Wire Insights Podcast - Episode 6: Unsere Kernprodukte im Fokus: Kaltstauchdraht und Spannstahldraht

(00:00 – 01:25)

(01:20 - 01:55)

Zunächst einmal ein herzliches Willkommen an unseren Gast, Herrn Uwe Tertinek. Schön, dass Sie bei uns sind. Könnten Sie sich bitte vorstellen und uns etwas über Ihren Hintergrund und Ihre Rolle erzählen?

Hallo und vielen Dank für die Einladung. Ich freue mich sehr, hier zu sein. Als Anwendungsingenieur bin ich dafür verantwortlich, unsere Kunden bei allen technischen Fragen zu unterstützen.

Ich habe an der Montanuniversität in Leoben Materialwissenschaften studiert und bin 2012 in das Unternehmen eingetreten. Ich habe sechs Jahre lang in der Forschung und Entwicklung gearbeitet, bevor ich 2018 in die Anwendungsentwicklung gewechselt bin.

(01:56 - 01:25)

Außerdem ist heute Herr Dieter Kalcher bei uns zu Gast. Willkommen bei Wire Insights. Wir würden gerne etwas über Ihren Werdegang und Ihre Tätigkeit bei voestalpine Wire Technology erfahren.

Auch ich heiße Sie herzlich willkommen. Ich habe vor über 35 Jahren als Lehrling an unserem Standort in Bruck an der Mur angefangen. Nach vielen interessanten Aufgaben, von denen einige auch außerhalb von Bruck lagen, hatte ich vor drei Jahren die Möglichkeit, die Teamleitung für Vertrieb und Anwendungstechnik zu übernehmen, auch für unsere Bauprodukte und damit auch für Vorspannstahldraht.

(02:33 - 03:48)

Herr Tertinek, welche Anwendungsbereiche gibt es für Kaltstauchstähle?

Kaltstauchstähle sind eine der wichtigsten Produktgruppen für unseren Geschäftsbereich. Sie kommen überall in unserem täglichen Leben zum Einsatz, wo präzise, langlebige und oft komplex geformte Bauteile benötigt werden. Dazu gehören beispielsweise verschiedene Arten von Schrauben, Befestigungselementen und Ankern. Typische Anwendungsbereiche sind daher Branchen wie die Automobilindustrie, der Maschinenbau, Haushaltsgeräte, sogenannte Weißwaren, der Energiesektor und nicht zuletzt die Bauindustrie.

Generell werden Kaltstauchstähle überall dort eingesetzt, wo eine gute Oberflächenqualität und eine hohe Formbarkeit erforderlich sind. Darüber hinaus erhöht sich ihre Festigkeit durch Kaltumformung, was für das Endbauteil und dessen Verwendungszweck besonders relevant ist. Neben den klassischen und bekannten Stahlsorten haben wir auch sogenannte AFP-Sorten in unserem Standardproduktportfolio.

AFP steht für Advanced Ferritic-Perlitic. Diese mikrolegierten Stähle benötigen keine Wärmebehandlung, um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen. Sie eignen sich daher ideal für hochfeste Teile, die typischerweise nach dem Umformen vergütet werden.

(03:49 - 05:14)

Welche Eigenschaften machen Kaltstauchstähle besonders geeignet für die Herstellung von Präzisionsbauteilen? Es gibt einige sehr wichtige Anforderungen und Eigenschaften von Kaltstauchstählen. Erstens haben sie eine hohe Kaltumformbarkeit. Sie sind in der Lage, umfangreiche plastische Verformungen ohne Risse oder Brüche zu durchlaufen.

Dies erfordert eine hohe Reinheit und eine gleichmäßige Mikrostruktur. Besonders wichtig für mehrstufige Schmiedeverfahren, die in der Industrie weit verbreitet sind, ist eine gute Zähigkeit. Das Material muss duktil bleiben und darf nicht spröde werden. Außerdem muss es einheitliche mechanische Eigenschaften aufweisen.

