Un team aziendale integrato per rendere più innovativi, digitali e tecnologici i processi. Feralpi Siderurgica ormai da diversi anni sta insistendo sull’impiego di sistemi software e approccio matematico per l’analisi e controllo dei processi tecnologici, con applicazione di strategie Industria 4.0 ai processi di fusione del rottame e trattamento dell’acciaio.
In particolare il percorso di Feralpi in questo senso è attivo da diverso tempo con diverse tappe che hanno portato dalla realizzazione dei primi sistemi di automazione per raccolta dati e controllo dei processi alla digitalizzazione di tutti i parametri di processo e l’impiego di metodi innovativi di monitoraggio, controllo e previsione dei fenomeni di processo in ausilio al miglioramento performances e qualità del prodotto.
Questo è stato anche riconosciuto da diversi bandi di Ricerca che hanno favorito l’implementazione delle impostazioni di Feralpi tramite approvazione di progetti di finanziamento ma anche dalla accettazione di pubblicazione di risultati in conferenze tecniche di settore.
Chiaramente questo è stato favorito anche dalla collaborazione con varie entità di ricerca e sviluppo tecnologico.
Ad esempio una ulteriore evoluzione di tale strategia è costituita dal progetto di Ricerca e Sviluppo, supportato dalla Comunità Europea, PerMonList – “Monitoraggio continuo delle performances dei processi ed auto-calibrazione dei modelli e delle funzioni di controllo per la produzione di acciaio liquido” che ha visto la collaborazione di un team formato da vari enti aziendali: Acciaieria, Automazione, Manutenzione Elettrica e Ricerca e Sviluppo con il contributo di “Rina – Centro Sviluppo Materiali”.
Questo approccio di squadra totalmente interno ha consentito di capitalizzare il know-how di processo e adattare il sistema alle effettive necessità ed obiettivi del reparto produttivo. Le linee guida di tecnologi e operatori hanno contribuito alla creazione di un sistema su misura.
Tradizionalmente sono diversi i problemi che influiscono sulla gestione dei processi siderurgici:
- VISIONE LOCALE: i sistemi di controllo e gestione spesso tengono conto di aspetti locali dei singoli impianti o fasi limitando la possibilità di controllo della intera linea di produzione
- NON MISURABILITA’ DI ASPETTI TECNOLOGICI: l’impossibilità di misura di molteplici aspetti tende a limitare la comprensione e gestione tempestiva dei fenomeni in corso;
- VARIABILITA’ CONDIZIONI: La variabilità non prevedibile delle condizioni esterne (ad esempio del rottame) possono causare variazioni nei comportamenti di impianti e processi, riducendo la efficienza delle azioni di controllo.
- DATI COMPLESSI: La disponibilità di molti dati rende difficile l’analisi completa per una sintesi veloce;
Nei sistemi sviluppati nei siti di Feralpi tali problematiche trovano una soluzione tramite i seguenti punti:
1 – Integrazione - Il sistema fornisce una visione integrata dell’intero ciclo in acciaieria. Ad esempio come per la stima e visualizzazione continua di posizione e temperature acciaio per tutte le siviere in ciclo.
2 – Simulazione Processo ed Analisi Predittiva - Attraverso la simulazione dei fenomeni fisici e con un cosiddetto gemello digitale si ottiene una visione completa dei processi in Acciaieria includendo aspetti non misurati. Ad esempio la previsione della composizione e temperatura acciaio in arrivo in LF o al Colaggio consentono correzioni preventive.
3 – Autoapprendimento (Machine Learning) – Il sistema apprende della produzione passata ed aggiorna i suoi metodi così da fornire correzioni a seguito delle variazioni occorse come per la stima di variazioni nei rottami e nella perdita di energia dell’acciaio.
4 – Linee guida di controllo processo - L’implementazione di indicatori di performances (KPI’s) consente di avere linee guida di gestione processo basata su parametri di sintesi ottenuti da specifiche analisi tecnologiche. Ad esempio emissione acustica, composizione fumi e peso degli ossidi possono supportare la gestione delle iniezioni chimiche in EAF.
5 – Analisi Statistica – Attraverso analisi statistica si ottiene una visualizzazione più immediata delle performances rilevanti del processo con visualizzazione di allarmi nei casi di fuori processo ed impiego di carte di controllo.
A livello tecnologico, l’analisi statistica consente il più immediato controllo dell’andamento dei processi con una visione completa sullo stato della produzione.
In termini di efficienza, l’analisi predittiva della temperatura nelle fasi di processo e l’autoapprendimento sulle variazioni delle condizioni consentono di avere sia indicazioni di allarme che di correggere i trattamenti in corso nel ciclo produttivo, con l’obiettivo di raggiungere un minor consumo energetico nell’ordine del 5 %, riduzione delle emissioni di CO2 nell’ordine del 10 % e con il miglioramento della resa metallica.
Ulteriori steps di sviluppo in corso nei progetti di ricerca e Sviluppo includono la digitalizzazione e monitoraggio e controllo dell’intero ciclo produttivo in Feralpi Siderurgica nel progetto includendo in una visione unica sia l’area acciaieria che l’area laminazione e lo sviluppo per acciai Speciali del monitoraggio e controllo della qualità attraverso il monitoraggio statistico della intera filiera di produzione includendo sia l’acciaieria di Acciaierie di Calvisano che diversi laminatoi posti anche in remoto così da favorire il monitoraggio integrato dell’intero ciclo e la possibilità di correlazione con le pratiche di produzione adottate.