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CO2-Minderung und Energieeffizienz

SUPER - Nach­hal­ti­ge Stahl­pro­duk­ti­on der Zu­kunft durch Qua­li­fi­zie­rung und Nach­wuchs­ge­win­nung

Die eu­ro­pä­i­sche Stahl­in­dus­trie steht vor einer dop­pel­ten Trans­for­ma­ti­on: der De­ka­r­bo­ni­sie­rung der Pro­duk­ti­ons­pro­zes­se sowie dem de­mo­gra­fi­schen Wan­del in­ner­halb der Be­leg­schaft. Zur Er­rei­chung der eu­ro­pä­i­schen Kli­ma­zie­le sind um­fas­sen­de tech­no­lo­gi­sche An­pas­sun­gen er­for­der­lich, ein­schließ­lich neuer Pro­zes­se, An­la­gen­kon­zep­te und al­ter­na­ti­ver Ener­gie­trä­ger.

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H2loop - Nach­hal­ti­ge De­ka­r­bo­ni­sie­rung in­te­grier­ter Stahl­wer­ke durch Was­ser­stof­fer­zeu­gung mit­tels Che­mi­cal Loo­ping

Die eu­ro­pä­i­sche Stahl­in­dus­trie steht vor der Her­aus­for­de­rung, ihre CO₂-Emis­si­o­nen bis 2030 um 55 % zu re­du­zie­ren und bis 2050 kli­ma­neu­tral zu wer­den, ohne dabei ihre Wett­be­werbs­fä­hig­keit zu ver­lie­ren. Alle gro­ßen eu­ro­pä­i­schen Stahl­pro­du­zen­ten haben Trans­for­ma­ti­ons­fahr­plä­ne ver­öf­fent­licht, um die Vor­ga­ben des EU-Kli­ma­plans zu er­fül­len.

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ProcT­win - In­te­grier­te Mo­del­lie­rung für nach­hal­ti­ge und op­ti­mier­te Stahl­her­stel­lungs­pro­zes­se

Die Stahl­pro­duk­ti­on um­fasst meh­re­re Ver­a­r­bei­tungs­schrit­te – wie Strang­gie­ßen, Wie­der­er­wär­men, War­mum­for­men, Ab­schre­cken und Rich­ten – die zwar se­pa­rat ge­steu­ert wer­den, je­doch stark über ge­mein­sa­me Pa­ra­me­ter mit­ein­an­der ver­knüpft sind. Diese Ab­hän­gig­kei­ten er­schwe­ren eine durch­gän­gi­ge Op­ti­mie­rung der ge­sam­ten Pro­zess­ket­te, ob­wohl be­kannt ist, dass Pro­zes­s­op­ti­mie­rung den CO₂-Fuß­ab­druck er­heb­lich re­du­zie­ren kann. Viele kri­ti­sche Pro­zess­da­ten sind nicht di­rekt mess­bar, und neue di­gi­ta­le Werk­zeu­ge wer­den be­nö­tigt, um den Über­g­ang zu einer nach­hal­ti­ge­ren Stahl­pro­duk­ti­on zu be­schleu­ni­gen.

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Digitalisierung und Prozessmesstechnik

AgiFlex: Agen­ten­ba­sier­te Mo­del­le zur Mi­ni­mie­rung des Koh­len­stoff­ver­brauchs in fle­xi­blen und ef­fi­zi­en­ten zu­künf­ti­gen in­te­grier­ten Stahl­wer­ken

Zur Re­du­zie­rung der CO2-Emis­si­o­nen sind um­fas­sen­de Än­de­run­gen in den Pro­duk­ti­ons­ket­ten der Stahl­in­dus­trie not­wen­dig. Vor die­sem Hin­ter­grund muss die Pro­zes­sin­te­gra­ti­on neu op­ti­miert wer­den, ins­be­son­de­re im Hin­blick auf Gas- und Ener­gief­lüs­se. Be­ste­hen­de Werk­zeu­ge der ak­tu­el­len In­for­ma­ti­ons- und Kom­mu­ni­ka­ti­ons­tech­no­lo­gi­en sind für diese neuen Auf­ga­ben nicht ge­eig­net, da es an Fle­xi­bi­li­tät und Op­ti­mie­rungs­fä­hig­keit man­gelt.

