Сталь SSAB из вторсырья — больше чем просто материал, подходящий для автомобилестроения

Автор текста: Иихан Осевим, www.automotivemanufacturingsolutions.com.

Шведская компания SSAB, специализирующаяся в области высокопрочных сталей, уверенно заявляет о своём присутствии в автомобильной отрасли: её сталь, изготовленная из вторсырья, не только пригодна к использованию, но и во многих случаях по своей прочности, формуемости и долговечности сопоставима с традиционной сталью.

На недавнем «Дне важных новостей», прошедшем в Стокгольме в рамках мероприятия, посвящённого шведской премии Swedish Steel Prize, компания SSAB представила свою дорожную карту по декарбонизации и продемонстрировала прогресс во внедрении в сферу автомобилестроения стали SSAB Zero™, выплавленной в электродуговых печах из вторсырья.

В отрасли, где инновации в сфере материалов тесно связаны с целями по сокращению выбросов и повышению экономической эффективности, возможность отказаться от доменных и коксовых печей набирает популярность. Автопроизводители сталкиваются с растущим давлением со стороны законодательных органов и постепенно переходят к выпуску электрических моделей. Под пристальным вниманием оказываются также поставщики. Компания SSAB намерена удовлетворить имеющийся спрос, предложив сталь, которая по полностью отвечает характеристикам традиционной стали, но производится с существенно меньшим влиянием на окружающую среду.

Сталь SSAB, выплавленная из вторсырья, по своим характеристикам не отличается от обычной

«Мы наблюдали некоторую осторожность со стороны автопроизводителей по поводу примесей и остаточных элементов, таких как хром, молибден, медь и никель, и того, как они могут влиять на свойства материала, — говорит Кеннет Олссон, специалист SSAB по развитию деятельности в области автомобилестроения.

— Сейчас мы проводим обширные испытания — как в собственных лабораториях, так и совместно с нашими заказчиками. На данный момент мы не заметили значительного влияния этих примесей. Ключевым фактором является использование высококачественного лома с низким содержанием остаточных элементов и поддержание этих показателей на стабильно низком уровне.

Наши испытания показывают отсутствие различий в свойствах материала, что помогло нам убедить заказчиков: эксплуатационные характеристики эквивалентны традиционной стали. Главная сложность заключалась не в качестве или прочности, а лишь в том, чтобы донести эту информацию».

Компания Volvo Trucks внедряет сталь SSAB Zero™, ожидается, что за ней последуют другие производители

Сталь SSAB Zero™, выплавляемая в электродуговой печи с использованием вторсырья и энергии, полученной без ископаемого топлива, уже доступна для коммерческого использования. Такие новаторы, как Volvo Trucks, в 2025 году изготовят из неё лонжероны рам для примерно 12000 автомобилей, что по расчётам позволит сократить выбросы CO₂ на 6600 тонн.

Сталелитейное производство с электродуговой печью, запуск которого намечено на 2026 год в городе Укселёсунд, станет ключевым элементом этой трансформации. Новые производственные мощности заменят действующие доменные и коксовые печи, что позволит сократить выбросы CO₂ на национальном уровне в Швеции примерно на 3%. Для этого завода будет создана и интегрирована в логистическую систему инфраструктура использования биотоплива и вторсырья. Кроме того, мини-заводы планируются к запуску в Лулео в 2029 году и позже в Раахе. Каждый из них внесёт свой вклад в замену угольного производства и сокращение выбросов на 7% в национальном масштабе.

Широкий охват и значительное сокращение выбросов CO₂: на 70–80%

Эти усилия были дополнены выпуском экологических деклараций для всех товарных групп, которые охватывают выбросы категорий 1, 2 и 3. «В целом при использовании стали SSAB Zero™ объём выбросов CO₂ сокращается примерно на 70–80%. Это означает, что наши заказчики, используя SSAB Zero™, могут значительно снизить углеродный след своей продукции», — поясняет Кеннет Олссон.

Это решение имеет масштабные последствия для автопроизводителей. Многие автоконцерны взяли на себя обязательства по достижению нулевого уровня выбросов и всё чаще требуют от поставщиков прозрачности в отношении связанных с материалом выбросов углерода. Вместе с тем, для быстрого внедрения эксплуатационные характеристики таких материалов должны соответствовать ожиданиям.

«SSAB Zero™ — выплавленная из вторсырья сталь, подходящая для использования в сфере автомобилестроения. В характеристиках материала можно не сомневаться: все испытания показали, что он такой же или полностью совместимый, — говорит Кеннет Олссон. — Эта сталь обеспечивает снижение углеродного следа без ущерба прочности и другим критически важным эксплуатационным характеристикам даже на уровне микроструктуры. Другими словами, она готова к применению».

Усталостная прочность, формуемость, свариваемость, коррозионная стойкость и способность к окрашиванию соответствуют эквивалентам доменной выплавки

Что касается ключевых свойств автомобильной стали, SSAB не выявила измеримых различий в формуемости, свариваемости, усталостной прочности, коррозионной стойкости или окрашиваемости между SSAB Zero™ и эквивалентами, полученными доменным способом. Проведённые нами исследования показали, что основным ограничением стали, выплавленной в электродуговой печи из вторсырья, остаётся контроль за содержанием остаточных элементов. Эта задача решается главным образом за счёт более тщательного подбора лома и корректировки стратегий легирования.

Экономия 1,4 тонны железной руды, 740 кг угля и 120 кг известняка

Оценка жизненного цикла продукции дополнительно подтверждает целесообразность перехода. «У нас есть вполне конкретные данные по этому поводу. По сравнению с технологией доменной - конвертерной печи, которая у нас используется в настоящее время, переход на выплавку стали в электродуговой печи из вторсырья, как в случае с SSAB Zero™, позволяет значительно сократить потребление энергии (на 70%). Кроме того, по данным Всемирной ассоциации стали, выплавляя тонну стали из металлического лома мы избегаем использования 1,4 тонны железной руды, 740 килограммов угля и 120 килограммов известняка. Таким образом, полагаясь на вторсырьё, а не ископаемые материалы, мы сохраняем значительное количество природных ресурсов», — говорит Кеннет Олссон.

Для автомобильной отрасли это не просто незначительные улучшения. По мере того как всё больше автопроизводителей, анализируя жизненный цикл продукции, учитывают выбросы, связанные с поставляемыми материалами, выбор материала для кузовных конструкций и рам становится стратегически важным решением. Для достижения нулевых выбросов в производстве в следующем десятилетии дорожная карта SSAB также предусматривает выплавку стали без использования ископаемого топлива из губчатого железа, восстановленного с применением водорода, как альтернативы SSAB Zero™.

Сопоставимое качество наряду со значительным сокращением выбросов CO₂

SSAB Zero™ — полноценный материал, готовый к использованию в автомобилестроении. Путь к полной декарбонизации автопрома непрост и требует постепенных шагов. Тем не менее, для автомобилестроения потенциал стали, выплавленной из вторсырья и без использования ископаемого топлива, может оказаться решающим для сокращения выбросов категории 3 без ущерба эксплуатационным характеристикам. По мере того как SSAB наращивает инвестиции в производство на электродуговых печах и развивает партнёрства с автопроизводителями, устоявшееся мнение о переработанной стали начинает меняться.

Кеннет Олссон– специалист SSAB по развитию деятельности в области автомобилестроения.