Ebenfalls sehr wichtig ist eine gute Oberflächenqualität. Eine gleichmäßige, glatte Oberfläche ist notwendig, da selbst kleine Oberflächenfehler zu Rissen während der Umformung und damit zu Materialversagen führen können. Stähle werden häufig mit Phosphatseife und/oder Polymerbeschichtungen geliefert, um die Reibung während der Umformungsschritte zu verringern, was sich auch positiv auf die Standzeit der Werkzeuge auswirkt.

Aufgrund der Produktionsprozesse der Kunden müssen Kaltstauchstähle sehr enge Toleranzen und eine hohe Formgenauigkeit erfüllen. Kurz gesagt müssen Kaltstauchstähle ein perfektes Gleichgewicht zwischen guter Formbarkeit und speziell angepasster hoher Festigkeit bieten und gleichzeitig eine hervorragende Oberflächenqualität und Maßgenauigkeit gewährleisten.

(05:15 - 07:45)

Wie unterscheidet sich der Produktionsprozess für Kaltstauchstähle von anderen Stahlsorten und welche Vorteile gibt es hinsichtlich der Produktion innerhalb der voestalpine Wire Technology? Zu den besonderen Anforderungen bei der Herstellung von Kaltumformstählen gehört beispielsweise eine sehr genaue chemische Zusammensetzung mit engen Grenzwerten.

Enge Toleranzen für Elemente wie Kohlenstoff, Mangan, Schwefel und Phosphor sind wichtig für eine gute Formbarkeit. Wichtig ist auch ein sehr geringer Gehalt an nichtmetallischen Einschlüssen, da Einschlüsse beim Kaltumformen zu Rissen führen können. Der Drahtwalzprozess selbst erfordert eine präzise Temperaturregelung und gezielte Kühlung, um eine feinkörnige, homogene Mikrostruktur zu erzeugen.

Hier möchte ich auch auf den Podcast mit Herrn Kienreich verweisen, in dem er die Vorteile des thermomechanischen Walzens ausführlich erläutert. An unserem Standort hier in St. Peter-Freienstein führen wir das sogenannte GKZ-Glühen durch, also das Glühen für kugelförmige Zementit. Dies reduziert die Drahtfestigkeit und verbessert die Umformbarkeit.

Was die Vorteile der Kaltstauchstähle betrifft, die wir als voestalpine Wire Technology liefern, möchte ich besonders auf unsere hochreine Stahlqualität hinweisen. Unser Rohstofflieferant voestalpine Stahl Donowitz produziert Stahl mit modernster Sekundärmetallurgie. Dies gewährleistet eine hohe Reinheit und damit eine hervorragende Formbarkeit.

Das Drahtwalzwerk in St. Peter-Freienstein kann sehr enge Toleranzen über einen breiten Bereich von Drahtdurchmessern liefern, was die Grundlage für einen reibungslosen Prozess in Umformmaschinen bildet. Derzeit läuft ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt mit dem Ziel, eine phosphatfreie Alternative zur herkömmlichen Phosphatierung auf den Markt zu bringen. Dies erspart dem Kunden einen Reinigungsschritt und verbessert die CO₂-Bilanz des Produkts.

Wir als voestalpine Wire Technology bieten eine vollständig integrierte Prozesskette vom Stahlwerk bis zum gezogenen Draht, alles aus einer Hand. Dies minimiert potenzielle Fehler und gewährleistet eine gleichbleibende Qualität. Unsere einzigartige Forschungs- und Entwicklungsinfrastruktur mit dem Techmet und dem Wire Technikum bildet die Grundlage für kontinuierliche Weiterentwicklungen und Produktqualitätsverbesserungen.

Und natürlich legen wir großen Wert auf eine CO₂-reduzierte Produktion, zum Beispiel durch die Green-Steel-Initiative bei voestalpine. Letztendlich macht dies Kaltstauchstahl umweltfreundlicher.

(07:46 - 09:44)

Bevor wir fortfahren, möchten wir uns ganz herzlich bei Uwe Tertinek für die wertvollen Einblicke und Perspektiven bedanken, die Sie uns heute vermittelt haben. Wenden wir uns nun einem Thema zu, das für den Hochbau von grundlegender Bedeutung ist.

