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„Wir machen den Stahl von morgen“

Ohne Innovationen keine Zukunft: Die Salzgitter Mannesmann Forschung (SZMF) gehört weltweit zu den führenden Instituten der Stahlbranche. Es entstand 2004 als Zusammenschluss aus Teilen des Werkstoffzentrums der Salzgitter Flachstahl GmbH und dem Mannesmann Forschungsinstitut (MFI), das in diesen Tagen sein 75-jähriges Bestehen feiert. Für STIL Anlass genug, die SZMF ausführlich vorzustellen – und ihre Menschen
Forschung und Entwicklung bilden eine wesentliche Basis für unsere Gesamtstrategie, als erfolgreicher Nischenplayer zu agieren.“ Das, was Professor Wolfgang Leese, Vorstandsvorsitzender der SZAG, 2007 bei der Präsentation des neuen Technikums (SZMF) in Salzgitter sagte, gilt bis heute: Dem Bereich Forschung wird im Konzern ein unvermindert großes Augenmerk zuteil. Mit über 300 Mitarbeitern, davon 100 Wissenschaftler, gehört die SZMF mit den Standorten Salzgitter und Duisburg zu den führenden europäischen Einrichtungen im Stahlbereich.

Das Unternehmen entstand 2004 als Zusammenschluss aus dem Mannesmann Forschungsinstitut (MFI), das dieses Jahr 75-jähriges Bestehen feiert, sowie Teilen des Werkstoffzentrums der Salzgitter Flachstahl GmbH. Geschäftsführer der SZMF ist seit dem Zusammenschluss Prof. Matthias Niemeyer. Seit 2004 wurden an beiden Standorten mehr als 20 Millionen Euro investiert.

Bernd Schneiders

„Ich liebe die ständige Herausforderung“

Tätigkeit: Techniker
Abteilung: Mechanische Prüfung und Bruchmechanik in Duisburg
Ausbildung: Maschinenbautechniker

Aktuelle Projekte:
Umlaufbiegeversuche an Bohrrohren am Spannfeld zur Charakterisierung der Ermüdungseigenschaften. Schneiders, der seit 2006 bei der SZMF arbeitet, ist für zwei weitere Prüffelder und die Wartung des Abteilungs-Maschinenparks zuständig.

Faszination desWerkstoffs Stahl:
„Die vielseitigen Verwendungsmöglichkeiten
von Stahl –von der Schraube bis zur Offshore-Pipeline.“

Reiz an der Forschung?
„Ständige Herausforderung durch neue Fragestellungen.“

Hobbys:
„Familie, Lesen, Radeln, Wandern.“

Dr. Charles Stallybrass

„Immer wieder Neues“

Tätigkeit: Werkstoffentwickler
Abteilung: Werkstoffentwicklung in Duisburg
Ausbildung: Ing. Werkstoffwissenschaften

Aktuelle Projekte:
Untersuchung der Grundwerkstoffeinflüsse auf die Zähigkeit
in der Wärmeeinflusszone von längsnahtgeschweißten Großrohren;
Entwicklung hochfester Großrohrgüten mit besonderer Zähigkeit bei Tiefsttemperaturen

Faszination des Werkstoffs Stahl:
„Dass man immer noch neue Eigenschaften
und Anwendungsmöglichkeiten entdecken kann.“

Reiz an der Forschung?
„Die tägliche Herausforderung.“

Hobbys:
„Sport, Geige spielen.“

Eckhard Maiwald

„Das Warum ergründen“

Tätigkeit: Umformversuche/ Prototyping
Abteilung: Anwendungstechnik/ Umformtechnik in Salzgitter
Ausbildung: Industriemechaniker

Aktuelle Projekte:
Grenzformänderungsanalysen bei HSD®-Stählen. Eckhard Maiwald ist Experte an der 1000-Tonnen-Presse, die im Technikum steht.

Faszination des Werkstoffs Stahl:
„Stahl ist ein Werkstoff wie kein anderer:
mit fast unbegrenzten Anwendungsmöglichkeiten und zu 100 Prozent
recycelbar.“

Reiz an der Forschung?
„Weil ich das Warum einer Sache ergründen kann.“

Hobby:
„Basteln an meinem Trecker.“

Innovationen haben Tradition in Salzgitter:

