Wire Insights – Neuer voestalpine Wire Technology Podcast - Episode 1: Prozess- & Kostenoptimierung durch maßgeschneidertes Materialdesign

(0:00 - 4:23) Willkommen zu Wire Insights, dem Podcast über die neuesten Entwicklungen, Innovationen und Trends bei voestalpine Wire Technology. Erleben Sie spannende Einblicke in aktuelle Projekte, die die Branche revolutionieren, und erfahren Sie, wie Innovationen aus Draht die Welt verändern. Egal, ob Sie technikbegeistert, Branchenprofi oder einfach nur neugierig auf die Zukunft sind, dieser Podcast ist für Sie.

Schalten Sie ein und folgen Sie uns. Ein herzliches Willkommen an unsere Gäste hier am Standort der voestalpine Wire Rod Austria in St. Peter, Freienstein. Mein Name ist Dieter Danko und ich möchte mich bei Ihnen bedanken, dass Sie uns und unseren Hörern wertvolle Einblicke gewähren.

Heute wollen wir über die interessanten Forschungs- und Entwicklungsmöglichkeiten der Business Unit voestalpine Wire Technology sprechen. Und wir werden von einigen spannenden Projekten hören. Unsere Experten haben sich bereits vor das Mikrofon gesetzt.

Peter Gruber, Katharina Ragger und Robert Kienreich. Bitte stellen Sie sich kurz vor und geben Sie uns einen Einblick in Ihre Tätigkeitsprofile. Herr Gruber ...

Auch von meiner Seite ein herzliches Willkommen. Ich bin Leiter von F&E und Innovation innerhalb der Business Unit Wire. Damit bin ich verantwortlich für die Operationalisierung des F&E-Programms, insbesondere in der Produkt- und Prozessentwicklung sowie im Bereich der Prüf- und Messtechnik.

Darüber hinaus gehört auch das Patentmanagement und das Wissensmanagement zu unserer Abteilung. Frau Ragger, würden Sie uns bitte einen Einblick in Ihr Tätigkeitsprofil geben.

Mein Name ist Katharina Ragger und ich gehöre zum Team von Peter Gruber. Ich bin in die Produktentwicklungsgruppe integriert und meine Aufgabe ist es, neue Stahlsorten unter Berücksichtigung der Anforderungen unserer Kunden und gleichzeitiger optimaler Prozessparameter zu entwickeln. Herr Kienreich, darf ich Sie auch um eine kurze persönliche Vorstellung bitten?

Ja, mein Name ist Robert Kienreich und ich bin seit 2000 bei der voestalpine in verschiedenen technischen Funktionen tätig. Derzeit bin ich als Senior Expert in der Anwendungstechnik tätig. Der Schwerpunkt meiner Tätigkeit liegt in der Kundenorientierung und Qualitätsverbesserung.

Ich danke Ihnen für die kurze Vorstellungsrunde. Dann würde ich sagen, lassen Sie uns gleich in die Forschungs- und Entwicklungsabteilung gehen. Der Geschäftsbereich Drahttechnik misst der Forschung und Entwicklung große Bedeutung bei und verfügt auch intern über einzigartige Forschungseinrichtungen.

Was zeichnet diese Forschungseinrichtungen aus? Welche Möglichkeiten bieten sie und welche Wettbewerbsvorteile ergeben sich daraus, Herr Gruber? Wir bieten eine einzigartige Forschungs- und Entwicklungsinfrastruktur, um maßgeschneiderte Drahtlösungen anbieten zu können. Dank dieser vorhandenen Infrastruktur können wir Entwicklungszeiten verkürzen und Materialeinsatzkosten reduzieren. Zum einen nutzen wir den Service des Forschungsdienstleisters, zum Beispiel bei Werkstoffsimulationen und Oberflächentechnik.

Zum anderen nutzen wir die Möglichkeit des Metlab mit 80-Kilogramm-Chargen für die Vorentwicklung und anschließend die Erstellung von Prototypen mit Hilfe des Techmet, zum Beispiel Drei-Tonnen-Chargen. Abgerundet wird die kundenspezifische Entwicklung durch den Einsatz spezieller Prüfeinrichtungen im Drahttechnikum, wie zum Beispiel die Prüfung der H2-Beständigkeit von Drähten oder Befestigungselementen und die Prüfung des Grenzformänderungsverhaltens von Draht. Außerdem stehen uns eine instrumentierte Ziehlinie sowie Wärmebehandlungsanlagen wie Retorten- und Kammeröfen zur Verfügung.