Vorspannstahl. Dieter Kalcher ist heute bei uns und bringt einen reichen Erfahrungsschatz in diesem Bereich mit. Herr Kalcher, könnten Sie uns erklären, warum Vorspannstahl so wichtig ist? Welche Rolle spielt Vorspannstahl in der modernen Bauindustrie und welche Vorteile bietet er?

Vorgespannter Stahl setzt den Beton in der Konstruktion unter Druck und begrenzt so die auftretenden Zugspannungen und damit die Risse im Beton. Beton ist im Allgemeinen sehr widerstandsfähig gegen Druck, reagiert jedoch empfindlicher auf Zugspannungen. Der vorgespannte Stahl ist auch für die Aufnahme dynamischer Spannungen verantwortlich, beispielsweise in Betonschuhen.

Okay, wie werden die Qualität und Festigkeit von vorgespanntem Stahldraht sichergestellt? Die Qualität von Spannstahl beginnt mit der Verwendung von qualifiziertem hochgekohltem Walzdraht als Ausgangsmaterial. Die Zugfestigkeit des hergestellten Spannstahls wird durch den Durchmesser des Walzdrahtes und die einzelnen Kaltverformungsschritte im Zieh- und Stabilisierungsprozess bestimmt. Neben der hohen Zugfestigkeit bei entsprechend guter Duktilität wird durch den Stabilisierungsprozess auch eine sehr geringe Relaxation des Spannstahls erreicht.

Dadurch kann der Spannstahl die im Beton des Bauwerks aufgebrachte Vorspannkraft dauerhaft aufrechterhalten. Der Stabilisierungsprozess sorgt außerdem dafür, dass der Draht im Einsatz sehr gerade ist.

(09:45 - 10:41)

Welche Herausforderungen und Trends sehen Sie für die Zukunft im Einsatz von Spannstahl und welche Lösungen bietet voestalpine Wire Technology?

Vorgespannte Stahldrähte werden immer nach bestehenden Normen und Zulassungen in Zugfestigkeitsklassen unterteilt.

Ein auffälliger Trend ist sicherlich die Entwicklung hin zu höherer Zugfestigkeit im gleichen Durchmesserbereich. Darüber hinaus beobachten wir auch den Trend vom klassischen Betonbau weg. Das ist also vorgespannter Stahldraht, der in Beton verankert ist, hin zur Verwendung von vorgespanntem Stahldraht in der Windenergie.

Vorspannung von Betonwindtürmen mit externer Vorspannung. In diesem Fall befindet sich der Spannstahl als externe Seilverankerung außerhalb des Betons, um die einzelnen Betonsegmente des Turms miteinander zu verspannen.

(10:42 - 11:03)

Vielen Dank für die umfassenden Einblicke. Es ist immer bereichernd, so tief in Ihre Bereiche und Ihr Fachwissen einzutauchen. Damit sind wir am Ende dieser Folge von Wire Insights mit Uwe Tertenek und Dieter Kalcher angelangt. Vielen Dank an unsere Gäste, dass sie heute bei uns waren.

Es war uns eine Freude, Ihre Gedanken und Erfahrungen zu hören.

(11:04 – 11:37)

Bevor wir zum Ende kommen, würden wir gerne erfahren, womit Sie derzeit beschäftigt sind. Gibt es spannende Projekte oder Ideen, an denen Sie gerade arbeiten und die Sie unseren Zuhörern vorstellen möchten? Herr Kalcher, Sie zuerst.

Natürlich, ich denke, wir haben ein sehr interessantes Projekt. Wir arbeiten derzeit an einem großen Schrägseilbrückenprojekt in Taiwan. Es wurde von Zaha Hadid Architects entworfen, und wir liefern die Litzenprodukte für dieses Projekt.

Ich möchte diese Gelegenheit auch nutzen, um dem gesamten Team zu danken, das es uns ermöglicht, solche Großprojekte zu realisieren.

(11:38 – 12:12)

Und an welchen Projekten arbeiten Sie derzeit, Herr Tertenek?

Als Anwendungsingenieur stehe ich mit vielen Kunden aus verschiedenen Branchen in Kontakt. Aber was für alle wichtig ist und für unsere Zukunft im Allgemeinen, ist eine ressourcenschonende und CO₂-reduzierte Produktion während des gesamten Prozesses.

