Высокая доля использования стального лома приводит к низкоуглеродной трансформации в цепочке поставок автомобильной промышленности

Пути производства низкоуглеродистой стали для производителей автомобильной стали

В ответ на глобальные тенденции и низкоуглеродистые требования конечных потребителей автомобильной продукции производители стали активно продвигать исследования и разработки и технологии производства низкоуглеродистой автомобильной стали.

В начале 2024 года Shougang Jingtang внедрила подход к экстремальному сокращению выбросов углерода во всем процессе. На стадии производства чугуна они использовали технологию выплавки гранул превышающих 50%, обеспечивая эффективную доменную выплавку с низким потреблением. На этапе производства стали они сосредоточились на технологии плавки с высоким содержанием стального лома, постепенно наращивая мощности для массового производства с более чем 50%-ным содержанием стального лома, способствуя диверсификации продукции и разработке передовых технологий, а также помогая наладить уникальный процесс производства низкоуглеродистой конвертерной стали Shougang Jingtang с высоким содержанием стального лома. По мере роста спроса производителей автомобильной продукции на экологически чистые и низкоуглеродистые цепочки поставок производители автомобильного листа модернизируют свои сталеплавильные производства для достижения низкоуглеродистых целей. Такие производители стали, как Baosteel, HIBS, Masteel и TAGAL, добились замечательных результатов в этой области.

"Доменная печь + конвертер + большое количество стального лома" и "электрическая печь со всем стальным ломом + экологически чистое электричество" в настоящее время являются основными способами производства низкоуглеродистой стали. Хотя в краткосрочной перспективе добавление стального лома увеличивает дополнительные затраты на электроэнергию и стоимость тонны расплавленной стали, такая технологическая трансформация может эффективно снизить выбросы углерода при производстве доменной стали в долгосрочной перспективе, оказывая мощную поддержку расширению производства стальной продукции в низкоуглеродистом секторе.

Технические проблемы производства автомобильной стали с высокой долей стального лома

При добавлении большого количества стального лома возникают технические проблемы, а к автомобильным листам предъявляются более строгие требования в отношении остаточных элементов

Автомобильные листы относятся к категории стальных изделий, к которым предъявляются самые строгие требования по остаточным элементам. Содержание C, N и остаточных элементов в стали существенно влияет на ее эксплуатационные характеристики и качество поверхности. Поскольку потребители автомобилей высокого класса все чаще требуют более высокой чистоты и глубокой вытяжки автомобильных листов, контроль остаточных элементов в стали стал самой большой технической проблемой, будь то в процессе доменной печи-конвертера с высоким содержанием стального лома или в процессе производства стального лома в электропечи.

Остаточные элементы, такие как Cu, Ni, Cr и Sn в расплавленной стали, в основном подвержены воздействию стального лома и сырья в печах. На китайском рынке основным источником поставок является амортизационный лом, на который в 2023 году приходится более 50% поставок стального лома, за ним следует стальной лом собственного производства и переработки, при этом доля поставок составляет 22% и 24% соответственно. В настоящее время поставки амортизируемого лома не могут соответствовать требованиям, предъявляемым к выплавке листового проката для автомобилей. С одной стороны, производителям стали необходимо контролировать качество, управляя цепочкой поставок стального лома у источника; с другой стороны, им необходимо увеличить долю вторично переработанного стального лома (такого как штампованные обрезки, токарные станки и головки, образующиеся в процессе производства автомобилей) посредством соглашений о стратегическом сотрудничестве с компаниями-переработчиками, чтобы обеспечить добавление высококачественного стального лома и уменьшить остаточные элементы в стали. Международный производитель автомобильных запчастей Gestamp добился увеличения использования стального лома на 70% благодаря сотрудничеству с Tata Steel UK. Кроме того, Gestamp подписала соглашение о сотрудничестве в области экономики замкнутого цикла с ArcelorMittal.

Эффективность глубокой вытяжки: Остаточные элементы имеют низкую температуру плавления. Вещества с низкой температурой плавления непрерывно диффундируют по внутренним поверхностям в процессе затвердевания заготовок непрерывной разливки, образуя сегрегацию. Это приводит к таким дефектам, как обогащение элементами и агломерация в конце затвердевания, снижению плотности внутренней структуры заготовок и динамических характеристик структуры материала во время прокатки, отрицательно влияя на характеристики глубокой вытяжки низкоуглеродистой стали для автомобильных листов.

