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1 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Modernisation of the Medium-wide Hot Strip Mill
TKSE Hoesch Hohenlimburg
Frank Pozun Head of Medium-wide Hot Strip Mill
Hohenlimburger Medium-wide strip
Fit for the Future
Stahl in Bewegung
Steel in Motion
Hoesch Hohenlimburg
Stahl-Z
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2 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Hoesch Hohenlimburg
Hoesch Hohenlimburg Medium-wide strip specialists
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3 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
• Kundenstruktur / Werkstoffmix / Produkteigenschaften
• Anlagenkonfiguration / Projektablauf
• Ausgangssituation / Ziele der Modernisierung
• Automatisierung / Ergonomie
• Mechanikumbau / Technologie Biegen & Schieben
• Neue Antriebe / Profilmessung
• Impressionen vom Mechanikumbau
• Ausblick
Agenda
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4 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Kundenstruktur / Werkstoffmix HHO
Weich 10,3 %
Baustahl 5,7 %
Mikro, niedrig 10,0 %
Mikro, hoch 22,2 %
Einsatzstähle 7,5 %
Borleg. Stähle 4,8 %
Vergütungsstähle 39,4 %
Lohn > 1 %
Kaltwalzer 55 % Autozulieferer 32 %
Sonstige 8 % Automobil 5 %
Qualität / Werkstoff-Variationen Abmessungen / Ausführungen
Über 12.000 Produkte ca. 350 Kunden
Kundenwünsche – Branche
Kundenwünsche – Stahl
• Nahezu 50% des Umsatzes wird in einem 60 km Radius generiert.
• Die Produktionsplanung der Walzstraße wird stark an die Kundenwünsche angepasst.
• Gütespektrum: 188 feste Analysen (+Sonderwerkstoffe aus Lohn-geschäft)
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5 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Produktqualität
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6 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Erfolgsfaktor Produktqualität
• Technologische Kompetenz
• Kundenindividuelles Maßprodukt – Entwicklungspartnerschaften
• Engste Dicken- und Breitentoleranzen
• Geringe Bombierung und Naturwalzkante
• Engtolerierte Werkstoff- und Verarbeitungseigenschaften
• Gütenspektrum Vormaterial
Produkteigenschaften von Mittelband
Anwendungsbereiche
Beispiel Sicherheitsgurt
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7 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Lieferzuverlässigkeit
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8 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Produkteigenschaften von Mittelband
Anwendungsbereiche
Beispiel Schwingungsdämpfer
Lieferzuverlässigkeit Erfolgsfaktor Lieferzuverlässigkeit
• Langfristige Kundenbeziehungen
• Liefertermintreue
• Verfügbarkeit Vormaterial
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9 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Produkteigenschaften von Mittelband
Lieferflexibilität
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10 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Anwendungsbereiche
Beispiel Sitzschiene
Produkteigenschaften von Mittelband
Erfolgsfaktor Lieferflexibilität
• Kurze Durchlaufzeiten (24 Stunden möglich)
• Kleine Losgrößen wirtschaftlich darstellbar
• Logistikpartnerschaft
• Optimierte Supply-Chain Stahlwerke bis OEM
Lieferflexibilität
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11 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
• Kundenstruktur / Werkstoffmix / Produkteigenschaften
• Anlagenkonfiguration / Projektablauf
Agenda
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12 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Anlagenkonfiguration Warmwalzwerk
Bundwaage
Signierung
Bindemaschine
Messstation
Schopfschere
Messstation
7
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11
12
14
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16
18
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Haspel
Staucher (6)
Staucher (10)
Messstation Oberflächeninspektion
Coillager
Messstation Staucher (1)
2
Presswasser- entzunderung
Presswasser- entzunderung
Presswasser- entzunderung
Reversiergerüst (2)
Zwischenstraße
Fertigstraße
Abkühlband Kühlstrecke
Wärmehauben-rollgang
Brammenlager
Walzenzentrum
Öfen
Vorstraße
1
3
Kühlstrecke
Öfen
Zwischenstraße
Fertigstraße
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13 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Mai 2007: Definition der Marktanforderungen Mittelband 2015
Dezember 2007: Auftrag zur ganzheitlichen Anlagenuntersuchung
Juni 2008: Präsentation der Studienergebnisse
November 2008: Vergabe Baustufe 1 Automatisierung
durchgeführt
Dezember 2009: Umbau Automatisierung Vorstraße
Januar 2011: Vergabe Baustufe 2 Hydraulik
Juni 2011: Umbau Automatisierung Fertigstraße
Juli 2012: Umsetzung Baustufe 2 (G11-G15)
Zeitlicher Projektverlauf Miba 2015
Dez 2012: Umsetzung Baustufe 2 (G16-G19) Stah
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14 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
1 2 6 7 9 10 11 12 14 15 16 18 19
Hubbalkenöfen
Übersicht der durchgeführten Modernisierungsschritte
Vorstraße Zwischenstraße Fertigstraße Kühlstrecke
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15 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
1 2 6 7 9 10 11 12 14 15 16 18 19
Hubbalkenöfen
Übersicht der durchgeführten Modernisierungsschritte
Vorstraße Zwischenstraße Fertigstraße Kühlstrecke
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16 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
• Kundenstruktur / Werkstoffmix / Produkteigenschaften
• Anlagenkonfiguration / Projektablauf
• Ausgangssituation / Ziele der Modernisierung
Agenda
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17 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Übersicht der durchgeführten Modernisierungsschritte
Automatisierung 2009 – 2011
Antriebstechnik 2011/13
Gerüstmechanik/Hydraulik 2011/12
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18 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Ausgangssituation
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19 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
• Steigender Bedarf bei höherfesten Stählen
(C-Stähle, mikrolegierte Stähle)
• Kunden wünschen definierte Profilzielwerte
(Bombierung, Kastenprofil)
• Reduzierung der Streubänder
• engere Dicken- und Breitentoleranzen
• Trend zu dünneren und breiteren
Abmessungen
• Bessere Lieferperformance
Ausgangssituation für den Komplettumbau
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20 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Ziele der Modernisierung
Qualitätssteigerung
• Reduzierung der Dickenfehler
• Bessere Breitenqualität
• Stabiler und reproduzierbarer Walzprozess
• Verbesserte Bandplanheit und Profil
• Erweiterung des Produktspektrums
zu dick
zu dünn zu dünn
zu dick
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21 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Ziele der Modernisierung
Verfügbarkeitserhöhung
• Höhere Anlageneffizienz durch
1. Vergleichsmäßigung der Stückzwischenzeiten
2. Erhöhung des Anlagen-Nutzungsgrades durch die Reduzierung der Stör- und Rüstzeiten
• Erhöhung der Schichtleistung
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22 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
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23 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
• Kundenstruktur / Werkstoffmix / Produkteigenschaften
• Anlagenkonfiguration / Projektablauf
• Ausgangssituation / Ziele der Modernisierung
• Automatisierung / Ergonomie
Agenda
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24 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
• Verbesserte Reproduzierbarkeit
• Reduzierung der automatisierungsbedingten Störungen
• Homogenisierung der Systemarchitektur • Ablösung alter Programmieroberflächen
• Anlagenweit einheitliche Programmieroberflächen
Effekte durch die Modernisierung der Automatisierung L1 & L2
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25 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
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26 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Millpacing steuert den Ziehtakt
Zeit bis zur nächsten Anforderung
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27 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Millpacing steuert den Ziehtakt
Zeit bis zur nächsten Anforderung
Aktuelles Stück
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28 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Millpacing steuert den Ziehtakt
Vorheriges Stück
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29 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
• Verbesserte Ergonomie durch neue Bedienpulte
• Schallschutz
• Zusammenlegung von Arbeitsplätzen • Einheitliche Bedienungsphilosophie
Neue Steuerbühnen der Vor- & Fertigstraße
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30 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Vorstraße
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31 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Fertigstraße
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32 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Einheitliche Bedienphilosophie an der Vor- & Fertigstraße (Übersicht)
Vorstraße
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33 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Einheitliche Bedienphilosophie an der Vor- & Fertigstraße (Übersicht)
Vorstraße Zwischenstraße
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34 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Einheitliche Bedienphilosophie an der Vor- & Fertigstraße (Übersicht)
Vorstraße Zwischenstraße Fertigstraße
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35 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
• Kundenstruktur / Werkstoffmix / Produkteigenschaften
• Anlagenkonfiguration / Projektablauf
• Ausgangssituation / Ziele der Modernisierung
• Automatisierung / Ergonomie
• Mechanikumbau / Technologie Biegen & Schieben
Agenda
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36 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Effekte durch den Mechanikumbau
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37 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
• Steigerung der Prozesssicherheit durch stabileren Bandlauf
• Höherfeste Stähle durch höhere Gerüstdynamik dünner & breiter walzbar
• Bessere Dicken- und Breitenqualitäten
(durch höhere Dynamik von hydraulischen Stellsystemen)
• Verbesserte Bandplanheit und Profil (durch Walzenbiegung / Verschiebung)
• Verlängerung der Walzprogramme / flexibler Walzprogrammaufbau
• Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit und Materialausbringen
• Reduzierung der Stückzwischenzeit (Millpacing)
Effekte durch den Mechanikumbau
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38 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Umfang Mechanikumbau
Walzgerüste G11 bis G19
• hydraulische Gerüstanstellungen (Walzkrafterhöhung)
• Walzenbiegung und -verschiebung (SmartCrown Technologie)
• hydraulische Schlingenheber
• hydraulische Seitenführungen
• Umarbeiten bzw. Erneuerung der Walzenständer
• Neue Walzeneinbaustücke und –lager
• Anpassungen/Modifikationen am Walzenwechsel
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39 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Schopfschere
• Messertrommel mit 2 Messerpaaren
• Vorder- und Hintermesser unterschiedlich geschliffen
• hydraulische Messerklemmung
Peripherie
• Medienanlagen (neue 290 Bar Hochdruckhydraulik)
• Anpassungen/Modfikationen an der Automatisierungstechnik
Umfang Mechanikumbau
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40 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Walzenbiegung durch den Einsatz von L-Blöcken
• einfaches, zuverlässiges Design
• keine Schläuche mehr notwendig
• niedrige Wartungskosten
• Lager immer über gesamter Breite belastet
• Verriegelung nur auf Bedienerseite
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41 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
L-Block im Einsatz bei nicht verschobenen Walzen
Lager stets über voller Länge belastet!
• Biegeblock im Gerüst fix montiert
• fixe Verrohrung, keine Schläuche
• Reduzierung der Walzenwechselzeiten
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42 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
L-Block im Einsatz bei verschobenen Walzen
Lager stets über voller Länge belastet!
• Biegeblock im Gerüst fix montiert
• fixe Verrohrung, keine Schläuche
• Reduzierung der Walzenwechselzeiten
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43 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Vorteile durch Walzenbiegen und -schieben
Effekte
• Einstellung von Planheit und Profil
• Stabiler Prozess durch Verbesserung des Bandlaufes
• Verlängerung der Walzprogramme durch gleichmäßige Walzennutzung
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44 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Randwellen
Quarter buckles
Mittelwellen
Profileinstellung und mögliche Planheitsfehler
negatives Profil neutrales Profil positives Profil
negatives Profil neutrales Profil positives Profil
negatives Schieben Schiebeposition 0 positives Schieben
„negatives“ Biegen Kalibrierkraft „positives“ Biegen
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45 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
• Deutlich vergrößerter Profil- und Planheitsstellbereich verglichen mit einer reinen Arbeitswalzenbiegung.
• Ein Arbeitswalzenschliff pro Gerüst für alle Produkte. • Vereinfachte Produktionsplanung/längere Walzprogramme.
• Flexiblere Stichplangestaltung
• Kleinere Enddicken produktionssicher darstellbar.
• Konturregelung und Planheitsregelung höherer Ordnung.
• Walzen werden nur zwischen Stücken verschoben.
• Walzenbiegung regelt auch während das Bandes im Eingriff ist.
Effekte durch Walzenbiegen und -schieben
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46 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
• Kundenstruktur / Werkstoffmix / Produkteigenschaften
• Anlagenkonfiguration / Projektablauf
• Ausgangssituation / Ziele der Modernisierung
• Automatisierung / Ergonomie
• Mechanikumbau / Technologie Biegen & Schieben
• Neue Antriebe / Profilmessung
Agenda
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47 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Leistungserhöhung in Fertigstraße durch den Einbau neuer Wechselstrom-Antriebe
• Erweiterung der Walzbarkeitstabellen
• Erhöhung der Walzmomente
• Erhöhung der Walzkräfte
• Höhere Walzendgeschwindigkeit
• Niedriegere Stückzwischenzeiten (weniger Abkühlphasen)
• Minimieren der Betriebsstillstände durch Vermeidung von Störungen
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48 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Kennlinien alte Gleichstromantriebe gegen neue Wechselstromantriebe
Alt Neu
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49 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Aufbau neues IMS Profilmessgerät
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50 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Profilvisualisierung Fertigstraße
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51 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
• Kundenstruktur / Werkstoffmix / Produkteigenschaften
• Anlagenkonfiguration / Projektablauf
• Ausgangssituation / Ziele der Modernisierung
• Automatisierung / Ergonomie
• Mechanikumbau / Technologie Biegen & Schieben
• Neue Antriebe / Profilmessung
• Impressionen vom Mechanikumbau
Agenda
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52 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
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53 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
• Kundenstruktur / Werkstoffmix / Produkteigenschaften
• Anlagenkonfiguration / Projektablauf
• Ausgangssituation / Ziele der Modernisierung
• Automatisierung / Ergonomie
• Mechanikumbau / Technologie Biegen & Schieben
• Neue Antriebe / Profilmessung
• Impressionen vom Mechanikumbau
• Ausblick
Agenda
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54 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Sicherheitskonzept an der Fertigstraße
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55 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Aktuelle und zukünftige Walzabmessungen / Güten
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56 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Aktuelle und zukünftige Walzabmessungen / Güten
RM >800 (≤1400)
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57 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Positive Entwicklung der Bandhochgeher nach Umbau
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58 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Leistungs- und Qualitätsverbesserung durch Einsatz von HSS-Walzen
ZIEL HSS HSS HSS HSS HSS HSS
G19 G18 G16 G15 G14 G12 G11
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Walzgerüste
HSS HSS HSS HSS ICDP
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59 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
Das Team von Hoesch Hohenlimburg bedankt sich für Ihre Aufmerksamkeit!
Das Team von Hoesch Hohenlimburg bedankt sich für Ihre Aufmerksamkeit!
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60 | 28.11.2013 · STAHL 2013 · © Stahlinstitut VDEh | Wirtschaftsvereinigung Stahl
THANK YOU FOR YOUR ATTENTION
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