SSAB: Fossilfritt gör tillverkningen av järnsvamp billigare

Inom Hybritprojektet strävar bolagen SSAB, LKAB och Vattenfall mot att ställa om den svenska stålindustrin till fossilfri produktion. Planen är att vätgas, tillverkad genom elektrolys av vatten och förnybar el, ska reducera järnmalmen så att den delas upp i järn och syre i en process som kallas direktreduktion. 

Avsikten är att masugnarna, som använder kol och koks, ska kunna avvecklas. Då blir stålindustrin på ett bräde av med merparten av sina koldioxidutsläpp. 

Nu meddelar Hybritbolagen att den järnsvamp som har producerats genom direktreduktion med vätgas har överlägsna egenskaper. Enligt bolagen är järnsvampen som har tillverkats i pilotanläggningen i Luleå högmetalliserad och har bättre mekaniska egenskaper jämfört med motsvarande produkt som framställs med hjälp av naturgas. Dessutom ska den vätgasreducerade järnsvampen stå väl emot kvalitetsförsämringar över tid. 

Resultatet väntas innebära att den fossilfria ståltillverkningen blir billigare och enklare. Men kvaliteten i slutprodukten, själva stålet, bedöms inte påverkas.

Bolagens gemensamma bolag Hybrit Development har lämnat in flera patentansökningar till det europeiska patentverket om den fossilfria järnsvampstillverkningen.

– Vi är jättestolta. Våra resultat visar att järnsvampen är stabil, den reagerar inte med luft, vilket gör att vi inte behöver brikettera den i framtiden, säger Martin Pei, teknikchef på SSAB, till Ny Teknik.

100 miljoner ton stål tillverkas

Direktreduktion av järnmalm är en vedertagen metod sedan flera år tillbaka. Omkring 100 miljoner ton stål tillverkas varje år i världen på det sättet. 

Men då är det naturgas, inte vätgas, som har varit reduktionsmedlet. Naturgas reformeras till vätgas och kolmonoxid och båda gaserna reagerar med järnmalmen. Kolmonoxiden ger också ifrån sig värme, vilket underlättar processen.

En svårighet med direktreduktion är att järnsvampen blir mycket instabil och kan självantända. En lösning är att minska ytorna genom att bilda briketter. På så sätt hämmas reaktiviteten.

Om Hybritbolagen nu slipper steget att omforma järnsvampskulorna till briketter blir naturligtvis hanteringen enklare. 

– Briketteringssteget kostar pengar. Och när vi använder järnsvampen i en ljusbågsugn kostar det mer att smälta briketter än järnsvamp i kulor, säger Martin Pei.

Så ni sparar pengar i två steg?

– Ja. 

Men hur mycket mer kosteffektiv tillverkningsprocessen nu blir vill varken Martin Pei eller vd Martin Lindqvist svara på. 

– Men det blir mer kosteffektivt, och det handlar inte om ören, säger Martin Lindqvist till Ny Teknik.

Exakt hur det kan komma sig att järnsvampen blir bättre med vätgas än med naturgas är bolaget också fåordigt om. 

– Det beror på närvaron av kol. Naturgas består av metan som reformeras till vätgas och kolmonoxid, så det blir en blandning som går in i reduktionsprocessen. Och den blandningen beter sig annorlunda, säger Martin Pei.

Kolet brukar anses underlätta reduktionsprocessen eftersom det tillför värme. I vätgasreduktion måste vätgasen värmas upp på något sätt. 

Varför är kolet ett problem i reduktionsprocessen?

– Vår forskning visar att utan kolet kan vi finjustera processen så att den blir bättre. Så totalt sett blir det bättre även om vi behöver tillföra värme, säger Martin Pei.

”Bra forskningsresultat”

Under onsdagen arrangerade SSAB ihop med den sydkoreanska ståljätten Posco en konferens om ståltillverkning och vätgas. Där poängterade Martin Pei att de patent som bolaget nu har ansökt om kommer att vara tillgängliga även för andra tillverkare, så att den globala omställningen till fossilfri tillverkning ska gå fortare.

Men det kommer inte att bli gratis. Hugade tillverkare kommer att få betala någon form av licenspeng för att använda metoden.

– Vi har investerat en hel del i det här. Det är väldigt bra forskningsresultat, säger Martin Lindqvist.