Nachdem z. B. 2002 und 2007 mit Konzeptstudien wie „Atlas“ und „Scalight“ und 2006 mit der Entwicklung lufthärtender LH®-Stähle im Automobilleichtbau für Aufsehen gesorgt wurde, sind es zurzeit hochmanganhaltige HSD®-Stähle, auf die Kunden in aller Welt warten. Diese HSD®-Stähle, die ab 2011 auf einer ebenfalls vom SZMF gemeinsam mit SMS Siemag und der TU Clausthal entwickelten Bandgießanlage in Peine produziert werden, vereinigen wie keine Stähle zuvor gegenläufige Materialeigenschaften wie Festigkeit und Dehnbarkeit. Hans Fischer, Vorstand Stahl der Salzgitter AG: „Mit dem HSD®-Projekt festigt Salzgitter seine Position als Premiumlieferant und unterstreicht damit seine Fähigkeit, Marktanforderungen der Zukunft zu erfüllen.“ Und: „Die SZMF trägt entscheidend zu unserem übergeordneten Konzernziel bei: Sicherung der unternehmerischen Eigenständigkeit durch Profitabilität und Wachstum. “

„Künftige Innovationssprünge sind nur mit mehr Grundlagenforschung zu erwarten“

Interview mit Prof. Matthias Niemeyer, Geschäftsführer der Salzgitter Mannesmann Forschung

Seit 2004 leitet Professor Matthias Niemeyer, 42, die Salzgitter Mannesmann Forschung. Der Vater von zwei Kindern studierte Maschinenbau an der Universität Hannover, wo er promovierte und 2005 zum außerordentlichen Professor ernannt wurde. Das Interesse am Werkstoff Stahl und der Technik scheint Prof. Niemeyer in die Wiege gelegt: Vater, Großvater und Urgroßvater waren Schmiede.

stil
Welchen Stellenwert hat die Forschung für ein Unternehmen wie die Salzgitter AG?

prof. niemeyer
Die Aufgabe der Salzgitter Mannesmann Forschung besteht vorrangig darin, dem Konzern die Innovationsfähigkeit und damit den Absatz auch in Zukunft zu sichern. In diesem Zusammenhang sind die sogenannten Pionierrenten wichtig: Die fährt ein Unternehmen immer dann ein, wenn es eine bestimmte Idee früher hat als andere und diese praktisch umsetzt. Allgemein gilt: Da wir in Deutschland ein rohstoffarmes Land sind, müssen wir die Rohstoffe, die wir einführen, so wertig wie möglich machen. Auch wenn ich eine Binsenweisheit wiederhole: Unsere wichtigste Ressource ist das Wissen.

stil
Welche unterschiedlichen Forschungsschwerpunkte existieren an den Standorten Salzgitter und Duisburg?

prof. niemeyer
Schwerpunkte in Duisburg sind Metallurgie/Werkstofftechnik und die Ingenieurtechnik, beides in den Produktgruppen Rohr, Profil und Grobblech sowie der Systemtechnik. In Salzgitter wird hauptsächlich im Bereich der Anwendungsund der Oberflächentechnik sowie insbesondere an der Werkstoff- und Prozessentwicklung für Kalt- und Warmband gearbeitet.

stil
Rekrutiert sich Ihr Kundenstamm ausschließlich aus den Gesellschaften der SZAG?

prof. niemeyer
Keinesfalls. Aufträge kommen auch aus der Automobilindustrie, dem Maschinen- und Anlagenbau, der Energietechnik und der Bauindustrie.

stil
Reagieren Sie bei der Forschung nur auf Markterfordernisse – oder schaffen Sie auch Bedarf?

prof. niemeyer
Beides. Zum einen forschen wir natürlich auf konkrete Anfragen hin. Zwei Beispiele: 2004 fragte Mercedes bei uns an, ob wir für die nächste Generation der E-Klasse einen Stahl als Alternative zum teuren Aluminium entwickeln könnten. Das Ergebnis ist der sogenannte lufthärtende Stahl, aus dem heute der gesamte Integralträger in der aktuellen E-Klasse gefertigt ist. Und bei den Rohren für die Ostsee-Pipeline haben wir für den Hersteller Europipe den Stahl so modifiziert, dass er resistent gegen das leicht saure Tiefenwasser der Ostsee ist.

stil
Und wie sieht es mit der Schaffung von Bedarf aus?

prof. niemeyer
Wir führen die neuesten wissenschaftlichen Trends mit Produkt- und Prozesswissen zusammen und gleichen sie mit Marktbedürfnissen ab. Dies gelingt auch, weil wir eine Schnittstelle zu einem internationalen Netzwerk aus Universitäten, Instituten und industriellen Partnern sind. Die daraus resultierenden Forschungskooperationen ziehen wir dem Zukauf von Know-how übrigens entschieden vor (siehe dazu auch die Seiten 14/15; Anm. d. Red.).

