Forschung für Schweissen von recyceltem Stahl gestartet

Das von der EU finanzierte Projekt MOWSES (Multi-faceted Assessment and Optimization of Welded Structural Green Steel Plates for Use in European Sustainable Infrastructure) startet, um die sichere Anwendung von grünem Stahl in kritischen europäischen Infrastrukturen zu verbessern, indem es sich auf Schweißverbindungen von mittel- bis ultrahochfesten Stählen konzentriert.

Das Projekt wird von OCAS NV koordiniert, einem Joint Venture zwischen ArcelorMittal und der flämischen Region. Es bringt ein ausgewogenes Konsortium aus vier Industriepartnern und vier Universitäten aus vier EU-Ländern zusammen, wobei jeder Partner einzigartige Erfahrungen in der Stahlproduktion und -forschung mitbringt.

MOWSES wird von der Europäischen Union im Rahmen des Programms Twin green and digital transition 2024 mit über 4,5 Millionen Euro finanziert und hat eine Laufzeit von vier Jahren. Die herkömmliche Stahlerzeugung – die auf Hochofen und Sauerstoffaufblasverfahren setzen – ist im Vergleich zu recyceltem Stahl, der im Elektrolichtbogenofen hergestellt wird, sehr energieintensiv.

Neue Herausforderungen durch Schrotteinsatz

Künftige saubere Stähle werden zunehmend auf Schrott zurückgreifen, um die CO₂-Emissionen um bis zu 50 % zu senken, wie die Clean Steel Partnership darlegt.

Allerdings bringt der vermehrte Einsatz von Schrott auch Herausforderungen mit sich: Rückstände wie Kupfer, Nickel und Molybdän können sich im recycelten Stahl anreichern und dessen Zähigkeit, vor allem in den wärmebeeinflussten Zonen (heat-affected zones HAZ) von Schweißnähten, beeinträchtigen, was die Integrität solcher Bauteile für den Einsatz in der Infrastruktur gefährden könnte.

Als Antwort auf diese Herausforderungen leistet MOWSES Pionierarbeit bei der Erforschung modifizierter Legierungskonzepte, die eine sichere Verwendung von grünem Stahl ermöglichen, selbst wenn dieser höhere Anteile an Restelementen aus recyceltem Schrott enthält.

Im Rahmen des Projekts wird der zulässige Gehalt an Restelementen für Schweißverbindungen und insbesondere deren HAZ definiert, um die Eigenschaften und die Haltbarkeit dieser kritischen Komponenten zu gewährleisten.

Das Projekt konzentriert sich auf die Bedürfnisse der Infrastruktur, insbesondere im Energiesektor, wo Windturbinen und andere Konstruktionen stark von geschweißten Stahlblechen abhängen.  

Ziel: Stahlsorten mit verbessester Schweißbarkeit

Dr. Philippe Thibaux, Koordinator des Projekts, betonte die Bedeutung des Projekts:
„MOWSES ist von zentraler Bedeutung für die Gestaltung der Zukunft der Verwendung von grünem Stahl, indem es die Kohlenstoffemissionen erheblich reduziert und gleichzeitig die erforderlichen Eigenschaften und die Zuverlässigkeit geschweißter Stahlkonstruktionen aufrechterhält.“

Im Rahmen des MOWSES-Projekts werden fortschrittliche Analysemethoden wie maschinelles Lernen, thermodynamische Simulationen und Finite-Elemente-Modellierung (FEM) des mikrostrukturellen Verhaltens eingesetzt und entwickelt, um vorherzusagen, wie sich Restelemente auf die Leistung des Stahls nach dem Schweißen auswirken.

Ziel ist es, Stahlsorten mit verbesserter Schweißbarkeit, Zähigkeit und Festigkeit zu schaffen, selbst wenn sie aus minderwertigem Schrott stammen. Eine fortschrittliche Mikrostruktur- und mechanische Charakterisierung ist für diese Entwicklung ebenfalls von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass der Stahl strenge Sicherheits- und Leistungsstandards erfüllen kann.  

MOWSES steht nicht nur im Einklang mit Europas Ziel, bis 2050 Klimaneutralität zu erreichen, sondern stärkt auch die Position der EU in der globalen grünen Stahlindustrie und fördert Innovation und Nachhaltigkeit bei wichtigen Infrastrukturprojekten.  

Wichtige Fakten zum Projekt

• Titel: MOWSES - Multi-Faceted Assessment and Optimization of Welded Structural Green Steel Plates for Use in European Sustainable Infrastructure (Facettenreiche Bewertung und Optimierung von geschweißten grünen Stahlblechen für den Einsatz in europäischen nachhaltigen Infrastrukturen)  
• Start: 01.10.2024 
• Laufzeit: 48 Monate
• Haushaltsmittel: 4,5 Millionen
• Koordinator: OnderzoeksCentrum voor de Aanwending van Staal (OCAS) NV  

Projektpartner

• Belgien: OnderzoeksCentrum voor de Aanwending van Staal/ArcelorMittal Global R&D Gent und Universiteit Gent
• Deutschland: Aktien-Gesellschaft der Dillinger Hüttenwerke; RWTH Aachen Universität; Universität des Saarlandes; Eurice - European Research and Project Office GmbH
• Niederlande: Technical University of Delft
• Tschechische Republik: Comptes FHT a.s.

(Quelle: MOWSES)