Kunnossapidon kehitysmalli sanomalehtipainon tuotannon luotettavuuden, tuottavuuden ja tuotteen laadun turvaamiseksi

Diplomityössä käsitellään ne toimet, jotka Esa Lehtipaino Oy:ssä tarvitsee tehdä kunnossapidon kehittämiseksi sanomalehtipainoprosessin kunnossapidossa. Työssä käytettiin luotettavuuskeskeisen ja kokonaisvaltaisen tuottavuuskeskeisen kunnossapidon strategioiden osia sekä PSK Standardisoinnin PSK 5705:2006standardin mukaista menetelmää määrittämään kunnossapidon kannalta tärkeimmät kohteet ja osa-alueet. PSK 5705:2006 on kunnonvalvonnan värähtelymittausten mittaustoiminnan suunnitteluun luotu standardi, jonka perusteella rakennettiin sanomalehtipainoprosessiin sopiva tuotantolaitteiston luokitusjärjestelmä. Luokituksenperusteella kohdennetaan kunnossapidon resurssit tuotantojärjestelmän luotettavuuden kannalta oikeisiin, tuottavimpiin kohteisiin. Tuotantohenkilöstön kunnossapitohenkilökunnalle tekemien vikailmoitusten välitykseen rakennettiin Microsoft Access -pohjainen Vikaloki-lomake. Kunnossapitotoiminnan kehityksen tuloksien seuraamiseksi määritettiin PSK 6201:2003 standardin mukainen tuotannon kokonaistehokkuutta kuvaava KNL-luku. KNL-luvusta luotiin ennuste kunnossapidon kehittämistarpeista regressioanalyysin avulla. Kehitysmalli esittää, että kohdeyrityksessä tulee toiminnan kehittäminen aloittaa päivittämällä tietokonepohjainen toiminnanohjausjärjestelmä, johon lisätään ennakoivat suunnitellut kunnossapitotoimet. Toimet määriteltiin yllämainitun kriittisyysluokituksen perusteella.

Elinkaarimallinnuksen periaatteisiin perustuva prosessimalli paperikoneelle

Pääoman tuottavuuden merkitys kasvaa metsäteollisuuden tuottavuuden ja kilpailukyvyn varmistamisessa.Tuottavuuteen vaikuttavat tuotannon määrä sekä tuotannosta saatava hinta johon osaltaan vaikuttaa tuotteen laatu. Näitä tekijöitä voidaan mitata käyttämällä esimerkiksi mallia tuotannon kokonaistehokkuudesta. Tämä työ tarkastelee tuotto-kustannus -mallin soveltuvuutta paperikoneprosessin tuloksentekokyvyn arviointiin. Lisäksi tutkimuksen kohde on elinkaarimallinnuksen periaatteisiin perustuvan mallin tiedontarpeiden arvioinnissa sekä mallilla tuotettavien tulosten selvittämisessä. Työssä käsitellyn mallinnusperiaatteen mukainen prosessimalli mahdollistaa kokonaisnäkemyksen paperikoneprosessin tuottoja ja kustannuksia aiheuttavista tekijöistä. Mallilla saatavien tuloksien tarkkuus riippuu käytettävissä olevista lähtötiedoista. Työn esimerkkimallinnus listaa vähimmäistiedot, joilla paperikoneen tuottoja ja kustannustekijöitä tarkasteleva malli voidaan toteuttaa. Työ osoittaa, että paperikoneella on paljon tuotantoaikaan vaikuttavia häiriötekijöitä, joiden merkittävyys on analysoitava tarkemman mallin rakentamiseksi. Mallin kohdentaminen olemassa olevalle paperikoneelle antaisi riittävästi mittaustietoa ja kokemusperäistä tietoa mallin tarpeisiin. Yksityiskohtaisemman mallin rakentamisella saataneen myös yleisesti paperikoneprosessin tuotantohäiriöihin liittyvää tietoa.

