EP4413168A1 - Verfahren zur herstellung eines walzproduktes unter optimiertem einsatz von einsatzstoffen - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines walzproduktes unter optimiertem einsatz von einsatzstoffen

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Publication number
EP4413168A1
EP4413168A1 EP22801064.1A EP22801064A EP4413168A1 EP 4413168 A1 EP4413168 A1 EP 4413168A1 EP 22801064 A EP22801064 A EP 22801064A EP 4413168 A1 EP4413168 A1 EP 4413168A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
production
target
penalty
production orders
costs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22801064.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Weber
Christoph Hassel
Ulrich Sommers
Thomas Daube
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP4413168A1 publication Critical patent/EP4413168A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C2300/00—Process aspects
    • C21C2300/06—Modeling of the process, e.g. for control purposes; CII

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling and/or regulating a metallurgical production plant for producing a rolled product from a metallic steel, iron and/or aluminum alloy, and a computer program product with which the method according to the invention can be carried out.
  • Such a process can be, for example, a method for producing a rolled product from a molten steel composition, which is cast in a casting-rolling plant to form a billet and rolled to form the rolled product, with the manufacturing process being controlled by a central control point on the basis of setpoint specifications and/or or is regulated.
  • hot rolling includes various consecutive process steps, each of which can influence the mechanical product properties such as yield point, elongation at break or low-temperature behavior.
  • the chemical composition of the rolled product or the temperature control during the rolling process also influence the process result. Deviations from the process target values lead to increased energy consumption in the system due to corrective measures to be taken, which has a negative effect on profitability. Furthermore, such deviations can cause expensive complaints.
  • European patent EP 3 096 896 B1 discloses a method for controlling a metallurgical production plant using a microstructure model, which includes a program that calculates at least one mechanical strength property of a product that is produced and that calculates the strength property on the basis of calculated metallurgical phase components in the structure of the product that is produced Product calculated, wherein the metallurgical plant includes a final cooling section and operating parameters of the metallurgical plant go into the calculation of the mechanical strength property with at least partially previously set, adjustable output values.
  • a solution is created that enables an advantageous adjustment of operating parameters to achieve desired mechanical strength properties of a product made of a metallic steel and/or iron alloy.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a method for controlling and/or regulating a metallurgical production plant which, in addition to more flexible production planning, enables the utilization and linking of available process data, measured values and the consideration of prices for the raw materials to be used in each case .
  • the object is achieved by a method having the features of claim 1.
  • the method according to the invention for controlling and/or regulating a metallurgical production plant for producing a rolled product from a metallic steel, iron and/or aluminum alloy comprises the following steps: First, a list of production orders for the production of rolled products, such as different coils, is provided. In such a production plant, these can preferably be managed by a control point or a higher level of production planning. Each of the production orders includes at least specific target values for material, surface and/or geometric properties, each of these specific target values having a minimum specific target value and a maximum specific target value. As a result, a range is thus defined in which the respective specific target setpoint values can move in order to achieve the product properties specified for the respective rolled product.
  • specific target values is understood to mean product specification data that ultimately characterizes the respective rolled product that is produced and that this should then have.
  • the specific target values are therefore advantageously selected from the series comprising the length, the width, the thickness, the yield point, the tensile strength, the elongation, the toughness properties, the layer thickness of a coating, the magnetic properties and/or a combination thereof.
  • each of the production orders is defined via a series of chemical compositions, the respective components of which each include a minimum target potential value and a maximum target potential value.
  • these differ and can, for example, be selected from the series comprising the elements carbon (C), manganese (Mn), silicon (Si), phosphorus (P), sulfur (S), nitrogen (N), chromium (Cr ), molybdenum (Mo), nickel (Ni), copper (Cu), lead (Pb), boron (B), tin (Zn), niobium (Nb), titanium (Ti), vanadium (V) and/or combinations of this.
  • a selection of chemical compositions is then determined from each of the production orders, the respective compositions of which lie within an approved quality window across all production orders and could therefore in principle be melted in one batch.
  • predictive specific target actual values for at least one of the material, surface and/or geometric properties are determined for each of the chemical compositions of each production order with the aid of one or more process models.
  • process model is understood to mean a mathematical algorithm with which a value, in this case the predictive specific actual target value, is calculated on the basis of the chemical composition and, if applicable, other process parameters that can influence the respective rolled product and can therefore be predicted .
  • the other process parameters that can influence the respective rolled product during production include, for example, the temperatures and/or dimensions of the rolled product in the individual process steps, the temperatures in the heating, heating and/or cooling devices of the plant, and/or qualitative parameters , such as in particular surface defects on the rolled product. All of these parameters can be measured at several measuring points within the course of the process or the system and can therefore be calculated in advance from each of these measuring points using a corresponding process model.
  • the process models are therefore advantageously selected from the group comprising temperature models, structural models, deformation process models,
  • Plant stability models prediction models for the number and/or area and/or strength of scale defects and/or cracks, spreading models, prediction models for mechanical properties, such as in particular for the yield point, tensile strength, elongation and/or toughness properties.
  • the respective process models can be formed from individual models, so that each of the individual models describes a specific part of the plant. Additionally and/or alternatively, the process models or the individual models can also be part of an integrated, unit-spanning model that describes the entire system.
  • the determined predictive specific actual target values are then compared with the specific target values of the respective production orders, with those chemical compositions being selected and forming the selection for which the condition is met that the predictive specific actual target values are in the specific target value range.
  • a Penalty point and/or a penalty function determined for each of the allowed chemical compositions, ie for each chemical composition of the selection of each production order.
  • the penalty point and/or the penalty function can additionally include at least one process parameter.
  • the term “penalty point and/or penalty function” is understood to be a dimensionless variable that represents a measure of the production costs of the respective permitted chemical composition.
  • Such a penalty point and/or such a penalty function consists of at least one of the cost parameters selected from the series including alloy costs, scrap costs, energy costs, iron costs, costs for additives, carbon dioxide costs and/or a combination thereof.
  • the production costs are determined for each of the permitted chemical compositions of each production order. Since several production orders can usually be melted in a common batch, for example a ladle, a target composition for a selection of production orders that are to be melted in the common batch is then determined on the basis of this finding.
