Hoe maken algoritmes ons staal schoner?

Kees Bos is onderzoeker en ingenieur van metaaleigenschappen bij Tata Steel. Hij bestudeert hoe we het staal vervolgens beter kunnen bewerken als we meer schroot toevoegen aan het staalmaakproces, en wat dat betekent voor de eigenschappen van het staal. 

We moeten nóg slimmer zijn voor meer schroot 
17% van ons staal bestaat al uit schroot, maar we willen naar 30% in 2030. We controleren ons schroot goed. De samenstelling van schroot is meer variabel dan ijzererts. Daarom willen we weten wat erin zit, zodat er geen schadelijke stoffen vrijkomen, maar ook omdat het invloed heeft op de kwaliteit van het staal. “Wij onderzoeken hoe we met computermodellen het productieproces superstrak kunnen krijgen”, zegt Bos. “Dat is belangrijk, want zo corrigeren we voor de variabelen van meer schroot. Dat is goed voor de kwaliteit van het staal, en zorgt dus voor meer circulariteit.”  

Om het proces strak te trekken, kopieert Bos het fabrieksproces in een computermodel. Dat model bevat alle gegevens van allerlei sensoren in de fabrieken. Van temperatuur in de warmband, tot nawalskracht in de Dompelverzinklijn, en alles ertussenin. Daarmee brengt hij in beeld aan welke knoppen we kunnen draaien om de staaleigenschappen te bepalen. 

Andere ingrediënten, dat betekent andere eigenschappen 
Het computermodel is onderdeel van DEPMAT. Dat staat voor Data Enhanced Physical Models to reduce material use. Oftewel: gegevens van de fabriek toevoegen aan natuurkundige modellen, met als doel een CO₂-uitstoot verminderen door meer hergebruik van materialen. DEPMAT is een onderzoeksprogramma dat in heel Nederland loopt, met deelnemers door de hele productieketen. In het programma kijken de onderzoekers naar de samenstelling van het staal, naar hoe dat verandert als er meer schroot wordt toegevoegd, en naar hoe de hele keten daarmee om kan gaan. Want andere ingrediënten betekent dat het staal andere eigenschappen krijgt. 
 

Het programma gaat nu de tweede fase in. Na ongeveer een jaar van verkenning, worden nu zogeheten demonstratoren bepaald. Met andere woorden: wat wordt er precies onderzocht, en hoe gaat dat waarde opleveren. Bos weet het wel: “we móeten weten wat de onzekerheid van schroot doet met de eigenschappen van ons staal, en hoe we daar verderop in het proces het beste mee omgaan.” 

“De eigenschappen van staal zijn enorm belangrijk voor klanten. Die willen bijvoorbeeld weten hoe hard ze moeten persen, maar ook hoe betrouwbaar het eindproduct is. Ook kunnen de eigenschappen van invloed zijn op de duurzaamheid van het product . Van sterker staal is bijvoorbeeld minder nodig. Daardoor worden auto’s lichter, gebruiken ze minder brandstof, en worden ze dus duurzamer.”