Morgondagens produkter kan tillverkas av gårdagens stål

Idag tillverkas många produkter av stål som framställs av järnmalm i masugnar. Denna process ger hög och jämn kvalitet, men innebär också stora utsläpp av koldioxid. Nu testar forskare vid BTH om det är möjligt att använda återvunnet stål i vanliga konsumentprodukter utan att kompromissa med kvaliteten. Och de tar hjälp av avancerade simuleringar och artificiell intelligens.

– Ett mer hållbart alternativ är att använda återvunnet stål som smälts om i elektriska ljusbågsugnar. Denna produktionsmetod kan minska koldioxidutsläppen med upp till omkring 90 procent jämfört med traditionell ståltillverkning, säger Tobias Larsson, professor i maskinteknik vid BTH.

Trots de stora miljöfördelarna används återvunnet stål fortfarande i begränsad omfattning i produkter med höga kvalitetskrav. Orsaken är att små mängder oönskade ämnen från tidigare användning kan finnas kvar i det återvunna materialet och påverka stålets egenskaper.

– Vi vill förstå vilka ämnen som finns i det återvunna stålet och hur de påverkar egenskaper som hållfasthet, formbarhet, seghet och korrosionsbeständighet. Målet är att ta fram kunskap som gör det möjligt att använda mer återvunnet material utan att tumma på kvaliteten, säger Shafiqul Islam, docent i maskinteknik.

Digitala tvillingar hjälper industrin
En viktig del av forskningen handlar om att utveckla så kallade digitala tvillingar – virtuella modeller av tillverkningsprocesser som kombinerar simuleringar och artificiell intelligens. Tekniken ska hjälpa industrin att hantera variationer som naturligt uppstår i återvunnet stål.

– Med hjälp av digitala tvillingar kan vi förutse hur materialet kommer att bete sig i produktionen och föreslå justeringar i processen. Det gör att vi kan bibehålla hög kvalitet även när råmaterialet varierar mer än vid traditionellt stål, säger Shafiqul Islam.

Från forskning till verkliga produkter
De lösningar som utvecklas inom forskningsprojektet kommer att testas i pilotförsök med stål avsett för bland annat bilindustrin och vitvarusektorn – två områden där kraven på kvalitet och prestanda är särskilt höga. Målet är att visa att återvunnet stål kan användas i storskalig produktion och samtidigt uppfylla industrins krav.

Om projektet lyckas kan det bana väg för en betydligt större användning av återvunnet stål och därmed bidra till kraftigt minskade koldioxidutsläpp från stålindustrin.

– För att stålindustrin ska kunna bli mer hållbar behöver vi hitta sätt att använda mer återvunnet material. Lyckas vi med det kan vi både minska klimatpåverkan och stärka den cirkulära ekonomin, säger Tobias Larsson.

Projektet finansieras av Horizon Europe och pågår i fyra år.
Läs mer om projektet: CiSMA, Circular Steel for Mass-Market Applications | Blekinge Tekniska Högskola

För mer information kontakta professor Tobias Larsson via e-post: tobias.larsson@bth.se eller via telefon: 0455-38 55 25.