  • an intersection of chemical compositions is determined from the selection of those chemical compositions of each production order that forms the combination, with the penalty points and/or the penalty function of the chemical compositions of each intersection are added, and that chemical composition forms the target composition whose total penalty points have the smallest value.
  • the target composition then obtained for the combination of production orders is then transmitted to a control point and/or a production planning level, whereupon the batch is melted in a steelworks and then made available to the plant.
  • the present invention thus enables an optimized use of raw materials in the production of rolled products from a metallic steel, iron and/or aluminum alloy by optimizing the chemical composition as a function of a cost function and taking qualitative specifications into account.
  • Further advantageous refinements of the invention are specified in the dependently formulated claims.
  • the features listed individually in the dependent claims can be combined with one another in a technologically meaningful manner and can define further refinements of the invention.
  • the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred configurations of the invention being presented.
  • variants can be formed from the respective target compositions of the possible combinations of production orders, with that variant then being selected and processed whose total penalty points have the lowest value.
  • the order of the individual batches or the individual variants can be coordinated with one another in terms of their target composition.
  • each of the production orders for each of the rolled products to be produced can also include product information data.
  • product information data is understood to be primary data that is sent from a production planning level to the control point, which in turn controls and/or regulates the entire manufacturing process.
  • the product information data therefore advantageously includes set value sets for the regulation and/or control of the individual system components, in particular their hydraulic and/or electronic control systems. This can be done either table-oriented and/or using mathematical-physical process models.
  • the present invention also relates to a computer program product, comprising software code sections and/or instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to carry out the steps according to the method according to the invention.
  • FIG. 2 shows a diagram of the process sequence based on an exemplary embodiment which can be carried out using a metallurgical production plant according to FIG.
  • FIG. 1 shows an embodiment variant of a metallurgical production plant 1 with which the method according to the invention can be carried out.
  • the production plant 1 comprises a steelworks 2 and a casting and rolling plant 3, which is in the form of a CSP® plant in the present case.
  • the system 3 comprises a continuous casting machine 4, preferably a CSP® thin slab casting machine, with which a continuous material 5 with a thickness in the range of 30-150 mm, preferably with a thickness in the range of 50 to 90 mm, and a width in the range of 500 to 2500 mm, preferably with a width of 850 to 1950 mm.
  • a separating device 6 is arranged downstream of the continuous casting machine 4 in the direction of strip travel, with which the continuous material 5 is separated into individual slabs 7 before it is fed to the rolling mill.
  • the separating device 6 can consist, for example, of pendulum shears.
  • the system 3 also includes a heating device 8, which can be designed as a tunnel furnace, and a finishing rolling train 9 with a specific number of roll stands 10, three of which are shown in FIG. 1 purely as an example. In a CSP® plant, the finishing train 9 can preferably also have 4 to 8 roll stands.
  • the system 3 first includes a cooling device 11, by means of which a the desired final strip thickness of rolled hot strip 12 is cooled, a coiling device 13, and a second cutting device 14 arranged between the cooling device 11 and the coiling device 13.
  • the system 3 can also have a roughing train 15 with preferably up to three roll stands, a transfer bar cooling device, a further heating device, a heating device, which can preferably be inductive, and/or an upsetting device with at least one, preferably several upsetting stands , include.
  • the production plant 1 also includes a production planning level 17 that is higher than the control point 16 and in which the production orders P intended for production are managed, in this case the production orders 18, 19, 20, 21.
  • each of the production orders 18, 19, 20, 21 includes specific target values 181, 191, 201, 211 for the respective rolled product to be produced, product information data 182, 192, 202, 212, and is also a series of chemical compositions 183, 193, 203, 213 defined.
  • the specific target values 181, 191, 201, 211 are each described by a minimum specific target value and a maximum specific target value and can have geometric properties such as length, width and/or thickness; Material properties, such as yield point, tensile strength, elongation, toughness properties and/or other mechanical properties; and/or surface properties, such as surface defects and/or coating systems, of the rolled product 12.
  • the series of chemical compositions 183, 193, 203, 213 also includes a minimum and a maximum target value for each of the chemical components, as shown in FIG.
  • the series of chemical compositions 183, 193, 203, 213 of each production order 18, 19, 20, 21 from the two chemical Components manganese (Mn) and carbon (C) formed, each in different amounts (in wt %) can form the respective composition a to y.
  • the product information data 182, 192, 202, 212 include for the respective rolled product 12 sets of setpoints for the regulations and / or control of the individual system components, such as the temperature that must be maintained after each of the individual units and / or after each of the process steps within the manufacturing process .
  • a specific melt is usually first melted in the steel works 2 and is then made available to the plant 3 .
  • Such melts are usually composed of pig iron 22, scrap 23 and alloying elements 24, which are subject to market price fluctuations.
  • deviations from the process target values due to the corrective measures then to be taken can increase the energy consumption of the plant 1 and have an adverse effect in terms of its economic efficiency, for example by the width of the slab 7 produced being often adjusted within the production process or in downstream lines, such as in a pickling line, must be trimmed.
  • a target composition 25 is first determined from the entire list of production orders 18, 19, 20, 21 for a selection of production orders whose total penalty points have the lowest value and those in the common Charge 26, which can have the volume of a ladle, for example, melted and then the system 3 can be provided.
  • a selection of chemical compositions 27, 28, 29, 30 (FIG. 2; step b)) of each of the production orders 18, 19, 20, 21 is first determined by a ...y of each production order 18, 19, 20, 21 with the aid of a process model 31 predictive specific actual target values 184, 194, 204, 214 are determined for at least one of the material, surface and/or geometric properties.
  • This at least one property can be the tensile strength, for example.
  • the present process model 31 is presently designed as a unit-wide model, which in addition to the prediction model for mechanical properties 32, in particular the tensile strength, additionally includes a temperature model 33 and a forming process model 34.
  • the temperature model 33 takes into account the temperatures in the plant components 8 and 11
  • the forming process model 34 takes into account the rolling forces for the rolling train 9 and possibly for the roughing rolling train 15.
