W odpowiedzi na światowe trendy i zapotrzebowanie użytkowników końcowych z branży motoryzacyjnej na produkty niskoemisyjne, producenci stali aktywnie promują prace badawczo-rozwojowe oraz produkcję technologii stali niskoemisyjnej dla branży motoryzacyjnej.
Wraz ze wzrostem zapotrzebowania transformacyjnego na zielone i niskoemisyjne łańcuchy dostaw ze strony producentów OEM z branży motoryzacyjnej, producenci blach samochodowych unowocześnili swoje ścieżki produkcji stali, aby spełnić cele niskoemisyjne. Producenci stali, tacy jak Baosteel, HIBS, Masteel i TAGAL, osiągnęli niezwykłe wyniki w tej dziedzinie.
Ścieżki produkcji stali niskoemisyjnej dla producentów stali samochodowej
„Wielki piec + konwerter + duże ilości złomu stalowego” i „piec elektryczny ze wszystkimi złomami stalowymi + zielona energia elektryczna” to obecnie główne ścieżki produkcji stali niskoemisyjnej. Chociaż w krótkim okresie dodanie złomu stalowego zwiększa dodatkowe koszty energii i koszt na tonę stopionej stali, ta transformacja ścieżki technologicznej może skutecznie zmniejszyć emisję dwutlenku węgla w produkcji stali w wielkim piecu w długim okresie, zapewniając silne wsparcie dla ekspansji produktów stalowych do sektora niskoemisyjnego.
Wyzwania techniczne związane z produkcją stali samochodowej z dużą zawartością złomu stalowego
Istnieją wyzwania techniczne związane z kontrolą elementów resztkowych podczas dodawania dużej ilości złomu stalowego, a blachy samochodowe mają bardziej rygorystyczne wymagania dotyczące elementów resztkowych
Blachy samochodowe są jednym z produktów stalowych o najsurowszych wymaganiach dotyczących pierwiastków resztkowych. C, N i pierwiastki resztkowe w stali znacząco wpływają na jej wydajność i jakość powierzchni. Ponieważ użytkownicy samochodów z wyższej półki coraz częściej wymagają wyższej czystości i wydajności głębokiego tłoczenia blach samochodowych, kontrola pierwiastków resztkowych w stali stała się największym wyzwaniem technicznym, niezależnie od tego, czy chodzi o proces wielkiego pieca-konwertera-wysoki współczynnik dodatku złomu stalowego, czy proces produkcji złomu stalowego w piecu elektrycznym.
Resztki takie jak Cu, Ni, Cr i Sn w stopionej stali są głównie dotknięte złomem stalowym i surowcami w piecach. Na rynku chińskim złom amortyzacji jest głównym źródłem dostaw, stanowiąc ponad 50% dostaw złomu stalowego w 2023 r., a następnie złom stalowy produkowany samodzielnie i przetworzony, z proporcjami dostaw odpowiednio 22% i 24%. Obecnie podaż złomu amortyzacji nie spełnia wymagań dotyczących wytopu blach samochodowych. Z jednej strony producenci stali muszą kontrolować jakość, zarządzając łańcuchem dostaw złomu stalowego u źródła; z drugiej strony muszą zwiększyć udział poddanego recyklingowi przetworzonego złomu stalowego (takiego jak odpadki z tłoczenia, toczenia i głowice generowane w procesie produkcji samochodów) poprzez strategiczne umowy o współpracy z firmami downstream, aby zapewnić wysokiej jakości dodatek złomu stalowego i zmniejszyć ilość resztek w stali. Międzynarodowy producent części samochodowych Gestamp osiągnął 70% wzrost wykorzystania złomu stalowego dzięki współpracy z Tata Steel UK. Ponadto Gestamp podpisał umowę o współpracy w zakresie gospodarki o obiegu zamkniętym z ArcelorMittal.
Wydajność głębokiego tłoczenia: Pozostałościowe elementy mają niską temperaturę topnienia. Substancje o niskiej temperaturze topnienia stale dyfundują wzdłuż wnętrza podczas procesu krzepnięcia wlewków odlewanych w sposób ciągły, tworząc segregację. Powoduje to wady, takie jak wzbogacenie pierwiastków i aglomeracja pod koniec krzepnięcia, zmniejszając gęstość wewnętrznej struktury wlewków i dynamiczną wydajność struktury materiału podczas walcowania, co niekorzystnie wpływa na wydajność głębokiego tłoczenia stali niskowęglowej na blachy samochodowe.