Пластичность, ударная вязкость и характеристики холодной обработки: Избыток азота влияет на своевременность изготовления низкоуглеродистой автомобильной стали и ее хрупкость, а также снижает пластичность, ударную вязкость и характеристики холодной обработки стали. Избыток углерода также снижает пластичность и штампуемость стали.

Скорость плавления стального лома также является одной из причин, ограничивающих высокое содержание стального лома в конвертере.

В доменно-конвертерном процессе выбросы CO2 в основном сосредоточены в процессе выплавки чугуна. Сокращение количества передельного чугуна и увеличение доли высококачественного стального лома или DRI - наиболее эффективный метод снижения содержания углерода. Однако этот процесс приводит к недостатку тепла в конвертере, удлиняя цикл конвертерной плавки и усложняя контроль затрат во всем процессе производства стали.

С одной стороны, сталелитейные компании активно развивают процессы быстрого добавления стального лома и плавки, сочетая процесс разливки конвертерного чугуна и требования к плавке различных видов стального лома для повышения эффективности переработки конвертерного стального лома и эффективности плавки стального лома в процессе плавки, тем самым увеличивая долю стального лома в конвертере. С другой стороны, за счет разработки технологий перекрытия ковша и чугунолитейного ковша, а также повышения компактности организации производства и уровня плавильных операций снижаются теплопотери при конвертерной плавке и увеличивается скорость плавления стального лома.

Кроме того, форма, размер и содержание углерода в стальном ломе влияют на время его плавления в конвертере. Поэтому сталелитейным компаниям следует измерять основные параметры, такие как выход различных видов стального лома на рынок, и точно устанавливать взаимосвязь между различными видами стального лома и составом, температурой и временем плавки в ванне для расплава при конвертерном производстве стали.

Цели перехода к низкоуглеродистым преобразованиям для автопроизводителей: комплексное внедрение от производства до цепочки поставок

Производители автомобилей поставили перед собой цели декарбонизации на протяжении всего жизненного цикла, направленные на содействие переходу всей производственной цепочки на низкоуглеродистый уровень.

В этот критический момент в решении глобальных проблем, связанных с изменением климата, правительство Китая четко заявило о своих амбициях достичь пика выбросов углерода к 2030 году и углеродной нейтральности к 2060 году. Китайская автомобильная промышленность играет важную роль в достижении этой цели. По мере перехода отрасли от автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ICE) к электромобилям с аккумуляторами (BEV) выбросы на этапе эксплуатации транспортных средств значительно снизились. Однако процессы производства автомобильных материалов с высоким энергопотреблением и высоким уровнем выбросов (таких как сталь, алюминий и пластик) создают новые проблемы для успешной декарбонизации отрасли. На производство автомобильных материалов приходится примерно 18-22% от общего объема выбросов ICEV в течение жизненного цикла. Следовательно, содействие низкоуглеродистым преобразованиям на этапе производства сырья имеет решающее значение для достижения целей сокращения выбросов углерода и декарбонизации в автомобильной промышленности.

Ведущие мировые автопроизводители объявили о своих планах по углеродной нейтральности, включая целевые годы для достижения углеродной нейтральности, общие целевые показатели по выбросам углерода и целевые показатели по сокращению выбросов как для производства, так и для цепочки поставок. Они обеспечивают эффективное выполнение целей своей группы по сокращению выбросов углерода с помощью таких мер, как строительство заводов с нулевым выбросом углерода и установление четких целей по сокращению выбросов для каждого поставщика и производства. Это создает как возможности, так и проблемы для каждого участника цепочки создания стоимости в автомобилестроении.

Источник: https://news.metal.com/newscontent/102814382/[SMM-Analysis]-Green-Steel-Revolution:-High-Proportion-of-Steel-Scrap-Application-Leads-Low-Carbon-Transformation-in-the-Automotive-Supply-Chain

Фото: https://www.brandsynario.com/wp-content/uploads/Car-Assembly-Lead.jpg