23 miljoona euroa erikoislujien terästen ja tehdassimulaatioiden kehittämiseen Oulun yliopiston ja SSAB:n johdolla

Terästehtaat muuttuvat, kun hiiltä polttavat masuunit korvataan sähköllä toimivilla valokaariuuneilla. Uudessa projektissa muuttuvia tehdasprosesseja mallinnetaan ja yhdistetään erikoislujien terästen vaatimuksiin. Tarkat tehdassimulaatiot ja virtuaalinen konepaja tehostavat tuotekehitystä. Kuva: Mikko Törmänen / Oulun yliopisto

Uusi tutkimusprojekti kehittää erikoislujia, vähähiilidioksidisia teräslaatuja ja uudistaa teräs­tuotantoa kestävän kehityksen mukaiseksi tuotanto­­järjestelmäksi. Käänteissuunnittelussa erikois­terästen valmistusketju mallinnetaan lopputuotteista, kuten laivoista, nostureista ja metsäkoneista, takaisin terästehtaaseen.

Uusi RIS4E-projekti (Revolutionary and Intelligent Steel Solutions for Sustainable Environment) valittiin 13.5.2026 osaksi Business Finlandin rahoittamaa ja SSAB:n johtamaa veturiohjelmaa, joka kasvattaa merkittävästi tutkimus- ja kehitystoimintaa Suomessa: SSAB:n veturihankkeen kustannusarvio on 50 miljoonaa euroa.

Nyt käynnistyvän kolmivuotisen ­RIS4E-projektin budjetti on 23 miljoonaa euroa. Teollisuuskumppaneina ovat SSAB, ­Indalgo, John Deere Forestry, Kone­cranes, Nome ja Rauma Marine Construction ja tutkimuskumppaneina Oulun yliopisto, LUT‑yliopisto ja Tampereen yliopisto.

Laivojen runkorakenteet, satamien nosturit ja metsäkoneet ovat esimerkkejä laitteista, joissa erikoislujien terästen merkitys on keskeinen. Rakenteiden täytyy kestää suuria kuormia ja vaativia olosuhteita. Esimerkiksi metsäkoneissa puita kurottelevan ja sahaavan puomin on oltava pitkä ja vahva, samalla kun koneen täytyy olla kevyt ja liikkua maastossa ketterästi. Kun rakenteet tehdään lujemmasta teräksestä, materiaalia tarvitaan vähemmän, laitteet kevenevät ja energiankulutus pienenee.

Terästeollisuus on tulossa murrokseen, kun hiiltä polttavat masuunit korvataan valokaariuuneilla, jotka toimivat sähköllä. Muutos ei rajaudu vain energianlähteeseen, vaan samalla muuttuu koko teräksen valmistusprosessi. RIS4E-projekti tukee murrosta kehittämällä tehdas- ja valmistussimulaatioita sekä käänteissuunnittelua, jossa erikoisterästen valmistusketju mallinnetaan lopputuotteesta takaisin terästehtaalle. ­Valmistusketjun eri vaiheet mallinnetaan ja simuloidaan, jotta tuotekehitystä voidaan nopeuttaa ja tarkentaa.

Kehitystyön taustalla ovat edistyneet matemaattiset ratkaisut ja prosessisimulaatiot.  ”Simulaatioiden käyttöä on laajennettu onnistuneesti, ja terästuotantoprosessin eri vaiheista on luotu digitaalisia kaksosia eli erittäin tarkkoja virtuaalisia kopioita”, kertoo RIS4E‑projektia vetävä Oulun yliopiston professori Jukka Kömi. 

Projektin suunnittelulogiikka poikkeaa perinteisestä etenemisestä ja etenee lopusta alkuun päin. Lähtökohdaksi otetaan lopputuotteen vaatimukset, kuten teräksen lujuus, sitkeys, hitsattavuus ja pinnanlaatu. ­Niiden pohjalta mallinnetaan, millainen tehtaan valmistusketju tuottaa halutun lopputuloksen. ”Viemme tietoa loppukäytöstä ja jopa jälkikierrätyksestä takaisin teräksen valmistusvaiheisiin”, Kömi kuvaa.

”RIS4E-projekti on olennainen osa ­SSAB:n Sustainable World Through Steels -missiota ja veturihanketta. Tulevaisuudessa  toimintaa muuttavat sekä uusien prosessien käyttöönotto että teräksen raaka-ainepohjan muutos. Tavoitteena on käyttää yhä enemmän kierrätysterästä rautamalmin sijaan. Projektissa mallinnamme valokaariuunipohjaiseen teräksenvalmistukseen perustuvia muuttuvia tehdasprosesseja ja yhdistämme niihin erikoisterästen laatuvaatimukset”, kertoo Oulun yliopiston työelämäprofessori Pasi Suikkanen, joka toimii myös SSAB Europen tuotekehityspäällikkönä ja yhtenä RISE-projektin suunnittelijoista.

Projektin ratkaisuja tarvitaan myös hitsaavassa konepajateollisuudessa. Erikoislujien terästen hitsattavuus on merkittävä haaste, sillä kuumennus voi muuttaa teräksen mikrorakennetta ja ominaisuuksia. Hankkeessa rakennetaan tähän virtuaalinen konepaja, jossa hitsausta voidaan optimoida. ”Tarkkojen simulaatioiden avulla voidaan kokeilla vaihtoehtoja ilman hitaita prosessikokeiluja yrityksen ja erehdyksen kautta”, Kömi sanoo. Tavoitteena on vahvojen ja kevyiden teräsrakenteiden tehokkaampi valmistus ja tuotannon automaation kehittäminen.

Oulun yliopisto

on monitieteinen, kansainvälisesti toimiva tiedeyliopisto. Oulun yliopisto tuottaa uutta tietoa ja ratkaisuja kestävämmän tulevaisuuden rakentamiseksi sekä kouluttaa osaajia muuttuvaan maailmaan. Tärkeimmissä yliopistovertailuissa Oulun yliopisto sijoittuu kolmen prosentin kärkeen maailman yliopistojen joukossa. ­Yliopistolaisia Oulussa on noin 19 000.