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Anlagentechnik

Strategisches Anlagenmanagement in der Stahlindustrie

Die klassische Betrachtungsweise der Erzeugung von Stahl gliedert das Hüttenwerk in die Produktionsstufen Erzvorbereitung, Koks-, Roheisen- und Stahlerzeugung sowie Formgebung (Walzen, Schmieden, Pressen) und Stahlveredelung (Beschichten) bzw. Weiterverarbeitung. Um derartige Systeme zu beherrschen und das hohe Anlagevermögen zu erhalten, bedarf es organisatorischer und taktischer Einheiten, die in den Unternehmen der Stahlindustrie unter dem Begriff Anlagentechnik oder Anlagenwirtschaft konzentriert sind. Strategisches Anlagenmanagement umfasst dabei alle Maßnahmen zur Sicherstellung eines effizienten, qualitätsgerechten und sicheren Betriebes von Produktionsanlagen der Stahlerzeugung.

Vor allem in den letzten 25 Jahren konnten durch viele innovative technische Entwicklungen eine effiziente Produktion, höhere Flexibilität, ständige Qualitätsverbesserungen und die Entwicklung neuer Produkte ermöglicht werden. Der heutige hohe technische Entwicklungsstand sichert auch weiterhin die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Stahlindustrie.

Effizientes Anlagenmanagement

Die Stahlerzeugung ist trotz vieler Einzelprozesse ein in sich geschlossener Fertigungskomplex, d. h. ein System von Einzelanlagen, die untereinander durch logistische und informationstechnische Verbindungen vernetzt sind. Der heutige hohe Stand der Technik in Bereichen wie Automatisierungstechnik, Sensortechnik und Hydraulik ist die Voraussetzung um viele der immer komplexer werdenden Produktionsanlagen überhaupt betreiben zu können. Vor dem Hintergrund des ständig steigenden Wettbewerbs werden auch die Forderungen nach optimiertem Anlagenbetrieb forciert. Dabei steht vielfach die Instandhaltung im Fokus. Diese stellt einen nicht zu vernachlässigenden Faktor der Anlageneffizienz (für Errichtung und Betrieb) dar. Eine übergreifende Optimierung des Instandhaltungsmanagements – vom Neubau über die gesamte Lebensdauer bis hin zur Erneuerung – ist eine Grundvoraussetzung für eine effiziente Produktion.

Komplexe Anlagen werden mit Hilfe von computergestützten Simulationen detailliert geplant.

Komplexe Anlagen werden mit Hilfe von computergestützten Simulationen detailliert geplant.

Automatisierungstechnik in der Stahlproduktion

Hydraulischer Schlingenheber im Einsatz

Die meisten Produktionsprozesse der Stahlindustrie sind nicht kontinuierlich und haben kleine Reaktionszeiten. Schwankende Anfangsbedingungen und wechselnde Kapazitätsauslastungen sind Randbedingungen, die erhebliche Erschwernisse für eine Automatisierung mit sich bringen. Daneben gibt es eine Reihe von sehr schnellen und dynamischen Prozessen in Walz- und Verformungsbetrieben mit fast linearem Übertragungsverhalten, bei denen heute ein hoher Automatisierungsgrad erreicht ist. Die größten Entwicklungen der letzten Jahre sind auf der Prozessleitebene zu verzeichnen. Moderne Prozessleitsysteme sind digitale dezentrale Prozessautomatisierungssysteme. Neben den Grundfunktionen Messen, Steuern, Regeln, Bedienen und Beobachten bieten dezentrale Systeme gehobene Automatisierungsfunktionen, wie z. B. die automatische Rezepturfahrweise oder Prozessmodelle.

Die Digitalisierung und informationstechnische Vernetzung ermöglicht es, zunehmend weitere Einflussgrößen erfassen zu können und so neue Vorgehensweisen zu entwickeln. Dabei stellen sich folgende Forschungsschwerpunkte heraus:

  • Nutzung von Big Data-Analytics für Produktionsprozess und Materialverhalten
  • Entwicklung von Smart Products und -Services
  • Sicherheitsaspekte und rechtliche Rahmenbedingungen
  • Anforderungen an das Personal und das Arbeitsumfeld unter dem Aspekt Industrie 4.0