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Suf­Con­In­spect - Er­mög­li­chung einer Null-Feh­ler-Fer­ti­gung für die Flach­stahl­pro­duk­ti­on durch op­ti­mier­te In­spek­ti­ons­er­geb­nis­se und eine neue Stufe der On­line-Ober­flä­chen­qua­li­täts­kon­trol­le

Res­sour­cen­ef­fi­zi­enz und Wett­be­werbs­fä­hig­keit sind die Haupt­zie­le des eu­ro­pä­i­schen Green Deal. In die­sem glo­ba­len Um­struk­tu­rie­rungs­pro­zess sind die Ver­bes­se­rung des Aus­brin­gens und die Ver­rin­ge­rung des Ab­falls, die durch eine Null-Feh­ler-Pro­duk­ti­on an­ge­strebt wird, eine kos­ten­güns­ti­ge Mög­lich­keit für eu­ro­pä­i­sche Stahl­her­stel­ler, eine nach­hal­ti­ge­re Pro­duk­ti­on zu re­a­li­sie­ren. Das Surf­Con­In­spect-Pro­jekt zielt dar­auf ab, die eu­ro­pä­i­sche Stahl­in­dus­trie mit einem ver­teil­ten On­line-Kon­troll­sys­tem zu un­ter­stüt­zen, das prä­zi­se Qua­li­täts­in­for­ma­ti­o­nen für ro­bus­te Kon­troll­maß­nah­men lie­fert.

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Steam­Dry - Über­hitz­te Dampf­trock­nung für nach­hal­ti­ge und wie­der­ver­wert­ba­re bahn­för­mi­ge Ma­te­ri­a­li­en

Das Steam­Dry-Pro­jekt zielt dar­auf ab, den Ener­gie­ver­brauch und die CO2-Emis­si­o­nen in der Pa­pier- und Kar­ton­in­dus­trie er­heb­lich zu sen­ken, indem es ein Kon­zept vor­stellt, das be­acht­li­che 60 % Ener­gie­ein­spa­run­gen bei der ther­mi­schen Trock­nung und 40 % Ener­gie­ein­spa­run­gen in einer Pro­duk­ti­ons­li­nie er­zielt, mit dem Po­ten­zi­al für eine bis hun­dert­pro­zen­ti­ge Re­du­zie­rung der CO2-Emis­si­o­nen.

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Kreislaufwirtschaft

CircS­meltS­teel - Nied­rig­koh­len­stoff- und zir­ku­lä­re Va­lo­ri­sie­rung von Se­kun­där­ma­te­ri­a­li­en in Elek­troöfen zur Er­rei­chung einer hoch­wer­ti­gen Stahl­her­stel­lung mit her­vor­ra­gen­den an­wen­dungs­ori­en­tier­ten Pro­duk­t­ei­gen­schaf­ten

Das Pro­jekt CircS­meltS­teel va­li­diert die Ver­wen­dung me­tall­ur­gi­scher Ne­ben­pro­duk­te als Se­kun­där­roh­stof­fe für eine koh­len­stoff­ar­me Eisen- und Stahl­her­stel­lung und klärt die Aus­wir­kun­gen der Stahl­qua­li­tät auf die Pro­duk­t­ei­gen­schaf­ten, die die EU-Ziele in Netto-Null-Pro­duk­ti­on, Nach­hal­tig­keit und Wett­be­werbs­fä­hig­keit er­fül­len.

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En­Wa­Rec - Was­ser- und Ener­gie­rü­ck­ge­win­nung aus Kühl­kreis­läu­fen für einen nach­hal­ti­gen Trans­for­ma­ti­on zur was­ser­stoff­ba­sier­ten Di­rekt­re­duk­ti­on

Die Trans­for­ma­ti­on der Eisen- und Stahl­in­dus­trie von einer koh­len­stoff­ba­sier­ten auf eine H₂-ba­sier­te Pro­duk­ti­on ist ein­ge­bet­tet in neuen Richt­li­ni­en wie den na­ti­o­na­len Ener­gie- und Kli­maplä­nen, deren Schwer­punkt auf der Rü­ck­ge­win­nung von Ab­wär­me zur Sen­kung von CO₂-Emis­si­o­nen mit an­ge­streb­ten Rü­ck­ge­win­nungs­ra­ten von bis zu 50 % liegt.

