Sandvik collabora con KTH e Boliden sull'acciaio ad alta resistenza come alternativa al cobalto nelle punte per perforazione da roccia

Sandvik investe molto nell'innovazione, con circa 2.600 dei 39.000 dipendenti dell'azienda che svolgono ricerca in circa 50 centri di ricerca e sviluppo in tutto il mondo. Un recente articolo pubblicato dall'azienda descrive come due di questi ricercatori – Ida Borgh, specialista dei materiali e Susanne Norgren, esperta del Gruppo Sandvik – abbiano cercato di trovare una soluzione per sostituire o ridurre l'uso del cobalto nelle punte da roccia dell'azienda.

Una punta da trapano da roccia è disponibile in varie dimensioni e un modello più piccolo sembra una corona dotata di una mezza dozzina di inserti sferici. Dal 1945 Sandvik produce inserti di carburo cementato per la perforazione di rocce, dove il carburo di tungsteno duro viene miscelato con il cobalto, che agisce come una colla legante, creando un composito estremamente duro in grado di perforare la roccia a una velocità impressionante.

"Volevamo fare una ricerca per verificare se fosse possibile ottenere prestazioni simili sostituendo il cobalto con un acciaio ad alta resistenza", afferma Borgh. All’inizio del 2022 è stato lanciato un bando per progetti di ricerca sui metalli sostenibili. Ciò riflette il passaggio dell’industria automobilistica alle auto elettriche e il conseguente aumento del ricorso alla fornitura mondiale di cobalto, che viene utilizzato nelle batterie delle auto e in altre applicazioni. I tempi erano maturi per richiedere un finanziamento.

L'agenzia svedese per l'innovazione, VINNOVA, ha approvato un progetto di ricerca da 7 milioni di corone svedesi per tre anni in collaborazione con il KTH Royal Institute of Technology e Boliden, la multinazionale svedese mineraria e dei metalli.

"Siamo molto orgogliosi di aver ricevuto il finanziamento e della collaborazione con KTH, il che significa che possiamo accelerare il nostro sviluppo con l'aiuto dell'accademia e dei metodi di modellazione recentemente sviluppati", afferma Norgren. "Inoltre, avere il cliente finale, Boliden, a bordo del progetto è della massima importanza quando si tratta di progettare ulteriormente il materiale."

Il metodo è unico e all’avanguardia. KTH sarà responsabile della modellazione dei materiali in base ai requisiti Sandvik, utilizzando il metodo recentemente sviluppato in grado di ottimizzare nuovi gradi di acciaio ad alta resistenza, che possono essere potenzialmente utilizzati come fase legante nei carburi cementati.

"Il metodo è unico e [all'avanguardia]", afferma Borgh. "In combinazione con la conoscenza dei materiali e delle applicazioni dei partner industriali, si forma una forte partnership. Sandvik Mining e Rock Solutions produrranno nuovi gradi di carburo cementato in base ai suggerimenti di modellazione dei materiali. Testeremo e analizzeremo i nuovi materiali nel nostro laboratorio, progettato per applicazioni di perforazione di roccia. Le punte di perforazione verranno testate anche in una delle miniere di Boliden. Ciò significa che nel progetto copriamo l'intera catena del valore."

Il progetto ha ricevuto un forte sostegno all’interno dell’organizzazione. La responsabile della ricerca e sviluppo per i metalli duri, Annika Kaar, sottolinea che questo è un settore importante per il lavoro di sostenibilità dell'azienda. "Sandvik ha già ridotto la domanda di cobalto riciclando le punte da trapano usate", afferma. "Se questo progetto di ricerca avrà successo, aprirà la strada alle future punte senza cobalto. Ciò avrà un impatto positivo dal punto di vista della sostenibilità e ridurrà la vulnerabilità nella catena di approvvigionamento."

Questo è estremamente difficile. Nessuno ha mai fatto nulla di simile prima. I ricercatori sono ottimisti, nonostante l’immensa sfida. Un acciaio ad alta resistenza potrebbe benissimo diventare una base per sostituire il cobalto. "Vogliamo utilizzare un effetto speciale per aumentare le prestazioni dell'acciaio", afferma Borgh. "Questo è estremamente difficile. Nessuno ha mai fatto nulla di simile prima." Il progetto è iniziato nell'ottobre 2022. "Effettueremo test sul campo nel 2025", afferma Kaar. 'È emozionante e siamo ansiosi di procedere. Amiamo l'innovazione."