(4:24 - 5:25) Die F&E-Infrastruktur wird im Geschäftsjahr 2025-26 um eine fünfstufige Kaltstauchanlage erweitert, damit wir die Kundenprozesse besser verstehen können. Wir werden dann in der Lage sein, den Kunden ein komplettes Entwicklungspaket anzubieten. Zum einen können wir Werkstoffkompetenz rund um Draht und Umformwerkzeuge sowie Oberflächen- und Umformkompetenz anbieten.

Der Kunde kann dann die Prototypenentwicklung bei uns in Auftrag geben und die Entwicklungsschleifen komplett an uns auslagern. Es findet auch ein intensiver Wissensaustausch zwischen voestalpine Wire Technology und externen Forschungseinrichtungen wie Universitäten statt. Können Sie uns bitte mehr darüber erzählen? Unsere Forschung gliedert sich in drei Hauptbereiche: Produktentwicklung, Prozessentwicklung und Prüfmesstechnik.

(5:27 - 5:54) Unsere Mitarbeiter arbeiten mit verschiedenen Forschungseinrichtungen in Österreich, Deutschland und in speziellen Fällen auch in Europa zusammen. Das reicht von kurzfristigen Forschungsaufträgen oder speziellen Tests mit einer Dauer von zwei bis vier Monaten bis hin zu großen drei- bis fünfjährigen Projekten. Der Partner ist der Konsortialführer und kümmert sich um die Einreichung von Gründungsprogrammen.

(5:55 - 7:30) Wir sind auch Teilnehmer an so genannten CT-Labors. Hier wird Grundlagenforschung betrieben, die die Basis für unsere Arbeit bildet. Im Rahmen dieser Programme werden auch immer wieder Diplomarbeiten und Dissertationen betreut.

Im besten Fall werden die Absolventen dann vom Unternehmen übernommen und so arbeiten wir eng mit der Montanuniversität Leoben, der Technischen Universität Graz und der Technischen Universität Wien zusammen. Diese intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeit spiegelt sich auch in zahlreichen Erfolgsgeschichten wider. Der langjährige Drahttechnik-Kunde Hilti hat das Unternehmen sogar mit einem Innovation Excellence Award ausgezeichnet.

Worum ging es dabei genau? Im Juni 2024 würdigte Hilti im Rahmen seines Lieferantenanerkennungsmodells die herausragende F&E- und Innovationskompetenz der voestalpine Wire Austria mit dem Innovation Excellence Award 2023. voestalpine Wire Austria war das einzige Unternehmen aus der Stahlbranche, das die Auszeichnung am Hilti-Hauptsitz in Liechtenstein entgegennahm. Ausschlaggebend war die Innovationsfähigkeit des Unternehmens, der hohe Innovationsgrad durch fundiertes metallurgisches Know-how in Kombination mit partnerschaftlicher Materialentwicklung, höchster Qualität und Zuverlässigkeit.

(7:31 - 13:32) Welche weiteren Erfolgsgeschichten sollen in diesem Zusammenhang nicht unerwähnt bleiben? Die kundenspezifische Materialentwicklung für Setznägel ist eine Erfolgsgeschichte. Die Setznägel werden für die Befestigung von Wellblechen an Stahlträgern verwendet. Das spezifische Ziel war hier, die lokalen Eigenschaften des Produkts zu verbessern, insbesondere die Härte der Spitze des Setznagels.

All dies musste ohne Kostenerhöhung geschehen. Darüber hinaus ist es uns in diesem Jahr nach jahrelanger Entwicklungsarbeit gelungen, die Zulassung für Draht aus einer Stranggussproduktion für den Einsatz in der Wälzlagerindustrie zu erhalten. Hervorzuheben ist hier die intensive Zusammenarbeit über die gesamte Wertschöpfungskette.

Beteiligt waren voestalpine Stahl Donawitz, voestalpine Rail Technology, voestalpine Wire Technology und voestalpine Forschungsservice Gesellschaft. Darüber hinaus wurden in den letzten zwei Jahren zwei Patente angemeldet. Eines auf dem Gebiet des zirkoniumborlegierten Stahls für Verbindungselemente und eines auf dem Gebiet des alternativen Korrosionsschutzes für Spannstahldrähte.

