Ohne die Chemischen Laboratorien läuft nichts bei thyssenkrupp Steel. Als akkreditierte unternehmenseigene Prüfeinrichtung kontrollieren sie unter anderem die chemischen Prozesse in der Produktion, führen Werkstoffkontrollen durch und sorgen dafür, dass Umwelt- und Sicherheitsstandards eingehalten werden. Zusätzlich begleitet das Labor chemisch-analytisch den gesamten Wertschöpfungsprozess von der Erzanlieferung bis zum fertigen Coil – alles mit dem Ziel, die Performance von Anlagen und Produkten noch besser zu machen.
Dr. Thomas Lostak passt so gar nicht in das typische Klischee des strebsamen Chemikers im weißen Kittel. Der eloquente 37-jährige strahlt nicht nur eine jugendliche Agilität aus, sondern hält auch mit der Begeisterung für seinen Job nicht hinter dem Berg. „Das ist das, was ich immer machen wollte: naturwissenschaftlich arbeiten, entwickeln, forschen. Und das in einem Umfeld, wo man wirklich was bewegen kann. Wo das, was man tut, wirklich zählt.“ Lostak hätte es nicht besser treffen können. Als Teamleiter für Anorganische Analytik gehört er zur Führungsmannschaft der Chemischen Laboratorien von thyssenkrupp Steel. Die nach DIN ISO/IEC 17025 akkreditierten Laboratorien mit ihren insgesamt 164 Mitarbeitern an den Standorten Duisburg, Dortmund und Bochum ist eine Art Unternehmens-Zoll. „Grob gesagt, kontrollieren wir alles, was in unser Werk und unsere Einrichtungen reinkommt und was rausgeht“, so Lostak.
Ein wichtiger Aspekt ist die Kontrolle, ob gesetzliche Umwelt- und Sicherheitsstandards eingehalten werden. Dazu zählen zum Beispiel Grenzwerte für Abgase und Staubemissionen oder die Abwasserqualität im Rahmen der Stahlproduktion. Darüber hinaus prüfen die Chemischen Laboratorien alle eingekauften und angelieferten Rohstoffe, Hilfsstoffe und Betriebsstoffe. Dies ist von enormer Bedeutung, da schon durch minimale Materialmängel exorbitante finanzielle Schäden entstehen können. Etwa, wenn die Eisenkonzentration in angeliefertem Erz nicht den ursprünglichen Anforderungen entspricht. „Bereits eine 0,1-prozentige schlechtere Qualität kostet uns schnell Millionen“, erklärt Laborchef Dr. Eckhard Pappert. Er hat seit einem Jahr die Gesamtleitung der Prüfeinrichtung inne und zeichnet für den kompletten Bereich der Chemie, Forschung und Entwicklung verantwortlich.
Genauso geschäftskritisch wie die Kontrolle der Lieferanten ist die Kontrolle der internen Produktqualität im Stahlwerk. Mit automatisierten, technischen Analyseverfahren stellen die Chemischen Laboratorien zu Beginn des Wertschöpfungsprozesses in der Prozessanalytik sicher, dass die Produktion wie gewünscht funktioniert. So erhalten beispielsweise die Leitstände innerhalb von höchstens 270 Sekunden die Meldung, ob eine Schmelze verwendbar ist, oder ob noch Feinjustierungen vorgenommen werden müssen. Auch an anderer Stelle entfaltet die automatisierte Prozessanalytik positiv Wirkung. Beispielsweise in der Feuerbeschichtungsanlage, wo unter anderem Kaltband-Stahl bearbeitet wird. Eckhard Pappert: „Ist eine Zink-Aluminium-Magnesium-Schicht gewünscht, muss das Schmelzbad exakt auf die Bedürfnisse des Kunden eingestellt werden. Durch unser System erhalten die Kollegen im Leitstand zeitnah alle chemischen Informationen, die sie dafür benötigen.“ Der Eindruck der Eile täuscht dabei nicht. Gearbeitet wird nach dem Motto: „Tempo ist Trumpf!“ Denn je schneller die Kontrollen funktionieren, desto besser sind die Aggregate ausgelastet – und desto mehr Tonnage und Umsatz können die Stahlwerke erzeugen.
