Tata Steel Nederland forscht an Stahlschrottanalyse

Drei führende europäische Stahlhersteller haben sich in einem wegweisenden Forschungsprojekt zusammengeschlossen, um die Kreislaufwirtschaft in der Stahlindustrie voranzutreiben.

Tata Steel Nederland, Saarstahl und voestalpine arbeiten im Rahmen des Projekts "Digital Twins for Green Steel" (DiGreeS) an digitalen Technologien zur Optimierung des Recyclingprozesses, das vom Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP koordiniert wird.

Im Zuge seiner Roadmap 2030 hat sich Tata Steel Nederland das Ziel gesetzt, seinen Schrotteinsatz in der Stahlproduktion von 17% im Jahr 2023 auf 30% bis 2030 zu steigern. Dies entspricht der Wiederverwendung von 65 Milliarden Getränkedosen à 13 Gramm Stahl.

Hightech-Analyse direkt vom LKW

Eine zentrale Herausforderung stellt dabei die genaue Analyse und Sortierung großer Schrottteile, wie ausrangierte Schiffe oder Eisenbahnschienen, dar. Im Fokus der Entwicklung steht daher ein innovatives System zur direkten Analyse von Stahlschrott während der Anlieferung: Ein mit Schrott beladener LKW fährt in ein speziell konstruiertes Tor mit industriellen Laser- und Analysegeräten. Mittels "Laser-Induced Breakdown Spectroscopy" werden lokal sehr kleine Teile des Stahls verdampft.

Hierdurch entsteht ein "Plasma", eine kleine lokale Gasblase, die alle Bestandteile des Schrotts enthält. Diese kann dann mit Spezialkameras gefilmt und analysiert werden. Anschließend kann der Schrott je nach spezifischer Zusammensetzung und Kriterien optimal dem Recyclingprozess zugeführt werden. Die gewonnenen Daten ermöglichen die präzise Kategorisierung und optimale Einsteuerung in den Recyclingprozess.

Dr. Bernard Ennis, Forscher bei Tata Steel Nederland, erklärt:
"Wir setzen bei diesem Mess- und Analyseverfahren KI ein, um bestimmte Stahlsorten anhand visueller Merkmale schneller zu erkennen und zu analysieren, was als 'Schrottbilderkennung' bezeichnet wird. Der Herstellungsprozess wird digital modelliert bzw. simuliert und in einem Computermodell unter Verwendung von 'digitalen Zwillingen' getestet.“

Weniger Abfall und mehr CO₂-Reduzierung  

Die ersten Testmessungen mit der Laser-Technologie sind für das erste Quartal 2025 geplant. Bereits 2026 soll ein Prototyp des LKW-Portals einsatzbereit sein. Die Integration und Umsetzung der auf digitalen Zwillingen basierenden Prozessmodellierung folgt im Anschluss.

Während Tata Steel Nederland sich auf die Schrottanalyse konzentriert, erforscht Saarstahl im Rahmen des DiGreeS-Programms die CO₂-Reduktion bei Elektrolichtbogenöfen (EAF) bei Saarstahl-Ascoval durch den Einsatz von auf künstlicher Intelligenz basierenden digitalen Modellen. Voestalpine forscht an der Energieeffizienz und -einsparung bei der Verarbeitung von Stahlplatten.  

Die gewonnenen Erkenntnisse werden für Tata Steel Nederland auch im Rahmen der geplanten Transformation der Produktionsprozesse von Bedeutung sein, bei der künftig Hochöfen sowie Koks- und Gasanlagen durch DRI (Direct Reduced Iron) und Elektrolichtbogenöfen ersetzt werden sollen.

(Quelle: Tata Steel Nederland)

Weitere Informationen zu DiGreeS finden Sie auf:

Home of Steel - Saarstahl an Projekt zu digitalem Zwilling beteiligt

und

DiGrees - Webseite des Fraunhofer IZFP