stil
Ein Beispiel, bitte.

prof. niemeyer
Nehmen Sie die neue Bandgießanlage, die in Peine bis 2011 entsteht. Sie beruht auf Erfahrungen, die wir mit einer Pilotanlage an der TU Clausthal gesammelt haben. Diese neue Technologie, bei der wir weltweit führend sind, bietet zwei große Vorteile: Zum einen sind die Investitions- und Betriebskosten bedeutend niedriger als bei der bisherigen Technik. Zum anderen können Werkstoffe hergestellt werden, die mit konventioneller Technik gar nicht oder nur sehr eingeschränkt erzeugt werden können. Mit dem Direct Strip Casting, wie das Verfahren auch genannt wird, können neue Stahlwerkstoffe mit besonders hoher Festigkeit und sehr gutem Umformvermögen gleichzeitig hergestellt werden. Darum werden sich die Kunden reißen. Diese HSD®-Stähle (High Strength and Ductility, siehe dazu auch Seite 11, Anm. d. Red.) sind von strategischer Bedeutung für die Weiterentwicklung der Salzgitter AG als Premiumlieferant.

stil
Welche drei Erfindungen der SZMF in den vergangenen Jahren halten Sie für die wichtigsten?

prof. niemeyer
Da nenne ich die eben angesprochenen HSD®-Stähle, die Bandgießtechnologie und den lufthärtenden Stahl.

stil
Was wird Stahl 2020 können?

prof. niemeyer
Im Prinzip wird es darum gehen, Stähle zu entwickeln, die noch einmal eine Verdoppelung der Festigkeit bei ähnlicher Verformbarkeit wie heute bieten. Prinzipiell gilt: Um künftig wirklich Innovationssprünge zu machen, müssen wir uns auch wieder mehr der Grundlagenforschung zuwenden. Wir müssen bestimmte Mechanismen verstehen. Warum diffundiert Wasserstoff in den Stahl hinein, und was macht er dort? Wenn ich das verstanden habe, kann ich gezielt einen Werkstoff entwickeln, der das verhindert.

stil
Sehen Sie die Integration der Forschungsstandorte Salzgitter und Duisburg als gelungen an oder bestehen noch unterschiedliche Mentalitäten?

prof. niemeyer
Die unterschiedlichen Mentalitäten bestehen durchaus noch. Um die Zusammenarbeit zu fördern, tauschen wir regelmäßig Mitarbeiter zwischen den Standorten aus und machen gemeinsame Projekte. Wichtig ist aber auch, dass wir im Konzern unser geballtes Stahlwissen für gesellschaftsübergreifende Projekte nutzen.

stil
Worin bestehen für Sie die größten Herausforderungen an den Konzern?

prof. niemeyer
Das ist für mich zum Beispiel das Wissensmanagement. Wissen muss so gelenkt werden, dass man es sinnvoll und zielgerichtet einsetzen kann. Wir haben zum Beispiel 800 000 Seiten aus dem Duisburger Archiv digitalisiert, um sie allen Mitarbeitern zur Verfügung stellen zu können. Und mit WiDaS haben wir unsere eigene kleine Wikipedia-Version mit im Moment 3500 Seiten geschaffen.

stil
Was persönlich reizt Sie an der Forschung?

prof. niemeyer
Die handelnden Menschen, Neues zu erfinden und damit Geld zu verdienen.

stil
Was ist Stahl für Sie in einem Wort, bitte!

prof. niemeyer
Sexy.

Unternehmenskennzahlen Salzgitter Mannesmann Forschung

Gründung 1934/2004
Umsatz 34,3 Mio. Euro (GJ 2008)
Mitarbeiter 313 (31. 12. 2008)
Investitionen 2004–2008 21,5 Mio. Euro
Büro-/Laborflächen SZ: ca. 3500 m2
DU: ca. 8600 m2
Zertifikate/ ISO 17025:2000;
Akkreditierung ISO/TS 16949/ISO 9001
QUELLE: SZMF

SZMF: Zwei Standorte, ein Ziel Der Bilderbogen aus Salzgitter und Duisburg zeigt Atmosphäre – und die beiden größten Investitionen

