Stal z recyklingu firmy SSAB jest gotowa do drogi

Tekst: Ilkhan Ozsevim, www.automotivemanufacturingsolutions.com.

SSAB, szwedzki specjalista w dziedzinie stali wysokowytrzymałych, z ogromną pewnością siebie wkracza na rynek motoryzacyjny, deklarując: stal z recyklingu jest nie tylko możliwa do zastosowania, ale w wielu przypadkach dorównuje tradycyjnej stali pod względem wytrzymałości, podatności na formowanie i trwałości.

Podczas niedawnego „Insight Day”, zorganizowanego w ramach uroczystości wręczenia Szwedzkiej Nagrody Stali w Sztokholmie, firma SSAB przedstawiła swój plan dekarbonizacji oraz postęp prac nad SSAB Zero™, stalą produkowaną w piecach łukowych (EAF), wytwarzaną w całości z materiałów pochodzących z recyklingu i przeznaczoną do stosowania w przemyśle motoryzacyjnym.

W sektorze, w którym innowacje materiałowe są ściśle powiązane z celami emisyjnymi i efektywnością kosztową, koncepcje wytwarzania stali z dala od wielkich pieców i pieców koksowniczych zyskują na popularności. W miarę jak producenci OEM w obliczu rosnącej presji regulacyjnej przestawiają się na produkcję pojazdów elektrycznych, szczególną uwagę przyciągają również łańcuchy dostaw. SSAB stawia sobie za cel zaspokojenie tego zapotrzebowania, oferując stal o takich samych właściwościach użytkowych jak gatunki tradycyjne, ale wytwarzaną przy znacznie mniejszym wpływie na środowisko.

Pochodząca z recyklingu stal SSAB „nie wykazuje różnic we właściwościach materiałowych” w porównaniu ze stalą konwencjonalną

– Zauważyliśmy, że branża motoryzacyjna ma wątpliwości dotyczące tzw. pierwiastków resztkowych, takich jak chrom, molibden, miedź i nikiel, oraz ich potencjalnego wpływu na właściwości materiałowe – mówi Kenneth Olsson, specjalista ds. rozwoju działalności motoryzacyjnej w SSAB.

– Jednak prowadzimy obecnie szeroko zakrojone programy testowe, zarówno we własnych laboratoriach, jak i wspólnie z naszymi klientami. Jak dotąd nie zaobserwowaliśmy żadnych poważniejszych skutków oddziaływania tych pierwiastków. Kluczem jest stosowanie złomu wysokiej jakości o niewielkiej zawartości pierwiastków resztkowych i utrzymywanie ich ilości na niskim poziomie.

– Nasze testy nie wykazują różnic we właściwościach materiałowych, możemy więc zapewnić klientów, że parametry będą porównywalne z parametrami stali konwencjonalnej. Największym wyzwaniem była nie jakość czy wytrzymałość, ale właśnie klarowność przekazu.

Volvo Trucks zaczyna stosować SSAB Zero™, inni producenci OEM pójdą ich śladem

Stal SSAB Zero™, wytwarzana w piecach łukowych (EAF) z użyciem stali z recyklingu oraz energii wolnej od paliw kopalnych, weszła już do produkcji komercyjnej, a jeden z jej pierwszych użytkowników, Volvo Trucks, w roku 2025 wyprodukuje z niej podłużnice ram do około 12 000 ciężarówek. Szacuje się, że to jedno zastosowanie pozwoli zaoszczędzić 6600 ton CO₂.

Centralnym punktem tej transformacji będzie nowa huta EAF firmy SSAB w Oxelösund, której uruchomienie planowane jest na 2026 rok. Zastąpi ona istniejące wielkie piece i koksownię, zmniejszy krajową emisję CO₂ w Szwecji o około 3% i będzie działać w oparciu o nową infrastrukturą wykorzystującą biopaliwa, rozszerzony system przetwarzania złomu i zintegrowaną logistykę. Ponadto planowane jest otwarcie mini-huty w Luleå w roku 2029, a w dalszej perspektywie kolejnej mini-huty w Raahe. Każda z nich zastąpi systemy wykorzystujące węgiel i przyczyni się do krajowej redukcji emisji nawet o 7%.

Szerokie zakresy i szerokie redukcje: Emisja CO₂ mniejsza o 70%–80%

Działania te zostały wzmocnione przez wprowadzenie Deklaracji Środowiskowych Produktu (EPD) dla wszystkich grup produktów, obejmujących wszystkie istotne emisje z Zakresów 1, 2 i 3. – Ogólnie rzecz biorąc, SSAB Zero™ pozwala na redukcję emisji CO₂ o około 70–80%. Oznacza to, że dzięki SSAB Zero™ nasi klienci mogą znacząco zmniejszyć ślad węglowy swoich produktów – wyjaśnia Olsson.