Monitoimityöstökeskuksen kokonaistehokkuuden parantaminen kokonaisvaltaisella tuottavalla kunnossapidolla

Tämän diplomityön tavoitteena oli tutustua kokonaisvaltaisen tuottavan kunnossapidon teoriaan ja soveltaa sitä Abloy Oy Joensuun tehtaalla pilottikohteeksi valittuun koneeseen. Pilottikohteeksi oli valittu uusi Sveitsiläinen Hydromat-monitoimityöstökeskus, jonka kokonaistehokkuutta (OEE) pyrittiin parantamaan kokonaisvaltaisella tuottavalla kunnossapidolla (TPM). Työn kirjallisuusosuudessa tarkastellaan teoriatietoja, jotka liittyvät yleisesti kunnossapitoon ja tarkemmin TPM-toimintaan. Lisäksi käsitellään kunnossapidon mittareita ja tietojärjestelmiä. Työn empiirisessä osassa selvitetään, kuinka TPM-toiminta otettiin käyttöön Hydromat-monitoimityöstökeskuksen osalta. Eniten resursseja käytettiin koneen asetusaikojen lyhentämiseen. Lisäksi koneen käyttäjien itsenäiseen kunnossapitoon siirtyminen kuului työn sisältöön. Työssä on selvitetty myös uuden tuotannon seurantataulun käyttöönotto. Seurantataulusta nähdään useita tuotantotietoja kuten kokonaistehokkuus. Työn merkittävimmät tulokset osoittavat, että asetusajat ovat tällä hekellä hyvin pitkiä tavoitteisiin nähden. Asetusaikojen lyhentyminen halutulle tasolle vaatii koneen käyttäjien pitkän oppimisprosessin sekä optimaaliset toimintaolosuhteet. Lisäksi havaittiin, että uuden toimintamallin esitteleminen ja sen käyttöönotto valmistavassa teollisuudessa on vaativa prosessi.

The Present State and a Development Plan of Cost Accounting in Batch Production of Wind Turbine Gears

The aim of this master’s thesis was to document the present state and to create a development plan for Moventas Wind’s cost accounting. The current cost accounting system was evaluated and most fundamental problems were chosen as areas of focus in development work. The development plan includes both short- and long-term development proposals for problems identified. This report presents two alternative models for product costing. Benchmarking of cost accounting practices and modern cost accounting theories were used in development of cost accounting. It was found that the current cost accounting system functions quite well and the adjustments in unit cost rate calculation have only a minor influence on costs of goods sold. An OEE-based standard cycle concept was also developed and it was found that the implementation of this new system is worthwhile in the long-term.

Improvement of Operational Efficiency effectiveness (OEE) using Six Sigma DMAIC Methodology — Case Bottomer line AD2378

Overall Equipment Effectiveness (OEE) is the key metric of operational excellence. OEE monitors the actual performance of equipment relative to its performance capabilities under optimal manufacturing conditions. It looks at the entire manufacturing environment measuring, in addition to the equipment availability, the production efficiency while the equipment is available to run products, as well as the efficiency loss that results from scrap, rework, and yield losses. The analysis of the OEE provides improvement opportunities for the operation. One of the tools used for OEE improvement is Six Sigma DMAIC methodology which is a set of practices originally developed to improve processes by eliminating defects. It asserts the continuous efforts to reduce variation in process outputs as key to business success, as well as the possibility of measurement, analysis, improvement and control of manufacturing and business processes. In the case of the Bottomer line AD2378 in Papsac Maghreb Casablanca plant, the OEE figures reached 48.65 %, which is below the accepted OEE group performance. This required immediate actions to achieve OEE improvement. This Master thesis focuses on the application of Six Sigma DMAIC methodology in the OEE improvement on the Bottomer Line AD2378 in Papsac Maghreb Casablanca plant. First, the Six Sigma DMAIC and OEE usage in operation measurement will be discussed. Afterwards, the different DMAIC phases will allow the identification of improvement focus, the identification of OEE low performance causes and the design of improvement solutions. These will be implemented to allow further tracking of improvement impact on the plant operations.

Applying the principles of life cycle assessment and costing in process modeling to examine profit-making capability

