistet unseren kontinuierlich laufenden Gießbetrieb. Bevor die neue Pfanne geöffnet wird, muss das sogenannte Schattenrohr angesetzt werden, das den flüssigen Stahl vor Abbrandverlusten durch Luftsauerstoff schützt.
Während sich der Pfannenturm dreht wird das Schattenrohr ausgeblasen und die Gießpfanne gewechselt. Sobald die Endposition erreicht ist, wird das Schattenrohr wieder an die volle Gießpfanne angesetzt. Wir leeren die Pfanne. Danach gießen wir die verbliebene Schlacke ab und reinigen die Pfanne, um sie für ihren nächsten Einsatz vorzubereiten.
Durch Guss bekommt der Stahl seine Form.
Über genau dimensionierte, feuerfeste Düsen läuft eine definierte Menge Stahl aus dem Verteiler in die Kokillen, so nennen wir Metallurgen die Gussformen für den flüssigen Stahl. Diese Kokillen sind aufwändig hergestellte Kupferrohre in den Abmessungen des gewünschten Vorblockes.
Von außen kühlen wir sie intensiv mit Wasser, um dem Stahl die Wärme zu entziehen. In der Gussform bildet sich ein Strang, der über ein Rollensystem nach unten durch die Kühlkammer geführt wird. Durch das Zuführen von Gießpulver beziehungsweise von Gießöl gewährleisten wir die gleichmäßige Herausbildung der äußeren Strang-Schale. Zugleich verhindern wir ein Ansetzen des Flüssigstahls an der Kokillenwand.
In den Kokillen überwachen Sensoren die Höhe des Gießspiegels. Die Messungen erscheinen direkt auf den Anzeigen der einzelnen Gießstränge sowie auf den Monitoren in der Kontroll-Station. An dieser Stelle werden alle, für unsere effiziente Prozessführung wichtigen Daten zusammengeführt. Vor allem regeln wir hier die vom Füllstand der Kokillen abhängige Gießgeschwindigkeit.
Zugeschnittene Vorblockprofile für das Walzwerk.
Die in der Kühlkammer erstarrten Stränge werden nun durch die Richttreiber befördert. Sie richten jeden Strang aus seinem Radius von 8m gerade. Als nächstes kommen 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 Quertransportmanipulator 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.
mehr erfahren
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 beseitigt der gezielte Druck mehrerer Richtrollen die inneren Spannungen in den Walzstäben, die beim Walzen und Abkühlen entstehen. Auch dieser Prozess ist rechnergesteuert. Das Endprodukt unseres Profilwalzwerkes sind schnurgerade, gerichtete Walzstäbe, welche die Richtmaschine mit zirka 6 Meter pro Sekunde verlassen.
mehr erfahren
Als nächstes werden die Walzstäbe auf einem Sammelbett zu Sägelagen zusammengefasst. Über Rollgänge fahren sie zur Sägenanlage. In der Kaltsägenanlage schneiden wir die Walzstäbe zentimetergenau auf die von unseren Kunden gewünschte Länge. Die auf Maß gesägten Profilstäbe kommen als nächstes zu den automatischen Stapelanlagen.
Die beim Sägen anfallenden Reste, wie Späne und Schopfstücke, fangen wir in Behältern auf und führen sie erneut dem Schmelzbetrieb zu. Auch an dieser Stelle zeigt sich unser effizienter und ressourcenschonender Prozess-Kreislauf.
Die Logistik.
Vorbereitung zum weltweiten Versand
Die auf Maß gesägten Profilstäbe stapeln wir mittels mehreren Stapelanlagen variabel und automatisch zu Paketen. Die Pakete werden gewogen, zentriert und mit Stahlbändern in den Bindelinien gebunden. Während des Bindeprozesses etikettieren wir jedes Paket mit kundenspezifischen Informationen.
Die Versandhalle und das Versandlager
Nach der Bindelinie kommen die Profilstab-Pakete zu den Übergaberosten in die Versandhalle. Hier werden je nach Kundenwunsch Farbkennzeichnungen und Stempelungen vorgenommen. Unser rechnergestütztes Logistiksystem sorgt dafür, dass die Pakete, je nach Auftrag, hier sofort verladen werden. Die Versandhalle hat eine Lagerkapazität von 2.500t.
Zusätzlich haben wir ein Außenlager, wo wir weitere 10.000t an versandfertigen Stahl-Profilen zwischenlagern können. Unsere Produkte werden mit der Bahn und mit LKWs zum Kunden transportiert. In beiden Fällen erfolgt die Beladung mit Magnetkranen. Mittels Unterleghölzer und Gurtsystemen gewährleisten wir die Transportsicherheit.
Eigenes Eisenbahnverkehrsunternehmen
Aus Sicht von Nachhaltigkeit und Umweltschutz bevorzugen wir den Transport mit der Eisenbahn. Deshalb betreiben wir das eigene „Eisenbahnverkehrsunternehmen Stahlwerk Thüringen (EVU)“. Für innerbetriebliche Transporte haben wir ein Schienennetz von insgesamt 28km Länge. Zu unserem EVU gehören Diesellokomotiven mit Funkfernsteuerung und Güterwagen.
Einen Teil unserer Produktion liefern wir mit unserem Eisenbahnverkehrsunternehmen aus. Auf dem Rückweg laden unsere Züge meist Schrott, der unsere Stahl-Produktion dann mit neuem Rohstoff versorgt.