Daher ist die bevorstehende Umstellung unserer Stahlbasis auf EAF natürlich ein Thema, das mich täglich begleitet. Vielen Dank. Damit sind wir am Ende dieser Folge von Wire Insights mit Uwe Tertinek und Dieter Kalcher angelangt.

(12:13 – 12:37)

Ein großes Dankeschön an unsere heutigen Gäste für die Weitergabe Ihres Fachwissens und Ihrer Perspektiven. Ihre Einblicke haben wirklich zu einigen spannenden Gesprächen geführt. Und an unsere Zuhörer: Vielen Dank fürs Zuhören.

Für das nächste Mal haben wir wieder etwas Spannendes vorbereitet. Bleiben Sie also neugierig und bleiben Sie dran. Bis dahin, machen Sie es gut und erkunden Sie weiter die Welt der voestalpine Wire Technology.

(00:00 - 01:25)

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. Welcome back to Wire Insights, your go-to podcast for deep dives into the world of voestalpine Wire Technology, innovation and engineering excellence.

In today's episode Wire Excellence, a deep dive into our core products of cold heading steel grades and prestressing wire. We are exploring two highly specialized and impactful topics. These materials are essential in applications where strength, precision and reliability are non-negotiable, from automotive components to large-scale infrastructure projects. 

To help us understanding more about these fascinating materials, we are joined by two experts from voestalpine Wire Technology.

(01:20 - 01:55)

First, a warm welcome to our guests, Mr. Uwe Tertinek. It's great to have you with us. Could you please introduce yourself and tell us about your background and your role?

Hello and thanks for inviting me. I'm really happy to be here. So, as an Application Engineer, I'm responsible for supporting our customers with any technical questions they might have.

I studied material science at the Montanuniversität in Leoben and joined the company back in 2012. I spent six years working in research and development before switching to Application Engineering in 2018.

(01:56 - 01:25)

And also joining us today is Mr. Dieter Kalcher. Welcome to Wire Insights. We'd like to hear about your journey and what you do at voestalpine Wire Technology.

Also a warm welcome from my side. I started as an apprentice at our site in Bruck an der Mur over 35 years ago. After many interesting tasks, some of which were also outside of Bruck, I had the opportunity three years ago to take on the team leadership for sales and application engineering, also for our construction products and thus also for prestressing steel wire.

(02:33 - 03:48)

Mr. Tertinek, what areas of application are there for cold heading steels?

Cold heading steels are one of the most important product groups for our business unit. They are used everywhere in our daily life where precise, durable and often complex shaped components are required. Such as different kind of screws, fasteners and anchors. So typical application areas include industries like automotive, mechanical engineering, household appliances, so-called white goods, the energy sector and last but not least the construction industry. 

In general, cold heading steels are used wherever good surface quality and high formability are required. Additionally, their strength increases through cold forming which is particularly relevant for the final component and its intended use. Beside the classic and well known steel grades, we also have so-called AFP grades in our standard product portfolio.

AFP stands for Advanced Ferritic-Perlitic. Those micro-alloyed steels do not require heat treatment to achieve desired properties. So they are ideal for high strength parts that are typically quenched and tempered after forming.

(03:49 - 05:14)

What properties make cold heading steels particularly suitable for the manufacture of precision components? There are quite a few very important requirements and properties of cold heading steels. First, they have a high cold formability. They are able to undergo extensive plastic deformation without cracks or fractures. 

This requires high purity and a uniform microstructure. Especially important for multi-stage forging processes that are widely used in the industry is a good toughness. The material must remain ductile and not become brittle and needs uniform mechanical properties. 

Very important as well is a good surface quality. A uniform smooth surface is necessary as even minor surface defects can lead to cracks during forming and thus to material failure. Steels are often supplied with phosphate soap and or polymer coatings to reduce friction during forming steps, which also positively affects tool life. 

Due to customer production processes, cold heading steels must meet very tight tolerances and high shape accuracy. So in short, cold heading steels must offer a perfect balance between good formability and specifically adjusted high strength, while also ensuring excellent surface quality and dimensional accuracy.