Static process simulation has traditionally been used to model complex processes for various purposes. However, the use of static processsimulators for the preparation of holistic examinations aiming at improving profit-making capability requires a lot of work because the production of results requires the assessment of the applicability of detailed data which may be irrelevant to the objective. The relevant data for the total assessment gets buried byirrelevant data. Furthermore, the models do not include an examination of the maintenance or risk management, and economic examination is often an extra property added to them which can be performed with a spreadsheet program. A process model applicable to holistic economic examinations has been developed in this work. The model is based on the life cycle profit philosophy developed by Hagberg and Henriksson in 1996. The construction of the model has utilized life cycle assessment and life cycle costing methodologies with a view to developing, above all, a model which would be applicable to the economic examinations of complete wholes and which would require the need for information focusing on aspects essential to the objectives. Life cycle assessment and costing differ from each other in terms of the modeling principles, but the features of bothmethodologies can be used in the development of economic process modeling. Methods applicable to the modeling of complex processes can be examined from the viewpoint of life cycle methodologies, because they involve the collection and management of large corpuses of information and the production of information for the needs of decision-makers as well. The results of the study shows that on the basis of the principles of life cycle modeling, a process model can be created which may be used to produce holistic efficiency examinations on the profit-making capability of the production line, with fewer resources thanwith traditional methods. The calculations of the model are based to the maximum extent on the information system of the factory, which means that the accuracyof the results can be improved by developing information systems so that they can provide the best information for this kind of examinations.

Production of Biofuels by Fischer Tropsch Synthesis

Production of biofuel via biomass gasification followed by Fischer Tropsch synthesis is of considerable interest because of the high quality of fuels produced which do not contain sulphur and are free of carbon dioxide. The purpose of this Master’s thesis is to study feasibility production of biofuels integrated with Fischer Tropsch process using Aspen Plus simulation. The simulation results were used to size process equipment and carry out an economic evaluation. The results show that lowering the reactor temperature from 1000 oC - 850 oC and raising the water gas shift temperature from 500 oC - 600 oC can improve overall gas efficiency, which in turn leads to better production of ultra clean syngas for the Fischer Tropsch synthetic reactor. Similarly, the Fischer Tropsch offgas is converted into a gas turbine for power production, and finally biodiesel is produced as fuels for transportation.

Framework for Regional Heating Energy Efficiency Assessment

The aim of this project was to develop general framework for systematic assessment of energy efficiency of heating on regional level in Russia. The framework created during this project includes two main instruments, namely: general regional heating energy efficiency assessment model (REEMod) and general regional heating energy efficiency assessment criteria for housing areas (REECrit). Framework pays extreme attention to realization of energy saving, overall cost efficiency and comfortable indoor climate. Life-cycle ideology was applied during creation of the framework. Application of the framework can provide decision-making process with systematically collected and processed information on current state of areas energy efficiency. Such information will help decision makers to evaluate current situation of the whole energy chain, to compare different development scenarios and to identify the most efficient improvement methods, thus supporting realization of regions efficient energy management. Simultaneous pursuit of energy savings, cost efficiency and indoor air quality can contribute to development of sustainable community. Presented instruments should be continuously developed further as an iterative process based on knew experience, development of technology and overall understanding of energy efficiency issues.

Hankintariskienhallinta Suomen IVD-teollisuudessa

Kansainvälinen ja kiristyvä kilpailu on muuttanut yritysten liiketoimintaympäristöä yhä monimutkaisemmaksi ja riskialttiimmaksi. Yritysten keskittyessä yhä syvemmin omaan ydinosaamiseensa on ulkoisten resurssien hallinnan merkitys korostunut. Työnjakoa syventämällä tavoitellaan parempaa joustavuutta, ajanhallintaa sekä kustannustehokkuutta. Myös hankintatoimen tehtävät ja vastuualueet muuttuvat ennakoivampaan ja riskialttiimpaan suuntaan. Modernin hankintatoimen on kyettävä tunnistamaan, analysoimaan ja hallitsemaan riskejä yhä pirstaloituneemmista lähteistä ja muodoista. Proaktiivinen hankintatoimi osallistuu yrityksen strategiseen suunnitteluun ja riskienhallintaan. Hankintariskit voidaan luokitella seuraaviin kymmeneen riskiluokkaan: keskeytymisriskit, saatavuusriskit, hintariskit, varasto- ja aikatauluriskit, teknologiariskit, luottamuksellisen tiedon vuotoriskit, laaturiskit, konfiguraatioriskit, opportunismiriskit sekä riippuvuusriskit. Tässä tutkimuksessa hankintariskienhallintaa tarkastellaan hankintastrategian valinnan näkökulmasta. Hankintastrategian yksi elementti on toimittajasuhteen ja toimittajien lukumäärän valinta. Tilanteesta riippuen yhteistyöstrategialla tai perinteisellä kilpailuttamisella voidaan tavoitella parempaa riskienhallintaa. Yhteistyöstrategioita ovat eri tasoiset kumppanuussuhteet ja liittoutumat, jolloin suhde toimittajaan on syvä ja luottamuksellinen hyödyttäen aidosti molempia osapuolia. Riskienhallinnan näkökulmasta yhteistyöstrategia soveltuu parhaiten tilanteissa, joissa toimittajista on pitkä kokemus sekä hankintanimikkeen tuottama arvo on merkittävä. Kilpailuttamisstrategia eli hankintojen toteuttaminen usealta toimittajalta vaatii ostavalta organisaatiolta tehokkaasti hyödynnettynä suurempia resursseja kuin yhteistyöstrategian käyttö. Kilpailuttaminen soveltuu usein parhaiten silloin, kun hankintanimikkeet ovat tavanomaisia ja vaihtoehtoisia hankintalähteitä on runsaasti. Lisäksi usean toimittajan käyttö suojaa materiaalivirran katkoksilta sekä lisää hankintamarkkinoiden tuntemusta. Empiirisessä tutkimusosassa tutkitaan, miten soveltuviksi riskienhallintamenetelmiksi erilaiset hankintastrategiat koetaan Suomen IVD-teollisuudessa. Lisäksi tunnistetaan Suomen IVD-teollisuudessa merkittävimmiksi koetut hankintariskiluokat sekä selvitetään millä organisaation tasolla hankintariskienhallinta pääasiassa suoritetaan. Lisäksi selvitetään, millä menetelmin hankintariskejä pääasiassa analysoidaan.