  • the predictive specific target actual values 184, 194, 204, 214 determined by the control point 16 are then transmitted to the production planning level 17 and compared with the specific target setpoints 181, 191, 201, 211 of the respective production orders 18, 19, 20, 21, with those chemical Compositions are selected, and form the selection 27, 28, 29, 30 for which the condition is met that the predictive specific actual target values 184, 194, 204, 214 are in the specific target setpoint range.
  • a penalty point and/or a penalty function is then determined for each of the permitted chemical composition of the selection 27, 28, 29, 30, which consists of at least one of the cost parameters selected from the series comprising alloy costs, scrap costs, energy costs, iron costs, costs for additives, carbon dioxide costs and/or a combination thereof (Fig. 2; step c)).
  • the composition g1 for the production order 18 forms the smallest penalty point.
  • the composition h2 forms the smallest penalty point.
  • the compositions s3 and v4 have the smallest penalty point.
  • an intersection 35, 36 , 37, 38, 39, 40 are determined from the selection of those chemical compositions 27, 28, 29, 30 of each production order 18, 19, 20, 21 forming the combination, with the penalty points and/or the penalty function of these chemical compositions being one each intersection 35, 36, 37, 38, 39, 40 are then added.
  • the combination K1 is made up of the two
  • That chemical composition whose total penalty points has the lowest value then forms the target composition 25, 25.1, which can be transmitted to the production planning level 17, whereupon the batch 26 is melted in the steelworks 2 and the plant 3 is made available.
  • variants V1, V2 , V3 are formed for the same or similar chemical compositions (see step e1)).
  • the variant V1, V2, V3 is selected and processed whose total penalty points have the lowest value.
  • variant 1 consisting of K1 and K6
  • variant 1 consisting of K1 and K6
  • the production planning level 17 whereupon the charge 26 is melted in the steelworks 2 and then made available to the plant 3, for example by feeding it to the mold of the continuous casting machine 4 and closing it the strand material 5 is cast.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer hüttentechnischen Produktionsanlage (1) zur Herstellung eines Walzproduktes (12) aus einer metallischen Stahl-, Eisen- und/oder Aluminiumlegierung, sowie ein Computerprogrammprodukt, mit welchem das erfindungsgemäße Verfahren ausführbar ist.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Walzproduktes unter optimiertem Einsatz von Einsatzstoffen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer hüttentechnischen Produktionsanlage zur Herstellung eines Walzproduktes aus einer metallischen Stahl-, Eisen- und/oder Aluminiumlegierung, sowie ein Computerprogrammprodukt, mit welchem das erfindungsgemäße Verfahren ausführbar ist.
Ein derartiger Prozess kann beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung eines Walzproduktes aus einer schmelzflüssigen Stahlzusammensetzung sein, die in einer Gieß-Walz-Anlage zu einem Stranggut gegossen und zu dem Walzprodukt gewalzt wird, wobei der Herstellungsprozess mittels einer zentralen Steuerstelle auf Basis von Sollwertvorgaben gesteuert und/oder geregelt wird.
Bei der Herstellung eines Walzproduktes aus einer metallischen Stahl-, Eisen und/oder Aluminiumlegierung in einer hüttentechnischen Anlage werden dessen Produkteigenschaften von unterschiedlichen Betriebsparametern beeinflusst. So umfasst beispielsweise das Warmwalzen diverse aufeinanderfolgende Prozessschritte, die jeweils die mechanischen Produkteigenschaften wie Streckgrenze, Bruchdehnung oder das Tieftemperaturverhalten beeinflussen können. Auch die chemische Zusammensetzung des Walzproduktes oder die Temperaturführung während des Walzvorgangs beeinflussen das Prozessergebnis. Abweichungen von den Prozesszielwerten führen durch einzuleitende Korrekturmaßnahmen zu einem erhöhten Energieverbrauch der Anlage, der sich nachteilig auf die Wirtschaftlichkeit auswirkt. Ferner können solche Abweichungen teure Reklamationen verursachen.
Aus dem Stand der Technik sind daher physikalische Modelle bekannt, die für die einzelnen Prozessstufen entwickelt worden sind, um eine optimale Setzung der Stellglieder zu ermöglichen und somit den Einfluss von Prozessstörungen zu minimieren oder sogar zu verhindern. Solche Modelle werden von der Anmelderin unter dem Markennamen X-Pact ® seit längerem vertrieben und dienen der Prognose von Prozessgrößen und der Einstellung von unterlagerten Stellgliedern basierend auf physikalischen Gesetzen und Messungen. Aus der europäischen Patentschrift EP 3 096 896 B1 ist beispielsweise ein Verfahren zur Steuerung einer hüttentechnischen Produktionsanlage mittels eines Gefügemodells bekannt, welches ein, mindestens eine mechanische Festigkeitseigenschaft eines erzeugten Produktes berechnendes, Programm umfasst, das die Festigkeitseigenschaft auf Basis errechneter metallurgischer Phasenbestandteile am Gefüge des erzeugten Produktes errechnet, wobei die hüttentechnische Anlage eine abschließende Kühlstrecke umfasst und in die Berechnung der mechanischen Festigkeitseigenschaft Betriebsparameter der hüttentechnischen Anlage mit zumindest teilweise vorab gesetzten, anpassbaren Ausgangswerten eingehen. Gemäß der Lehre wird eine Lösung geschaffen, die eine vorteilhafte Einstellung von Betriebsparametern zur Erzielung gewünschter mechanischer Festigkeitseigenschaften eines aus einer metallischen Stahl- und/oder Eisenlegierung bestehenden Produktes ermöglicht.