Warum HSD®-Stähle so einmalig sind

Die Seite für alle, die es ein bisschen genauer wissen möchten

HSD® (High Strength and Ductility)-Stähle stellen aufgrund ihrer herausragenden mechanischen Eigenschaften eine eigene Klasse von Stahlwerkstoffen mit sehr großen Potenzialen dar. Sie besitzen bei sehr hohen Festigkeiten gleichzeitig eine hohe Duktilität. Zu erklären sind die Werkstoffeigenschaften durch die Vorgänge beim Auftreten des TRIP- und des TWIP-Effekts. Beim sogenannten TRIPEffekt (TRansformation Induced Plasticity), ist der Stahl nach Abkühlung auf Raumtemperatur weitgehend austenitisch. Dieser Zustand ist allerdings metastabil, und bei Verformung wandelt Austenit in Martensit um, was mit einer hohen Verfestigung verbunden ist. Beim TWIP-Effekt, der im oberen Mangangehaltsspektrum dominiert, resultiert das Verfestigungspotenzial aus der verformungsinduzierten Zwillingsbildung. Hierdurch werden noch höhere Dehnungen, allerdings bei etwas geringerer, aber immer noch außerordentlich hoher Festigkeit erreicht.

Die extrem hohen Festigkeiten und die gegenüber herkömmlichen Stählen geringere Dichte der neuen HSD®-Güten ermöglichen bei gleichzeitig großer Verformbarkeit deutliche Gewichtseinsparungen an Stahlbauteilen. So konnten an beispielhaften Untersuchungen an Musterbauteilen für Automobile Gewichtseinsparungen um bis zu 30 Prozent erreicht werden. Gewichtsreduzierte Fahrzeuge ermöglichen die Erschließung großer Energie- und CO2-Emissionseinsparpotenziale, nicht nur bei der Produktion, sondern insbesondere im Betrieb.

Die neue Technik kommt ohne Gießpulver aus

Voraussetzung für die Herstellung von HSD®-Stählen ist die neue Direct Strip Cast- oder Dünnbandgießtechnik (DSC). Bei diesem Bandgießen wird der flüssige Stahl über ein Zuführsystem auf ein umlaufendes, von unten intensiv mit Wasser gekühltes Gießband aus Stahl gegossen. Weil der Stahl direkt auf das mitlaufende Gießband gegossen wird, kann auf den Einsatz von Gießpulver verzichtet werden, welches in klassischen Prozessen zur Verringerung der Reibung eingesetzt wird.

Nach der Erstarrung des Stahlfilmes durchläuft das 8 bis 15 Millimeter dicke Band eine Sekundärkühlzone, sodass das anschließende Warmwalzen bei für die Einstellung der Werkstoffeigenschaften geeigneten Temperaturen erfolgen kann. Die nachgeschaltete Kühlstrecke und Aufwickeleinheit sind Stand der Technik.

Durch die Einführung der DSC-Technik können bei der Herstellung von Stahlband erhebliche Energie- und Kosteneinsparungen gegenüber der konventionellen Strangguss- oder Dünnbrammentechnik erreicht werden. Die konventionelle diskontinuierliche Herstellung von Brammen mit Abmaßen, die weit von denen des Endproduktes entfernt sind, erfordert das wiederholte Aufwärmen des Materials und zahlreiche Umformstufen. Die Einsparpotenziale durch Nutzung der Gießwärme und Reduzierung des Umformgrades liegen auf der Hand.

Weitere Einsparpotenziale ergeben sich durch die mögliche Nutzung gesteigerter Schrottanteile, ohne dass die bekannten unerwünschten Effekte durch hohe Begleitelementanteile aufträten. DSC unter Schutzgas und beschleunigter Erstarrung vermeidet dieses Problem und erschließt die in Zukunft verstärkt auftretenden Schrotte mit zu hohen Gehalten an Begleitelementen als Rohstoffressource sogar für besonders innovative Produkte wie HSD®-Stahl.

Bei der Entwicklung von HSD®-Stählen kooperiert Salzgitter seit 2005 mit Corus.

Ein Rückblick: 75 Jahre Stahlforschung in Duisburg-Huckingen

Vom Hüttenlabor zum Entwicklungszentrum. Von Prof. Dr. Horst A. Wessel, Düsseldorf

Der Standort Duisburg der Salzgitter Mannesmann Forschung (SZMF) nahm am 1. Juni 1934 als zentrale Forschungsanstalt der Mannesmannröhren-Werke ihre Arbeit auf. Wenige Jahre zuvor hatte das Unternehmen das Blechwalzwerk im Süden Duisburgs zu einem Hüttenwerk mit Roheisen- und Stahlerzeugung ausgebaut. Das Arbeitsprogramm der neuen Einrichtung umfasste die Erforschung der Roheisenerzeugung, die Verbesserung der Qualität bekannter und die Entwicklung neuer Stähle sowie die Berechnung von Rohrkonstruktionen und die Untersuchung fertiger Erzeugnisse.
Vorher hatte es bereits eine metallurgische Abteilung gegeben. Die drei Mitarbeiter, ein Wissenschaftler, ein Techniker und ein Hilfsarbeiter, arbeiteten in einem Raum; die Apparateausstattung bestand aus einem alten Mikroskop. In den größeren Mannesmannröhren-Werken bestanden kleinere Werkslaboratorien zur Berechnung von Leitungsprojekten, zur Durchführung von Druckversuchen und von Spannungsmessungen.

Bei der Herstellung von Sonderstählen, die Anfang der 1930er-Jahre aufgenommen worden war, hinkte das Unternehmen mangels wissenschaftlicher Einrichtungen und fehlender Forschungsarbeit hinter der Entwicklung her und musste sogar wirtschaftliche Nachteile hinnehmen. Der schließlich gefasste Entschluss, ein eigenes Forschungsinstitut zu errichten, wurde zwar durch die Weltwirtschaftskrise verzögert, konnte jedoch bis Mitte 1934 realisiert werden. In unmittelbarer Nähe des heutigen Standorts konnte die personell verstärkte und auch apparatemäßig besser ausgestattete metallurgische Abteilung einen Neubau beziehen.

Die als Versuchsanstalt konzipierte Einrichtung entwickelte sich rasch zu einer zentralen Forschungseinrichtung für den Konzern. Sie wurde durch physikalische und chemische Abteilungen sowie durch Laboratorien für Röntgenuntersuchungen, Schweißtechnik, Korrosion, Schwingungsprüfungen und Verzunderung erweitert. Für die bauliche Erweiterung und die Beschaffung der Apparateausstattung, darunter ein Kaltwalzwerk und ein Hochfrequenzofen, wurden finanzielle Mittel in zuvor nicht gekannten Umfang bereit gestellt. Dadurch wurde nicht nur die Stellung des Unternehmens im Wettbewerb verbessert und langfristig gesichert, sondern zugleich auch den Anforderungen entsprochen, die die nationalsozialistische Autarkiepolitik an die Eisenund Stahlindustrie stellte. Die Zahl der Mitarbeiter stieg auf 15 Wissenschaftler, 19 Techniker und Laboranten sowie 40 Lohnempfänger. Die Arbeiten betrafen bereits anspruchsvolle und patentfähige Entwicklungsarbeiten.
1936 wurde in der Nähe des Institutsgebäudes eine auch äußerlich ansprechende Neuanlage mit Hauptgebäude und Hallen errichtet, die 1937 bezogen wurde – dabei handelte es sich um den heutigen „Altbau“. Nun konnten die Abteilungen zentral untergebracht werden. Neben der systematischen Qualitätsverbesserung stellte die befohlene Umstellung der Werke auf Ersatzwerkstoffe hohe Anforderungen an das Institut und seine Mitarbeiter. So gelang es, trotz fehlender Zuschlagstoffe Stahlqualitäten besonderer Güten zu entwickeln. Die Mannesmannröhren- Werke waren z. B. als einzige in der Lage, Stähle mit hoher Sicherheit gegen Laugensprödigkeit herzustellen. Am 1. Juli 1948 wurde das Forschungsinstitut rechtlich verselbstständigt. Ab Herbst 1949 durften wieder Forschungsarbeiten durchgeführt werden. Der mit der Währungsumstellung einsetzende Wirtschaftsaufschwung stellte Mittel zur Verfügung, die zur Beseitigung der Kriegsverluste und zur Neuanschaffung von Geräten genutzt wurden. Die Aufnahme neuer Arbeitsgebiete wie Wärme-, Strömungs-, Verformungs- und Kunststofftechnik wurde geplant und später nach Ausbau des Dachgeschosses im Hauptgebäude und einiger Neubauten realisiert. Mitte der 1950er-Jahre hatte der Personalstand die Vorkriegsstärke wieder erreicht. Das Institut hatte sich inzwischen von einem beinahe reinen Werkstoffinstitut zu einer Einrichtung für betriebliche Forschung und Entwicklung für den Konzern gewandelt. Mit seinen spezialisierten Fachbereichen war die Grundlage für die Lösung auch komplexerer Probleme gegeben. Grundlegend waren die Untersuchungen zur Versprödung von Chromstählen und zur Bildung der sigma-Phase sowie zur Kornzerfallneigung bestimmter legierter Stähle, das Frischen mit Sauerstoff und insbesondere die industrielle Umsetzung des Vergießens von flüssigem Stahl im Strang. Anfang der 1960er-Jahre beschäftigte das Institut mehr als 350 Mitarbeiter. Einige von ihnen qualifizierten sich durch ihre Arbeit für führende Positionen an anderen Stellen des Konzerns.

