钢铁制造商SSAB正在推进其再生钢和无化石钢在汽车生产中的使用,其中包括SSAB Zero™产品,该产品承诺在不降低性能的情况下将二氧化碳排放量降低高达77%。
文本:Ilkhan Ozsevim, www.automotivemanufacturingsolutions.com。
瑞典高强度钢专业厂家SSAB正以自信的姿态进军汽车行业:再生钢不仅可行,而且在许多情况下其强度、成形性和耐久性已经与传统钢相当。
在最近于斯德哥尔摩举行的瑞典钢铁奖颁奖典礼的“洞察日”,该公司展示了其脱碳路线图以及SSAB Zero™(完全由回收材料制成的电弧炉 (EAF) 钢)在汽车应用中的进展。
在材料创新与排放目标和成本效率紧密相关的行业中,将钢铁与高炉和焦炉脱钩的机会正在越来越受关注。随着原始设备制造商面临越来越大的监管压力并将生产转向电动车型,上游供应链也受到严格审查。SSAB的目标是通过一种性能与传统牌号钢相同的钢来满足这一需求,而这种钢生产时对环境的影响却大大降低。
“我们发现汽车行业对于所谓的残留元素或杂质元素(例如铬、钼、铜和镍)以及这些元素可能如何影响材料性能有些疑虑。”SSAB汽车业务开发专家Kenneth Olsson表示:
“然而,我们现在正在我们自己的实验室以及与我们的客户一起开展广泛的测试计划。到目前为止,我们还没有看到这些杂质元素造成重大影响。关键是使用残留物含量低的高质量废料,并始终保持其含量较低。
“我们的测试表明材料性能没有差异,这有助于我们向客户保证其性能与传统钢材相当。这才是主要的挑战——不是质量或强度,而只是信息的沟通。”
SSAB Zero™通过电弧炉使用再生钢和非化石能源制造,已投入商业化生产,早期采用者,如沃尔沃卡车在2025年将其用于约12,000辆卡车的车架纵梁中。预计仅此一项应用就能减少6,600吨二氧化碳排放。
SSAB位于Oxelösund的新电弧炉工厂预计将于2026年投入使用,是这一转型的核心。它将取代现有的高炉和焦化厂,使瑞典全国的二氧化碳排放量减少约3%,其运营采用新的生物燃料基础设施、扩大了废料处理并拥有综合物流。此外,计划于2029年在Luleå和随后在Raahe分别建立小型钢厂,每个钢厂都将取代燃煤系统,为全国减排做出高达7%的贡献。
针对所有产品组推出的环境产品声明 (EPD) 强化了这些努力,涵盖了所有相关的范围1、2和3排放。“总体而言,SSAB Zero™可减少二氧化碳排放量约70%至80%。这意味着我们的客户可以使用SSAB Zero™显著降低其自身产品的碳足迹,”Olsson解释道。
这对于汽车制造商的影响是深远的。大多数汽车制造商都承诺实现净零排放目标,并越来越要求供应商在嵌入式碳排放方面保持透明度。然而,既要快速适应新规,性能又必须符合预期。
“SSAB Zero™作为一种再生钢,已可以立即用于汽车应用。而在材料性能方面客户无需担忧。我们所有的测试都表明,它们的性能与传统钢材是相同的 - 或者至少是完全相当的,”奥尔森说。“它减少了二氧化碳排放量,即使在微观结构层面上,强度或其他关键性能也不会降低。一切准备就绪,是采取行动的时候了。”
在汽车用钢材的关键性能方面,SSAB发现SSAB Zero™与高炉生产的钢材在成形性、焊接性、疲劳强度、耐腐蚀性或可涂漆性方面没有明显差异。根据内部分析,回收电弧炉钢的主要局限仍然是对残留元素的控制。然而,这个问题很大程度可以通过改进废料来源和调整合金策略来解决。
生命周期评估进一步支持了这一转变。“我们对此有相当明确的数据。与我们目前使用的高炉-碱性氧气转炉 (BF-BOF) 路线相比,改用通过电弧炉 (EAF) 技术熔炼的再生钢(如SSAB Zero™)可将能耗降低70%,这一数字意义重大。此外,根据世界钢铁协会的数据,每生产一吨再生钢,我们就可以减少使用1.4吨铁矿石、740公斤煤和120公斤石灰石。因此,通过依靠回收材料而不是提取原始原材料,我们节省了大量的自然资源,”Olsson说道。
对于汽车应用而言,这可能意味着不仅仅是边际收益。随着越来越多的汽车制造商将上游排放纳入其生命周期分析,车身结构和车架的材料选择变得具有战略意义。SSAB的路线图还将其使用氢还原海绵铁生产的无化石钢定位为SSAB Zero™的替代品,目标是在未来十年实现零排放钢铁生产。
SSAB Zero™是一种完全合格、可以立即投入使用的材料。汽车制造业全面脱碳历程是复杂而又渐进式的。然而,回收钢材和无化石钢材在不影响性能的情况下减少汽车制造范围3排放的潜力可能具有决定性作用。随着SSAB对电弧炉生产的投资及其与原始设备制造商早期合作关系的扩大,有关再生钢的传统观念开始发生转变。
Kenneth Olsson,SSAB交通业务发展部。