Technische Universität Wien
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2011-11-22 [

Florian Aigner

 | Büro für Öffentlichkeitsarbeit ]

Moderne Regelung verbessert Umweltfreundlichkeit in der Stahlproduktion

Vorausschauende Temperaturregelung in der Stahlindustrie spart Energie und CO2-Ausstoß: Andreas Steinböck erhält für seine Forschung den Mechatronik-Preis.

Andreas Steinböck wurde mit dem Mechatronik-Preis ausgezeichnet.

Stahlofen (Copyright: Dillinger)

Die Brammen rollen durch den Ofen und werden kontinuierlich erhitzt.

Auf die Hitze kommt es an – das weiß jeder, der schon mal einen Kuchen gebacken hat. Auch in Öfen der Stahlindustrie spielt die Temperatur eine entscheidende Rolle. Sie hat nicht nur großen Einfluss auf die Qualität des Endproduktes, sie ist auch ein wichtiger Kostenfaktor. Ein einzelner Ofen in der Stahlindustrie kann so viel Energie benötigen wie tausende Haushalte. Andreas Steinböck von der TU Wien entwickelte eine Temperaturregelung für Stahlöfen, die Energie spart und den CO2-Ausstoß senkt. Seine Dissertation wurde nun mit dem Mechatronikpreis 2011 ausgezeichnet.

Temperatur optimal anpassen
Bis zu 40 Tonnen wiegen die Stahlblöcke, die sogenannten „Brammen“, die in der Stahlindustrie auf etwa 1100 Grad Celsius erwärmt werden, bevor man sie dann in Walzwerken zu Blech auswalzt. Der Ofen wird mit Gas befeuert und erhitzt stündlich 280 Tonnen Stahl – dabei verbraucht er so viel Energie wie eine Stadt mit 25 000 Einwohnern. Andreas Steinböck vom Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik der TU Wien entwickelte eine Temperaturregelung für einen Brammenwärmofen der Aktiengesellschaft der Dillinger Hüttenwerke – Europas führendem Grobblech-Hersteller. „Eine besondere Schwierigkeit dabei war, dass die Temperaturen der Brammen nicht gemessen werden können, weil sie während der Erwärmung kontinuierlich durch den Ofen geschoben werden“, erklärt Andreas Steinböck.

Die neue Regelung stellt die lokalen Ofentemperaturen genau so ein, dass die gewünschten Brammenendtemperaturen möglichst exakt erreicht werden. Mathematisch ist das eine durchaus komplizierte Aufgabe: Mit einem eigens entwickelten nichtlinearen dynamischen Modell wird der künftige Temperaturverlauf im Ofen und in den Stahl-Brammen vorausberechnet und die Temperatur wird entsprechend optimiert. Betreut wurde Andreas Steinböcks Forschungsarbeit von Professor Andreas Kugi.

Neues Konzept bereits im Einsatz

Die neue Temperaturregelung hat sich bereits bewährt: Seit einigen Monaten ist Andreas Steinböcks Entwicklung nun beim Blecherzeuger Dillinger Hütte im Dauereinsatz, seither hat sich nicht nur die Genauigkeit der Brammenerwärmung verbessert, der Ofen erzielt nun auch eine höhere Durchsatzrate. Vor allem aber ist das neue Konzept gut für die Umwelt: 9,7% des Energiebedarfs konnten eingespart werden, der jährliche CO2-Ausstoß wurde um 9 500 Tonnen reduziert. Angesichts dieses Erfolgs will die Dillinger Hütte die neue Regelung nun auch an den anderen Brammenwärmöfen des Walzwerkes einsetzen.

Der Mechatronik-Preis
Für seine Dissertation erhielt Andreas Steinböck am 17. November in Linz den Mechatronik-Preis. Dieser Preis wird seit 2006 jährlich in fünf Kategorien vergeben, um herausragende Abschlussarbeiten auf dem Gebiet der Mechatronik einer breiten Öffentlichkeit vorzustellen. Aus Abschlussarbeiten an österreichischen Universitäten sowie der Scientific Community des Austrian Center of Competence in Mechatronics (ACCM) wählt eine internationale Jury die Siegerarbeiten aus. Der Preis wird von der Industriellenvereinigung Oberösterreich (IV OÖ), dem Österreichischen Ingenieur- und Architektenverein – Oberösterreich (ÖIAV|OÖ), dem Mechatronik-Cluster und dem ACCM vergeben.

Originalpublikation: http://www.shaker.de/de/content/catalogue/index.asp?lang=de&ID=8&ISBN=978-3-8440-0408-3

Webtipps:
Aktien-Gesellschaft der Dillinger Hüttenwerke: http://www.dillinger.biz
Der Mechatronik-Preis: www.mechatronikpreis.at

Nähere Information:
Dr. Andreas Steinböck
Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN)
Technische Universität Wien
Gußhausstraße 25-29, 1040 Wien
T: +43-1-58801-376264
andreas.steinboeck@tuwien.ac.at