(05:15 - 07:45)

How does the production process for cold heading steels differ from other types of steel and what advantages are there in terms of production within voestalpine Wire Technology? Special requirements in the production of cold forming steels include for example a very precise chemical composition with narrow limits. 

Tight tolerances for elements like carbon, manganese, sulfur and phosphorus are important for good formability. Also important is a very low level of non-metallic inclusions, as inclusions can cause cracks during cold forming. The wire rolling process itself involves precise temperature control and targeted cooling to produce a fine-grained homogeneous microstructure. 

Here I also want to refer to the podcast with Mr. Kienreich, where he explains the benefits of thermomechanical rolling in detail. At our site here in St. Peter-Freienstein we perform so-called GKZ annealing, meaning annealing for spheroidized cementite. This reduces wire strength and improves formability. 

When it comes to the advantages of cold heading steels we deliver as voestalpine Wire Technology, I want to point out especially our high purity steel quality. Our raw material supplier voestalpine Stahl Donowitz produces steel with the state-of-the-art secondary metallurgy. This ensures high purity and thus excellent formability.

The wire rolling mill in St. Peter-Freienstein can deliver very tight tolerances across a wide range of wire diameters, the basis for a trouble-free process in forming machines. There is an ongoing R&D project aiming to launch a phosphate-free alternative to traditional phosphating. This saves the customer a cleaning step and improves the CO₂ footprint of the product.

We as voestalpine Wire Technology offer a fully integrated process chain from the steel mill to the drawn wire, everything from a single source. This minimizes potential errors and ensures consistent quality. Our unique R&D infrastructure with the Techmet and the Wire Technikum provides the basis for continuous development and product quality improvements.

And of course we focus heavily on CO₂ reduced production, for example the green steel initiative at voestalpine. At the end of the day, this makes cold-heading steel greener.

(07:46 - 09:44)

Before we move on a big thank you to Uwe Tertinek for the valuable insights and perspectives you've shared with us today. Now let's turn our attention to a topic that's fundamental to structural engineering.

prestressing steel wire. Dieter Kalcher is here with us and he brings a wealth of experience in this area.  Mr. Kalcher could you walk us through what makes prestressing wire so essential? What role does prestressing steel wire play in the modern construction industry and what advantages does it offer?

prestressing steel puts the concrete in the structure under pressure, thus limiting the tensile stresses that occur and therefore the cracks in the concrete. Concrete is generally very resistant to compression but is more sensitive to tensile stresses. The prestressing steel is also responsible for absorbing dynamic stresses, for example in concrete slippers.

Okay, how is the quality and strength of prestressing steel wire ensured? The quality of prestressing steel wire begins with the use of qualified high carbon wire rod as the starting material. The tensile strength of the prestressing steel wire produced is determined by the diameter of the wire rod and the individual cold deformation steps in the drawing and stabilizing process. In addition to the high tensile strength with correspondingly good ductility, the stabilization process also achieves very low relaxation of the prestressing steel wire. 

This means that the prestressing steel wire can permanently maintain the prestressing force applied in the concrete of structure. And the stabilization process also ensures that the wire is very straight when in use. 

(09:45 - 10:41)

What challenges and trends do you see in the future for the use of prestressing steel wire and what solutions does voestalpine Wire Technology offer?

Prestressing steel wires are always divided into tensile classes according to existing standards and approvals. 

One noticeable trend is certainly the development towards higher tensile strength in the same diameter range. Furthermore, we are also noticing the trend from classic concrete construction. So this is prestressing steel wire anchored in concrete towards the use of prestressing steel wire in wind energy. 

Prestressing of concrete wind towers with external prestressing. In this case, the prestressing steel wire is located outside the concrete as an external tendon to tension the individual concrete segments of the tower together.

(10:42 - 11:03)

Thank you for the comprehensive insights. It's always enriching to dive so deeply into your areas and your expertise. And that brings us to the end of this episode of Wire Insights with Uwe Tertenek and Dieter Kalcher. Thank you to our guests for joining us today. 

It's been a pleasure hearing your thoughts and experiences.

(11:04 - 11:37)

Before we wrap up, we'd like to hear what's currently keeping you busy. Any exciting projects or ideas you're working on that you'd like to share with our listeners? Mr. Kalcher first.

Of course, I think we have a very interesting project. We are currently working on a large stay cable bridge project in Taiwan. Designed by Zaha Hadid Architects and we are supplying the strand products for this project.

I would also like to take this opportunity to thank the entire team that makes it possible for us to realize such large projects.

(11:38 - 12:12)

And what projects are you currently working on, Mr. Tertenek?

As an Application Engineer, I'm in contact with many customers from various industries. But what is important for all of them and for our future in general is resource saving and CO₂ reduced production throughout the entire process.

Therefore, the upcoming conversion of our steel base to EAF is of course a topic that accompanies me every day. Thank you. That wraps up this episode of Wire Insights with Uwe Tertinek and Dieter Kalcher.

(12:13 - 12:37)

A big thank you to our today's guests for sharing your expertise and perspectives. Your insights truly sparked some powerful conversations. And to our listeners, thanks for tuning in. 

We've got something exciting lined up for next time. So stay curious and stay connected. Until then, take care and keep exploring the world of voestalpine Wire Technology.

Kaltstauchstähle müssen eine hohe Kaltumformbarkeit aufweisen, also plastisch verformbar sein, ohne zu reißen. Dafür sind eine hohe Reinheit, eine gleichmäßige Mikrostruktur und gute Zähigkeit entscheidend. Zusätzlich sind eine exzellente Oberflächenqualität und enge Maßtoleranzen notwendig, um Materialversagen während mehrstufiger Umformprozesse zu vermeiden.

Die GKZ-Glühung (Glühen zur Kugelung von Zementit) wird am Standort St. Peter-Freienstein durchgeführt und verbessert die Umformbarkeit des Drahts erheblich. Sie reduziert die Festigkeit des Drahts und sorgt für eine feinkörnige, homogene Mikrostruktur, die für die Kaltumformung ideal ist. GKZ Glühen ist sozusagen eine Wärmebehandlung, die eine Umformung der Bauteile bei Raumtemperatur ermöglicht.

AFP steht für „Advanced Ferritic-Perlitic“. Diese mikrolegierten Stähle benötigen keine Wärmebehandlung, um ihre mechanischen Eigenschaften zu erreichen. Sie eignen sich besonders für hochfeste Bauteile, die normalerweise vergütet werden müssten, und bieten somit Vorteile in der Prozessökonomie und Nachhaltigkeit.

Nichtmetallische Einschlüsse wie Oxide oder Sulfide können während der Umformung zu Rissen führen. Daher ist ein niedriger Anteil solcher Einschlüsse essenziell für die Prozesssicherheit und die Lebensdauer der Werkzeuge.

Enge Toleranzen und hohe Maßgenauigkeit sind entscheidend für die reibungslose Weiterverarbeitung in Umformmaschinen. Sie verhindern Werkzeugverschleiß, Materialversagen und Produktionsunterbrechungen.

Die phosphatfreie Alternative spart einen Reinigungsschritt und verbessert die CO₂-Bilanz des Produkts. Sie reduziert den Einsatz von Chemikalien und trägt zur Nachhaltigkeit bei, ohne die Umformbarkeit negativ zu beeinflussen.

Sie enthält keine Schwermetalle, reduziert Abfall, verbessert die Oberflächenqualität und erhöht die Produktivität.

Die Zugfestigkeit ergibt sich aus der Auswahl des Ausgangsmaterials – hochkohlenstoffhaltiger Walzdraht – sowie aus den gezielten Kaltverformungs- und Stabilisierungsprozessen. Diese Schritte erhöhen die Festigkeit und sorgen gleichzeitig für gute Duktilität und geringe Relaxation.

Relaxation beschreibt den Spannungsverlust über die Zeit. Eine geringe Relaxation bedeutet, dass die aufgebrachte Vorspannkraft im Beton dauerhaft erhalten bleibt. Dies ist entscheidend für die strukturelle Integrität von Bauwerken.

Ein aktueller Trend ist die Erhöhung der Zugfestigkeit bei gleichbleibendem Durchmesser. Zudem wird Spannstahldraht zunehmend außerhalb des Betons eingesetzt, etwa bei Windkraftanlagen, wo externe Vorspannung die einzelnen Betonturmsegmente verbindet.