Łukasiewicz - Instytut Metalurgii Żelaza w Gliwicach: nauka i biznes. Przyszłość to ich współpraca

Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica w Gliwicach specjalizuje się w rozwoju stali i stopów na bazie żelaza, technologii wytwarzania wyrobów stalowych, ich przetwórstwa i stosowania, ze szczególnym ukierunkowaniem na procesy przystosowania wyników badań do praktyki i ich wdrożenia przemysłowego. Instytut współpracuje z przedsiębiorstwami przemysłowymi różnych sektorów gospodarki, przetwarzającymi i stosującymi wyroby stalowe, w tym również z partnerami zagranicznymi. Doskonałe wyposażenie aparaturowe, doświadczenie praktyczne oraz znaczący rozwój kadry naukowej powodują, że Instytut jest poszukiwanym partnerem dla przedsiębiorców realizujących działalność w zakresie poprawy innowacyjności.

Hutnictwo to priorytetowy sektor
- Sytuacja pandemiczna na świecie wpłynęła na funkcjonowanie i kondycję finansową Instytutu w 2020 roku, między innymi ze względu na dekoniunkturę w polskim sektorze stalowym. W 2020 roku w tym sektorze zanotowano tendencje spadkowe w odniesieniu do poziomu z 2019 roku - mówi dr hab. inż. Adam Zieliński, dyrektor Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytutu Metalurgii Żelaza w Gliwicach. - Producenci stali i hutniczych wyrobów stalowych w wielu obszarach zmniejszyli aktywność, niejednokrotnie ograniczając działalność B+R. Łukasiewicz - IMŻ doświadczył tego w postaci zawieszenia przez zleceniodawców kilku dużych projektów, z których nie wszystkie jeszcze powróciły do realizacji. Niemniej jednak hutnictwo jest nadal priorytetowym sektorem dla naszego Instytutu - dodaje.

Warto pamiętać, że drugim sektorem, na rzecz którego Łukasiewicz - IMŻ od lat realizuje znaczącą liczbę projektów, jest krajowa energetyka. Ponadto Łukasiewicz - IMŻ jest zaangażowany w realizację kilku projektów na rzecz sektora obronnego, prowadzi badania na potrzeby gospodarki kraju, która oczekuje przełomowych rozwiązań i technologii.

Nowoczesne rozwiązania
Łukasiewicz - IMŻ posiada patent z roku 2020 pt. „Sposób wytwarzania stali bezpośrednio z rudy żelaza”, dotyczący unikatowej technologii redukcji. Technologia ta pozwala na produkowanie wyrobu gotowego, czyli stali, z pominięciem czterech kosztownych etapów procesu obecnie stosowanego: wytwarzania węgla koksującego, spiekania rudy żelaza, redukcji w wielkim piecu i utleniania w konwertorze tlenowym.

Patent stanowi podstawę do doposażenia urządzenia laboratoryjnego Łukasiewicz - IMŻ w celu prowadzenia badań nad produkcją stali z wykorzystaniem wodoru. Przewidziano realizację badań w skali laboratoryjnej, pozwalających ocenić możliwości redukcji wodorem tlenków żelaza. W związku z tym, jako pierwszy etap pracy zaplanowano przystosowanie, wraz z doposażeniem, stanowiska do termicznego rozkładu próbek, znajdującego się na naszym wyposażeniu. Stanowisko swoją konstrukcją obejmuje reaktor, w którym prowadzony będzie proces redukcji tlenków. Dobrane zostaną parametry układu, takie jak: czas prowadzenia procesu, zakres temperaturowy i intensywność przepływu wodoru.

Równolegle w trakcie określania warunków prowadzenia redukcji tlenków żelaza wodorem, planowane jest wstępne identyfikowanie produktów reakcji.

Drugi etap pracy obejmować będzie przeprowadzenie analiz teoretycznych oraz prac poprzedzających opracowanie projektu pilotażowej linii do wytwarzania stali bezpośrednio z rudy żelaza w skali półtechnicznej, która będzie stanowić rozwiązanie unikatowe w skali europejskiej, z wykorzystaniem założeń przedmiotowego patentu.

Uruchomienie tego rodzaju badań w Polsce umożliwi finansowanie projektów z wielu źródeł. Realizacja przez Łukasiewicz - IMŻ projektu w dziedzinie metalurgii wodorowej stwarza ogromną szansę na nawiązanie kontaktów z partnerami przemysłowymi oraz z innymi jednostkami badawczymi krajowymi i europejskimi. Istotnym aspektem rozwoju technologii wodorowych jest obecnie uzyskany stosunkowo niski poziom gotowości tych technologii, co wymaga dalszych badań planowanych w perspektywie co najmniej kilkunastu lat.