Durch die Arbeitsteilung mit Thyssen 1970 fielen einige Arbeitsbereiche weg, andere, insbesondere die Rohrentwicklung, wurden noch intensiviert. Durch die Eingliederung von mehr als hundert neuen Mitarbeitern wuchs die Belegschaft auf knapp 500 Personen. Auf der linken Frontseite des Hauptgebäudes entstand ein Neubau, der zunächst zweistöckig ausgeführt wurde, und dahinter eine weitere Halle. Ende der 1970er-Jahre erreichte das Institut seine größte räumliche Ausdehnung durch die Aufstockung des Neubaus und die Errichtung neuer Hallen. Seitdem präsentiert es sich nach außen hin so, wie wir es kennen.
Anfang 1987 wurde das Institut von der Mannesmann AG auf die Tochtergesellschaft Mannesmannröhren-Werke (MRW), für die es zu mehr als 90 Prozent arbeitete, übertragen; der Name Mannesmann Forschungsinstitut blieb wegen des hohen Bekanntheitsgrads erhalten. MRW befand sich wegen der weltweiten Überkapazitäten und der durch Staatssubventionen verzerrten Wettbewerbslage in einer fast ausweglosen Situation. Innerhalb weniger Jahre musste die Belegschaft um fast die Hälfte reduziert werden. Das hatte Auswirkungen auch auf das Institut, das drastische Mittelkürzungen hinnehmen und die Zahl seiner Mitarbeiter erst um ein Viertel, schließlich um mehr als 40 Prozent kürzen musste. Im Übrigen setzte man alles daran, MRW im internationalen Wettbewerb zu stärken – durch Sicherung und Verbesserung der Qualität, Reduzierung der Produktionskosten und Erhöhung der Liefersicherheit. Dennoch war in diesen Jahren die Existenz der Gesellschaft mehrfach akut gefährdet.

Durch die Übernahme von MRW durch die Salzgitter AG änderte sich für die Gesellschaft und das Forschungsinstitut die Lage grundlegend zum Positiven. Das Mannesmann Forschungsinstitut wurde im Oktober 2000 bei unveränderter Aufgabenstellung in der neu gegründeten Mannesmann Forschungsinstitut GmbH, Duisburg (SZMF), verselbstständigt.

2004 wurde es in Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH umfirmiert und der Sitz nach Salzgitter verlegt. Nach der Vereinigung mit dem Werkstoffzentrum der Salzgitter Flachstahl GmbH wurden beide Forschungsstandorte großzügig ausgebaut. Dabei wurden nicht nur die in der Vergangenheit entstandenen Lücken ausgefüllt, sondern das Institut hinsichtlich Personal und Einrichtung so ausgestattet, dass es auch künftig noch wachsenden Ansprüchen zu entsprechen vermag. Die SZMF gehört zum Kreis der führenden Stahlforschungsunternehmen in Europa.

Forschung früher

KTB-Bohranlage, bis 1995: Die Tatsache, dass eine Beteiligung von MRW unter (oder wegen der) Mitarbeit des Instituts an der Auslegung des Bohrstrangs für das tiefste Bohrloch Deutschlands (über 9000 m) stattfand, zeigte erneut die herausragende Stellung der Mannesmannröhren- Werke als Lieferant für hochwertige Gestängerohre. Bei der Werkstoffauswahl und dem Konzept für das Bohrgestänge waren neben den hohen mechanischen Beanspruchungen Temperaturen bis 300 °C und extrem korrosive Bedingungen zu berücksichtigen, die letztlich zu einem niedrig legierten Vergütungsstahl und innovativen Lösungen im Design führten. Die entstandene Leichtbaukonstruktion zeichnete sich durch höchstes Festigkeits- und Zähigkeitsniveau sowie eine hoch tragfähige Gewindeverbindung aus.