Lipase-catalyzed Approaches towards Secondary Alcohols: Intermediates for Enantiopure Drugs

The use of enantiopure intermediates for drug synthesis is a trend in pharmaceutical industry. Different physiological effects are associated with the enantiomers of chiral molecules. Thus, the safety profile of a drug based on an enantiopure active pharmaceutical ingredient is more reliable. Biocatalysis is an important tool to access enantiopure molecules. In biocatalysis, the advantage of selectivity (chemo-, regio- and stereoselectivity) is combined with the benefits of a green synthesis strategy. Chemoenzymatic syntheses of drug molecules, obtained by combining biocatalysis with modern chemical synthesis steps usually consists of fewer reaction steps, reduced waste production and improved overall synthetic efficiency both in yields and enantio- and/or diastereoselectivities compared with classical chemical synthesis. The experimental work together with the literature review clearly indicates that lipase catalysis is highly applicable in the synthesis of enantiopure intermediates of drug molecules as the basis to infer the correct stereochemistry. By lipase catalysis, enantiopure secondary alcohols used as intermediates in the synthesis of Dorzolamide, an antiglaucoma drug, were obtained. Enantiopure _-hydroxy nitriles as potential intermediates for the synthesis of antidepressant drugs with 1-aryl-3- methylaminopropan-1-ol structure were also obtained with lipases. Kinetic resolution of racemates was the main biocatalytic approach applied. Candida Antarctica lipase B, Burkholderia cepacia lipase and Thermomyces lanuginosus lipase were applied for the acylation of alcohols and the alcoholysis of their esters in organic solvents, such as in diisopropyl ether and tert-butyl methyl ether. Candida Antarctica lipase B was used under solvent free conditions for the acylation of ethyl 3-hydroxybutanoate.

Model based study of a calcium oxide looping process for post-combustion carbon dioxide capture

Calcium oxide looping is a carbon dioxide sequestration technique that utilizes the partially reversible reaction between limestone and carbon dioxide in two interconnected fluidised beds, carbonator and calciner. Flue gases from a combustor are fed into the carbonator where calcium oxide reacts with carbon dioxide within the gases at a temperature of 650 ºC. Calcium oxide is transformed into calcium carbonate which is circulated into the regenerative calciner, where calcium carbonate is returned into calcium oxide and a stream of pure carbon dioxide at a higher temperature of 950 ºC. Calcium oxide looping has proved to have a low impact on the overall process efficiency and would be easily retrofitted into existing power plants. This master’s thesis is done in participation to an EU funded project CaOling as a part of the Lappeenranta University of Technology deliverable, reactor modelling and scale-up tools. Thesis concentrates in creating the first model frame and finding the physically relevant phenomena governing the process.