Und diese beiden Patente spiegeln unsere Kompetenz auf dem Gebiet der Werkstoffentwicklung und der Oberflächentechnik wider. Für erfolgreiche Projekte müssen viele Zahnräder ineinander greifen. Bei dem drahttechnologischen Entwicklungsprojekt High Performance Wire, intern IGOR genannt für gezieltes Legierungsdesign in sehr kleinen Mengen, gab es eine hervorragende Zusammenarbeit innerhalb des Metallurgie-Netzwerks.

Können Sie uns bitte diese Zusammenarbeit beschreiben? Welche Kooperationspartner sind für den Erfolg dieses Projekts verantwortlich, Frau Ragger? Meiner Meinung nach ist der große Erfolg dieses Projekts auf die enge Zusammenarbeit zwischen mehreren Unternehmen zurückzuführen. Das waren die voestalpine Wire Rod Austria, die voestalpine Stahl Donawitz, die voestalpine Forschungsservice Gesellschaft Donawitz und als externer Partner der Lehrstuhl für Stahlbau an der Montanuniversität Leoben.

Die voestalpine Stahl Donawitz war vor allem für die Herstellung von Prototypen im Labormaßstab sowie für die Großserienfertigung verantwortlich. Die voestalpine Forschungsservice Gesellschaft Donawitz leistete Simulationsunterstützung bei der Legierungsauslegung und bei der Ermittlung der optimalen Walzparameter. Der Lehrstuhl für Stahlbau führte unter anderem hochauflösende Werkstoffanalysen durch.

Die Gesamtkoordination und der letztendlich erfolgreiche Walzvorgang wurden von voestalpine Wire Rod Austria durchgeführt. Darüber hinaus konnte unser Team im Rahmen einer speziellen Prototypenfertigung auch auf große Unterstützung durch die voestalpine Böhler Schweißtechnik und das Kompetenzzentrum Schweißen der voestalpine Schienentechnik zurückgreifen. Die Kombination von unternehmensspezifischem Know-how hat letztendlich zum Erfolg geführt und dank des starken Einsatzes der Anwendungstechniker der voestalpine Wire Austria und des Vertriebs konnte das Produkt bereits erfolgreich am Markt platziert werden.

Welchen Nutzen hat das Projekt letztlich? Der große Vorteil liegt in der direkten Umformbarkeit bei gleichzeitig hoher Festigkeit nach dem Anlassen. Der Wegfall des klassischen Weichglühens vor der Weiterverarbeitung führt zu einer deutlichen Verbesserung der CO2-Bilanz und ist zudem kosteneffizienter. Wie können wir uns diese Entwicklung vorstellen? Legierungselemente werden normalerweise für wärmebehandelbare Stähle verwendet, die im Allgemeinen kostenintensiv sind.

Es war daher notwendig, günstigere Alternativen zu finden, ohne dabei Kompromisse bei den mechanischen Eigenschaften einzugehen. IGUA wurde auf Basis von über 11.000 Legierungsvarianten zur Gänze am Computer mit Hilfe von Simulationsverfahren unter der Leitung der voestalpine Forschungsgesellschaft Donawitz entwickelt. Welche Bedeutung hat das Projekt für zukünftige Projekte? Das Projekt kann durchaus als Vorbild für zukünftige Entwicklungsprojekte bezeichnet werden, da es gezeigt hat, dass Know-how in Verbindung mit gezielten Simulationsverfahren zum Erfolg führen kann.

Das nächste Thema ist ein sehr spezifisches. Es geht um optimierte Drahtqualität bei gleichzeitiger Ressourcenschonung durch thermomechanisches Walzen. Eine Frage, die gerade außerhalb von Fachkreisen für das Verständnis essentiell ist.

Herr Kienreich, was bedeutet thermomechanisches Walzen? Im Vergleich zum bekannten Standard-Warmwalzverfahren ist thermomechanisches Walzen grundsätzlich ein Walzen mit niedrigeren Fertigwalztemperaturen in Kombination mit optimierten Kühlstrategien direkt aus der Walzhitze. Mikrolegierungselemente wie Vanadium und Niob werden den TM-gewalzten Stählen häufig zugesetzt und sollen sich beim Warmwalzen und Abkühlen als Karbide und Nitride ausscheiden. Das Ziel ist immer, die mechanischen Eigenschaften durch zusätzliche Kornfeinung zu verbessern.

(13:34 - 15:39) Dieses Verfahren reduziert die CO₂-Emissionen, aber es gibt auch eine Reihe anderer Vorteile, von denen die Kunden profitieren. So gilt das thermomechanische Walzen auch als ressourcenschonender Produktionsprozess über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg, da weitere Wärmebehandlungsschritte entfallen können. Was sind die Hauptvorteile? Im Allgemeinen wird hochwertiger Walzdraht für Kaltstauchanwendungen durch Warmwalzen, kontrolliertes Abkühlen und anschließendes Weichglühen hergestellt.

Ich möchte hier vier Hauptvorteile des TM-Walzverfahrens nennen. Erstens der mögliche Verzicht auf das Weichglühen von borlegierten Vergütungsstahlsorten bis zur Festigkeitsklasse 12.9. Zweitens die erweiterte Verwendung von mikrolegierten Stahlsorten bis zur Festigkeitsklasse 1000 Megapascal ohne abschließende Wärmebehandlung. Drittens kann bei langen, schlanken Bauteilen das Richten entfallen, da es bei diesen alternativen ausscheidungsgehärteten mikrolegierten Stahlsorten keinen Härteverzug gibt.

Und nicht zuletzt verbessert das extrem feinkörnige Gefüge die Kaltumformgrenze, die Tieftemperaturzähigkeit und auch die Beständigkeit gegen Wasserstoffversprödung. Vielen Dank für diese spannenden Einblicke in die Welt der voestalpine Drahttechnologie. Danke, dass Sie uns Ihre Zeit und Ihr Fachwissen zur Verfügung stellen.

Das war's für diese Folge von wire insights. Faszinierend zu sehen, wie viel Innovation durch Forschung und Entwicklung vorangetrieben wird, nicht wahr? Bleiben Sie dran, denn in den kommenden Folgen werden wir noch tiefer eintauchen, von bahnbrechenden Technologien bis hin zu den Menschen hinter den Ideen. Wir werden Ihnen zeigen, wie aus Visionen Realität wird.

Verpassen Sie nicht das Beste, was noch kommen wird. voestalpine one step ahead.

(0:00 - 4:23) Welcome to Wire Insights, the podcast of the latest developments, innovations and trends at voestalpine Wire Technology. From cutting-edge materials to sustainable production processes, experience exciting insights into current projects that are revolutionizing the industry and find out how innovations made of wire are changing the world. Whether you are a technology enthusiast, an industry professional or just curious about the future, this podcast is for you.

Tune in and join us. A warm welcome to our guests here at the voestalpine Wire Rod Austria site in St. Peter, Freienstein. My name is Dieter Danko and I would like to thank you for giving us and our listeners some valuable insights.

Today we want to talk about the interesting research and development setup available to the voestalpine Wire Technology business unit. And we will hear about some exciting projects. Our experts have already sat down in front of the microphone.

Peter Gruber, Katharina Ragger and Robert Kienreich. Would you please briefly introduce yourselves and give us an insight into your job profiles. Mr. Gruber …

A very warm welcome from my side. I'm head of R&D and innovation within the business unit wire. Therefore, I'm responsible for the operationalization of the R&D program, especially in product and process development, as well as in the area of testing and measurement technology.

In addition, patent management and knowledge management is also part of our department. Mrs. Ragger, would you please be so kind to give us an insight into your job profile.

My name is Katharina Ragger and I am a member of Peter Gruber's team. I'm integrated in the product development group and my job is to design new steel grades, taking into account our customers' requirements and concurrent optimum process parameters. Mr. Kienreich, may I also ask you for a short personal introduction.

Yes, my name is Robert Kienreich and I've been working at voestalpine since 2000 in different technical roles. I'm currently working as a senior expert in application engineering. The focus of my task is customer orientation and quality improvement.

Thank you for the brief round of introductions. Then I would say let's move straight on the research and development department. The wire technology business unit attaches great importance to research and development and there are also unique research facilities available internally.

What characterizes these research facilities? What opportunities do they offer and what competitive advantages do they generate, Mr. Gruber? We offer a unique research and development infrastructure to provide customized wire solutions. Thanks to this existing infrastructure, we can shorten development times and reduce material input costs. On the one hand, we utilize the service of the research service company, for example in material simulations and surface technology.

We also utilize the possibility of the Metlab with 80-kilogram batches for the pre-development and subsequently the creation of prototypes with the help of the Techmet, for example three-ton batches. The customized development is rounded off using special testing equipment in the wire technicum, for example testing the H2 resistance of wires or fastening elements and testing the forming limit behaviors of wire. We also have access to an instrumented drawing line as well as heat treatment units like retort and chamber furnaces.

(4:24 - 5:25) The R&D infrastructure will be expanded in the fiscal year 2025-26 to include a five-stage cold heading line so that we can better understand customer processes. We will then be able to offer customers complete development package. On the one hand, we can offer material expertise around wire and forming tools as well as surface and forming expertise.

The customer can then commission the prototype development from us and can then outsource the development loops completely to us. There is also an in-depth exchange of knowledge between voestalpine Wire Technology and external research institutions such as universities. Could you please tell us more about this? Our research is divided into three main areas product development, process development and testing measurement technology.

(5:27 - 5:54) Our employees work together with various research institutions in Austria, Germany and in special cases also in Europe. This ranges from short-term research contracts or special tests lasting to two to four months to large three to five-year projects. The partner is the consortium leader and take care of the submission of founding programs.

(5:55 - 7:30) We are also participants in so-called CT laboratories. This is where basic research is carried out which forms the basis for our work. As a part of these programs, diploma theses and dissertations are repeatedly supervised.

In best case the graduates are then taken on by the company and so we work closely with the University of Leoben, Graz University of Technology and Vienna University of Technology. This intensive research and development work is also reflected in numerous success stories. Long-standing wire technology customer Hilti even presented the company with an Innovation Excellence Award.

What exactly was this about? In June 2024 Hilti recognized the outstanding R&D and innovation skills of voestalpine Wire Austria with the Innovation Excellence Award 2023 as part of its supplier recognition model. voestalpine Wire Austria was the only company from the steel industry to receive the award at Hilti's Liechtenstein headquarters. The decisive factor was the company's innovation capability, the high level of innovation through sound metallurgical expertise in combination with material development based on partnership, the highest quality and reliability.

(7:31 - 13:32) What other success stories should not go unmentioned in this context? The customized material development for setting nail is a success story. The setting nail are used to fasten corrugated sheets to steel beams. The specific aim here was to improve the local properties of the product, particularly the hardness of tip of the setting nail.

All this had to be done without increasing costs. In addition, this year after years of development work, we succeeded in obtaining approval for wire from a continuous casting production for ball bearing application in the bearing industry. The intensive cooperation across the entire value chain should be emphasized here.

voestalpine Stahl Donawitz, voestalpine Rail Technology, voestalpine Wire Technology and voestalpine Forschungsservice Gesellschaft were involved. And in addition, two patents have been registered in the last two years. One in the field of zirconium boron alloyed steel for fasteners and one in the field of alternative corrosion protection for prestressing steel wires.

And these two patents reflect our expertise in the field of material development and surface technology. Successful projects require many gears to mesh together. In the wire technology development project High Performance Wire, known internally as IGOR for targeted alloy design in very small quantities, there was excellent cooperation within the metallurgy network.

Could you please describe this collaboration for us? Which cooperation partners are responsible for the success of this project, Mrs. Ragger? In my opinion the great success of this project is due to the close cooperation between several companies. These were voestalpine Wire Rod Austria, voestalpine Stahl Donawitz, voestalpine Forschungsservice Gesellschaft Donawitz and as an external partner the chair of steel design at the Montanuniversität Leoben.

Mainly voestalpine Stahl Donawitz was responsible for the production of prototypes on a laboratory scale as well as large-scale manufacturability. The voestalpine Forschungsservice Gesellschaft Donawitz provided simulation support for alloy design and for finding the optimum rolling parameters. Among others the chair of steel design carried out high resolution material analysis.

