Stahl: Die Knochen der Zivilisation – Gießen von Blechen, Halbzeugen und Trägern
Wir gießen Sonnenlicht in Formen. Gestern wurden die Kohleöfen bereits durch saubere Lichtbögen ersetzt; heute verwandeln wir flüssiges "Lichtmetall" in die Knochen von Brücken, Schienen, Türmen und Werkzeugen – leise, präzise und schnell.
Warum Stahl (und warum jetzt)
Stahl ist immer noch die stärkste Poesie der Zivilisation pro Kilogramm. Das Problem war nicht das Metall — sondern der Rauch. Mit sauberer Energie (3–4 Teile) und intelligentem Sortieren (2 Teile) gießen und walzen wir weltweit, ohne den Himmel zu verpesten.
- Große Nachfrage: Türme, Schienen, Schiffe, Fabriken, Solarrahmen, Windtürme.
- Elektrifizierter Prozess: EAF und elektrische Erwärmung machen die Werke zu netzfreundlichen Nachbarn.
- Direktwalzen: heißes Metall direkt in die Maschine = weniger Energie, weniger Zeit, weniger Aufwand.
Gießgrundlagen (Platten, Blooms, Brammen)
Kontinuierliches Gießen (CCM)
Flüssiger Stahl fließt in eine wassergekühlte Form, es bildet sich eine Haut, der Strom wird gezogen und geschnitten. Keine riesigen Gießparks, keine „Wiedererwärmungsmuseen“ — nur ein gleichmäßiger Stahlfluss.
Platte: 200–250 mm dick • bis 2 000 mm breit Bloom: 200–350 mm quadratisch Bramme: 100–180 mm quadratischGießgeschwindigkeit: Platte ~1–2 m/min; Bramme ~3–6 m/min (abhängig von der Sorte).
Energie und Ausbeuten beim Gießen
- Gießelektrizitätsverbrauch: ~20–40 kWh/t (Antriebe, Sekundärkühlung)
- Ausbeute vom Schmelzbad bis zum Guss: ~92–96% (Abschnitte, Zwischentrichter, Anfangs-/Endteile)
- Heißübertragung: direkt in die Walzstraße 700–1000 °C — 60–90% weniger Erwärmung
Elektrische Erwärmung, keine Flamme (warum das wichtig ist)
Wir erhitzen Stahl, nicht die Luft
Für Platten, Blooms und Brammen verwenden wir Induktions- und Widerstandsofen. Sie übertragen die Energie direkt auf das Metall; nichts entweicht in den Schornstein.
- Volles Aufheizen (kalte Platte → 1 200 °C): ~0,25–0,35 MWh/t
- Warmübergabe (700–900 °C → 1 200 °C): ~0,05–0,15 MWh/t
- Walzantriebe und Unterstützung: ~0,08–0,15 MWh/t
Zahlen beinhalten Wärmerückgewinnung und moderne Antriebe; planen Sie nach der Obergrenze, freuen Sie sich über die Untergrenze.
Warum Werkstätten Mikronetz mögen
- Prognostizierte Arbeitszyklen → Akkumulation deckt Spitzen leicht ab.
- Wärmerückgewinnung → Prozessdampf für Nachbarn (Lackierung, Wäscherei, Lebensmittel).
- Keine NOx-Brenner → saubere Luft und weniger Genehmigungen.
Walzstraßen und Produkte (was wir herstellen)
Warmwalzstraße (HSM) — Coils
Platten werden zu Coils für Autos, Haushaltsgeräte, Schiffplatten und Solarnachführungen gewalzt.
- Eingang: 200–250 mm Platte
- Ausgang: 1,2–20 mm Band
- Linienstrom: ~0,12–0,25 MWh/t (mit Warmübergabe)
Platte / Steckel — dicke Platten
Dicke, breite Platten für Windtürme, Brücken, Schiffsrümpfe.
- Ausgang: 10–150 mm Platte
- Linienstrom: ~0,10–0,20 MWh/t (Warmübergabe)
Profile / Stäbe — Träger, Schienen, Bewehrung, Draht
Rohlinge/Blöcke werden zu Bewehrung, H-Trägern, Schienen, Drahtstäben.
- Linienstrom: ~0,08–0,18 MWh/t (Warmübergabe)
- Schienen: Geradheit <0,3 mm/m
Merkblatt pro Tonne (Stahlprodukte)
Strom (ohne Schmelzen)
| Betrieb | kWh pro Tonne | Anmerkungen |
|---|---|---|
| Gießen und Längsschneiden | 20–40 | Antriebe, Wasser |
| Vorwärmen (Kaltband) | 250–350 | Induktion/Widerstand |
| Vorwärmen (Warmübergabe) | 50–150 | Abhängig von der Eingangstemperatur |
| Walzen und Hilfsanlagen | 80–150 | Motoren, Hydraulik |
Insgesamt (Warmband): ~0,20–0,40 MWh/t. Insgesamt (Kaltband): ~0,35–0,50 MWh/t.
Ausbeuten (vom Schmelzen bis zum Endprodukt)
| Schritt | Ausbeute, % | Kommentar |
|---|---|---|
| EAF-Auslauf → Gießen | 92–96% | Abschnitte, Zwischen-Trichter |
| Gießen → Walzen | 97–99% | Abgeschnittene Enden |
| Walzen → Produkt | 95–98% | Kantenabschnitt, Grate |
Insgesamt: ~85–92% abhängig vom Produktmix und der Heißumformung. Schrott wird zurück in den EAF geführt.
