Verantwortliche
- Karen Puttkammer
Projektpartner
Ausgangslage und Problemstellung
Die Stahlindustrie zählt zu den energieintensiven Industrien. Vor dem Hintergrund verschiedener Marktentwicklungen wie steigenden Energiepreisen und einer erwarteten Preissteigerung von CO2-Zertifikaten sind die Stahlhersteller bestrebt, energieeffizient und somit kostengünstig zu produzieren.
Potenziale zur Verringerung des Energieverbrauchs lassen sich beim Warmwalzprozess identifizieren. Das Warmwalzen ist der erste umformende Prozess der festen Verarbeitungsphase. Das Ausgangsmaterial für den Warmwalzprozess sind Brammen, welche im Stranggießprozess aus flüssigem Stahl erzeugt werden. Nach dem Stranggießen besitzen sie eine Temperatur von ca. 1000°C. Beim Warmwalzen werden die Brammen nochmals auf ca. 1250°C erhitzt und anschließend zu Warmband oder anderen Produkten ausgewalzt. Werden Brammen bei hohen Temperaturen (>300°C) im Warmwalzprozess eingesetzt, spricht man von Warmeinsatz.
Das Stranggießen und das Warmwalzen werden in den europäischen, historisch gewachsenen Werken in räumlich getrennten Produktionsbereichen durchgeführt. Außerdem sind die Prozesse aufgrund unterschiedlicher Planungsrestriktionen nicht aufeinander abgestimmt. In der Folge sind Logistikprozesse im Sinne von Transport und Lagerung zwischen den Produktionsbereichen notwendig. Dabei kühlt das Material ab und wird in der Regel bei niedrigen Temperaturen im Warmwalzprozess eingesetzt. Je stärker das Material abkühlt, desto mehr Energie muss zum Erhitzen der Bramme vor dem Warmwalzen aufgewendet werden. Geeignete planerische, logistische und technologische Maßnahmen zur Verringerung des Abkühlens fehlen bislang.
Zielsetzung und Vorgehensweise
Ziel des Projektes ist es, geeignete Maßnahmen bzw. Maßnahmenbündel zur Verbesserung des Warmeinsatzes an der Warmbreitbandstraße zu identifizieren, zu bewerten und Handlungsempfehlungen abzuleiten. Die Verbesserung des Warmeinsatzes kann vielfältig erreicht werden, beispielsweise durch die Reduktion von Durchlaufzeiten, die Verringerung und Vermeidung der Wärmeabgabe bereits erhitzten Materials sowie durch den Einsatz alternativer Technologien zur Erwärmung von Material. In der Folge lassen sich Energiekosten und CO2-Emissionen reduzieren.
Das Projekt ist in die folgenden drei Arbeitspakete unterteilt:
1. Identifikation geeigneter Maßnahmen
- Experteninterviews
- Marktstudien
2. Aufstellen eines Kennzahlensystems
- Identifikation relevanter Kennzahlen
- Verdichtung zu einem Kennzahlensystem
3. Bewertung von Maßnahmen
- Überprüfung der technologischen und ablauforganisatorischen Realisierbarkeit
- Ökonomische und ökologische Bewertung von Maßnahmenbündeln anhand des aufgestellten Kennzahlensystems
- Ereignisdiskrete Simulation zur stochastisch-dynamischen Bewertung von Maßnahmenbündeln