Stetig steigende Anforderungen an solche hüttentechnischen Produktionsanlagen hinsichtlich einer effizienteren und nachhaltigeren, insbesondere CO2-ärmeren, Produktion erfordern die Suche nach weiteren Optimierungsmöglichkeiten.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer hüttentechnischen Produktionsanlage bereitzustellen, welches neben einer flexibleren Produktionsplanung eine Verwertung sowie Verknüpfung verfügbarer Prozessdaten, Messwerte sowie eine Berücksichtigung von Preisen für die jeweils einzusetzenden Rohstoffe ermöglicht.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer hüttentechnischen Produktionsanlage zur Herstellung eines Walzproduktes aus einer metallischen Stahl-, Eisen- und/oder Aluminiumlegierung, umfasst die folgenden Schritte: Zunächst wird eine Liste von Produktionsaufträgen zur Herstellung von Walzprodukten, beispielsweise unterschiedliche Coils, bereitgestellt. In einer solchen Produktionsanlage können diese vorzugsweise von einer Steuerstelle oder einer übergeordneten Produktionsplanungsebene verwaltet werden. Jeder der Produktionsaufträge umfasst zumindest spezifische Zielsollwerte für Material-, Oberflächen- und/oder geometrische Eigenschaften, wobei jeder dieser spezifischen Zielsollwerte jeweils einen minimalen spezifischen Zielsollwert sowie einen maximalen spezifischen Zielsollwert aufweist. Hierdurch wird somit ein Bereich definiert, in dem sich die jeweiligen spezifische Zielsollwerte bewegen können, um die für das jeweilige Walzprodukt vorgegebenen Produkteigenschaften zu erzielen.
Unter dem Begriff der spezifischen Zielsollwerte werden Produktspezifikationsdaten verstanden, die das jeweilige hergestellte Walzprodukt letztendlich kennzeichnen und die dieses sodann aufweisen soll. Vorteilhafterweise sind die spezifischen Zielsollwerte daher ausgewählt aus der Reihe umfassend die Länge, die Breite, die Dicke, die Streckgrenze, die Zugfestigkeit, die Dehnung, die Zähigkeitseigenschaften, die Schichtdicke einer Beschichtung, die magnetischen Eigenschaften und/oder Kombination hiervon.
Ferner ist jeder der Produktionsaufträge über eine Reihe von chemischen Zusammensetzungen definiert ist, deren jeweilige Komponenten jeweils einen minimalen Zielkannwert sowie einen maximalen Zielkannwert umfassen. Je nach Legierung unterschieden sich diese und können beispielsweise ausgewählt sein aus der Reihe umfassend die Elemente Kohlenstoff (C), Mangan (Mn), Silizium (Si), Phosphor (P), Schwefel (S), Stickstoff (N), Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Blei (Pb), Bor(B), Zinn (Zn), Niob(Nb), Titan (Ti), Vanadium (V) und/oder Kombinationen hiervon.
In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird sodann von jedem der Produktionsaufträge eine Auswahl von chemischen Zusammensetzungen ermittelt, deren jeweilige Zusammensetzungen über alle Produktionsaufträge hinweg in einem zugelassenen Qualitätsfenster liegen und somit grundsätzlich in einer Charge erschmolzen werden könnten. Hierzu werden für jede der chemischen Zusammensetzungen eines jeden Produktionsauftrages unter Zuhilfenahme eines oder mehrerer Prozessmodelle prädiktive spezifische Zielistwerte für zumindest eine der Material-, Oberflächen- und/oder geometrischen Eigenschaften ermittelt. Unter dem Begriff eines Prozessmodells wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein mathematischer Algorithmus verstanden, mit dem ein Wert, vorliegend der prädiktive spezifische Zielistwert auf Basis der chemischen Zusammensetzung und ggf. weiterer Prozessparameter, die das jeweilige Walzprodukt beeinflussen können, berechnet und somit vorhergesagt werden kann.
Die weiteren Prozessparameter, die das jeweilige Walzprodukt während der Herstellung beeinflussen können, umfassen beispielsweise die Temperaturen und/oder Abmessungen des Walzproduktes in den einzelnen Prozessschritten, die Temperaturen in den Wärme-, Heiz- und/oder Kühleinrichtungen der Anlage, und/oder qualitative Parameter, wie insbesondere Oberflächendefekte an dem Walzprodukt. Sämtliche dieser Parameterkönnen an mehreren Messstellen innerhalb des Prozessverlaufs bzw. der Anlage gemessen und somit von jeder dieser Messstellen aus, mittels eines entsprechenden Prozessmodells, in die Zukunft vorausberechnet werden.
Vorteilhafterweise sind die Prozessmodelle daher ausgewählt aus der Gruppe umfassend Temperaturmodelle, Gefügemodelle, Umformungs-Prozessmodelle,
Anlagenstabilitätsmodelle, Vorhersagemodelle für die Anzahl und/oder Fläche und/oder Stärke von Zunderdefekten, und/oder Rissen, Breitungsmodelle, Vorhersagemodelle für mechanische Eigenschaften, wie insbesondere für die Streckgrenze, die Zugfestigkeit, die Dehnung und/oder die Zähigkeitseigenschaften.
Die jeweiligen Prozessmodelle können aus Einzelmodellen gebildet sein, so dass jedes der Einzelmodelle einen spezifischen Anlagenteil beschreibt. Ergänzend und/oder alternativ können die Prozessmodelle bzw. die Einzelmodelle auch einen Bestandteil eines integrierten, aggregatübergreifenden Modells sein, welches die gesamte Anlage beschreibt.
Die ermittelten prädiktiven spezifischen Zielistwerte werden sodann mit den spezifischen Zielsollwerten der jeweiligen Produktionsaufträge verglichen, wobei diejenigen chemischen Zusammensetzungen ausgewählt werden, und die Auswahl bilden, für die die Bedingung erfüllt ist, dass die prädiktiven spezifischen Zielistwerte in dem spezifischen Zielsollwert-Bereich liegen.
Anschließend wird für jede der erlaubten chemischen Zusammensetzung, d.h. für jede chemische Zusammensetzung der Auswahl eines jeden Produktionsauftrages, ein Strafpunkt und/oder eine Straffunktion ermittelt. In diesem Zusammenhang kann der Strafpunkt und/oder die Straffunktion ergänzend zumindest einen Prozessparameter umfassen.
Unter dem Begriff „Strafpunkt und/oder Straffunktion“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine dimensionslose Größe verstanden, die ein Maß für die Herstellungskosten der jeweiligen erlaubten chemischen Zusammensetzung darstellt. Ein solcher Strafpunkt und/oder eine solche Straffunktion setzt sich vorliegend aus zumindest einem der Kostenparameter ausgewählt aus der Reihe umfassend Legierungskosten, Schrottkosten, Energiekosten, Eisenkosten, Kosten für Zuschlagsstoffe, Kohlendioxidkosten und/oder eine Kombination hiervon zusammen.
