Kris på Surahammars bruk – sen kom el-boomen

2022-06-23 06:00  

För några år sedan hotades bruket av nedläggning. I dag har den ökande efterfrågan på elektroplåt för elbilarnas motorer startat en renässans för 400-årsjubilerande Surahammars bruk, som nu behöver dubbla produktionen, nyanställa och gå över till femskift. 

Stora plåtrullar, så kallade coils, på upp till 20 ton ligger och väntar intill ett ångande vattenbad. Innan kantskärning måste plåten värmas till 80 grader, eftersom stålet är jämförelsevis sprött. 

Det beror på att det ingående råmaterialet innehåller 1,2 till 3,2 procent kisel, och från 0,1 till 1 procent aluminium, beroende på vilken typ av elektroplåt det ska användas till. 

– Dessutom måste stålet vara väldigt rent, med extremt lite föroreningar och restämnen. Kornstorleken i materialet är också viktig, liksom i vilken riktning kristallstrukturerna växt till, säger Karin Haglund, teknikchef på Surahammars bruk.

Råmaterialet levereras i stora stålrullar, coils, som väger upp till 20 ton. Foto: Fredrik Sederholm

Vd Lars Christiansson medger att företaget är en krävande kund för ståltillverkarna. 

– Vårt material är extremt svårt att tillverka, säger han. 

Elektroplåt används i elmotorer

Materialet levereras av två europeiska stålverk inom Tata Steel, den indiska stålkoncern där även Surahammars bruk ingår, och som är en av världens största stålproducenter med verksamhet i 26 länder. Trots storleken – inom Tata Steel är det bara Surahammar som tillverkar elektroplåt.

Stålet går genom en lång bana med inglödgning, upp till 1 100 grader, för att underlätta valsningen. Foto: Frredrik Sederholm

Elektroplåt är stål med särskilda elektromagnetiska egenskaper. Det används främst till statorer och rotorer i elmotorer och generatorer, och de olika kisel- och aluminiumlegeringarna ökar resistiviteten i materialet och minskar effektförlusterna. Att stålet är hel ferritiskt och har extremt låg kolhalt, är viktigt för att uppnå goda magnetiska egenskaper. 

Läs mer: Ny Teknik Insight: Prestandajakt pressar elmotorerna

Men Karin Haglund beskriver det som att de magnetiska egenskaperna och den mekaniska hållfastheten egentligen ”går emot” varandra. 

– Förenklat uttryckt, stora korn ger bra magnetiska egenskaper, och små korn ger hållfasthet. Det är en utmaning att kombinera det på rätt sätt, säger hon.

Karin Haglund, teknikchef, och Lars Christiansson, vd, Surahammars bruk. Foto: Fredrik Sederholm

Detta trots att Surahammars bruk producerat elektroplåt i över 100 år.  

– Traditionellt har vi bara behövt fokusera på de magnetiska egenskaperna, men nu när vi producerar komponenter till applikationer med högre rotationshastighet blir hållfastheten allt viktigare, säger Karin Haglund. 

Företaget var nedläggningshotat – nu ökar produktionen rejält

Bruket, som räknar sina anor från 1622, började valsa elektroplåt redan 1917. Sedan 80-talet har man enbart tillverkat elektroplåt, huvudsakligen för användning inom industrin och i energisektorn. 

Den ekonomiska krisen 2008, och ökad kinesisk konkurrens, ledde till minskad produktion och rentav nedläggningshot. Mellan 2009 och 2015 minskade antalet anställda från 234 till drygt 70 personer. 

Sedan kom den globala elektrifieringsboomen.  

–  Man räknar med en europeisk efterfrågan på över två miljoner ton elektroplåt 2025, upp från 1,3 miljoner ton 2016. Samtidigt bedöms den totala produktionskapaciteten inte alls öka i samma takt, säger Johan Erling, sälj- och marknadschef på Surahammars bruk. 

Läs mer: Här kan Scania tillverka 600 lastbilsmotorer per dag

Brukets produktion beräknas landa runt 45 000 ton i år, upp från cirka 30 000 ton i fjol. 

