Sandvik совместно с KTH и Boliden работает над высокопрочной сталью в качестве альтернативы кобальту в буровых долотах

Sandvik вкладывает значительные средства в инновации: около 2600 из 39 000 сотрудников компании проводят исследования примерно в 50 научно-исследовательских центрах по всему миру. В недавней статье, опубликованной компанией, описывается, как двое из этих исследователей – Ида Борг, специалист по материалам, и Сюзанна Норгрен, эксперт Sandvik Group, пытались найти решение по замене или сокращению использования кобальта в буровых долотах компании.

Буровые коронки бывают разных размеров, а модель меньшего размера выглядит как коронка, оснащенная полдюжиной сферических вставок. С 1945 года Sandvik производит вставки из цементированного карбида для бурения горных пород, в которых твердый карбид вольфрама смешивается с кобальтом, который действует как связующий клей, создавая чрезвычайно твердый композит, способный сверлить горные породы с впечатляющей скоростью.

«Мы хотели провести исследование, чтобы выяснить, можно ли достичь аналогичных характеристик, если мы заменим кобальт высокопрочной сталью», — говорит Борг. В начале 2022 года прозвучал призыв к исследовательским проектам по устойчивым металлам. Это отразило переход автомобильной промышленности на электромобили и последующее увеличение мировых поставок кобальта, который используется в автомобильных аккумуляторах, а также в других целях. Настало время подать заявку на финансирование.

Шведское агентство инноваций VINNOVA одобрило исследовательский проект стоимостью 7 миллионов шведских крон сроком на три года в сотрудничестве с Королевским технологическим институтом KTH и Boliden, шведской многонациональной горнодобывающей и металлургической компанией.

«Мы очень гордимся получением финансирования и сотрудничеством с KTH. Это означает, что мы можем ускорить наше развитие с помощью академии и ее недавно разработанных методов моделирования», — говорит Норгрен. «Кроме того, участие в проекте конечного потребителя, компании Boliden, имеет первостепенное значение, когда дело доходит до дальнейшего проектирования материала».

Метод уникальный и современный. KTH будет отвечать за моделирование материалов на основе требований Sandvik, используя свой недавно разработанный метод, который может оптимизировать новые марки высокопрочных сталей, которые потенциально могут использоваться в качестве связующей фазы в твердых сплавах.

«Этот метод уникален и находится на переднем крае», — говорит Борг. «В сочетании со знаниями о материалах и их применении от отраслевых партнеров это формирует прочное партнерство. Sandvik Mining and Rock Solutions будет производить новые марки цементированного карбида на основе предложений по моделированию материалов. Мы будем тестировать и анализировать новые материалы в нашей лаборатории, которая спроектирована для бурения горных пород. Буровые долота также будут испытаны на одной из шахт Boliden. Это означает, что в рамках проекта мы охватываем всю цепочку создания стоимости».

Проект получил мощную поддержку внутри организации. Менеджер по исследованиям и разработкам твердого сплава Анника Каар отмечает, что это важное направление работы компании по устойчивому развитию. «Sandvik уже снизила спрос на кобальт за счет переработки использованных буровых коронок», — говорит она. «Если этот исследовательский проект окажется успешным, он откроет путь к будущим буровым долотам, не содержащим кобальта. Это окажет положительное влияние с точки зрения устойчивого развития и снизит уязвимость в цепочке поставок».

Это чрезвычайно сложно. Никто раньше не делал ничего подобного. Исследователи настроены оптимистично, несмотря на огромные трудности. Высокопрочная сталь вполне может стать основой для замены кобальта. «Мы хотим использовать специальный эффект, чтобы повысить характеристики стали», — говорит Борг. «Это чрезвычайно сложно. Никто раньше не делал ничего подобного». Проект стартовал в октябре 2022 года. «Мы проведем полевые испытания в 2025 году», — говорит Каар. «Это интересно, и мы готовы продолжить. Мы любим инновации».