Arbeits- und Wirtschaftsministerium fördert Forschung an umweltfreundlicherer Stahlerzeugung
„Nachhaltiges Wirtschaften ist ein Schlüsselthema des 21. Jahrhunderts. Daher braucht es für traditionelle Produktionsweisen neue Zugänge und Herangehensweisen. Forschung und Entwicklung sind dabei entscheidend“, betont Arbeits- und Wirtschaftsminister Martin Kocher. „Bei der Stahlerzeugung muss die Weiterentwicklung von modernem Hochleistungsstahl Hand in Hand mit der Reduktion von CO2-Emissionen gehen. Computerunterstützte Materialwissenschaft, wie sie in diesem neuen CD-Labor betrieben wird, schafft die wissenschaftliche Grundlage für schnellere Entwicklung in diese Richtung und stärkt damit die Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit des Standorts Österreich.“
Verunreinigungen verbessern
Projekte zur Entwicklung von Stählen werden bereits in naher Zukunft eine umweltorientierte Zielsetzung haben. Um den CO2-Ausstoß zu reduzieren, strebt die Stahlindustrie eine Erhöhung des Schrottanteils in ihrer Produktion an. Die eingesetzte Herstelltechnologie muss dafür von der Hochofenroute auf Elektrolichtbogenöfen umgestellt werden. Durch den erhöhten Schrotteinsatz vergrößert sich jedoch die Menge an unerwünschten Begleit- und Spurenelementen.
Diese Spurenelemente genau zu kennen, ist ein wichtiger Ansatz im Labor. In weiterer Folge soll ihr Einfluss auf die Nano- und Mikrostruktur, die mechanischen Eigenschaften und die Verarbeitbarkeit des Stahls bestimmt werden können. „Ein genaues Verständnis dieser Parameter ist die Voraussetzung für die Entwicklung von Stählen mit geringerem CO2-Fußabdruck und somit auch der Hauptforschungsschwerpunkt dieses CD-Labors“, erklärt Laborleiter Univ.-Prof. Dr. Ronald Schnitzer.
Der Forschungsansatz umfasst experimentelle Methoden gepaart mit Simulationen und Berechnungen. Dabei werden skalenübergreifende Methoden, startend von der atomaren Ebene bis hin zur Anwendung von Bauteilen eingesetzt. „Die detaillierte Charakterisierung der Verunreinigungen mittels spektroskopischer und tomographischer Analysemethoden trägt dabei zum Verständnis von Materialien auf atomarer Ebene bei“, betont Schnitzer. Zeit- und kostenintensive experimentelle Methoden werden durch die computergestützte Materialwissenschaft, wie ab initio Berechnungen, unterstützt, um den Aufwand zu minimieren. Die computergestützten Berechnungen und Modelle werden wiederum durch umfassende experimentelle Untersuchungen der tatsächlich im Stahl entstandenen Mikrostruktur und der daraus resultierenden Struktur-Eigenschafts-Beziehungen validiert.
Somit ermöglicht dieses CD-Labor Forschungen auf atomarer Ebene bis hin zum fertigen Stahlwerkstück und setzt die Validierung zwischen Experimenten und Berechnungen auf allen Ebenen um. „Durch die Revolution der Stahlherstellung leistet diese CD-Labor somit einen wesentlichen Beitrag zu den aktuellen Schlüsselthemen wie Nachhaltigkeit, Energieeinsparung und Recycling“, bekräftigt Schnitzer abschließend.
Als namhafter Unternehmenspartner fungiert die voestalpine AG.
Christian Doppler Labors
In Christian Doppler Labors wird anwendungsorientierte Grundlagenforschung auf hohem Niveau betrieben, hervorragende WissenschafterInnen kooperieren dazu mit innovativen Unternehmen. Für die Förderung dieser Zusammenarbeit gilt die Christian Doppler Forschungsgesellschaft international als Best-Practice-Beispiel.
Christian Doppler Labors werden von der öffentlichen Hand und den beteiligten Unternehmen gemeinsam finanziert. Wichtigster öffentlicher Fördergeber ist das Bundesministerium für Arbeit und Wirtschaft (BMAW).
Weitere Informationen
Univ.-Prof. Dr. Ronald Schnitzer
Department Werkstoffwissenschaft, Montanuniversität Leoben
Tel.: +43 3842 402 4200
E-Mail: ronald.schnitzer(at)unileoben.ac.at
