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助下游業者減碳 中鋼導入AI智慧煉鋼

中鋼近年積極朝向低碳鋼廠目標邁進,透過智慧製造加速轉型。中鋼

面臨未來碳中和的趨勢及挑戰,中鋼近年積極投入智慧製造,透過製程改善、精簡製程等計畫,進一步從上游材料端就力行減碳,以協助下游業者落實低碳轉型。先前已完成智慧高爐建置,近日軋鋼三廠冷軋智慧製造產線也完成建置。中鋼董事長翁朝棟曾表示,未來零碳挑戰不是個別產業的事,而將是整體供應鏈的競爭,因此上下游必須共同面對。

鋼鐵業一向被視為排碳大戶,因此在碳市場機制上總被列為頭號對象。中鋼總經理王錫欽表示,鋼鐵是僅次於水泥的全球第二大工程材料,然應用範疇更廣,幾乎各行各業都會用到。過去外界總認為鋼鐵是高污染、高排放、高耗能的產業,但其實不然,其溫室氣體排放當量為金屬材料中最低,僅鋁的1/6、鈦的1/20,但因用量大、產量大,才使得溫室氣體排放總量較之其他更大。

中鋼有七成鋼料是賣給台灣下游客戶,由於歐盟碳稅機制在產品碳含量盤查下也須納入原物料含碳量,因此當下游外銷歐盟,難免受碳關稅波及。因此中鋼近年也積極在製程中落實減碳,以協助下游減緩碳稅壓力。

王錫欽表示,鋼鐵生產流程冗長,通常會經過15道製程、3公里的產線,從投料到生產需耗時十天才能產出成品,因此過程中會產生大量燃氣與廢熱,中鋼除了投入汽電共生達到自發電能源再利用外,也透過製程改善、精簡製程來提升良率,使得鋼鐵在生產過程中能夠降低耗能,減少對溫室氣體的排放。

舉例來說,傳統半成品鋼胚在進爐前要先經過一道檢驗流程以排除缺陷,然由於製程中斷、等待耗時,使得原本非常高溫的鋼胚在進爐前會大幅降溫。中鋼除了提升鋼胚品質,也著手開發串連煉鋼及熱軋上下游製程的智慧化排程系統,透過精簡製程、加快生產節奏,減少生產過程等待時間與鋼胚降溫又加熱所需的燃耗,對於減少能耗具有相當大的幫助。據中鋼統計,約可減少40%能耗,具有年減碳量1.5萬噸的潛力。

此外,中鋼也在2020年完成首座智慧高爐建置,導入物聯網技術與AI,開發出27項智慧模組預測與優化製程。繼智慧高爐後,近期中鋼更宣布完成軋鋼三廠冷軋智慧製造產線建置,在既有自動化及數位化基礎上,整合現場製程大數據資料,建立「AIoT 掌上工廠」資訊平台,讓工廠主管使用手機或平板等行動裝置,透過視覺化網頁,即時掌握生產資訊及排除異況,提升生產作業效率。

除此之外,為進一步提高量產客製化鋼品的品質及穩定性,該智慧產線還導入由中鋼自行開發的智慧化系統,包括彈性動態調控、入料缺陷檢測、智慧鋅渣引流、鋅浴鋁含量智慧控制及智慧化品質判定等8項,合計在該產線中,中鋼總共建立了19個AI模組。中鋼也預估,透過動態製程參數調整、產品品質優化及降減成本等三大目的,累計效益可達新台幣9,000萬元以上。

翁朝棟表示,中鋼轉型的第一步是智慧製造,接下來則是5G AIoT,期許透過人工智慧的預測,讓產線更穩定,鋼品更精緻。展望未來,中鋼進一步將成功的智慧製造示範成果同步於其他產線及集團海外鋼廠平行擴展,持續朝向高值化精緻鋼廠的目標前進。

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