Im Ergebnis werden somit für jede der erlaubten chemischen Zusammensetzung eines jeden Produktionsauftrages die Herstellungskosten ermittelt. Da in der Regel mehrere Produktionsaufträge in einer gemeinsamen Charge, beispielsweise einer Pfanne, erschmolzen werden können, wird anschließend auf Basis dieser Erkenntnis eine Ziel- Zusammensetzung für eine Auswahl von Produktionsaufträgen ermittelt, die in der gemeinsamen Charge erschmolzen werden sollen.
Hierbei wird für eine jede mögliche Kombination von Produktionsaufträgen, die die Auswahl von Produktionsaufträgen bilden kann, eine Schnittmenge von chemischen Zusammensetzungen aus der Auswahl derjenigen chemischen Zusammensetzungen eines jeden, die Kombination bildenden, Produktionsauftrages ermittelt, wobei die Strafpunkte und/oder die Straffunktion der chemischen Zusammensetzungen einer jeden Schnittmenge addiert werden, und diejenige chemische Zusammensetzung die Ziel- Zusammensetzung bildet, deren Strafpunktsumme den kleinsten Wert aufweist.
Die sodann erhaltene Ziel-Zusammensetzung für die Kombination von Produktionsaufträgen wird sodann an eine Steuerstelle und/oder eine Produktionsplanungsebene übermittelt, woraufhin die Charge in einem Stahlwerk erschmolzen und sodann der Anlage bereitgestellt wird.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit einen optimierten Einsatz von Rohmaterialen bei der Herstellung von Walzprodukten aus einer metallischen Stahl-, Eisen- und/oder Aluminiumlegierung, indem die chemische Zusammensetzung in Abhängigkeit einer Kostenfunktion sowie unter Berücksichtigung von qualitativen Vorgaben optimiert wird. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ergänzung können von den jeweiligen Ziel- Zusammensetzungen der möglichen Kombinationen von Produktionsaufträgen Varianten gebildet werden, wobei sodann diejenige Variante ausgewählt und abgearbeitet wird, deren Strafpunktsumme den kleinsten Wert aufweist. Hierbei kann die Reihenfolge der einzelnen Chargen oder der einzelnen Varianten hinsichtlich ihrer Ziel-Zusammensetzung aufeinander abgestimmt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann jeder der Produktionsaufträge für jedes der herzustellenden Walzprodukte zusätzlich Produktinformationsdaten umfassen.
Als Produktinformationsdaten werden im Sinne der vorliegenden Erfindung Primärdaten verstanden, die von einer Produktionsplanungsebene an die Steuerstelle gesendet werden, über die wiederum der gesamte Herstellungsprozess gesteuert und/oder geregelt wird. Die Produktinformationsdaten umfassen daher vorteilhafterweise Sollwertsätze für die Regelungen und/oder Steuerung der einzelnen Anlagenkomponenten, insbesondere deren hydraulischen und/oder elektronischen Stellsystemen. Dies kann entweder tabellenorientiert und/oder unter Verwendung mathematisch-physikalischer Prozessmodelle erfolgen.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung zudem ein Computerprogrammprodukt, umfassend Softwarecodeabschnitte und/oder Befehle, welche bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, die Schritte gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführen. Fiqurenbezeichnunq
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsvariante einer hüttentechnischen Produktionsanlage, und
Fig. 2 ein Schema des Verfahrensablaufs anhand eines Ausführungsbeispiels, welches mittels einer hüttentechnischen Produktionsanlage gemäß Figur 1 ausführbar ist.
In Figur 1 ist eine Ausführungsvariante einer hüttentechnischen Produktionsanlage 1 gezeigt, mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausführbar ist. Die Produktionsanlage 1 umfasst im vorliegenden Beispiel ein Stahlwerk 2 sowie eine Gieß-Walz Anlage 3, die vorliegend in Form einer CSP-®-Anlage ausgebildet ist. In einer Minimalkonfiguration umfasst die Anlage 3 eine Stranggießmaschine 4, vorzugsweise eine CSP-®- Dünnbrammengießmaschine, mit der ein Stranggut 5 mit einer Dicke im Bereich von 30 - 150 mm, vorzugsweise mit einer Dicke im Bereich von 50 bis 90 mm, sowie einer Breite im Bereich von 500 bis 2500 mm, vorzugsweise mit einer Breite von 850 bis 1950 mm, gegossen werden kann. In Bandlaufrichtung hinter der Stranggießmaschine 4 ist zunächst eine Trenneinrichtung 6 angeordnet, mit der das Stranggut 5, bevor es der Walzstraße zugeführt wird, in einzelne Brammen 7 getrennt wird. Die Trenneinrichtung 6 kann beispielsweise aus einer Pendelschere bestehen. Ferner umfasst die Anlage 3 eine Wärmeeinrichtung 8, die als Tunnelofen ausgebildet sein kann, sowie eine Fertig- Walzstraße 9 mit einer spezifischen Anzahl von Walzgerüsten 10, von denen in Figur 1 rein exemplarisch drei gezeigt sind. In einer CSP-®-Anlage kann die Fertig-Walzstraße 9 vorzugsweise auch 4 bis 8 Walzgerüste aufweisen. In Bandlaufrichtung hinter der Fertig- Walzstraße 9 umfasst die Anlage 3 zunächst eine Kühleinrichtung 11 , mittels derer ein auf die gewünschte Endbanddicke gewalztes Warmband 12 gekühlt wird, eine Haspeleinrichtung 13, sowie eine zwischen der Kühleinrichtung 11 und der Haspeleinrichtung 13 angeordnete zweite Trenneinrichtung 14.
In einer weiteren Ausführungsvariante kann die Anlage 3 zusätzlich eine Vor-Walzstraße 15 mit vorzugsweise bis zu drei Walzgerüsten, einer Transferbarkühleinrichtung, einer weiteren Wärmeeinrichtung, einer Heizeinrichtung, die vorzugsweise induktiv ausgeführt sein kann, und/oder einer Staucheinrichtung mit zumindest einem, vorzugsweise mehreren Stauchgerüsten, umfassen.