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Geo­CRM - Geo­me­tall­ur­gi­sche Auf­be­rei­tung von Stahl­werk­schla­cken zur Kreis­l­auf­füh­rung von Kri­ti­schen Roh­stof­fen und CO2-Bin­dung

Die deut­sche Stahl­her­stel­lung bil­det mit einer jähr­li­chen Roh­stahl­pro­duk­ti­on von 37 Mt/a (2022), was ca. 27% der eu­ro­pä­i­schen Pro­duk­ti­ons­men­ge ent­spricht, einen es­sen­ti­ell wich­ti­gen Wirt­schafts- und Werk­stoff­zweig. Kri­ti­sche Roh­stof­fe („cri­ti­cal raw ma­te­ri­a­ls“-CRM), wie Va­na­di­um und Phos­phor sind so­wohl in den ein­ge­setz­ten Roh­stof­fen (z.B. Erze) als auch dem men­gen­mä­ßig größ­ten Ne­ben­pro­dukt Schla­cke ent­hal­ten.

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Prozessoptimierung

AI4EAF­Rou­te / Künst­li­che In­tel­li­genz zur Un­ter­stüt­zung in­no­va­ti­ver Me­tho­den für Pro­zess- und An­la­gen­ma­na­ge­ment der EAF-Route zur Ver­bes­se­rung von Leis­tung und Kom­po­nen­ten­ef­fi­zi­enz

Das Pro­jekt zielt dar­auf ab, die Leis­tung, Zu­ver­läs­sig­keit und Nach­hal­tig­keit des Licht­bo­ge­nofen­ver­fah­rens (LBO) durch die In­te­gra­ti­on fort­s­chritt­li­cher Über­wa­chungs­tech­no­lo­gi­en mit Werk­zeu­gen der künst­li­chen In­tel­li­genz (KI) zu ver­bes­sern.

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su­per­Pro­DR - Be­trieb des Di­rekt­re­duk­ti­ons­pro­zes­ses mit her­aus­ra­gen­der Pro­duk­ti­vi­tät

Die eu­ro­pä­i­sche Stahl­in­dus­trie steht vor der mas­si­ven Her­aus­for­de­rung, ihre CO2-Emis­si­o­nen bis 2030 um 55 % zu sen­ken und bis 2050 kli­ma­neu­tral zu wer­den. Die Trans­for­ma­ti­ons-Road­maps sehen vor, die bis­he­ri­ge Pro­duk­ti­ons­ket­te über den Hoch­ofen durch die Di­rekt­re­duk­ti­on (DR) zu er­set­zen. Auf­grund der hohen Erd­gas- und Strom­prei­se in den meis­ten eu­ro­pä­i­schen Län­dern ist es je­doch schwie­rig, den DR-Pro­zess wett­be­werbs­fä­hig zu be­trei­ben.

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Per­Mon­LiSt - Kon­ti­nu­ier­li­che Über­wa­chung der Mo­dell­ge­nau­ig­keit und Ka­li­brie­rung von Mo­dell- und Steu­e­rungs­funk­ti­o­nen für Pro­zes­se der Flüs­sig­stahl­er­zeu­gung

Ana­ly­ti­sche Pro­zess­mo­del­le wer­den im Rah­men der Level-2-Au­to­ma­ti­sie­rung zur Be­ob­ach­tung und Steu­e­rung von Stahl­er­zeu­gungs­pro­zes­sen ein­ge­setzt. Auf­grund von Än­de­run­gen in den Be­trieb­sprak­ti­ken, den Ein­satz­stof­fen oder den her­ge­stell­ten Qua­li­tä­ten ver­schlech­tert sich die Vor­her­sa­ge­ge­nau­ig­keit der Mo­del­le und die Zu­ver­läs­sig­keit der Soll­wert­be­rech­nun­gen. Für die kon­ti­nu­ier­li­che Über­wa­chung der Pro­zess­per­for­man­ce sowie der Mo­dell­ge­nau­ig­keit und der An­pas­sung von Mo­dell- und Ma­te­ri­al­pa­ra­me­tern feh­len ge­eig­ne­te Ana­ly­se­werk­zeu­ge. Somit ist die Zu­ver­läs­sig­keit von Pro­zess­mo­del­len in­ner­halb eines Level-2-Au­to­ma­ti­sie­rungs­sys­tems nicht dau­e­r­haft ge­währ­leis­tet.

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