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Metallerzeugung Walzen und industrielle Umformung – Prozessketten auf Ressourcenbedarf prüfen

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Metallerzeugung Walzen und industrielle Umformung – Prozessketten auf Ressourcenbedarf prüfen

Zielgruppe: Berufsausbildung Metalltechnik, insbesondere Verfahrenstechnologie Metall und industrielle Fertigung

Dauer: 6 kurze Lerneinheiten, jeweils etwa 8–10 Minuten, zuzüglich Projektaufgaben

Schwerpunkte: Energiebedarf, Materialverluste, Kreislaufwirtschaft und Arbeitssicherheit

Dein Lernziel: Du untersuchst eine Prozesskette, berechnest Ressourcenkennzahlen und begründest Verbesserungen.

Einleitung

Wie viel Energie und Material werden benötigt, um aus Rohstoffen oder Stahlschrott ein fertiges Stahlband herzustellen?

Du untersuchst den Weg von der Stahlerzeugung über das Stranggießen und Walzen bis zum Recycling.

Dein Auftrag: Finde Ressourcenverluste, berechne die Materialausbeute und entwickle eine sichere Verbesserung.

Bildauftrag: Erkenne das glühende Walzgut und beschreibe, an welchen Stellen Energie benötigt wird.

Sicherheitsregel für den gesamten Kurs: Alle Berechnungen und Modellaufgaben werden mit bereitgestellten Daten, Bildern oder ungefährlichen Papiermodellen durchgeführt. Praktische Demonstrationen an heißen Werkstoffen, Feuer, Öfen oder Maschinen sind ausschließlich unter fachlicher Anleitung, nach Gefährdungsbeurteilung und mit betrieblich festgelegten Schutzmaßnahmen zulässig. Keine unbeaufsichtigten Versuche!

Lerneinheit 1: Die Prozesskette verstehen

Lernzeit: 8 Minuten

Zwei Wege zum Stahl

Hochofen-Konverter-Route: Eisenerz, Koks und Zuschläge werden zur Roheisenerzeugung eingesetzt. Im Sauerstoffkonverter entsteht daraus Stahl.

Elektrolichtbogenofen-Route: Stahlschrott und gegebenenfalls weitere eisenhaltige Einsatzstoffe werden überwiegend mithilfe elektrischer Energie eingeschmolzen.

Danach können beide Routen in das Stranggießen und Warmwalzen übergehen.

Hochofen in einem integrierten Stahlwerk.

Elektrolichtbogenofen als Industrietechnik im Museumskontext.

Hörauftrag: Welche Geräuschquellen erkennst Du beim Beschicken eines Elektrolichtbogenofens?

Originalton aus einem Stahlwerk. Nur in angemessener Wiedergabelautstärke anhören.

Vom flüssigen Stahl zum Walzprodukt

Prozessfolge:

Stahlerzeugung → Stranggießen → Bramme → Erwärmung → Warmwalzen → Kühlen → Coil

Stranggussprinzip: Flüssiger Stahl erstarrt in einer gekühlten Kokille und wird kontinuierlich abgezogen.

Brammen sind flache Halbzeuge für nachfolgende Umformprozesse.

Mini-Aufgabe: Erkläre, warum es einen Unterschied macht, ob eine Bramme vor dem Walzen stark abgekühlt ist oder ihre Wärme weitergenutzt werden kann.

Kurzfeedback: Wird vorhandene Wärme sinnvoll weitergenutzt, kann sich der zusätzliche Erwärmungsbedarf verringern. Dabei müssen geeignete Walztemperaturen und die geforderte Werkstoffqualität erhalten bleiben.

Lerneinheit 2: Walzen und Umformen

Lernzeit: 8 Minuten

Beim Walzen verändern rotierende Walzen den Querschnitt eines metallischen Werkstücks durch plastische Umformung.

Beim Warmwalzen wird Stahl oberhalb seiner Rekristallisationstemperatur umgeformt. Beim Kaltwalzen findet die Umformung unterhalb dieser Temperatur statt. Kaltwalzen kann die Festigkeit erhöhen und hohe Maß- und Oberflächenqualität ermöglichen.

Warmwalzwerk mit Wasserkühlung. Beobachte die Kühlzone.

Historische Kaltwalzanlagen von 1919. Die Aufnahme zeigt keinen heutigen Sicherheitsstandard.

Fachvideo: SMS group – Modernisierung eines Stabwalzwerks bei Hyundai Steel. Achte auf Walzgerüste, Materialtransport und Automatisierung.

Fachmedien zur Vertiefung: SMS group: Aufbau und Komponenten einer Warmbandstraße.

Beobachtungsauftrag: Welche Aufgaben übernehmen Walzen, Rollgänge, Kühlung und Steuerung?

Kurzfeedback: Die Walzen verändern die Geometrie, Rollgänge transportieren, Kühlanlagen beeinflussen die Temperaturführung und die Steuerung koordiniert den Prozess.

Lerneinheit 3: Energiebedarf erfassen

Lernzeit: 8 Minuten

Energie wird in mehreren Prozessschritten benötigt:

Metallerzeugung: Brennstoffe, Reduktionsmittel und elektrische Energie
Erwärmungsofen: Thermische Energie zur Einstellung der Walztemperatur
Walzwerk: Elektrische Energie für Antriebe
Hilfsanlagen: Energie für Pumpen, Kühlung, Transport und weitere Einrichtungen

Wichtig: Elektrische und thermische Energie müssen getrennt erfasst werden. Ihre Umrechnung in kWh macht sie energetisch vergleichbar, nicht aber automatisch ihre Kosten oder Treibhausgasemissionen.

Kennzahl:

Spezifischer Energiebedarf = gesamte erfasste Energie / Masse des Gutprodukts

Einheit: kWh/t Gutprodukt

Mögliche Verbesserungen sind Abwärmenutzung, geeignete Temperaturführung, effiziente Antriebe und die Verringerung unnötiger Stillstandsverluste.

Mini-Aufgabe: Ein Ofen benötigt 420 kWh und Antriebe benötigen 160 kWh. Weitere Einrichtungen benötigen 40 kWh. Wie hoch ist die Summe?

Feedback: 620 kWh. Alle drei Energiebeiträge gehören zur festgelegten Bilanzgrenze und müssen daher berücksichtigt werden.

Lerneinheit 4: Materialverluste erkennen

Lernzeit: 8 Minuten

Beim reinen Umformen wird nicht zwangsläufig Material entfernt. In der gesamten Prozesskette entstehen jedoch Neben- und Rücklaufströme.

Zunder: Oxidische Schicht, die sich an erhitztem Stahl bildet.

Beschnitt: Abgetrennte Enden oder Randbereiche.

Ausschuss: Material, das die vorgegebenen Qualitätsanforderungen nicht erfüllt.

Detailaufnahme der oxidischen Walzhaut auf einer Stahloberfläche.

Heißes, gewalztes Stahlmaterial beim industriellen Trennen.

Grundsatz:

Inputmasse = Gutprodukt + getrennt erfasste Reststoff- und Rücklaufmassen

Materialausbeute:

Ausbeute = Gutproduktmasse / Einsatzmasse × 100 %

Merke: Material, das nicht zum Gutprodukt wird, ist nicht automatisch endgültig verloren. Metallische Rückläufe können häufig wiederverwertet werden. Zunder benötigt eine gesonderte Bewertung.

Lerneinheit 5: Kreislaufwirtschaft und Arbeitssicherheit

Lernzeit: 10 Minuten

Material im Kreislauf halten

Stahlschrott kann nach geeigneter Sortierung und Aufbereitung erneut zur Stahlerzeugung eingesetzt werden.

Stahlschrott muss hinsichtlich Legierungsbestandteilen, Verunreinigungen und Qualitätsanforderungen bewertet werden. Auch Zunder kann unter geeigneten technischen und qualitativen Voraussetzungen stofflich verwertet werden.

Kreislaufmodell:

Produktion → Nutzung → Sammlung → Sortierung → Aufbereitung → erneute Stahlproduktion

Grenze: Recycling benötigt selbst Energie. Stoffliche Verwertung ist nicht gleichbedeutend mit vollständiger Vermeidung von Umweltbelastungen.

Sicherheitscheck: Gefahren erkennen

Gefahr	Erforderlicher Schutzgedanke
Heiße Werkstoffe und Wärmestrahlung	Abgeschirmte Bereiche, ausreichende Abstände, geeignete Schutzkleidung nach Gefährdungsbeurteilung
Feuer, Funken und Brandgefahren	Zündquellen und brennbare Stoffe kontrollieren, Brandschutz- und Alarmplan beachten
Abgase und Stäube	Geeignete Erfassung, Absaugung, Lüftung und erforderliche Überwachung
Kohlenmonoxid und andere gefährliche Gase	Prozessabhängige Gefährdungsbeurteilung, technische Überwachung und vorgeschriebene Schutzmaßnahmen
Bewegte Walzen und Coils	Trennende Schutzeinrichtungen, sichere Transportbereiche und zugelassene Bedienverfahren
Flüssiges Metall und Wasser	Kontakt vermeiden; Wasser kann bei Kontakt mit flüssigem Metall eine gefährliche Dampfentwicklung verursachen

Besonders wichtig: Bei Schmelz- und Ofenprozessen können heiße Werkstoffe, offene Flammen, entzündliche Stoffe, gefährliche Abgase und Brände auftreten. Zu den möglichen Abgasbestandteilen zählen abhängig vom Prozess Kohlenmonoxid, Stickoxide und Stäube.

Im Gefahrenfall gelten die betrieblichen Alarm-, Räumungs- und Notfallpläne. Verlasse Gefahrenbereiche und verständige zuständige Fachkräfte. Versuche keine eigenständige Störungsbeseitigung.

Nicht erlaubt: Unbeaufsichtigtes Erhitzen von Metall, eigenständige Feuerexperimente, Eingriffe in Maschinen, Berühren oder Bewegen unbekannt heißer Werkstücke und Versuche an laufenden Walzwerken.

Sichere Lernmethode: Verwende Bilder, Prozessdaten, Tabellen, ungefährliche Papiermodelle und angeleitete Simulationen.

Fachliche Sicherheitsgrundlagen: DGUV – Themenfeld Walzwerke und DGUV Regel 109-609 – Branche Kaltwalzwerke.

Lerneinheit 6: Ausbildungsfall – Ressourcenbilanz im Warmwalzwerk

Lernzeit: 10 Minuten

Du arbeitest als Auszubildende oder Auszubildender in der Produktionsplanung eines fiktiven Stahlwerks.

Dein Team soll prüfen, wie viel Material und Energie für einen Fertigungsauftrag benötigt wird.

Alle folgenden Werte sind erfundene, didaktisch vereinfachte Übungsdaten. Sie sind keine allgemeinen Betriebskennzahlen oder sicheren Einstellwerte für reale Anlagen.

Betriebsdaten

Materialbilanz	Masse
Eingesetzte Bramme	1.000 kg
Zunder	25 kg
Beschnitt	15 kg
Qualitätsausschuss	20 kg
Gutprodukt	zu berechnen

Energieeinsatz	Energie
Erwärmungsofen	420 kWh thermisch
Walzantriebe	160 kWh elektrisch
Hilfsanlagen	40 kWh elektrisch
Gesamtenergie	zu berechnen

Für die Modellaufgabe werden sämtliche Energiebeiträge innerhalb der betrachteten Bilanzgrenze addiert. Energie- und Emissionsfaktoren vorgelagerter Prozesse sind nicht enthalten.

Basisaufgaben

B1 – Materialströme: Berechne die Masse des Gutprodukts.
B2 – Energie: Addiere die eingesetzte thermische und elektrische Energie.
B3 – Stoffkreislauf: Bestimme die Masse der metallischen Rückläufe aus Beschnitt und Qualitätsausschuss.

Anwendungsaufgaben

A1 – Materialausbeute: Berechne den Anteil des Gutprodukts in Prozent.
A2 – Energiekennzahl: Berechne den Energiebedarf in kWh pro Tonne Gutprodukt.
A3 – Sortierung: Erkläre, weshalb Zunder nicht ohne Prüfung als sortenreiner Stahlschrott gezählt werden darf.

Transferaufgaben

T1 – Energieoptimierung: Prüfe, welche Einsparung eine hypothetische Reduzierung des Ofenenergiebedarfs um 10 % ermöglicht, sofern Gutproduktmasse und alle übrigen Energiebeiträge unverändert bleiben.
T2 – Prozessverbesserung: Entwickle einen begründeten Vorschlag, der Materialausbeute, Energiebedarf, Produktqualität und Arbeitssicherheit gemeinsam berücksichtigt.
T3 – Kreislaufbewertung: Entscheide, welche Reststoffe zuerst einer geeigneten Rückführung zugeführt werden sollten und welche Prüfungen dafür erforderlich sind.

Gestufte Hilfen

Hilfe 1 – Orientierung: Betrachte die Bramme als gesamten Materialeinsatz. Ziehe die drei Nicht-Gutprodukt-Massen ab.

Hilfe 2 – Rechenwege:

Gutprodukt = Einsatzmasse − Zunder − Beschnitt − Ausschuss

Ausbeute = Gutprodukt / Einsatzmasse × 100 %

Energie je Tonne Gutprodukt = Gesamtenergie / Gutprodukt in Tonnen

Hilfe 3 – Zahlen einsetzen:

Gutprodukt = 1.000 − (25 + 15 + 20) kg

Gesamtenergie = 420 + 160 + 40 kWh

Energieeinsparung beim Ofen = 420 × 0,10 kWh

Musterlösungen mit begründetem Feedback

B1: 940 kg Gutprodukt. Begründung: 25 + 15 + 20 = 60 kg verlassen den betrachteten Gutproduktstrom.

B2: 620 kWh. Begründung: Die Bilanz umfasst den Ofen, die Antriebe und die Hilfsanlagen.

B3: 35 kg metallische Rückläufe. Begründung: 15 kg Beschnitt und 20 kg Ausschuss sind getrennt vom Zunder zu behandeln. Eine erneute Nutzung setzt Eignung und Aufbereitung voraus.

A1: 94 %. Begründung: 940 / 1.000 × 100 = 94 %.

A2: Etwa 659,6 kWh/t Gutprodukt. Begründung: 940 kg entsprechen 0,94 t; 620 / 0,94 = 659,6.

A3: Zunder enthält Eisenoxide und gegebenenfalls weitere Bestandteile. Begründung: Seine stoffliche Nutzung erfordert ein geeignetes Verfahren und eine Qualitätsprüfung.

T1: Der Ofen benötigt modellhaft 378 kWh statt 420 kWh. Die Einsparung beträgt 42 kWh. Der gesamte Energiebedarf sinkt auf 578 kWh beziehungsweise rund 614,9 kWh/t Gutprodukt. Begründung: Nur der Ofenanteil wurde um 10 % reduziert. Die gesamte Energie sinkt dadurch um rund 6,8 %.

T2: Geeignete Vorschläge betreffen etwa die Verringerung unnötiger Abkühlung, die Nutzung von Abwärme und die Vermeidung von Qualitätsausschuss. Begründung: Ein Eingriff ist nur sinnvoll, wenn zulässige Werkstoffeigenschaften, Prozesssicherheit und Betriebsfreigaben erhalten bleiben.

T3: Sortierfähiger metallischer Beschnitt und Ausschuss können als Rückläufe geprüft werden. Zunder benötigt eine eigene Verwertungsprüfung. Begründung: Die stoffliche Zusammensetzung und Verunreinigungen beeinflussen die mögliche Nutzung.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welches Ziel hat das Walzen von Stahl? (Plastische Veränderung des Werkstückquerschnitts) (!Ausschließliches Schmelzen des Werkstücks) (!Vollständiges Entfernen aller Legierungselemente) (!Erzeugung elektrischer Energie)

Welcher Prozess erzeugt aus flüssigem Stahl ein festes Halbzeug? (Stranggießen) (!Kaltwalzen) (!Schrottsortierung) (!Endkontrolle)

Was bezeichnet Zunder? (Eine beim Erhitzen entstehende oxidische Oberflächenschicht) (!Den elektrischen Walzantrieb) (!Eine neue Stahllegierung) (!Eine Maschine zum Aufwickeln von Stahlband)

Welche Größe beschreibt den Energiebedarf je Tonne Gutprodukt? (Spezifischer Energiebedarf) (!Walzendurchmesser) (!Lagerkapazität) (!Schmelztemperatur allein)

Welcher Stoff kann im Elektrolichtbogenofen erneut eingeschmolzen werden? (Stahlschrott) (!Beliebig verschmutzter Hausmüll) (!Reines Kühlwasser) (!Keramischer Dämmstoff)

Wie viel Gutprodukt bleiben im Ausbildungsfall übrig? (940 kg) (!960 kg) (!975 kg) (!1000 kg)

Wie hoch ist die Materialausbeute im Ausbildungsfall? (94 Prozent) (!60 Prozent) (!96 Prozent) (!100 Prozent)

Welche Gefahr besteht am laufenden Walzgerüst? (Einzugsgefahr durch bewegte Walzen) (!Ausschließlich Sonnenbrand) (!Nur ungefährliche Luftbewegung) (!Völlige Abwesenheit mechanischer Gefährdungen)

Was kann an einem brennstoffbeheizten Ofen auftreten? (Gefährliche Verbrennungsabgase) (!Immer vollständig schadstofffreie Luft) (!Nur Wasserdampf ohne weitere Bestandteile) (!Ausschließlich Sauerstoff)

Welche Maßnahme kann den zusätzlichen Erwärmungsbedarf senken? (Sinnvolle Nutzung vorhandener Wärme) (!Unkontrolliertes Verlängern jeder Stillstandszeit) (!Absichtliches Erzeugen größerer Mengen Ausschuss) (!Entfernen aller Schutzeinrichtungen)

Feedback zum Quiz

Walzen verändert die Form überwiegend ohne spanende Materialabnahme.
Beim Stranggießen erstarrt die Schmelze zu einem festen Halbzeug.
Zunder entsteht durch Oxidation heißer Metalloberflächen.
Der spezifische Energiebedarf bezieht die Energie auf eine Produktmenge.
Geeigneter Stahlschrott ist ein wichtiger Rohstoff für die erneute Stahlproduktion.
Die Materialbilanz ergibt 1.000 − 60 = 940 kg.
Das Verhältnis von Gutprodukt zu Einsatzmasse beträgt 94 %.
Bewegte Walzen können Werkstücke und Körperteile erfassen.
Bei Verbrennung können gefährliche Gase und Stäube entstehen.
Wärmenutzung kann zusätzliche Energiezufuhr reduzieren, wenn Prozessqualität und Sicherheit gewahrt bleiben.

Memory

Bramme	Flaches gegossenes Stahlhalbzeug
Walzspalt	Abstand zwischen den Arbeitswalzen
Zunder	Oxidische Oberflächenschicht
Schrott	Metallischer Rücklaufstoff
Coil	Aufgewickeltes Metallband
Wärmerückgewinnung	Nutzbarmachung vorhandener Abwärme

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Ressourcenstrom oder Aufgabe
Erwärmungsofen	Thermische Energiezufuhr
Walzgerüst	Mechanische Querschnittsänderung
Entzunderung	Entfernung oxidischer Oberflächenschichten
Beschnitt	Metallische Rand- und Endabschnitte
Schrottsortierung	Vorbereitung einer geeigneten Rückführung

Kreuzworträtsel

Bramme	Wie heißt ein flaches gegossenes Stahlhalbzeug?
Walzspalt	Wie heißt der Abstand zwischen zwei Arbeitswalzen?
Zunder	Wie heißt die oxidische Schicht auf erhitztem Stahl?
Schrott	Wie nennt man metallisches Material für eine mögliche erneute Einschmelzung?
Hochofen	Welche Anlage erzeugt Roheisen aus Eisenerz?
Kreislauf	Welcher Begriff beschreibt die wiederholte stoffliche Nutzung von Ressourcen?

LearningApps

Lückentext

Bei der klassischen Hochofenroute entsteht zunächst

aus Eisenerz.

Im Elektrolichtbogenofen kann aufbereiteter

eingesetzt werden.

Beim Stranggießen erstarrt flüssiger Stahl zu einem festen

für die Weiterverarbeitung.

Beim Walzen wird die Form des Metalls durch plastisches

verändert.

Vor dem Warmwalzen liefert der Erwärmungsofen die benötigte

für die Temperaturführung.

Die oxidische Schicht auf heißem Stahl heißt

und wird häufig entfernt.

Abgetrennte Randbereiche und Endstücke nennt man

und kann sie bei Eignung wiederverwerten.

Das Verhältnis aus Gutproduktmasse und Einsatzmasse heißt

und wird häufig in Prozent angegeben.

Die gezielte Nutzung vorhandener Prozesswärme wird als

bezeichnet und kann Energie sparen.

Bei Arbeiten an heißen Anlagen hat die

immer Vorrang vor einer Einsparung.

Offene Aufgaben

Bearbeitungshinweis: Nutze ausschließlich bereitgestellte Daten, sichere Modelle und genehmigte Informationsquellen. Betriebsbegehungen, Interviews und Demonstrationen erfordern die Zustimmung und fachliche Begleitung der verantwortlichen Personen.

Leicht

Prozesskette: Zeichne eine einfache Prozessgrafik von der Stahlherstellung bis zum Coil. Markiere drei Energieeinsatzstellen.
Materialfluss: Erstelle eine farbige Materialbilanz des Ausbildungsfalls auf Papier.
Walzen: Beschrifte eine Skizze mit Arbeitswalzen, Walzspalt und Walzgut.
Arbeitssicherheit: Gestalte eine Warnkarte mit den Risiken Hitze, Feuer, Abgase und Einzugsgefahr.

Standard

Energieeffizienz: Erstelle eine Tabelle mit thermischem Energieeinsatz, elektrischem Energieeinsatz und Gesamtenergie.
Recycling: Entwirf ein Sortierschema für metallische Rückläufe und Zunder. Begründe die getrennte Behandlung.
Qualitätssicherung: Untersuche anhand bereitgestellter Fehlerbilder, wie fehlerhafte Oberflächen zu Ausschuss führen können.
Berufsorientierung: Führe mit vorheriger Genehmigung ein Interview mit einer Fachkraft zur Ressourceneffizienz. Dokumentiere auch die Sicherheitsregeln.

Schwer

Prozessoptimierung: Vergleiche zwei theoretische Prozessvarianten anhand von Energiebedarf, Ausbeute und Qualität.
Kreislaufwirtschaft: Entwickle ein Kreislaufkonzept mit getrenntem Nachweis metallischer Rückläufe und sonstiger Reststoffe.
Umweltbewertung: Untersuche, welche weiteren Informationen für den Vergleich der Treibhausgasemissionen unterschiedlicher Stahlrouten notwendig sind.
Projektarbeit: Gestalte ein kurzes Erklärvideo oder eine digitale Präsentation über ressourcenschonendes Walzen. Nutze ausschließlich selbst gestaltete oder rechtlich zulässige Medien und keine gefährlichen Realversuche.

Lernkontrolle

Bearbeite die folgenden Aufgaben schriftlich. Begründe Deine Aussagen anhand von Ursache und Wirkung.

Energieeffizienz: Erkläre, weshalb eine Verringerung der Ofenenergie nicht automatisch eine gleich große prozentuale Verringerung der gesamten Prozessenergie bedeutet.
Materialausbeute: Zwei Anlagen produzieren die gleiche Gutproduktmasse, benötigen aber unterschiedliche Einsatzmassen. Entwickle eine begründete Entscheidung unter Einbeziehung von Energie und Qualität.
Recycling: Erkläre, warum eine hohe Recyclingquote nicht automatisch bedeutet, dass kein neuer Rohstoff benötigt wird.
Prozessqualität: Eine Anlage senkt die Temperatur und erzeugt dadurch mehr Ausschuss. Bewerte, ob die Maßnahme tatsächlich Ressourcen spart.
Arbeitsschutz: Entwickle eine sichere Reaktion auf einen hypothetischen Zwischenfall mit Abgasalarm oder Brandgefahr. Verwende ausschließlich betriebliche Melde- und Schutzprinzipien.
Bilanzgrenze: Vergleiche zwei Energiekennzahlen und erkläre, warum Ergebnisse ohne gleiche Systemgrenzen nicht direkt vergleichbar sind.

Bewertungsmaßstab: Eine gute Antwort enthält eine fachlich richtige Erklärung, einen nachvollziehbaren Zusammenhang, eine passende Kennzahl oder ein Beispiel sowie die Berücksichtigung von Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen.

Lernnachweis

Für Deinen Lernnachweis erstellst Du eine kurze Dokumentation mit folgenden Bestandteilen:

Prozessübersicht: Eine fachlich richtige, beschriftete Prozesskette von der Stahlerzeugung bis zum Walzprodukt.
Materialbilanz: Eine vollständige Rechnung mit 940 kg Gutprodukt, 60 kg Nicht-Gutprodukt und 94 % Ausbeute.
Energiebilanz: Eine korrekte Zuordnung von thermischer und elektrischer Energie einschließlich 620 kWh Gesamtenergie und rund 659,6 kWh/t Gutprodukt.
Kreislaufbewertung: Eine Unterscheidung zwischen metallischen Rückläufen, Zunder und tatsächlich nicht verwertbaren Stoffen.
Verbesserungsvorschlag: Mindestens eine nachvollziehbare Maßnahme mit begründeten Auswirkungen auf Energie, Material und Qualität.
Sicherheitsbewertung: Dokumentierte Schutzgedanken für heiße Werkstoffe, Feuer, Abgase, Brandgefahren und bewegte Anlagenteile.
Quellenkompetenz: Eine Unterscheidung zwischen belegten Fachinformationen, vereinfachten Übungsdaten und eigenen Annahmen.

Bestanden ist der Lernnachweis, wenn die zentralen Berechnungen richtig sind, die Verbesserung begründet wird und keine unsicheren praktischen Tätigkeiten vorgeschlagen werden.

OERs zum Thema

Wikipedia – Walzen

Wikipedia – Umformen

Fachlich geprüfte Grundlagen und weiterführende Quellen

worldsteel: What is steel? – Stahlherstellung, Hochofen-Konverter-Route, Elektrolichtbogenofen und Recycling.
worldsteel: Energy use in the steel industry – Einordnung des Energiebedarfs.
worldsteel: Sustainability Indicators – Kennzahlen mit erläuterten Bilanzgrenzen und Produktionsrouten.
SMS group: Hot strip mills for steel – Walzgerüste, Kühlung, Entzunderung und Anlagentechnik.
SMS group: CSP technology – Gießen, Temperaturausgleich und Walzen in einer integrierten Prozesskette.
DGUV: Walzwerke – Betriebliche Gefährdungen und Schutzthemen.
DGUV: DGUV Regel 109-609 – Sicherheit in Kaltwalzwerken.
DGUV: DGUV Regel 109-608 – Sicherheit im Gießerei- und Schmelzumfeld.

Quellenhinweis: Die Fachquellen begründen die technischen Zusammenhänge. Die Zahlen des Ausbildungsfalls sind eigens erstellte Modellwerte und werden nicht als gemessene Industriedaten ausgegeben.

Mediennachweise und Nutzungsrechte

Die folgenden Wikimedia-Commons-Dateien wurden anhand ihrer Dateibeschreibungen und Lizenzinformationen ausgewählt. Die Einbettung ersetzt nicht die jeweils erforderliche Urheber- und Lizenznennung.

Hochofen: Aciarium, CC BY-SA 4.0.
Elektrolichtbogenofen: Arnoldius, CC BY-SA 3.0.
Stranggussschema: Mirko Javurek und Emilio Juanatey, CC BY-SA 3.0.
Brammen: Europäische Kommission / EGKS, CC BY-SA 4.0.
Warmwalzwerk und Kühlung: Foto 4 und Foto 1 von Adrian Tync, CC BY-SA 4.0.
Historisches Kaltwalzwerk: The Iron Age, 1919, gemeinfrei in den USA laut Commons-Dateiseite.
Walzhaut: Nutzdatenbegleiter, CC BY-SA 4.0.
Heißes Stahlmaterial: Robert Kerton / CSIRO, CC BY 3.0.
Geräusch des Schrottbeschickens: Work With Sounds / Technical Museum of Slovenia, CC BY 4.0.

YouTube-Fachvideo: SMS group – Hot rolling: The modernized bar mill at Hyundai Steel, offizieller Fachkanal des Anlagenherstellers.

Rechtlicher Hinweis: Das YouTube-Video ist ein extern eingebundenes, nicht als frei lizenziert nachgewiesenes Medium. Seine Verlinkung oder zulässige Einbettung erlaubt keine freie Weiterbearbeitung oder erneute Veröffentlichung. Für externe Unterrichtsnutzung sind die jeweiligen Bedingungen und die aktuelle Verfügbarkeit zu prüfen.

Die eigenen Übungsaufgaben, Rechnungen und vereinfachten Prozessbeschreibungen enthalten keine übernommenen, fremden Abbildungen.