Wasserstoffspeicher, 1987: Im Rahmen eines Forschungsvorhabens „Alternative Energien im Straßenverkehr“ unter Führung von Daimler- Benz hat sich Mannesmann schon 1987 an der Entwicklung von sogenannten Hydridspeichern zur Speicherung von Wasserstoff beteiligt. Hierbei wird Wasserstoff von in Rohren befindlichem Metallpulver absorbiert, es entstehen sogenannte Hydride. Beim Betankungsvorgang wird Wärme abgegeben, bei der Entnahme Wärme aufgenommen. Der Wasserstoffspeicher ist deshalb als Wärmetauscher ausgebildet, die Wärmeabfuhr erfolgt mit Wasser, die Wärmezufuhr aus den heißen Abgasen eines Motors. Als Folge der Entwicklung entstand eine eigenständige Gesellschaft, HWT Gesellschaft für Hydrid- und Wasserstofftechnik mbH, die die Fertigung der Speicher vornahm. Die Erprobung in Fahrzeugen von Daimler-Benz führte damals bis zur Serienreife, scheiterte aber am noch nicht aufnahmebereiten Umfeld. Inzwischen hat diese Technologie aber auch Verwendung im Bau von Unterseebooten gefunden. Ein neues Anwendungsgebiet erschloss sich mit der Reinigung von Gasen, wobei höchste Reinheitsgrade erreicht werden können.

Zusammen mehr erreichen: Fünf Beispiele für erfolgreiche Kooperationen

POSCO: Partner von Welt aus Korea

Bereits seit 2003 besteht eine fruchtbare Kooperation zwischen dem koreanischen Stahlkonzern POSCO und der Salzgitter AG. Neben dem vielfältigen Informationsaustausch ist die technische Zusammenarbeit ein entscheidender Aspekt. Beginnend mit gemeinsamen Entwicklungstätigkeiten auf dem Feld von Hochleistungsstählen für den Automobilbau ist die Kooperation mittlerweile auch auf den Stahlrohrbereich ausgeweitet worden. Über die gemeinsame Neuentwicklung neuer hochfester Stähle hinausgehend, ist auch die Erarbeitung neuer technischer Konzepte für eine effizientere Produktion bestehender Stahlprodukte ein wesentlicher Inhalt der Zusammenarbeit.

Ein Ergebnis der Zusammenarbeit ist beispielsweise die lizenzierte Produktion von isotropem Stahl (I-Stahl) bei POSCO. Dabei wendet POSCO auch die bei der Salzgitter AG verwendete PRETEX-Technologie zur Oberflächentexturierung an. Ein weiteres Beispiel für die bereits realisierten Projekte im Bereich der Stähle für den Automobilbau ist die Entwicklung von Mehrphasenstählen mit ausgezeichneten Bake-Hardening-Eigenschaften. Im Zuge der Globalisierung auf den Automobilmärkten können hierdurch beide Partner ihre Stärken und ihr Know-how einbringen, um die weitere Entwicklung im Bereich der Automobilstähle aktiv mitzugestalten.

Bei Hochleistungs-API-Stählen für den Bau von Öl- und Erdgaspipelines, wie beispielsweise dem X80, wurde im Rahmen der gemeinsamen Aktivitäten wechselseitig Probematerial ausgetauscht. Das Material von POSCO wurde bei der Salzgitter Mannesmann Großrohr GmbH zu Stahlrohren verarbeitet, das Salzgitter-Material entsprechend in Korea. Ziel dieser Versuche war es, die unterschiedlichen Werkstoff- und Prozesskonzepte beider Partner und die resultierenden Auswirkungen auf die Rohreigenschaften beurteilen zu können, um hieraus beiderseitiges Optimierungspotenzial für die zukünftige Erzeugung ableiten zu können. Die Zusammenarbeit in diesem Feld sichert die Wettbewerbsposition beider Unternehmen als führende Lieferanten von Stählen höchster Festigkeit für die Ölund Gasindustrie.

Neben der Durchführung von gemeinsamen Werkstoff-Entwicklungsprojekten umfasst die Zusammenarbeit auch den Bereich der Prozesstechnik. Beispielsweise hat POSCO eine Feuerverzinkungslinie gebaut, bei der die Erfahrungen und Kenntnisse aus dem Bau und Betrieb der Anlage in Salzgitter eingeflossen sind, wodurch die gemeinsame Produktentwicklung zielgerichtet unterstützt wird.

Geprägt von einer offenen, interkulturellen Kommunikation gelingt es, die Stärken der Partner POSCO und Salzgitter gewinnbringend zusammenzuführen. Daraus resultierend können den Kunden beider Unternehmen bestmögliche Produkte zur Verfügung gestellt werden.

Lufthärter in der neuen E-Klasse

Lufthärtende Stähle sind höchstfeste Stähle, die im Lieferzustand weich und sehr gut umformbar sind. Sie werden nach der Bauteil-Umformung gehärtet und erlangen erst dann ihre sehr hohe Festigkeit. Diese Stähle wurden in enger Zusammenarbeit mit Daimler entwickelt.

Mit dieser Stahlsorte ist es möglich, höchstfeste Bauteile in komplexer und leichtgewichtiger Form zu fertigen, wie es bisher nicht bekannt war. LH®-Stähle sind daher eine echte Alternative zu Aluminium, wenn es z. B. darum geht, im Fahrzeugbau eine hohe Stabilität bei minimalem Gewicht zu realisieren.

Weitere Eigenschaften und Vorteile: Ideal für laser- und hochfrequenzgeschweißte Rohre, hervorragend geeignet für Innen-Hochdruck-Umformungen.

Erstes Beispiel für den erfolgreichen Einsatz der LH®-Stähle: Bei der neuen E-Klasse von Mercedes sind die Integralträger komplett aus LH®800 gefertigt.

Hochschulen: Köpfe & Forschung

Die Studenten von heute sind die Mitarbeiter von morgen. Mit dem Engagement der Salzgitter AG an Hochschulen und Forschungseinrichtungen sollen das Interesse an der Stahlbranche gesteigert und die Bildungsangebote vermehrt auf die berufliche Praxis ausgerichtet werden. Mit bundesweit 13 Universitäten hat die Salzgitter AG Kooperationen geschlossen und fördert Angebote und Projekte in vielen Studiengängen. So zum Beispiel an der TU Braunschweig, der TU Clausthal, der TU Freiberg, der Universität Hannover und der RWTH Aachen. Fachspezifische Exkursionen bieten Studierenden zahlreiche Möglichkeiten, einen ersten Einblick in den Salzgitter Konzern zu erhalten und mögliche Berufsfelder zu erkunden. Praktika, Semesterarbeiten und Abschlussarbeiten vertiefen die ersten Kontakte. Weitere Infos zu Praktika oder dem Berufseinstieg: www.salzgitter-ag.de/de/Jobs_Karriere

ICAMS: Sieben Partner aus Wirtschaft & Wissenschaft

Die theoretische Beschreibung und numerische Berechnung von Werkstoffeigenschaften ist der derzeit wahrscheinlich innovativste Gedanke der Werkstofftechnologie. Der Ansatz der Multiskalensimulation verspricht eine marktorientierte, zeit- und ressourceneffiziente Material- und Produktentwicklung. Die Salzgitter AG fördert zusammen mit dem Land Nordrhein-Westfalen und sechs weiteren Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft das Forschungsinstitut Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation (ICAMS). Das an der Ruhr- Universität Bochum (RUB) angesiedelte Spitzenforschungszentrum (in Public-Private-Partnership) hat 2008 seine Arbeit aufgenommen.

Das Zentrum umfasst drei attraktiv ausgestattete Stiftungsprofessuren, die im ICAMS organisiert sind. Das auf fünf Jahre angelegte Anschubprogramm wird nach Ablauf der Gründungsphase von der Ruhr-Universität Bochum weitergeführt. Mit dem Zentrum erfährt die seit Jahren erfolgreiche Materialforschung an der RUB eine weitere Stärkung. „In der jetzigen Konstellation haben wir exzellente Voraussetzungen, um das Projekt am Standort Bochum zu einem Erfolg zu machen, für die Ruhr-Universität wie für die ganze Region und das Land Nordrhein-Westfalen“, sagte Professor Wagner, Rektor der RUB.

WING: Vom Halbzeug zum Crash in der virtuellen Welt

Der Bedarf nach weiterer Gewichtseinsparung im Automobilbau stellt die Stahlindustrie weiter vor immer wieder neue Herausforderungen. Aus diesem Grunde startete die SZMF im November 2006 im BMBF-Rahmenprogramm WING das Projekt „Bauteilbewertung auf der Basis integraler Werkstoffmodellierung entlang der Prozesskette“ gemeinsam mit der Daimler AG, Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH, dem Softwareentwickler DYNAmore GmbH und den renommierten Forschungsstellen Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik und dem Max-Planck-Institut für Eisenforschung.

Ziel des Projektes ist die Beschleunigung der Entwicklung und Markteinführung neuartiger Stähle. Die durchgängige, integrale Prozesskettensimulation wurde auf Basis bereits genutzter Simulationsprogramme entwickelt. Damit ist es möglich, insbesondere die orts- und prozessabhängige Entwicklung der Werkstoffeigenschaften durchgehend zu verfolgen. Ausgehend von der Kaltbandherstellung werden die Stahleigenschaften mikromechanisch modelliert und mithilfe eines virtuellen Labors an die Modellierung der Bauteilherstellung gekoppelt. Die Autohersteller können die Eigenschaften am fertigen Bauteil ortsbezogen ablesen, ohne dass teure Großversuche bis hin zum Prototypenteil nötig wären.

9 Monate 2009

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