Sämtliche Anlagenkomponenten der Produktionsanlage 1 sind, wie dies anhand der vertikalen Pfeile in Figur 1 gezeigt ist, mit einer zentralen Steuerstelle 16 gekoppelt, über die die gesamte Prozesssteuerung erfolgt. Ferner umfasst die Produktionsanlage 1 eine der Steuerstelle 16 übergeordnete Produktionsplanungsebene 17, in der die für die Herstellung vorgesehenen Produktionsaufträge P verwaltet werden, vorliegend die Produktionsaufträge 18, 19, 20, 21.
Jeder der Produktionsaufträge 18, 19, 20, 21 umfasst in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel für das jeweilige herzustellende Walzprodukt spezifische Zielsollwerte 181, 191, 201, 211, Produktinformationsdaten 182, 192, 202, 212, und ist ferner über eine Reihe von chemischen Zusammensetzungen 183, 193, 203, 213 definiert.
Die spezifischen Zielsollwerte 181 , 191 , 201, 211 werden jeweils durch einen minimalen spezifischen Zielsollwert sowie einen maximalen spezifischen Zielsollwert beschrieben und können geometrische Eigenschaften, wie beispielsweise die Länge, die Breite und/oder die Dicke; Materialeigenschaften, wie beispielsweise die Streckgrenze, die Zugfestigkeit, die Dehnung, die Zähigkeitseigenschaften und/oder weitere mechanische Eigenschaften; und/oder Oberflächeneigenschaften, wie beispielsweise Oberflächendefekte und/oder Beschichtungssysteme, des Walzproduktes 12 umfassen.
Auch die Reihe von chemischen Zusammensetzungen 183, 193, 203, 213 umfasst für jede der chemischen Komponenten jeweils einen minimalen sowie einen maximalen Zielkannwert, wie dies anhand der Figur 2 dargestellt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Reihe von chemischen Zusammensetzungen 183, 193, 203, 213 eines jeden Produktionsauftrags 18, 19, 20, 21 aus den beiden chemischen Komponenten Mangan (Mn) und Kohlenstoff (C) gebildet, die jeweils in unterschiedlicher Menge (in Gew.-%) die jeweilige Zusammensetzung a bis y bilden können.
Die Produktinformationsdaten 182, 192, 202, 212 umfassen für das jeweilige Walzprodukt 12 Sollwertsätze für die Regelungen und/oder Steuerung der einzelnen Anlagenkomponenten, wie beispielsweise die Temperatur, die nach jedem der einzelnen Aggregate und/oder nach jedem der Prozessschritte innerhalb des Herstellungsverfahrens einzuhalten sind.
Üblicherweise wird zunächst im Stahlwerk 2 eine spezifische Schmelze erschmolzen, die sodann der Anlage 3 bereitgestellt wird. Solche Schmelzen setzen sich in der Regel aus Roheisen 22, Schrotten 23 sowie Legierungselementen 24 zusammen, die markttechnischen Preisschwankungen unterliegen. Ferner können Abweichungen von den Prozesszielwerten durch die sodann einzuleitenden Korrekturmaßnahmen den Energieverbrauch der Anlage 1 erhöhen und sich in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit dieser nachteilig auswirken, beispielsweise indem die Breite der erzeugten Bramme 7 innerhalb des Produktionsprozesses oft verstellt oder in nachgelagerten Linien, wie beispielsweise in einer Beizlinie, besäumt werden muss.
Um diese Aspekte bei der Herstellung von Walzprodukten zu berücksichtigen, wird erfindungsgemäß aus der gesamten Liste von Produktionsaufträgen 18, 19, 20, 21 zunächst eine Ziel-Zusammensetzung 25 für eine Auswahl von Produktionsaufträgen ermittelt, deren Strafpunktsumme den kleinsten Wert aufweist und die in der gemeinsamen Charge 26, die beispielsweise das Volumen eine Pfanne aufweisen kann, erschmolzen sowie anschließend der Anlage 3 bereitgestellt werden kann.
Zur Ermittlung der Ziel-Zusammensetzung 25 wird zunächst eine Auswahl von chemischen Zusammensetzungen 27, 28, 29, 30 (Fig. 2; Schritt b)) von jedem der Produktionsaufträge 18, 19, 20, 21 ermittelt, indem für jede der chemischen Zusammensetzungen a...y eines jeden Produktionsauftrages 18, 19, 20, 21 vorliegend unter Zuhilfenahme eines Prozessmodells 31 prädiktive spezifische Zielistwerte 184, 194, 204, 214 für zumindest eine der Material-, Oberflächen- und/oder geometrischen Eigenschaften ermittelt werden. Diese zumindest eine Eigenschaft kann beispielsweise die Zugfestigkeit sein. Das vorliegende Prozessmodell 31 ist vorliegend als aggregatübergreifendes Modell ausgebildet, welches neben dem Vorhersagemodell für mechanische Eigenschaften 32, insbesondere die Zugfestigkeit, zusätzlich ein Temperaturmodell 33 sowie ein Umformungs-Prozessmodell 34 umfasst. Das Temperaturmodell 33 berücksichtigt hierbei die Temperaturen in den Anlagenkomponenten 8 und 11, wohingegen das Umformungs-Prozessmodell 34 die Walzkräfte für die Walzstraße 9, und ggf. für die Vor-Walzstraße 15, berücksichtigt.
Die von der Steuerstelle 16 ermittelten prädiktiven spezifischen Zielistwerte 184, 194, 204, 214 werden sodann an die Produktionsplanungsebene 17 übertragen und mit den spezifischen Zielsollwerten 181, 191, 201, 211 der jeweiligen Produktionsaufträge 18, 19, 20, 21 verglichen, wobei diejenigen chemischen Zusammensetzungen ausgewählt werden, und die Auswahl 27, 28, 29, 30 bilden, für die die Bedingung erfüllt ist, dass die prädiktiven spezifischen Zielistwerte 184, 194, 204, 214 in dem spezifischen Zielsollwert- Bereich liegen.
Für jede der erlaubten chemischen Zusammensetzung der Auswahl 27, 28, 29, 30 wird anschließend ein Strafpunkt und/oder eine Straffunktion ermittelt, der bzw. die sich aus zumindest einem der Kostenparameter ausgewählt aus der Reihe umfassend Legierungskosten, Schrottkosten, Energiekosten, Eisenkosten, Kosten für Zuschlagsstoffe, Kohlendioxidkosten und/oder eine Kombination hiervon zusammensetzen kann (Fig. 2; Schritt c)). Wie anhand der Werte in Figur 2 (siehe Schritt c)) erkennbar, bildet die Zusammensetzung g1 für den Produktionsauftrag 18 den kleinsten Strafpunkt. Hingegen bildet im Produktionsauftrag 19 die Zusammensetzung h2 den kleinsten Strafpunkt. In den Produktionsaufträgen 20, 21 weisen hingegen die Zusammensetzungen s3 bzw. v4 den kleinsten Strafpunkt auf.
Zur Ermittlung der Ziel-Zusammensetzung 25, 25.1 wird sodann für eine jede mögliche Kombination K1, K2, K3, K4, K5, K6 von Produktionsaufträgen 18, 19, 20, 21 , die die Auswahl von Produktionsaufträgen bilden kann, eine Schnittmenge 35, 36, 37, 38, 39, 40 aus der Auswahl derjenigen chemischen Zusammensetzungen 27, 28, 29, 30 eines jeden, die Kombination bildenden, Produktionsauftrages 18, 19, 20, 21 ermittelt, wobei die Strafpunkte und/oder die Straffunktion dieser chemischen Zusammensetzungen einer jeden Schnittmenge 35, 36, 37, 38, 39, 40 anschließend addiert werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Kombination K1 aus den beiden
Produktionsaufträgen 18, 19 gebildet, die Kombination K2 aus den beiden Produktionsaufträgen 18, 20 gebildet, die Kombination K3 aus den beiden
Produktionsaufträgen 18, 21 gebildet, die Kombination K4 aus den beiden
Produktionsaufträgen 19, 20 gebildet, die Kombination K5 aus den beiden
Produktionsaufträgen 19, 21 gebildet, sowie die Kombination K6 aus den beiden
Produktionsaufträgen 20, 21 gebildet.
Diejenige chemische Zusammensetzung, deren Strafpunktsumme den kleinsten Wert aufweist bildet die sodann die Ziel-Zusammensetzung 25, 25.1 , die an die Produktionsplanungsebene 17 übermittelt werden kann, woraufhin die Charge 26 in dem Stahlwerk 2 erschmolzen und der Anlage 3 bereitgestellt wird.
In einer weiteren Ausführungsvariante können aus den jeweils ermittelten Ziel- Zusammensetzungen 25.1 , 25.2, 25.3, 25.4, 25.5, 25.6 der möglichen Kombinationen K1, K2, K3, K4, K5, K6 von Produktionsaufträgen 18, 19, 20, 21 Varianten V1, V2, V3 für gleiche oder ähnliche chemische Zusammensetzungen gebildet werden (siehe Schritt e1)). Hierbei wird diejenige Variante V1, V2, V3 ausgewählt und abgearbeitet, deren Strafpunktsumme den kleinsten Wert aufweist.
Die sodann erhaltene Variante, vorliegend die Variante 1 bestehend aus K1 und K6 wird sodann an die Produktionsplanungsebene 17 übermittelt, woraufhin die Charge 26 in dem Stahlwerk 2 erschmolzen und sodann der Anlage 3 bereitgestellt wird, beispielsweise indem diese der Kokille der Stranggießmaschine 4 zugeführt und zu dem Stranggut 5 vergossen wird.
1 Produktionsanlage
2 Stahlwerk
3 Gieß-Walz Anlage
4 Stranggießmaschine
5 Stranggut
6 erste Trenneinrichtung
7 Brammen
8 Wärmeeinrichtung / T unnelofen
9 Fertig-Walzstraße
10 Walzgerüst
11 Kühleinrichtung / Kühlstrecke
12 Walzprodukt / Warmband
13 Haspeleinrichtung
14 zweite Trenneinrichtung
15 Vor- Walzstraße
16 Steuerstelle
17 Produktionsplanungsebene
18 Produktionsauftrag (PRAV)
19 Produktionsauftrag (PRA2)
20 Produktionsauftrag (PR S)
21 Produktionsauftrag (PRAA)
22 Roheisen
23 Schrott
24 Legierungselemente
25 Ziel-Zusammensetzung
25.1 Ziel-Zusammensetzung K1
25.2 Ziel-Zusammensetzung K2
25.3 Ziel-Zusammensetzung K3
25.4 Ziel-Zusammensetzung K4
25.5 Ziel-Zusammensetzung K5
25.6 Ziel-Zusammensetzung K6
26 Charge
27 Auswahl von chemischen Zusammensetzungen des Produktionsauftrages 18 28 Auswahl von chemischen Zusammensetzungen des Produktionsauftrages 19
29 Auswahl von chemischen Zusammensetzungen des Produktionsauftrages 20
30 Auswahl von chemischen Zusammensetzungen des Produktionsauftrages 21
31 Prozessmodell
32 Vorhersagemodell für mechanische Eigenschaften
33 Temperaturmodell
34 Umformungs-Prozessmodell
35 Schnittmenge K1
36 Schnittmenge K2
37 Schnittmenge K3
38 Schnittmenge K4
39 Schnittmenge K5
40 Schnittmenge K6
181 Zielsollwerte
182 Produktinformationsdaten
183 Reihe von chemischen Zusammensetzungen
184 prädiktive spezifische Zielistwerte
191 Zielsollwerte
192 Produktinformationsdaten
193 Reihe von chemischen Zusammensetzungen
194 prädiktive spezifische Zielistwerte
201 Zielsollwerte
202 Produktinformationsdaten
203 Reihe von chemischen Zusammensetzungen
204 prädiktive spezifische Zielistwerte
211 Zielsollwerte
212 Produktinformationsdaten
213 Reihe von chemischen Zusammensetzungen
214 prädiktive spezifische Zielistwerte
K1 Kombination aus den Produktionsaufträgen 18, 19
K2 Kombination aus den Produktionsaufträgen 18, 20
K3 Kombination aus den Produktionsaufträgen 18, 21
K4 Kombination aus den Produktionsaufträgen 19, 20
K5 Kombination aus den Produktionsaufträgen 19, 21 K6 Kombination aus den Produktionsaufträgen 20, 21
V1 Variante aus K1/K6
V2 Variante aus K2/K5
V3 Variante aus K3/K4

Claims

Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer hüttentechnischen Produktionsanlage (1) zur Herstellung eines Walzproduktes (12) aus einer metallischen Stahl-, Eisen- und/oder Aluminiumlegierung, umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen einer Liste von Produktionsaufträgen (18, 19, 20, 21) zur Herstellung von Walzprodukten (12), wobei jeder der Produktionsaufträge (18, 19, 20, 21) zumindest a1) spezifische Zielsollwerte (181, 191 , 201 , 211) für Material-, Oberflächen- und/oder geometrische Eigenschaften aufweist, und jeder der spezifischen Zielsollwerte (181, 191, 201, 211) einen minimalen spezifischen Zielsollwert sowie einen maximalen spezifischen Zielsollwert umfasst, sowie a2) über eine Reihe von chemischen Zusammensetzungen (183, 193, 203, 213) definiert ist, deren jeweilige Komponenten jeweils einen minimalen Zielkannwert sowie einen maximalen Zielkannwert umfassen; b) Ermitteln einer Auswahl von chemischen Zusammensetzungen (27, 28, 29, 30) von jedem der Produktionsaufträge (18, 19, 20, 21), indem b1) für jede der chemischen Zusammensetzungen (183, 193, 203, 213) eines jeden Produktionsauftrages (18, 19, 20, 21) unter Zuhilfenahme eines oder mehrerer Prozessmodelle (31, 32, 22, 34) prädiktive spezifische Zielistwerte (184, 194, 204, 214) für zumindest eine der Material-, Oberflächen- und/oder geometrischen Eigenschaften ermittelt werden; b2) die ermittelten prädiktiven spezifischen Zielistwerte (184, 194, 204, 214) sodann mit den spezifischen Zielsollwerten (181, 191 , 201, 211) der jeweiligen Produktionsaufträge (18, 19, 20, 21) verglichen werden; und b3) diejenigen chemischen Zusammensetzungen (27, 28, 29, 30) ausgewählt werden, für die die Bedingung erfüllt ist, dass die prädiktiven spezifischen Zielistwerte (184, 194, 204, 214) in dem spezifischen Zielsollwert-Bereich liegen; c) Ermitteln von Strafpunkten und/oder einer Straffunktion, indem für jede chemische Zusammensetzung der Auswahl (27, 28, 29, 30) eines jeden Produktionsauftrages (18, 19, 20, 21) ein Strafpunkt und/oder eine Straffunktion ermittelt wird, der und/oder die sich aus zumindest einem der Kostenparameter ausgewählt aus der Reihe umfassend Legierungskosten; Schrottkosten, Energiekosten, Eisenkosten, Kosten für Zuschlagsstoffe, Kohlendioxidkosten und/oder eine Kombination hiervon zusammensetzt; und d) Ermitteln einer Ziel-Zusammensetzung (25) für eine Auswahl von Produktionsaufträgen die in der gemeinsamen Charge (26) erschmolzen werden sollen, indem d1) für eine jede mögliche Kombination (K1, K2, K3, K4, K5, K6) von Produktionsaufträgen (18, 19, 20, 21), die die Auswahl von
Produktionsaufträgen bilden kann, eine Schnittmenge (35, 36, 37, 38, 39, 40) von chemischen Zusammensetzungen aus der Auswahl der chemischen Zusammensetzungen (27, 28, 29, 30) eines jeden, die Kombination (K1, K2, K3, K4, K5, K6) bildenden, Produktionsauftrages (18, 19, 20, 21) ermittelt wird, d2) die Strafpunkte und/oder die Straffunktion der chemischen Zusammensetzungen einer jeden Schnittmenge (35, 36, 37, 38, 39, 40) addiert werden, und d3) diejenige chemische Zusammensetzung die Ziel-Zusammensetzung (25) bildet, deren Strafpunktsumme den kleinsten Wert aufweist; und e) Übermitteln der Ziel-Zusammensetzung (25) an eine Steuerstelle (16) und/oder Produktionsplanungsebene (17), woraufhin die Charge (26) in einem Stahlwerk (2) erschmolzen und sodann der Anlage (1, 3) bereitgestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in einem Schritt e1) von den jeweiligen Ziel- Zusammensetzungen (25.1, 25.2, 25.3, 25.4, 25.5, 25.6) der möglichen Kombinationen (K1, K2, K3, K4, K5, K6) von Produktionsaufträgen (18, 19, 20, 21), Varianten (V1 , V2, V3) gebildet werden und diejenige Variante (V1 , V2, V3) ausgewählt und abgearbeitet wird, deren Strafpunktsumme den kleinsten Wert aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Reihenfolge der einzelnen Chargen (26) oder der einzelnen Varianten (V1 , V2, V3) hinsichtlich der Ziel- Zusammensetzung (25.1 , 25.2, 25.3, 25.4, 25.5, 25.6) aufeinander abgestimmt sind.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder der Produktionsaufträge (18, 19, 20, 21) für jedes der herzustellenden Walzprodukte (12) zusätzlich Produktinformationsdaten (182, 192, 202, 212) umfasst.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Strafpunkt und/oder die Straffunktion zumindest einen Prozessparameter umfasst.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die spezifischen Zielsollwerte (181, 191, 201, 211) ausgewählt sind aus der Reihe umfassend die Länge, die Breite, die Dicke, die Streckgrenze, die Zugfestigkeit, die Dehnung, die Zähigkeitseigenschaften, die Schichtdicke einer Beschichtung, die magnetischen Eigenschaften und/oder Kombination hiervon.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Prozessmodelle (31 , 32, 33, 34) aus Einzelmodellen (32, 33, 34) gebildet sind und jedes der Einzelmodelle (32, 33, 34) einen spezifischen Anlagenteil beschreibt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Prozessmodelle (32, 33, 34) bzw. die Einzelmodelle Bestandteil eines integrierten Modells (31) sind, welches die gesamte Anlage (1, 3) beschreibt.
9. Computerprogrammprodukt, umfassend Softwarecodeabschnitte und/oder Befehle, welche bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, die Schritte gemäß einem der vorhergehenden Verfahren durchzuführen.
17
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