Artboard 1Artboard 1Checkmarkclose-chubbyCombined ShapeexpandExternal-LinkUntitled-3gridlkab-breadcrumb-startinfoUntitled-1listplay-linkplay-sololkab-printikon-sök-lkabTwitterYouTube

Samarbete för tekniksprång inom svensk ståltillverkning

illustration av process
Processen från järnmalmspellets till råstål.

Bygget av en världsunik pilotanläggning för utveckling av fossilfritt stål har startat. I pilotverket ska en ny process för järnsvampstillverkning testas. Här ska vätgas användas istället för naturgas.
– En kraftig modifiering av en process är alltid bäst att först testa i liten skala, säger Magnus Tottie, forskningsspecialist på LKAB.

LKAB, SSAB och Vattenfall bildar ett joint venture under namnet HYBRIT Development AB och ska med specialistkunskaper inom respektive område utveckla framtidens produktion av stål. Initiativet kan minska Sveriges totala koldioxidutsläpp med tio procent och Finlands med sju procent. Det har beskrivits som avgörande för att Sverige ska kunna möta målen i Parisavtalet. HYBRIT är en viktig drivkraft för LKAB som ansvarar för flera steg i programmet.
– Vi utvecklar vår egen pelletsprocess, men även järnsvampsprocessen eftersom vi har lärt oss mycket under de 50 år vi har sålt pellets till kunder som tillverkar järnsvamp. När det gäller pilotdelen har vi dels mycket erfarenhet av diskussioner med kunderna, dels en vältrimmad organisation eftersom vi har haft experimentmasugnen i Luleå i 20 år. Även i den har försök gjorts för att minska CO2-utsläppen genom åren, säger Magnus Tottie.

Magnetit ger miljöförsprång

LKAB:s järnmalm består till stor del av magnetit och ger redan ett stort miljöförsprång mot konkurrenterna. Stål framställd av 100 procent LKAB-pellets resulterar i 14 procent mindre CO2-utsläpp, jämfört med stål tillverkad vid ett genomsnittligt sinterbaserat europeiskt stålverk. En av orsakerna är att det krävs mindre energi att göra pellets från magnetit än från hematit.
Pelletsprocessen kräver idag mycket energi, samtidigt som stora mängder värme skapas när magnetiten oxiderar till hematit. Ett mål är att klara sig med magnetitvärmen.
– Vi har en vision att få ner den totala bränsleförbrukningen i pelletsverket så långt som det är möjligt och på sikt inte bara bli fossilfria utan även helt CO2-fria. Vi jobbar nu på utredningsnivå med biobränsle, med eluppvärmning och med att injicera syrgas under uppvärmningen, säger Magnus Tottie.

Systemövergripande utmaningar

LKAB släpper ut ungefär 700 kiloton CO2 per år och SSAB mer än fem miljoner ton. Idag används kol och koks för att reducera järnmalm till järn. En av idéerna i HYBRIT är att istället använda vätgas som har producerats av el från svenska fossilfria källor. Restprodukten blir då vanligt vatten.
– De största utmaningarna är egentligen systemövergripande, att få hela kedjan att gå ihop. Där är kolets roll den absolut största nöten att knäcka. Kolet behövs till viss del i slutprodukten men hur lite kol kan man klara sig med? Frågan är också när man ska tillsätta det på mest effektiva sätt, säger han.

HYBRIT som program fokuserar på de affärsmässigt bästa lösningarna för LKAB, SSAB och Vattenfall.
– Processen kommer att fungera med vår gamla produkt. När processen fungerar får vi se om det finns anledning att modifiera produkten, säger Magnus Tottie.

HYBRIT äger tekniken som utvecklas med hjälp av en gedigen och hela tiden växande erfarenhets- och kunskapsbank. Bolaget kommer att arbeta för att sprida kunskapen till resten av världen med förhoppningen att minska CO2-utsläppen globalt.
– Förutsättningar i Sverige är goda för att lyckas eftersom vi har fossilfri elkraft, en högvärdig järnmalm och ett stålföretag med nischprodukter, säger Magnus Tottie.

HYBRIT är indelat i tre faser

  • En förstudie där alla förutsättningar kartläggs, 2016–2017.
  • Försök i en pilotstudie, 2018–2024.
  • Försök i demonstrationsanläggning, 2025–2035.

Pilotstudiefasen

Pilotstudier av direktreduktion av järnmalmspellets med vätgas och efterföljande nedsmältning i ljusbågsugn för stålproduktion. Studierna syftar till att utveckla ett koncept där ren vätgas utgör reduktionsmedlet vid produktion av järnsvamp från järnmalmspellets. Det är kärnan i HYBRIT och den fas som kräver mest forskning och utveckling.

Pilotstudier av fossilfri pelletsvärmning omfattar utveckling av fossilfri värmningsteknik för sintring av järnmalmspellets. Studierna syftar dels till att minska utsläppen i befintliga pelletsverk, och även till att ta fram en ny pelletiseringsprocess.