Vorab berechnete Fabrikszenarien
Szenario A — Mini-Werk (Langprodukte, Schrott→EAF)
Kapazität 1 Mt/Jahr • Rohlinge/Blooms → Bewehrung, H-Träger, Schienen.
| Position | Wert |
|---|---|
| Durchschnittlicher Durchsatz | ~125 t/h (8 000 h/Jahr) |
| EAF Strom (Schmelzen) | ~0.50 MWh/t → ~62.5 MW |
| Gießen + Walzen (Heißumformung) | ~0.15 MWh/t → ~18.8 MW |
| Gesamtdurchschnittliche Last | ~80–90 MW |
| PV min. (für Tagesabdeckung) | ~410–460 MWp |
| Speicher (12 Std.) | ~0.96–1.08 GWh |
| Fußabdruck (Fläche) | ~20–35 ha (cechai + aikštelės) |
PV Minimum basierend auf Durchschnitt (MW)×5,14 (5,5 PSH, 85% DC→AC). Wir vergrößern, um Nachbarn zu versorgen.
Szenario B — Zentrum für Flacherzeugnisse (DRI(H₂)+EAF + HSM)
Kapazität 5 Mt/Jahr • Platten → Coils/Platten, weit verbreitet mit Heißumformung.
| Position | Wert |
|---|---|
| Durchschnittlicher Durchsatz | ~625 t/h |
| DRI(H₂)+EAF Strom | ~3,5–4,0 MWh/t → ~2,2–2,5 GW |
| Walzen (Heißumformung) | ~0,20 MWh/t → ~125 MW |
| Gesamtdurchschnittliche Last | ~2,3–2,6 GW |
| H₂-Verbrauch | ~250–300 kt/Jahr |
| PV Minimum | ~12–13 GWp |
| Speicher (12 Std.) | ~28–31 GWh |
| Fußabdruck | ~60–120 ha + nahegelegenes PV-Feld |
Elektrolyseure machen den Großteil der Leistung aus. Walzen ist ein „feiner“ Bereich.
Produktionsmischungs-„Griff“ (1 Mt/Jahr Werk)
| Mischung | Coil | Blech | Profile/Stäbe | Durchschnittlicher Strom (MW) |
|---|---|---|---|---|
| Viele Coils | 60% | 10% | 30% | ~86 |
| Ausgewogen | 40% | 20% | 40% | ~82 |
| Viele Lange | 20% | 10% | 70% | ~79 |
Unterschiede ergeben sich aus dem Bedarf der Walzwerke und dem Vorwärmbereich; EAF-Beladung ist ähnlich.
Ausstoß, Qualität und Null-Abfall
Schrott – ein Vorteil, kein Nachteil
- Kantenabschnitte, Ausschuss und Abschnitte gehen direkt zurück in den EAF-Kübel.
- Anstelle von Zerkleinern und Aufheizen verringern sich die Schmelzenergie und die Zeit vom Beladen bis zum Ausgießen.
- Enden von Halbzeugen/Coils versorgen einen kleinen Gießofen für Gussstücke und Walzwerkhalbzeuge.
Qualitätssicherung – interessant
- Lineare Messgeräte: Dicke, Profil, Ebenheit.
- "Metallurgie auf Schienen": Spektrometer direkt am Gießen; Härte und Gefüge an der Wickelmaschine.
- Rückverfolgbarkeit: Jeder Träger und jedes Coil hat eine digitale Geburtsurkunde.
Fußabdruck und Team (1 Mt/Jahr Mini-Werk)
Fläche
- Schmelzerei + Gießerei: ~8–12 ha (geschlossen)
- Walzen und Endbearbeitung: ~8–15 ha
- Gelände und Logistik: ~5–8 ha
- PV-Fläche (min.): ~2,0–2,5 km² (in der Nähe)
Menschen und Kompetenzen
- Bedienmannschaften für jede Werkstatt (3 Schichten), starke Automatisierungsbasis.
- Elektriker > Brennermeister (so konzipiert).
- Metallurgen, Qualität, Wartung und eine Limonadenbar für ankommende Schulausflüge.
Fragen und Antworten
"Sind Träger und Coils wirklich aus derselben Schmelze?"
Ja – Bleche für Coils/Bleche und Rohlinge/Blätter für Profile/Stäbe fallen aus parallelen Gießströmen. Dieselbe Chemie, unterschiedliche Formen, dieselben – keine – Dämpfe.
"Und Verzinken und Beschichten?"
Nebenan. Elektrische Glühlinien, Zink-/Aluminium-Bäder und Walzlinien leben im selben Mikronetz und schlürfen überflüssige Sonnenenergie aus Teil 3.
"Können wir alles heiß laden?"
Fast. Intelligente Puffer halten die Stromtemperatur bis zum Walzen; wenn eine Pause notwendig ist, füllt elektrisches Nachheizen die Lücke – ganz ohne "Feuerdrachen".
Weiter: Aluminium, Kupfer und seltene Metalle – Kraftadern (Teil 6). Drähte, Leichtmetalllegierungen und Batteriemetalle – das Nervensystem unserer Knochen.