Projekt InSpecScrap

Intelligente Multispektrale Charakterisierung zur Materialanalyse auf Schrottplätzen

Projektbeschreibung

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.

Projektziele

Im Hinblick auf die Erreichung der Klimaziele in der Stahlindustrie besteht ein konkreter und dringender Handlungsbedarf bezüglich einer effizienten Analyse der Schrottzusammensetzung. InSpecScrap leistet einen wichtigen Beitrag, die Kosten und CO2-Emissionen bei der Stahlproduktion deutlich zu reduzieren. Dafür erfolgt die Implementierung geeigneter Technologien zur verbesserten Schrottcharakterisierung. Dies ermöglicht eine effizientere Nutzung des Schrotts im Stahlwerk durch einen optimierten Chargiermix für den Konverter oder den EAF. Die Ziele von InSpecScrap definieren sich folgendermaßen:

  • Innovative Bildauswertung und Erkennen von Störstoffen durch intelligente Kopplung aus Künstlicher Intelligenz (KI) mit Sensorik
  • Schrottcharakterisierung mit Fokus auf der Analyse industriell eingesetzter Schrottproben und Anwendung von infrarotbasierten Sensorsystemen
  • Verbesserung des Schrottchargiermixes für bestimmte Stahlgüten und Untersuchung auf dessen Auswirkungen auf die beim Prozess ablaufenden metallurgischen Reaktionen
  • Erstellung einer Roadmap, die alle technisch relevanten Aspekte entlang der Schrottwertschöpfungskette beinhaltet

Rahmenbedingungen

Projektlaufzeit:

01.04.2023 bis 31.03.2025

Förderprogramm:

Dieses Projekt wird durch das Land Steiermark (Zukunftsfonds Steiermark) gefördert (PN 1510).

Projektkonsortium:

Beginnend mit der Projektkoordination setzt sich das Konsortium wie folgt zusammen: