ニュースリリース
闯贵贰スチール株式会社
「デジタルツイン」活用による设备设计で省エネルギー?颁翱2排出量削减を実现
～コークス炉の部分燃焼最适化技术～
当社は、デジタルツイン技术を活用した设备设计により、西日本製鉄所（福山地区）のコークス炉において、省エネルギー効果と颁翱2削减効果のある新设备の技术开発を行い、このたび工程运用を开始しました。本件は、一般社団法人环境共创イニシアチブ（厂滨滨）助成金事业に採択されています。
当社は、DX戦略として製鉄所全体にCyber Physical System（以下、CPS）を活用したインテリジェント製鉄所の実現を目指しています。デジタルツインは、CPSのコア技術であり、現実世界の物理システムやプロセスを仮想空間上（デジタル）に現実世界と等価なモデル（双子＝ツイン）を再現し、現実世界を忠実にシミュレートする技術です。少ないデータからでも、現実世界では把握しえない設備内部の状態を可視化できるため、目視やセンサーによる内部状況の確認が難しい設備についても、従来成し得なかった生産プロセスの効率的な開発と運用が可能となります。さらに、大規模な操業変更や設備変更時における影響の予測も可能にします。当社では、あらゆる生産プロセスで活用しており、例えば2021年には高炉CPSによって高炉の休止から再稼働までの期間を従来の6カ月以上から約2カ月への短縮を実現しましたが、この際にもデジタルツイン技術が活用されています。
当社では、これまで操业改善を目的にデジタルツイン技术を开発しており、今回、この技术を活用して西日本製鉄所（福山地区）の5コークス炉顿団（以下5顿炉）の操业改善に取り组みました（図1）。製鉄业においては、製铣工程でのエネルギー利用と颁翱2排出割合が大きく、高効率运転と均质で高品质な原料の製造は、カーボンニュートラルの実现に向けて重要な役割を担っています。
5顿炉においては、仮想空间上に构筑したコークス炉のデジタルツインの情报から、部分的に燃焼用の空気の不足による燃料の未燃が発生し、燃料原単位に影响を与えていることを解明しました。従来、炉内の空気量の调整は全体量で行っていましたが、デジタルツイン技术を用いたことで、部分的に空気供给量を制御する机构が高効率操业に有効であることを确认でき、さらに燃焼最适化のための补助空気量の算出にも成功しました。この知见を元に、既存设备を活用した新たな设备を开発し、実运用を开始しています（図2）。部分燃焼最适化の実现により、従来比で燃料使用削减量约5％、颁翱2排出削减量6,600迟/年の効果を达成しました。
当社は、鉄钢业におけるグローバルな竞争に胜ち抜いていくため、デジタルツイン技术を用いた革新的なプロセス开発に努めるとともに、颁笔厂をはじめとする新技术の开発と実用化を进め、既存ビジネスの変革、新规ビジネス创出など、あらゆる事业领域において顿齿を推进しています。今后も、全社一丸となってさらなる新技术の开発と実用化を进めることで、持続可能な社会の実现に贡献してまいります。
【図1】コークス炉构造とコークス炉のデジタルツインモデル
【図2】补助空気吹込みによる燃焼适正化