The overall coordination and the ultimately successful rolling were carried out by voestalpine Wire Rod Austria. In addition, our team was also able to draw on great support from voestalpine Boehler welding and the competence center welding of voestalpine Rail technology as part of a special prototype production. The combination of company-specific expertise ultimately led to the success and thanks to strong efforts on the part of voestalpine Wire Austria's application engineers and the sales department the product has already been successfully placed on the market.

What is the ultimate benefit of the project? The great advantage lies in the direct formability combined with high strength after tempering. This elimination of the classic soft annealing before further processing results in a significant improvement in the co2 balance and it is also more cost efficient. How can we visualize this development? Alloying elements are usually used for heat treatable steels which are generally cost intensive.

It was therefore necessary to find more favorable alternatives but without compromising on the mechanical properties. IGUA based on over 11.000 alloy variants was developed entirely on the computer using simulation processes under the leadership of the voestalpine Forschungsgesellschaft Donawitz. What significance does the project have for future projects? The project can certainly be described as a model for future development projects as it has shown that expertise combined with targeted simulation processes can lead to success.

The next topic is a very specific one. It is about optimized wire quality with simultaneous conservation of resources through thermomechanical rolling. A question that is essential for understanding especially outside of specialist circles.

Mr. Kienreich what does thermomechanical rolling mean? In comparison to the well-known standard hot rolling process thermomechanical rolling is basically rolling with lower finishing rolling temperatures combined with optimized cooling strategies directly from the rolling heat. Microalloying elements like vanadium and niobium are often added to TM-rolled steels and should precipitate as carbides and nitrides during hot rolling and cooling. The goal is always to improve the mechanical properties by additional grain refinement.

(13:34 - 15:39) This process reduces CO₂ emissions but there are also several other advantages that customers benefit from. For example, thermomechanical rolling is also considered a resource saving production process across the entire value chain as further heat treatment steps can be omitted. What are the main benefits? In general, high quality wire rod for cold heading applications is usually produced by hot rolling, controlled cooling and subsequent soft annealing.

I would like to mention four main benefits of the TM rolling process. At first the possible elimination of soft annealing of boron alloyed quenching and tempering steel grades up to strength class 12.9. Second the extended use of micro-alloyed steel grades up to strength class 1000 megapascal without final heat treatment. Third for long slender components straightening can be omitted as there is no hardening distortion with this alternative precipitation hardened micro-alloyed steel grades.

And last but not least the extremely fine-grained microstructure improves the cold forming limit, the low temperature toughness and also the resistance to hydrogen embrittlement. Thank you very much for these exciting insights into the world of voestalpine wire technology. Thank you for giving us your time and your expertise.

That's it for this episode of wire insights. Fascinating to see how much innovation is driven by research and development isn't it? Stay tuned because in the upcoming episodes we'll dive even deeper from groundbreaking technologies to the people behind the ideas. We'll show you how visions turn into reality.

Don't miss out the best is yet to come. voestalpine one step ahead.

Sie umfasst spezialisierte Einrichtungen wie das Wire Technikum, Techmet und Metlab, die Versuche mit kleinen Chargen ermöglichen, sowie eine instrumentierte Ziehlinie, Wärmebehandlungsanlagen und Prüfeinrichtungen für H₂-Beständigkeit und Umformverhalten.

Sie ermöglicht Grundlagenforschung, gemeinsame Projekte, Betreuung von Abschlussarbeiten und direkten Wissenstransfer – z. B. mit der Montanuniversität Leoben, TU Graz und TU Wien.

Es ist eine Testeinrichtung für Drahtprodukte, in der z. B. Umformgrenzen und mechanische Eigenschaften geprüft werden.

IGOR ist ein internes Projekt zur gezielten Legierungsentwicklung in Kleinstmengen, das Simulation und Kooperation mit Forschungspartnern nutzt, um CO₂-effiziente Hochleistungsdrähte zu entwickeln.

Durch Kundenanforderungen, Simulation, Laborversuche und Prototypenproduktion – oft in enger Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen.

Ein ressourcenschonender Walzprozess mit niedriger Endtemperatur und optimierter Kühlung, der Weichglühen überflüssig macht und die CO₂-Bilanz verbessert.

Durch gezielte Materialentwicklung, z. B. Erhöhung der Härte an der Spitze ohne Mehrkosten, und durch patentierte Legierungen wie zirkoniumborlegierter Stahl.