Zwei neue K1-MET Projekte gestartet

Projekt OpTwinFlow

Optimization of steelmaking processes with flow based digital twins and advanced data analyses

Im Rahmen von OpTwinFlow wird ein digitaler Zwilling für einen Prozess der Sekundärmetallurgie in der Stahlerzeugung entwickelt. Möglich wird dies durch eine Kombination aus verbesserten Sensordaten und Echtzeit-Strömungssimulationen. Dies führt zu einer besseren Prozesskontrolle, was wiederum eine Reduzierung des Ressourcen- und Energieverbrauchs ermöglicht. OpTwinFlow ist ein wichtiger Baustein bei der Transformation hin zu grünen Stahlproduktionsprozessen.

Das erwartete Ergebnis von OpTwinFlow ist eine genauere Überwachung des Ruhrstahl-Heraeus (RH)-Prozesses, was dazu beitragen wird, die Prozesszeiten zu verkürzen. Diese Reduzierung führt zu einem geringeren Energieverbrauch, geringeren CO₂-Emissionen und reduziert die Anzahl der erforderlichen RH-Anlagen, um den gestiegenen Anforderungen gerecht zu werden.

Darüber hinaus wird branchenübergreifend grundlegendes Wissen über strömungsbasierte digitale Zwillinge und deren Integration in komplexe industrielle Prozesse geschaffen. Insbesondere können die entwickelten Modelle und die verwendeten Methoden für andere energieintensive Prozesse von Vorteil sein, die Gas-Flüssigkeits-Strömungen beinhalten und ebenfalls schwer zu überwachen sind.

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Projekt InSpecScrap

Intelligente Multispektrale Charakterisierung zur Materialanalyse auf Schrottplätzen

Die Produktion von Stahl läuft im Wesentlichen über zwei Verfahrenswege ab, einerseits die primäre Route über Hochofen-Konverter, andererseits die sekundäre Elektrolichtbogenofenroute (Electric Arc Furnace, kurz EAF). Beide Routen benötigen Stahlschrott als wichtigen Sekundärrohstoff, wobei in Zukunft der Schrottanteil weiter zunehmen wird. Im Vergleich zur Stahlproduktion aus primären Rohstoffen trägt die Verwendung von Schrott als Einsatzmaterial bei der Rohstahlproduktion nicht nur zur Ressourcenschonung bei, sondern reduziert auch die CO₂-Emissoinen und zeigt weitere Umweltvorteile, wie eine geringere Versauerung und photochemische Oxidation. Die Bemühungen zur Dekarbonisierung der Stahlindustrie zur Erreichung des festgelegten CO₂-Reduktionsziels (Reduktion von CO₂ aus der Stahlproduktion um 50 % bis 2030 im Vergleich zum Niveau von 1990, und keine Nettoemissionen bis 2050 gemäß des European Green Deal) lassen die Anteile der CO₂-ärmeren Primärroute und der Sekundärroute steigen. Damit kann in der Stahlerzeugung ein wesentlicher Beitrag zur Kreislaufwirtschaft erfolgen.

Eine effiziente Schrottnutzung setzt eine genaue Kenntnis der Zusammensetzung voraus, da eine geforderte Stahlgüte eine bestimmte Schrottqualität verlangt. Diese definiert sich durch die Charakteristika der Schrottstücke (Form, Abmessungen, Gewicht, Volumen) als auch durch die materielle (chemische) Zusammensetzung (Anteile an Eisen und Fremdmetallen, sowie Störstoffe, wie Kunststoffe). Störstoffe und Begleitelemente des im Stahlwerk angelieferten Schrotts beeinflussen die Prozessführung der Stahlerzeugung und somit auch die Prozesskosten. Der steigende Anteil an verfügbarem Altschrott am Gesamtschrott (in der EU aktuell rund 60 %) führt aktuell schon zu einem Überhang an qualitativ minderwertigerem Altschrott, was sich in Zukunft noch verstärken wird.

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