Höhere Effizienz durch Produktionsanalyse
Sandvik setzt künstliche Intelligenz ein, um die Stahlproduktionsprozesse zu verbessern und sowohl die Kosten als auch die Umweltbelastung zu reduzieren.
Das im Frühjahr 2018 gestartete Forschungsprojekt Swedish Metal ist eine Zusammenarbeit zwischen dem Geschäftsbereich Sandvik Materials Technology, der Universität Skövde und dem schwedisch-finnischen Stahlunternehmen SSAB. Das Projektteam führt mit Hilfe von künstlicher Intelligenz (KI), Big Data und maschinellem Lernen umfangreiche Produktionsanalysen durch. Das Ziel ist ein effizienterer und nachhaltigerer Stahlproduktionsprozess.
Sandvik konzentriert sich auf die Analyse von Produktionsdaten, um den Gehalt an intern recyceltem Material besser abzubilden. Ziel ist es, den Anteil an recyceltem Material bei der Stahlproduktion zu erhöhen und die Notwendigkeit der Zugabe von Neuware zu reduzieren.
"In der derzeitigen Situation können wir nicht alle Gruppen von recyceltem Stahl optimal nutzen, da wir die Unsicherheiten in Bezug auf ihre Zusammensetzung und Verteilung berücksichtigen müssen", sagt Magnus Josefsson, verantwortlich für die Rohstoffoptimierung bei Sandvik.
Akademische Zusammenarbeit
Sandvik sendet große Mengen an Daten aus dem Stahlwerksprozess zur Analyse an Forscher der Universität Skövde.
"Die Grundidee besteht darin, den Zusammenhang zwischen den Rohstoffen, die wir in die Eisenschmelze einbringen, und der Stahlzusammensetzung zu untersuchen, aber wir verwenden auch Sekundärdaten wie den Stromverbrauch und den Oxidgehalt der Schlacke. Wir hoffen, dass die neuen Algorithmen in der Lage sein werden, Metallverluste und Materialverunreinigungen zwischen verschiedenen Chargen geschmolzenen Eisens zu erkennen und so die Auswirkungen zu isolieren, die auf unerwartete Inhalte in den Rohstoffen zurückzuführen sind."
Wir erwarten, dass wir bessere Wege finden können, das recycelte Material zu nutzen, so dass es möglich ist, den Anteil der Legierungen zu reduzieren, ohne eine schlechtere Qualität des Endprodukts zu riskieren.
Ein wichtiges Ziel der Analysearbeiten ist die Feinabstimmung der bestehenden Algorithmen zur Rohstoffoptimierung, die Sandvik in seinem Produktionsprozess einsetzt. Es wird erwartet, dass dadurch die Rohstoffkosten optimiert werden können, ohne Kompromisse bei der Stahlqualität einzugehen.
"Das Material, das wir derzeit einschmelzen, besteht zu etwa 45 Prozent aus intern recyceltem Stahl und Restprodukten und zu 35 Prozent aus zugekauftem Schrott", sagt Josefsson, "der Rest sind reine Metalllegierungen. Wir erwarten, dass wir bessere Wege finden, das recycelte Material so zu nutzen, dass es möglich ist, den Anteil der Legierungen zu reduzieren, ohne eine schlechtere Qualität des Endprodukts zu riskieren."
Verbesserung der Effizienz, Verbesserung der Kreislaufwirtschaft
Das Projekt ist auf drei Jahre angelegt. Josefsson erwartet, dass ein erstes Ergebnis eine klare Momentaufnahme sein wird, wie der Rohstoffmix verbessert werden kann, um die Qualität und Effizienz sowie die Nachhaltigkeit zu erhöhen.
"Ich hoffe, dass das Analyseverfahren so umgesetzt werden kann, dass es in Zukunft kontinuierlich durchgeführt werden kann", sagt er.
"Parallel zu den Bemühungen, den Anteil der zugesetzten Legierungen zu reduzieren, wird auch daran gearbeitet, den Anteil der Verschrottung in der Produktion zu verringern, was die Notwendigkeit, den verfügbaren recycelten Stahl bestmöglich zu nutzen, weiter erhöht.
"Auch wenn es besser ist, recycelte Produkte zu verwenden als Legierungen zu kaufen, um Rohstoffe einzusparen, ist es nicht optimal, das Material mehrfach in Umlauf zu bringen. Es wäre natürlich besser, wenn ein möglichst großer Teil des Materials direkt verkauft werden könnte, also ist ein weiteres wichtiges Ziel für uns, wie wir weniger Material verschrotten können."
Fokus auf Nachhaltigkeit ist gleichbedeutend mit der Optimierung von Prozessen
Ein Hauptgrund für die Beteiligung von Sandvik am Swedish Metal-Projekt ist die Senkung der Produktionskosten, die sich aus der Verwendung billigerer Materialien und der Reduzierung des Stromverbrauchs ergibt. Außerdem wird es dem Unternehmen helfen, seine Prozesse im Detail zu kontrollieren und zu optimieren.
"Die Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit und die Differenzierung von unseren internationalen Konkurrenten wird immer wichtiger", sagt Josefsson, "außerdem nehmen wir das Thema Nachhaltigkeit sehr ernst. Indem wir zeigen, wie intensiv wir uns mit diesem Thema auseinandersetzen, können wir unsere Chancen erhöhen, in Zukunft neues Know-how zu gewinnen."