– Nästa år räknar vi med cirka 60 000 ton, så kurvan är ganska brant, säger Lars Christiansson. 

I dag har bruket 120 anställda, och räknar med att rekrytera ytterligare 40 till 50 personer under de kommande två åren. Detta för att kunna gå från fyrskift till femskift, vilket krävs för den ökande produktionen. 

Därtill planerar man att investera cirka 200 miljoner kronor i kvalitetshöjande åtgärder. 

– Vi tittar även på en eventuell kapacitetsökning. Och i så fall pratar vi om betydligt mer pengar, säger Lars Christiansson. 

Surahammars bruk är en av fyra tillverkare i världen

I dag har man en teknisk kapacitet på 150 000 ton, förutsatt att man enbart producerade grövre elektroplåt (0,5 millimeters tjocklek). Men en växande andel av produktionen utgörs av de tunnare dimensionerna (0,1 till 0,35 millimeter). 

– Vi är en av bara fyra tillverkare i världen som kan valsa så här tunt. Det är två i Japan, en i Tyskalnd, och så vi, säger Lars Christiansson.

Surahammars Bruk valsar plåt ner till 0,1 millimeters tjocklek. Bara fyra tillverkare i världen klarar det, och bruket är ensamma om det i Sverige. Foto: Fredrik Sederholm

Den tunna plåtens mekaniska och magnetiska egenskaper är attraktiva i alla typer av elmotorer. Men elbiltillverkarnas strävan efter ökad räckvidd, är en av de viktigaste faktorerna bakom uppgången för Surahammars ultratunna material. 

– Ju tunnare plåt, desto mindre magnetiska förluster. Och då räcker batterierna längre, sammanfattar Karin Haglund. 

Läs mer: Sportbilstillverkaren Wiesmann tillbaka – med en elbil

Men det handlar också om prestanda. Ett exempel är italienska Marelli, som tillverkar elmotorer åt bland andra Ferrari. 

– Det här är ju motorer som ska leverera både högt vridmoment vid låg fart, och hög effekt vid hög fart. Med vår plåt i motorns rotor och statorkärna uppnår de 30 procent mindre effektförluster och sex procent högre vridmoment, jämfört med ”vanlig” elektroplåt, säger Lars Christiansson.

Plåten finns i fordon från Porsche, Nikola, Motsubishi

Surahammars ultratunna plåt återfinns även i eldrivna lastbilar och bussar från Mitsubishi och Nikola, och i den elektriska sportbilen Porsche Taycan.  

Det är dock inte bara fordonssektorn som vill ha mer av den ultratunna elektroplåten – och det är inte bara där man återfinner de höga rotationshastigheter, som materialet numera måste tåla. Efterfrågan växer även inom produkter som drönare och trådlösa dammsugare. 

– Där snurrar motorerna väldigt snabbt, och måste vara så små och lätta som möjligt. Därför krävs extremt tunn plåt, säger Johan Erling. 

Därtill är industrimotorer, generatorer och transformatorer fortsatt viktiga användningsområden för elektroplåten från Surahammar. 

Plåtbanden hettas upp till 1 100 grader

Trots ”finliret” med materialsammansättning och dimensioner, är produktionen en processindustri där de 1 300 millimeter breda plåtbanden svetsas ihop och kontinuerligt matas in på 250 meter långa sträckor.  

Först går materialet genom en lång bana med inglödgning, där det hettas upp till maximalt 1 100 grader för att underlätta valsningen. Då bildas oxider på ytan, vilka avlägsnas genom blästring och betning i svavelsyra.

Traversförare Haydar Alsahy lastar coils. Surahammars Bruk räknar med att tillverka cirka 60 000 ton elektroplåt nästa år, en fördubbling jämfört med 2021. Foto: Fredrik Sederholm

Därefter valsas plåten till önskad tjocklek. Surahammars Bruk använder ett reversibelt valsverk, det vill säga att materialet kan köras fram och tillbaka i önskat antal ”stick”. Ju fler stick, desto tunnare plåt. 