Ehkäisevän mekaanisen kunnossapidon nykytilanne, kehittäminen ja raportointi paperi- ja kartonkitehtaalla

Työn tarkoituksena on tutkia Empower Oy:n tuottamaa Storan Enson Anjalankosken paperi- ja kartonkitehtaiden ehkäisevää kunnossapitoa. Työ rajataan koskemaan mekaanista kunnossapitoa. Kunnossapitopalveluliiketoiminta asettaa vaatimuksia toiminnan raportoimiselle. Kuukausittain toimitettavaan asiakasraporttiin haluttiin lisätä kohta ehkäisevästä kunnossapidosta. Ongelmaksi muodostui kuitenkin se, mitä ja miten siitä tulisi raportoida. Työn teoriaosassa käydään läpi pintapuolisesti palveluliiketoimintaa. Kunnossapidosta on esitetty perusteoriaa, vikaantumismallit, kunnossapidon tunnusluvut ja kunnossapidon vaikutus tuotannon kokonaistehokkuuteen. Tämän jälkeen käydään läpi kunnossapitolajit ja keskitytään nimenomaan ehkäisevään kunnossapitoon. Ehkäisevä kunnossapito on jaettu karkeasti jaksotettuun ja kuntoon perustuvaan kunnossapitoon. Ehkäisevässä kunnossapidossa painotetaan oman toiminnan analysointia ja pyrkimystä jatkuvaan parantamiseen. Kunnossapidon toimintamalleja on tarkasteltu, jotta ymmärrettäisiin syyt, miksi kunnossapitoa tehdään ja mihin sillä pyritään. Työssä käydään läpi Inkeroisissa tehtävien ennakkohuoltotöiden teoriaa ja tarkastellaan tehtävien käytännön suorittamista. Lopuksi pohditaan ehkäisevän kunnossapidon raportointiin käytettävää tunnuslukua ja esitetään parannusehdotus nykyiseen raportointiin.

Paperitehtaan arkittamon kokonaistehokkuuden nostaminen kunnossapitoa kehittämällä

Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia, miten UPM:n Kymin tehtaan A4- arkittamon kunnossapitotoimintaa pystyttäisiin kehittämään niin, että tuotantolaitoksen kokonaistehokkuutta saataisiin kasvatettua. Työssä on pohdittu keinoja nykyisen, pääasiallisesti korjaavan kunnossapitotoiminnan muuttamiseksi suunnitelmalliseksi eri teorialähtökohtien pohjalta. Keskeinen teoria, johon työn tulokset pohjautuvat, on kokonaisvaltainen tuottava kunnossapito (TPM). Kirjallisuuslähteisiin tukeutuvaa tutkimusta täydensivät useat haastattelut, A4-valmistajille suunnattu laitteiden kuntokartoituskysely ja tuotannon- ja toiminnanohjausjärjestelmistä kerätty mittausaineisto. Työn merkittävimmät tulokset osoittavat, että A4-arkittamon kunnossapitotoimintaa tulisi suunnata nykyistä enemmän käyttökunnossapitolähtöiseksi. Käyttökunnossapito perustuu tuotannon operaattoreiden osallistumiseen kunnossapitotoimiin varsinaisen kunnossapitohenkilöstön ohella. Tuotantooperaattoreilla on työnsä vuoksi parhaat mahdollisuudet käyttämiensä laitteiden kunnonvalvontaan ja näin ollen mahdollisten vikaantumisten ennakointiin jo varhaisessa vaiheessa. Ennakoimalla pystyttäisiin parantamaan kunnossapidon suunnitelmallisuutta, minkä ansiosta laitteiden käytettävyys ja sitä kautta tuotantolaitoksen kokonaistehokkuus olisivat nykyistä korkeampia.

Kriteeristö energiatehokkuuden toteutumiseksi kaupungin julkisissa rakennushankkeissa

