Ilman teräksiä ei olisi nykyisen kaltaista yhteiskuntaa.
Teräs ei ole kuitenkaan vielä valmistusprosessiltaan ja ominaisuuksiltaan loppuun asti hiottu supermateriaali. Lisäksi, ikävä kyllä, teräksen valmistamisessa syntyy enemmän hiilidioksidia kuin terästä. Esimerkiksi SSAB Europen terästehdas Raahessa tuottaa noin 7 % Suomen CO2-päästöistä.
Eikä teräksestä saada vielä materiaalinakaan kaikkea irti. Vaikka kaupallisten massaterästen lujuus on noussut viime vuosikymmeninä moninkertaiseksi, on lujimpien terästen lujuus kaukana raudan teoreettisesta lujuudesta. Toisaalta jalostava konepajateollisuus ei ole pysynyt materiaalikehityksen mukana. Lujia teräksiä ei osata vielä hyödyntää tehokkaasti tuotteissa.
Oulun yliopiston terästutkimuskeskus CASR on laskenut, että pelkästään kuljetusalalla lujat teräkset voivat mahdollistaa jopa 6-7 % vähennyksen Suomen hiilidioksidipäästöihin. Vaikutus perustuu teräksen lujuuden noston mahdollistamaan rakenteiden keventämiseen.
CASR:ssa on tehty pitkäjänteistä työtä terästeollisuuden kanssa uusien erikoisterästen kehittämiseksi ja niiden hyödyntämiseksi. TKI-yhteistyön seurauksena Raahessa on kehitetty maailman lujimmat massatuotantoteräkset ja ympäristöystävällisempää valmistustekniikkaa.
CASR:iin kuuluva Oulun ylipiston Kerttu Saalasti Instituutin Tulevaisuuden tuotantoteknologiat (FMT) -tutkimusryhmä tekee Nivalan ELME Studiolla kokeellista käytettävyystutkimusta, kevyiden ja kestävien teräsrakenteiden valmistusdemonstraatioita ja tuotannon pilotointia. Tutkimuksen keskiössä on erikoisterästen hyvien materiaaliominaisuuksien vieminen lopputuotteiden hyviksi ominaisuuksiksi kilpailukykyisiä tuotantomenetelmiä käyttäen.
Nykyaikaisen teräksen valmistukseen kuuluu raakaraudan valmistuksen lisäksi myös muokkaus- ja lämpökäsittelyvaiheet, joilla tuotetaan levy- tai nauhalopputuotteeseen haluttu geometria ja mikrorakenne. Osa lämpökäsittelyistä tehdään fossiilisilla energialähteillä, osa perinteisellä vastusuunitekniikalla.
Ryhmäni tutkii sähköisen induktiokuumennuksen soveltuvuutta metalli- ja konepajateollisuuteen. Tavoitteenamme ei pelkästään ole viedä teollisuuteen puhtaampaa tekniikkaa, vaan myös pienentää energiankulutusta ja vähentää huollontarvetta. Induktiokuumenninta ei tarvitse esilämmittää, joten se kuluttaa sähköä vain terästä kuumentaessa toisin kuin perinteiset uunit, jotka ovat käytännössä aina päällä.
Ympäristövaikutuksien lisäksi nopea induktiokuumennus avaa uusia mahdollisuuksia vaikuttaa teräksen mikrorakenteeseen ja sitä kautta sen ominaisuuksiin. Siinä missä perinteisillä kuumennustekniikoilla kappaleen kuumentumisnopeus voi olla muutamia asteita sekunnissa ja lämmön johtuminen kappaleen läpi hidasta, induktiokuumennus mahdollistaa teräksen kuumentamisen hyvin nopeasti. Lisäksi lämpö syntyy suoraan materiaalin sisällä kuumennussyvyyden ollessa säädettävissä.
Teräs kehittyy nopeasti, mutta vasta aika näyttää, millaisia ovat tulevaisuuden teräkset ja niiden käyttösovellukset. Suomi on ollut pitkään edelläkävijä terästen kehityksessä ja valmistuksessa. Perinteisesti olemme pärjänneet myös sovelluspuolella. Metalli- ja konepajateollisuuden osuus Suomen bruttokansantuotteesta on reilu kolmannes ja viennistä lähes kaksi kolmannesta. Voidaanko kotimainen erikoisteräsosaaminen valjastaa uudeksi teollisuuden menestystarinaksi? Kysymystä tulee miettiä suuryritysten lisäksi myös pk-sektorilla.
Kirjoittaja:
Antti Järvenpää, tutkimusjohtaja
Kirjoitus on julkaistu 27.11.2020 Keskipohjanmaa-lehden Yläkerta-artikkelina.
Tutkittua tietoa ja havaintoja yrittäjämäisellä sydämellä.
Kerttu Saalasti Instituutin blogissa kirjoitetaan instituutin tutkimusryhmien aiheista, yrittäjyyskoulutuksesta sekä instituutin yleisistä aiheista. Kirjoittajina alojen tutkijat, asiantuntijat ja verkostojen jäsenet.
Aiheitamme ovat: mikroyrittäjyys, tulevaisuuden tuotantoteknologiat, alueellinen erinomaisuus, mikroyrittäjyyskoulutus