Plastyczność, wytrzymałość i wydajność obróbki na zimno: Nadmiar azotu wpływa na terminowość i niebieską kruchość niskowęglowej stali samochodowej i zmniejsza plastyczność, wytrzymałość i wydajność obróbki na zimno stali. Nadmiar węgla zmniejsza również plastyczność i wydajność tłoczenia stali.
Szybkość przetapiania złomu stalowego jest również jednym z powodów ograniczających wysoki udział złomu stalowego w konwertorze.
W procesie wielkiego pieca-konwertera emisje CO2 koncentrują się głównie w procesie produkcji żelaza. Zmniejszenie ilości surówki i zwiększenie udziału wysokiej jakości złomu stalowego lub DRI jest najskuteczniejszą metodą redukcji węgla. Jednak proces ten prowadzi do niewystarczającego ciepła w konwerterze, wydłużając cykl wytopu konwertora i zwiększając trudność kontroli kosztów w całym procesie produkcji stali.
Z jednej strony firmy stalowe energicznie rozwijają szybkie procesy dodawania i topienia złomu stalowego, łącząc proces odlewania żelaza konwertorowego i wymagania dotyczące topienia różnych rodzajów złomu stalowego w celu zwiększenia wydajności przetwarzania złomu stalowego konwertorowego i wydajności topienia złomu stalowego podczas procesu wytopu, zwiększając tym samym udział złomu stalowego w konwertorze. Z drugiej strony, poprzez rozwijanie technologii pokrywy kadzi i pokrywy kadzi surówki, a także poprawę zwartości organizacji produkcji i poziomu operacji wytopu, zmniejsza się stratę ciepła podczas wytopu konwertorowego, a szybkość topienia złomu stalowego jest zwiększona.
Ponadto kształt, rozmiar i zawartość węgla w złomie stalowym wpływają na czas jego topienia w konwertorze. Dlatego firmy stalowe powinny mierzyć podstawowe parametry, takie jak wydajność różnych rodzajów złomu stalowego na rynku i dokładnie ustalać związek między różnymi złomami stalowymi a składem, temperaturą i czasem topienia jeziorka stopionego w procesie produkcji stali w konwertorze.
Cele przejścia na gospodarkę niskoemisyjną dla producentów samochodów: kompleksowa implementacja od produkcji po łańcuch dostaw
Producenci oryginalnego sprzętu motoryzacyjnego wyznaczyli cele dekarbonizacji cyklu życia, mające na celu promowanie przejścia na gospodarkę niskoemisyjną w całym łańcuchu przemysłowym.
W tym krytycznym momencie w rozwiązywaniu globalnych wyzwań związanych ze zmianą klimatu chiński rząd jasno wyraził swoje ambicje osiągnięcia szczytu emisji dwutlenku węgla do 2030 r. i neutralności węglowej do 2060 r. Chiński przemysł motoryzacyjny odgrywa znaczącą rolę w osiągnięciu tego celu. W miarę jak przemysł przechodzi z pojazdów z silnikami spalinowymi (ICE) na pojazdy elektryczne zasilane akumulatorami (BEV), emisje w fazie użytkowania pojazdu znacznie spadły. Jednak procesy produkcyjne materiałów motoryzacyjnych o dużym zużyciu energii i wysokiej emisji (takich jak stal, aluminium i plastik) stanowią nowe wyzwania dla pomyślnej dekarbonizacji przemysłu. Produkcja materiałów motoryzacyjnych odpowiada za około 18% do 22% całkowitych emisji w cyklu życia pojazdów ICEV. Dlatego też promowanie niskoemisyjnych przejść na koniec surowcowy ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia celów redukcji emisji dwutlenku węgla i dekarbonizacji w przemyśle motoryzacyjnym.
Wiodący globalni producenci samochodów ogłosili swoje plany neutralności węglowej, w tym lata docelowe osiągnięcia neutralności węglowej, ogólne cele emisji dwutlenku węgla i cele redukcji emisji dla obu końców łańcucha produkcyjnego i dostaw. Zapewniają skuteczną realizację celów redukcji emisji dwutlenku węgla swojej grupy poprzez środki takie jak budowanie fabryk o zerowej emisji dwutlenku węgla i ustalanie jasnych celów redukcji emisji dla każdego końca łańcucha dostaw i produkcji. Stwarza to zarówno możliwości, jak i wyzwania dla każdego uczestnika łańcucha wartości motoryzacyjnej.
Opracowano na podstawie analizy SMM Information & Technology Co., Ltd.
źródło: Zielona rewolucja stalowa: wysoki udział złomu stalowego prowadzi do transformacji niskoemisyjnej w łańcuchu dostaw motoryzacyjnych
Fotografia: Marcin Wójcik