– Friktionen är A och O, så det är väldigt viktigt att man har rätt emulsion av valsningsolja. Kylningen är också viktig för en god planhetsprofil, så det krävs väldigt avancerade styrsystem för att kontrollera bandets planhet som i sin tur styr den selektiva kylningen av arbetsvalsarna, säger Karin Haglund. 

Läs mer: Volvo om nya jättepressen: Som när vi gick från trä till stål 

Och det ställs höga krav på tjocklekstoleransen. 

– När vi valsar 0,27 millimeter, har vi i genomsnitt en mikrometers variation i tjocklek på ett band som är flera kilometer långt, säger Karin Haglund. 

Det färdigvalsade bandet går genom 300 meter långa ugnar för slutglödgning. 

– Efter valsningen är stålets kornstruktur helt deformerad, vilket ger dåliga magnetiska egenskaper. Slutglödgningen frigör energin som ”tryckts in” i materialet och skapar en ny struktur enligt egenskaperna i kravspecifikationen, förklarar Karin Haglund. 

Därefter kyls materialet och lackeras. De tunna plåtarna ska stackas på varandra i slutapplikationen, varför det krävs lack emellan. Kontakt mellan plåtlagren skulle öka förlusterna.

William Pettersson och Claes Nilsson i arbete med slittningen. Foto: Fredrik Sederholm

Och lacken läggs på i tjocklekar ner till 0,7 mikrometer, vilket ställer extrema krav på plåtens ytkvalitet. 

– Vi valsar inte bara extremt tunt, utan även extremt jämnt. Det får inte finnas ojämnheter ens på mikrometernivå, som kan sticka upp genom lacken och skapa kontakt, säger Johan Erling. 

När lacken härdats och materialet slutinspekterats, rullas plåtbanden åter ihop till stora coils som ”slittas” till önskad bredd. Slutligen skickas de slittade rullarna till företag runt om i världen, som stansar plåtarna och stackar ihop dem till statorer och rotorer färdiga för leverans till slutkund. 

– Stansningen är också en väldigt komplicerad process, materialet får ju inte deformeras. Men visst vore det bra om det fanns någon stansare i Sverige som kunde sköta det, säger Lars Christiansson. 

400-åriga bruket ägs av Tata Steel 

Surahammars Bruk har egentligen anor från 1500-talet, då det anlades en stångjärnshammare vid Kolbäcksån. Men man firar 400-årsjubileum i år, eftersom det äldsta bevarade dokument som nämner ”Sura Hammare” kan dateras till 1622. 

På 1700-talet utvecklades företaget från smedja till järnbruk, men 1870 började man fokusera på tillverkning av järnvägshjul. Detta var en kärnverksamhet i många år, men bedrivs idag av italienska Lucchini strax intill Surahammars Bruk. 

1891 grundade bruket dotterföretaget Vabis, som 1897 byggde Sveriges första bil i brukets lokaler. 

1916 köptes bruket upp av ASEA, och året efter inleddes produktionen av elektroplåt. 1980 avvecklade bruket sina andra verksamheter och är sedan dess en renodlad elektroplåttillverkare. 

1986 blev SSAB ny ägare till Surahammars Bruk, men 1992 ingick bruket i en joint venture med British Steel som sedan bildade Corus tillsammans med flera holländska ståltillverkare. 2007 köpte Tata Steel upp British Steel inklusive Surahammars Bruk. 

I dag har bruket omkring 120 anställda, och räknar med att rekrytera 40 till 50 personer de närmaste åren. Produktionen ligger runt 45 000 ton elektroplåt på årsbasis 2022, och väntas stiga till 60 000 ton 2023. 

Omsättningen blev cirka 600 miljoner kronor för det brutna räkenskapsåret mars 2021 till mars 2022, upp från cirka 380 miljoner året före.

Tommy Harnesk

Mer om: Stål Elmotor

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt