Staal: de botten van de beschaving — Gieten van platen, brammen & balken
We gieten zonlicht in vormen. De kolenovens van gisteren zijn vervangen door schone bogen; vandaag veranderen we vloeibaar lichtmetaal in de botten van bruggen, rails, torens en gereedschappen — stil, precies en snel.
Waarom staal (en waarom nu)
Staal is nog steeds de sterkste poëzie van de beschaving per kilogram. Het geheim was nooit het metaal — het was de rook. Met schone energie (Deel 3–4) en slimme sortering (Deel 2) gieten en walsen we op wereldschaal zonder naar de lucht te hoesten.
- De vraag is enorm: torens, rails, schepen, fabrieken, zonneframes, windtorens.
- Geëlektrificeerd proces: EAF's en elektrische naverwarming maken fabrieken netvriendelijke buren.
- Direct walsen: heet metaal direct de fabriek in = minder energie, minder tijd, minder gedoe.
Gieten 101 (slabs, blooms, brikken)
Continu gieten (CCM)
Vloeibaar staal stroomt in watergekoelde mallen, de huid bevriest, de streng wordt getrokken en gesneden. Geen gigantische ingotparken, geen herverwarmingsmusea — gewoon een gestage stroom staal.
Slab: 200–250 mm dik • tot 2.000 mm breed Bloom: 200–350 mm vierkant Brik: 100–180 mm vierkantGietsnelheid: slab ~1–2 m/min; brik ~3–6 m/min (afhankelijk van de kwaliteit).
Energie & opbrengsten bij de gieterij
- Gieterij elektriciteit: ~20–40 kWh/t (aandrijvingen, secundaire koeling)
- Opbrengst smelten→gieten: ~92–96% (afsnijden, tundish, kop/staart)
- Hot charging: direct naar de wals bij 700–1000 °C vermindert naverwarming met 60–90%
Elektrische naverwarming, geen vlammen (waarom dit belangrijk is)
Verwarm het staal, niet de lucht
We gebruiken inductie en weerstand ovens voor slabs, blooms en billets. Ze koppelen energie direct aan metaal; er gaat niets de schoorsteen in.
- Volledige naverwarming (koude slab → 1.200 °C): ~0,25–0,35 MWh/t
- Hot charge (700–900 °C → 1.200 °C): ~0,05–0,15 MWh/t
- Walsaandrijvingen & hulpapparatuur: ~0,08–0,15 MWh/t
Cijfers omvatten recuperatie en moderne motorsystemen; ontwerp voor het hoge segment, vier het lage.
Waarom walsen dol zijn op het microgrid
- Voorspelbare dienstcycli → makkelijk voor opslag om pieken op te vangen.
- Warmteterugwinning → processtoom voor buren (verf, wasserij, voedsel).
- Geen NOx-branders → schone lucht en minder vergunningen.
Walslijnen & producten (wat we maken)
Hot Strip Mill (HSM) — spoelen
Slabs worden spoelen voor auto's, apparaten, scheepsplaat-voorlopers en zonnevolgers.
- Ingang: 200–250 mm slab
- Uitgang: 1,2–20 mm strip
- Lijnvermogen (elek): ~0,12–0,25 MWh/t (met hot charge)
Plaat / Steckel — zware plaat
Dikke, brede plaat voor windturbines, bruggen, scheepsrompen.
- Uitgang: 10–150 mm plaat
- Lijnvermogen: ~0,10–0,20 MWh/t (hete lading)
Sectie / Staaf — balken, rails, wapeningsstaal, draad
Billets/blooms worden wapeningsstaal, H-balken, rails, draadstaaf.
- Lijnvermogen: ~0,08–0,18 MWh/t (hete lading)
- Rails: rechtlijnigheid <0,3 mm/m
Per-ton spiekbriefje (staalproducten)
Elektriciteit (buiten het smelten)
| Bediening | kWh per ton | Notities |
|---|---|---|
| Gieterij & op lengte snijden | 20–40 | Aandrijvingen, water |
| Naverwarming (koude slab) | 250–350 | Inductie/weerstand |
| Naverwarming (hete lading) | 50–150 | Afhankelijk van de ingangstemperatuur |
| Walsen & hulp | 80–150 | Motoren, hydrauliek |
Totaal (heet geladen coil): ~0.20–0.40 MWh/t. Totaal (koude plaat): ~0.35–0.50 MWh/t.
Opbrengsten (smelt → eindproduct)
| Stap | Opbrengst % | Opmerking |
|---|---|---|
| EAF aftap → gieter | 92–96% | Afval, bekergietstuk |
| Gieter → fabriek | 97–99% | Gesneden uiteinden |
| Fabriek → product | 95–98% | Randafsnijsels, schroot |
Algemeen: ~85–92% afhankelijk van productmix en heet laden. Schroot gaat terug naar EAF.
Vooraf berekende fabriekscenario's
Scenario A — Mini‑fabriek (lange producten, schroot→EAF)
Capaciteit 1 Mt/jaar • billets/blooms → wapeningsstaal, H‑balken, rails.
| Artikel | Waarde |
|---|---|
| Gemiddelde doorvoer | ~125 t/u (8.000 u/jaar) |
| EAF elektriciteit (smelt) | ~0.50 MWh/t → ~62.5 MW |
| Gieter + walsen (heet laden) | ~0.15 MWh/t → ~18.8 MW |
| Totale gemiddelde belasting | ~80–90 MW |
| PV min (voor dagelijkse dekking) | ~410–460 MWp |
| Opslag (12 u) | ~0.96–1.08 GWh |
| Voetafdruk | ~20–35 ha (fabrieken + terreinen) |
PV min bepaald door Gem(MW)×5.14 (5.5 PSH, 85% DC→AC). We overdimensioneren om buren van stroom te voorzien.
Scenario B — Hub voor vlakke producten (DRI(H₂)+EAF + HSM)
Capaciteit 5 Mt/jr • slabs → coils/plaat met uitgebreide hete lading.
| Artikel | Waarde |
|---|---|
| Gemiddelde doorvoer | ~625 t/u |
| DRI(H₂)+EAF elektriciteit | ~3.5–4.0 MWh/t → ~2.2–2.5 GW |
| Walsen (hete lading) | ~0.20 MWh/t → ~125 MW |
| Totale gemiddelde belasting | ~2.3–2.6 GW |
| H₂ verbruik | ~250–300 kt/jr |
| PV min | ~12–13 GWp |
| Opslag (12 u) | ~28–31 GWh |
| Voetafdruk | ~60–120 ha + PV-veld in de buurt |
Elektrolyzers domineren het vermogen. Walsen is het beleefde deel.
Productmixknop (1 Mt/jaar fabriek)
| Mix | Spoel | Bord | Secties/Stang | Gem. elek (MW) |
|---|---|---|---|---|
| Spoed-zwaar | 60% | 10% | 30% | ~86 |
| Gebalanceerd | 40% | 20% | 40% | ~82 |
| Lang-zwaar | 20% | 10% | 70% | ~79 |
Verschillen komen door de vraag van de walsmotor en opwarmfracties; EAF-belasting is vergelijkbaar.
Opbrengsten, kwaliteit & zero-waste cycli
Schroot is een kenmerk, geen fout
- Randafval, brokstukken en reststukken gaan rechtstreeks naar de EAF-emmer.
- Ter plaatse versnipperen & voorverwarmen bespaart smeltenergie en tap-tot-tap tijd.
- Billet-/spoedeinden voeden een kleine gieterij voor gietstukken en machinewerkvoorraad.
QA op een leuke manier
- Inline meters: dikte, profiel, vlakheid.
- Metallurgie op rails: spectrometers bij de gieter; hardheid en korrel bij de afwikkelaars.
- Traceerbaarheid: elke balk en spoel draagt een digitaal geboortecertificaat.
Oppervlakte & personeel (1 Mt/jaar mini-wals)
Gebied
- Smeltoven + gieter: ~8–12 ha (overdekt)
- Walsen & afwerking: ~8–15 ha
- Terreinen & logistiek: ~5–8 ha
- PV-veld (min): ~2,0–2,5 km² (in de buurt)
Mensen & vaardigheden
- Bedieningsteams per bay (3 ploegen), sterke automatiseringsbasis.
- Elektriciens > brandertechnici (door ontwerp).
- Metallurgen, kwaliteit, onderhoud en een limonadekraam voor schoolbezoeken.
V&A
“Komen balken en spoelen echt uit dezelfde smelt?”
Ja — slabs voor spoel/plaat en billets/blooms voor secties/staven komen van parallelle gieterstrengen. Zelfde chemie, verschillende vormen, dezelfde rookloze productie.
“En wat te denken van galvaniseren en coaten?”
Naast de deur. Elektrische anneallijnen, zink/aluminiumbaden en spoelcoaters draaien op hetzelfde microgrid, dat overtollige zonne-energie uit Deel 3 gebruikt.
“Kunnen we alles warm opladen?”
Bijna. Slimme buffers houden de draaddtemperatuur hoog in de wals; wanneer we moeten pauzeren, vult elektrische naverwarming de kloof zonder draken te ontsteken.
Vervolgens: Aluminium, Koper & Zeldzame Metalen — Aders van Macht (Deel 6). Draden, lichte legeringen en batterijmetalen — het zenuwstelsel van onze botten.