Thema details
Lees hieronder meer over de verschillende thema’s en de contact informatie om jouw interesse als bedrijf kenbaar te maken.
I: Systeemwijziging
De rollen van de systeemwijzigingen in het programma worden hieronder beschreven. Een interdisciplinaire groep van experts zal de voortgang van deze transversale onderwerpen over de verschillende primaire thema’s volgen.
- Modellering en digitalisering: Dit onderwerp omvat modellering van metallurgische processen in de productieroute, verwerkingsroute en microstructuurontwikkeling, de combinatie van op fysica gebaseerde modellen met kunstmatige intelligentie technieken en het gebruik van deze modellen voor de implementatie van digital twins.
- Infrastructuur en karakterisering: Nieuwe apparatuur en infrastructuur zullen op verschillende niveaus nodig zijn, met name demonstratieapparatuur, apparatuur voor geavanceerde bemonstering op primaire verwerking, elektrificatie van apparatuur en apparatuur voor de karakterisering van tramp elementen.
- Circulariteit: Dit onderwerp zorgt voor de samenhang tussen de verschillende thema’s en omvat de voortdurende evaluatie van de veranderingen in de levenscyclus van staal als gevolg van de nieuw ontwikkelde technologieën en strategieën en hun impact op circulariteit. Dit omvat ook de studie van bedrijfsmodellen van de circulaire economieen van de implicaties van de verschillende modellen voor belanghebbenden in de waardeketen.
- Systemen en milieu: Veranderingen in de manier waarop staal wordt geproduceerd, getransporteerd, gebruikt en gerecycled, zullen van invloed zijn op de vraag naar energie (bijv. waterstof, schone elektriciteit, transportbrandstof) en materialen (bijv. water, kritieke legeringselementen), niet alleen van de staalwaardeketen, maar ook van andere systemen (bijv. energie, transport, bouw) op lokaal, nationaal en internationaal niveau. Om grondig duurzame staalsystemen te ontwikkelen, is het dus noodzakelijk om de effecten te identificeren, te beoordelen en te monitoren, zodat potentiële hotspots vroegtijdig kunnen worden geïdentificeerd en aangepakt en synergieën kunnen worden benut.
- Governance en sociale aspecten: Dit onderwerp omvat inzicht in de sociaal-technische vereisten die moeten worden ingevoerd om veranderingen te versnellen en door te voeren (bijv. institutioneel, beleid, regelgeving, markt). Dit omvat communicatie plannen, sociale acceptatie en inbedding van de industrie in de gemeenschap, evenals onderwijs in nieuwe staal technologieën op verschillende onderwijsniveaus, waardoor toekomstig menselijk kapitaal wordt gegarandeerd.
II: Productie
Toekomstige schone productie van staal vereist twee cruciale doorbraken:
- ijzerproductie op basis van waterstof, waarbij het “afvalgas” water is in plaats van CO2. Hoewel bewezen op laag schaalniveau, zijn geassocieerde technologieën onvolwassen. Er is een sterke impuls nodig van fundamenteel inzicht tot industriële opschaling om deze ambitie waar te maken.
- Verhoging van de opname van schroot in de staalproductie. Een belangrijk knelpunt is de aanwezigheid van ongewenste elementen in schroot, waardoor de kwaliteit van staalproducten sterk verslechtert, waardoor de potentiële marktintroductie ervan afneemt. Daarom moeten technologieën worden ontwikkeld die in staat zijn om tramp elementen effectief uit schroot te verwijderen, te detecteren en te beheersen.