Die vielseitigen Anforderungen verleihen der Aufgabe der Chemischen Laboratorien ihre gewaltige Dimension. Zum einen, weil thyssenkrupp Steel täglich Tonnen über Tonnen von Materialien für die unterschiedlichsten Produktionsprozesse erhält. Zum anderen, weil das Unternehmen jeden Tag große Mengen an Produkten zu Kunden auf den Weg bringt. Zusätzlich müssen im Rahmen von präventiven Prüfungen zum Anlagenschutz auch kontinuierlich technische Komponenten sowie Schmierstoffe, Fette und Öle getestet werden. Gleiches gilt für Prozessmedien und Abwässer. Auf diese Weise addiert sich die Zahl der durchzuführenden Analysen zu einer beeindruckenden Summe: Jährlich werten die Chemischen Laboratorien rund 720.000 Proben aus.
Ohne ein ausgeklügeltes Annahme- und Informationssystem wäre das unmöglich. Und so erinnert die Probenannahme der Labor-Leitstelle in Duisburg ein bisschen an die Gepäckannahme eines Flughafens. Nur mit dem Unterschied, dass die Mitarbeitenden des Werktransports anstelle von Taschen und Koffern mit QR-Codes ausgestattete Proben aufs Band legen. Dank des QR-Codes finden die Behältnisse dann automatisch den Weg in das zuständige Labor. Aber nicht nur das: Die Codierung verrät den Chemikern auch, um welchen Stoff es sich handelt, was genau untersucht werden muss und weitere wichtige Auftragsdetails. Aufgrund der Menge der im Unternehmen bewegten Materialien haben es die Prüfer übrigens in aller Regel mit Mischproben zu tun. Dabei werden anhand von einer Probe, die nur ein Gramm des Stoffs betragen kann, mehrere Tonnen Material auf Qualität und Tauglichkeit geprüft.
Nicht nur bei der Abgabe und Zuordnung von Proben spielt digitale Techniken eine wichtige Rolle. Auch zum Anlegen von Analysen sowie der Weitergabe von Statusinformationen oder Ergebnissen ticken die Chemischen Laboratorien digital. Von zentraler Bedeutung ist hier die selbstentwickelte und äußerst bedienfreundliche App „isiLab“. Sie vernetzt die Prüfer auf zeitgemäße Weise zu internen wie externen Kunden und ermöglicht es den Absendern von Proben, alle Informationen zu einem Auftrag in Echtzeit zu beziehen. „Die bei thyssenkrupp Steel Europe etablierte Lab-App bietet dem Kunden die Möglichkeit am Smartphone für seine Probe den gewünschten Prüfplan auszuwählen, einzelne Parameter aus- bzw. abzuwählen und abschließend einen Auftrag zu erteilen. Unmittelbar werden ihm für die Probenkennzeichnung ein QR-Code und alle Informationen für die Probenabholung zur Verfügung gestellt. Über das gleiche Medium oder über ein Webportal erhält er Statusinformationen zu seinem Auftrag bzw. die Ergebnisse“, lobt die renommierte Fachpublikation „GIT“.
Der besondere Erfindergeist ist charakteristisch für das interdisziplinäre Laborteam, in dem neben Chemikern und Chemo-Technikern auch Physiker, Mechaniker und Informatiker arbeiten. Frei nach dem Prinzip „Sky is the limit“ sind dem Einfallsreichtum der Mannschaft kaum Grenzen gesetzt. Exemplarisch dafür ist auch eine unter Leitung von Lostak in Betrieb genommene Drohne zum Probentransport, die sich seit mittlerweile einem Jahr im Testbetrieb befindet. Das fast zwei Meter große Flugobjekt transportiert unter anderem Eisenerz-Proben vom Hafen zur Leitstelle. Dabei überbrückt die Drohne Distanzen von bis zu fünf Kilometern in wenigen Minuten. Eine Strecke, die mit dem PKW wesentlich länger dauern würde.
Nicht nur in luftigen Höhen, sondern auch am Boden zahlt sich der besondere Innovationsgeist der Naturwissenschaftler aus. Seit Jahren gehen die Chemischen Laboratorien beim Einsatz von Robotertechnik voran. Sowohl in von Menschen isolierten Anwendungen als auch in Kollaborationsmodellen. Aktuell wird der Einsatz eines maschinellen Helfers getestet, der die Bewegungen von Menschen über Sensoren „aufnehmen“ und nachahmen kann. Langfristig könnten so Routinetätigkeiten im Laboralltag stückweise automatisiert werden. Das besagte Robotermodell wurde 2017 sogar mit dem deutschen Zukunftspreis ausgezeichnet und ist nur ein weiteres Beispiel für den High-Tech-Anspruch, mit dem die Chemischen Laboratorien ihren Wirkungsbereich erfolgreich weiterentwickeln.