Projekty i wyzwania
Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metalurgii Żelaza we współpracy z firmą Progresja Space Sp. z o.o., rozpoczął realizację projektu finansowanego przez Europejską Agencję Kosmiczną pt. ”High Temperature Material Characterisation For Thruster Applications.” Głównym celem projektu jest opracowanie charakterystyk materiałowych dla materiałów wykorzystywanych przy produkcji dysz silników sterujących wykorzystywanych m.in. w satelitach. Badania te dotyczą wytrzymałości na rozciąganie, zmęczenia cieplno-mechanicznego oraz pełzania w ultra wysokich temperaturach do 1600 °C. Badania te wpisują się w najnowszy trend Space 4.0, zmierzający w kierunku bardziej przystępnych cenowo i przyjaznych dla środowiska podejść do produkcji elementów statków kosmicznych.

Sieć Badawcza Łukasiewicz tworzy innowacyjne i unikalne rozwiązania dla biznesu - małych, średnich i dużych firm.
Działalność Instytutu ukierunkowana jest na projekty aplikacyjne, których wyniki są wdrażane i wykorzystywane w przemyśle. - Do produkcji wdrażamy nowe asortymenty wyrobów ze stali konstrukcyjnych wielofazowych - dla transportu samochodowego, kolejowego i lotniczego, stali ultrawytrzymałych nanostrukturalnych dla przemysłu obronnego, wydobywczego i maszynowego oraz ze stali odpornych na pełzanie dla konwencjonalnej energetyki ultranadkrytycznej - wymienia dr. hab. inż. Adam Zieliński. I jak dodaje - opracowujemy, wytwarzamy i sprzedajemy certyfikowane materiały odniesienia do analiz chemicznych tzw. wzorce składu chemicznego do nowoczesnych stali, rud żelaza, żużli oraz stopów niklu. Dzięki dokonaniom i bieżącej aktywności badawczo-wdrożeniowej Instytut jest ośrodkiem naukowym uznawanym w kraju i za granicą.

Doceniono wieloletnią aktywność na forum europejskim oraz udział w projektach międzynarodowych zastępcy dyrektora ds. finansowych i operacyjnych dra hab. inż. Wojciecha Szulca, który został wybrany na funkcję jednego z trzech wiceprezydentów Europejskiej Platformy Technologicznej Stali . Instytucja ta powołana w 2004 r. reprezentuje interesy sektora stalowego Unii Europejskiej i ma na celu poprawę konkurencyjności tej branży na rynku globalnym. Platforma jest ”rzecznikiem prasowym” całego sektora stalowego przed Komisją Europejską w zakresie foresightu technologicznego, innowacji oraz B+R.

- Wybór do władz Platformy jest docenieniem nie tylko mojego wkładu w działalność tej instytucji, ale także zaangażowania Łukasiewicz - IMŻ i jego pracowników w aktywność w Europejskiej Przestrzeni Badawczej (ERA) - zaznacza dyrektor Wojciech Szulc.

- Zaangażowanie i kompetencje dyrektora Szulca oraz pracowników Instytutu miały także istotny wpływ na kształt raportu GreenSteel4EU. Celem raportu było opracowanie strategii rozwoju w Europie sektora stalowego z uwzględnieniem technologii pozwalających na znaczną, a docelowo całkowitą, dekarbonizację procesu produkcyjnego. Raport może odegrać dużą rolę w mobilizacji myśli badawczej, a także mobilizacji środków finansowych na poziomie europejskim. - Aby raport mógł ujrzeć światło dzienne, liczył się nasz wkład jako partnera projektu - podkreśla dyrektor Adam Zieliński.

Warto dodać, że Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metalurgii Żelaza otrzymał wiele prestiżowych nagród w dziedzinie innowacji, w tym: nagrodę „Marka-Śląskie” w kategorii NAUKA oraz medale na międzynarodowych targach innowacji m.in. w Niemczech, Belgii, Korei Południowej, Chinach, Polsce i na Tajwanie. Łukasiewicz - IMŻ został wyróżniony Złotą Odznaką Honorową za zasługi dla Województwa Śląskiego. Wszystkie te nagrody to zasługa wieloletniego doświadczenia oraz ogromnej wiedzy i zaangażowania naukowców pracujących w Instytucie.