Voor meer informatie: Tim Peeters (Tim.Peeters@tatasteeleurope.com)
III: Verwerking
Staalverwerking verwijst naar de stap waarin het primaire staal thermomechanisch wordt behandeld om de uiteindelijke microstructuur (die staaleigenschappen zoals sterkte en vervormbaarheid regelt) en de uiteindelijke vorm te maken. De microstructuur van staal is afhankelijk van de chemische samenstelling en de eerdere thermische geschiedenis (primaire verwerking). Dit betekent dat veranderingen in de chemische samenstelling als gevolg van een hogere schrootopname en op de primaire verwerking als gevolg van veranderingen in de ijzer- en staalproductietechnologieën diepgaande effecten hebben op de microstructuur. Bovendien investeren staalverwerkende bedrijven aanzienlijke inspanningen in de elektrificatie van hun apparatuur. Dit impliceert aanpassingen aan temperatuur, verwarmings- en koelsnelheden, die ook effecten hebben op de microstructuren. Om de gevolgen van deze veranderingen voor de kwaliteit van de ijzer- en staalproducten te verminderen, zijn de volgende twee taken in dit programma van essentieel belang:
- Er moeten nieuwe thermomechanische routes worden gedefinieerd om de hoge kwaliteit van de stalen onderdelen te handhaven, rekening houdend met veranderingen in de primaire productie- en verwerkingsapparatuur, alsmede met een hogere schrootinname. Dankzij onze kennis van staal leiden deze nieuwe verwerkingsroutes vooral tot verbeterde en innovatieve producten.
- Dit is ook een kans om nieuwe legeringssamenstellingen te ontwerpen die zijn gemaakt van niet-kritische legeringselementen. Bovendien zullen nieuwe strategieën voor de implementatie van tramp elementen in de compositie worden geëvalueerd, zodat deze tramp elementen niet langer schadelijk zijn.
Gezien het bestaande brede spectrum van staalsoorten voor verschillende toepassingen, impliceren deze taken uitgebreid fundamenteel en toegepast onderzoek en is het van belang voor een groot aantal industrieën.
IV: Gebruik
Staal is het meest gebruikte metaal ter wereld. Het toepassingsgebied is enorm, van schroeven tot wolkenkrabbers. Meestal wordt staal gebruikt in kritieke toepassingen, zoals het veilig houden van mensen in auto’s met hoge sterkte stalen pilaren, of massieve lagers in windturbines. Het is cruciaal om de hoge kwaliteit van deze stalen onderdelen te behouden, omdat ze niet vervangbaar zijn door een ander soort materiaal. Veranderingen in de schrootopname, primaire productie en secundaire productie zullen ook een effect hebben op de resulterende mechanische eigenschappen van de staalsoorten, en dus op de prestaties van deze producten. Dit is niet alleen belangrijk voor de industrieën die betrokken zijn bij de productie van deze producten (auto’s, windturbines…) maar het heeft ook invloed op de veiligheid van de mens. Om de prestaties van staal in dit scala aan toepassingen te behouden, is het essentieel om de volgende acties uit te voeren.
- Strategieën die in het vorige thema zijn overwogen om het effect en de aanwezigheid van tramp elementen in de staalsoorten te verminderen, zullen worden geëvalueerd door middel van de analyse van mechanische eigenschappen.
- Effecten op prestatie-eigenschappen die van belang zijn voor de betrokken verwerkende industrieën zullen worden onderzocht, zoals corrosiemoeiheid, breuk en slijtage.
De resultaten van deze onderzoeken zullen niet alleen leiden tot een betere controle van de staaleigenschappen, rekening houdend met de komende productieveranderingen, maar ook tot verbeterde staalproducten.
Voor meer informatie: Jan Post (J.Post@philips.com)
V: Terugwinning
Het vergroten van het aandeel van reeds gebruikte materialen in de staalproductie is niet alleen een technologische uitdaging in de staalproductie, maar ook in de schrootvoorziening. Drie belangrijke uitdagingen moeten worden aangepakt:
- Ontwerp van geïntegreerde toeleveringsketens die het mogelijk maken om materiaalkringlopen te sluiten om verbeteringen in de zelfvoorziening van grondstoffen en in het behoud van hulpbronnenbezit te stimuleren.
- Ontwerp voor hergebruikstrategieën. Op dit gebied moeten consumenten- en bedrijfsgedragingen ook zodanig worden veranderd dat recycling bewuster gebeurt en economisch aantrekkelijker wordt.
- Er moeten technologieën voor elementdetectie en opwaardering van schroot voorhanden zijn.
Voor meer informatie: Frank Schrama (Frank.Schrama@tatasteeleurope.com)