Työssä esitetään kriteeristö tehostamaan energiatehokkuuden toteutumista kaupungin julkisissa rakennushankkeissa. Kriteeristön tarkoituksena on edistää julkisen uudisrakennushankkeen energiatehokkuutta, ottaen huomioon hankkeen kokonaistaloudellisuus. Energiatehokkuutta ja kokonaistaloudellisuutta kunnallisessa rakentamisessa stimuloivat mm. kansainvälisten ja kansallisten sopimusten energiansäästötavoitteet, sekä kuntien tiukka budjettitilanne. Jotta kokonaistaloudellisuustavoitteet täyttyisivät, työssä käytettiin hyväksi elinkaariajattelutapaa. Työssä selvitettiin kirjallisuuden ja ammattilaisten haastattelujen tarjoaman tiedon pohjalta, mitkä näkökohdat vaikuttavat julkisen palvelurakennuksen energiatehokkuuteen sen elinkaaren eri vaiheissa. Hankitun tiedon avulla luotiin kaupungin rakennusinvestointien hankinnasta vastaavien tahojen käyttöön tarkoitettu kriteeristö, joka auttaa tunnistamaan ja valitsemaan energiatehokkuuden ja kokonaistaloudellisuuden kannalta parhaimmat hankkeen toteutustavat. Jatkotoimenpiteenä työssä laadittua kriteeristöä tullaan kehittämään edelleen case-kohteista saatavien kokemusten perusteella. Tutkimus osoitti, että uudisrakentamisen energiataloudellisuuden lisäksi on panostettava energiataloudelliseen korjausrakentamiseen, koska olemassa oleva rakennuskanta muodostaa merkittävän osan kaupungin energiankulutuksesta.

Susteinable steelmaking by process integration

Environmental issues, including global warming, have been serious challenges realized worldwide, and they have become particularly important for the iron and steel manufacturers during the last decades. Many sites has been shut down in developed countries due to environmental regulation and pollution prevention while a large number of production plants have been established in developing countries which has changed the economy of this business. Sustainable development is a concept, which today affects economic growth, environmental protection, and social progress in setting up the basis for future ecosystem. A sustainable headway may attempt to preserve natural resources, recycle and reuse materials, prevent pollution, enhance yield and increase profitability. To achieve these objectives numerous alternatives should be examined in the sustainable process design. Conventional engineering work cannot address all of these substitutes effectively and efficiently to find an optimal route of processing. A systematic framework is needed as a tool to guide designers to make decisions based on overall concepts of the system, identifying the key bottlenecks and opportunities, which lead to an optimal design and operation of the systems. Since the 1980s, researchers have made big efforts to develop tools for what today is referred to as Process Integration. Advanced mathematics has been used in simulation models to evaluate various available alternatives considering physical, economic and environmental constraints. Improvements on feed material and operation, competitive energy market, environmental restrictions and the role of Nordic steelworks as energy supplier (electricity and district heat) make a great motivation behind integration among industries toward more sustainable operation, which could increase the overall energy efficiency and decrease environmental impacts. In this study, through different steps a model is developed for primary steelmaking, with the Finnish steel sector as a reference, to evaluate future operation concepts of a steelmaking site regarding sustainability. The research started by potential study on increasing energy efficiency and carbon dioxide reduction due to integration of steelworks with chemical plants for possible utilization of available off-gases in the system as chemical products. These off-gases from blast furnace, basic oxygen furnace and coke oven furnace are mainly contained of carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen, nitrogen and partially methane (in coke oven gas) and have proportionally low heating value but are currently used as fuel within these industries. Nonlinear optimization technique is used to assess integration with methanol plant under novel blast furnace technologies and (partially) substitution of coal with other reducing agents and fuels such as heavy oil, natural gas and biomass in the system. Technical aspect of integration and its effect on blast furnace operation regardless of capital expenditure of new operational units are studied to evaluate feasibility of the idea behind the research. Later on the concept of polygeneration system added and a superstructure generated with alternative routes for off-gases pretreatment and further utilization on a polygeneration system producing electricity, district heat and methanol. (Vacuum) pressure swing adsorption, membrane technology and chemical absorption for gas separation; partial oxidation, carbon dioxide and steam methane reforming for methane gasification; gas and liquid phase methanol synthesis are the main alternative process units considered in the superstructure. Due to high degree of integration in process synthesis, and optimization techniques, equation oriented modeling is chosen as an alternative and effective strategy to previous sequential modelling for process analysis to investigate suggested superstructure. A mixed integer nonlinear programming is developed to study behavior of the integrated system under different economic and environmental scenarios. Net present value and specific carbon dioxide emission is taken to compare economic and environmental aspects of integrated system respectively for different fuel systems, alternative blast furnace reductants, implementation of new blast furnace technologies, and carbon dioxide emission penalties. Sensitivity analysis, carbon distribution and the effect of external seasonal energy demand is investigated with different optimization techniques. This tool can provide useful information concerning techno-environmental and economic aspects for decision-making and estimate optimal operational condition of current and future primary steelmaking under alternative scenarios. The results of the work have demonstrated that it is possible in the future to develop steelmaking towards more sustainable operation.