Konsekwencje dla producentów samochodów są dalekosiężne. Większość producentów samochodów wyznaczyła sobie cele osiągnięcia zerowej emisji netto i coraz częściej żąda od dostawców przejrzystości w kwestii wbudowanych emisji dwutlenku węgla. Jednak jeśli nowa stal ma być wdrażana jeszcze szybciej, jej właściwości użytkowe muszą odpowiadać oczekiwaniom.

– Pochodząca z recyklingu stal SSAB Zero™ jest gotowa do zastosowań motoryzacyjnych. Klienci nie muszą się wahać, jeśli chodzi o właściwości materiałowe. Wszystkie nasze testy wykazują, że właściwości są takie same, a co najmniej w pełni porównywalne – mówi Olsson. – Mniejsze emisje CO₂ można osiągnąć bez utraty wytrzymałości ani innych krytycznych parametrów wydajnościowych, nawet na poziomie mikrostrukturalnym. Ta stal jest gotowa do drogi.

Wytrzymałość zmęczeniowa, formowalność, spawalność, odporność na korozję i możliwość malowania są podobne jak w przypadku stali z wielkiego pieca

Jeśli chodzi o kluczowe właściwości stali motoryzacyjnej, firma SSAB nie stwierdziła żadnych mierzalnych różnic w formowalności, spawalności, wytrzymałości zmęczeniowej, odporności na korozję i możliwości malowania pomiędzy stalą SSAB Zero™ a jej odpowiednikami pochodzącymi z wielkiego pieca. Zgodnie z wewnętrznymi analizami, głównym ograniczeniem stali z recyklingu wytwarzanej w piecach łukowych jest nadal kontrola pierwiastków resztkowych. Jednakże problem ten jest w dużej mierze rozwiązywany poprzez ulepszanie źródeł złomu i dostosowanie strategii stopowania.

Oszczędność 1,4 tony rudy żelaza, 740 kg węgla i 120 kg wapienia

Oceny cyklu życia dodatkowo wspierają przejście na nowe rozwiązanie. – Mamy na ten temat dość jasne dane. W porównaniu z technologią wielkiego pieca i konwertora tlenowego (BF-BOF), z której korzystamy obecnie, przejście na stal pochodzącą z recyklingu, topioną w technologii pieca łukowego (EAF) – jak w przypadku SSAB Zero™ – pozwala na znaczną redukcję zużycia energii o 70%. Ponadto, według danych World Steel, na każdą tonę wyprodukowanej stali pochodzącej z recyklingu unikamy zużycia 1,4 tony rudy żelaza, 740 kilogramów węgla i 120 kilogramów wapienia. W ten sposób, wykorzystując materiały pochodzące z recyklingu zamiast wydobywać surowce pierwotne, oszczędzamy dużą ilość zasobów naturalnych – mówi Olsson.

W przypadku zastosowań motoryzacyjnych może to oznaczać więcej niż tylko marginalne korzyści. Jako że coraz więcej producentów pojazdów uwzględnia emisje powstające w trakcie produkcji w analizach cyklu życia, wybór materiałów na konstrukcję nadwozia i ramy staje się kwestią strategiczną. Plan firmy SSAB zakłada również pozycjonowanie stali wolnej od paliw kopalnych, produkowanej przy użyciu żelaza gąbczastego redukowanego wodorem, jako alternatywy dla stali SSAB Zero™. Celem jest osiągnięcie produkcji stali o zerowej emisji w nadchodzącej dekadzie.

Porównywalna jakość, nieporównywalne redukcje emisji CO₂

SSAB Zero™ to pełnowartościowy materiał gotowy do drogi. Proces pełnej dekarbonizacji produkcji motoryzacyjnej jest złożony i stopniowy. Jednak potencjał stali pochodzących z recyklingu i wolnych od paliw kopalnych w zakresie redukcji emisji z Zakresu 3 w przemyśle motoryzacyjnym bez uszczerbku dla właściwości użytkowych może okazać się decydujący. Wraz ze wzrostem inwestycji firmy SSAB w produkcję stali w piecach łukowych i nawiązywaniem wczesnych partnerstw z producentami OEM, powszechne podejście do stali pochodzącej z recyklingu zaczyna się zmieniać.

Kenneth Olsson,Business Development Mobility, SSAB.