Zu der angestrebten Weiterentwicklung des eigenen Profils gehört es auch, mehr externe Kunden für die Prüfeinrichtung zu gewinnen. Als interner Dienstleister arbeiten die Chemischen Laboratorien schon heute für fast jeden Bereich von thyssenkrupp. Die Anzahl von Kunden außerhalb der eigenen Organisation soll nach dem Willen von Pappert und Lostak aber noch wachsen. „Wir sind vollumfänglich als Labor akkreditiert und bieten unseren Kunden ein breites Portfolio an Analyseleistungen“, so Lostak.
Bei der Akquise von neuen Kunden lassen sich die Chemiker auch von Grenzen nicht bremsen. Ein gutes Beispiel dafür ist das niederländische Unternehmen Nederlandse Onttinningsfabriek (NOF) aus Leeuwarden. Spezialisiert auf das Entzinnen von Verpackungsstahl ist die NOF seit vielen Jahren ein wichtiger Partner der Deutschen Gesellschaft für Weißblechrecycling (DWR) aus Düsseldorf. Ziel der DWR, einer hundertprozentigen Tochter von thyssenkrupp Rasselstein, ist es, den Stoffkreislauf von Weißblech verantwortlich zu schließen. Konkret organisiert die DWR die Beschaffung und Aufbereitung von Weißblechverpackungen, die später als Stahl-Schrott von thyssenkrupp Steel in der Produktion verwendet werden. Als Dr. Johannes Emundts von der DWR erfuhr, dass die NOF über den Aufbau eines eigenen Labors zur Überprüfung der eigenen Verfahrenstechnik nachdachte, stellte er den Kontakt zu den Chemischen Laboratorien her. Deren Führungsteam überzeugte Geschäftsführer Arti Klaasen von einer Zusammenarbeit, die dem Kunden seit ihrem Beginn nicht nur Kosten, sondern auch Zeit spart. Zum einen, weil auf Basis der Analysen eigene Verfahrensprozesse optimiert werden konnten, ohne dass dafür eine eigene Prüfeinrichtung in Betrieb genommen werden musste. Zum anderen, weil mit „isiLab“ eine ebenso anwenderfreundliche wie zuverlässige digitale Lösung zum Anmelden von Proben und Analysen zur Verfügung gestellt wird.
Die genannten Aspekte zahlen auch auf das gemeinsame Ziel von thyssenkrupp Steel, DWR und NOF ein, einen aktiven Beitrag dazu zu leisten, den Stoffkreislauf zu schließen. „Im Sinne der Circular Economy ist es für Unternehmen in der Stahlbranche wichtig, nachhaltigere Geschäftsmodelle aufzubauen und umweltfreundlichere Prozesse zu entwickeln“, sagt ArtiKlaasen. „Durch die Zusammenarbeit mit den Chemischen Laboratorien von thyssenkrupp Steel haben wir dabei einen wichtigen Meilenstein gesetzt“, so der NOF-Geschäftsführer.
Durchaus vergleichbar ist die Situation beim Aufbereitungszentrum der Wilhelm Bötzel GmbH & Co. KG. in Herne. Auch dieses Unternehmen kooperiert im Sinne geschlossener Stoffkreisläufe seit langem erfolgreich mit der DWR und zerkleinert und säubert unterschiedliche Weißblechabfälle, die später in den Stahlwerken von thyssenkrupp Steel verarbeitet werden. Zur kontinuierlichen Qualitätsüberwachung der Produktion bei Bötzel haben die Chemischen Laboratorien ein effizientes Prüfverfahren entwickelt, das mittlerweile als Hausmethode standardisiert ist. Erfolge wie diese treiben das Labor-Team immer weiter an. „Wir wollen unsere Kunden mehr und mehr dazu befähigen, Impulse zu setzen und Märkte mitzugestalten“, erklärt Dr. Pappert mit Blick auf die Zukunft. Das selbstbewusste Rollenverständnis von ihm und seinen Kollegen bricht sich Bahn, wenn er mit dem Brustton der Überzeugung sagt: „Wir bei den Chemischen Laboratorien sind nicht länger nur die Mess-Wächter. Wir sind diejenigen, die Neues mitentwickeln.“
