Stål: sivilisasjonens bein — støping av plater, emner og bjelker
Vi støper sollys i former. I går ble koksovnene allerede erstattet med rene buer; i dag forvandler vi flytende "lysstål" til bein for broer, skinner, tårn og verktøy — stille, presist og raskt.
Hvorfor stål (og hvorfor nå)
Stål er fortsatt sivilisasjonens sterkeste poesi per kilo. Problemet var ikke metallet — men røyken. Med ren kraft (3–4 deler) og smart sortering (2 deler) støper og valser vi globalt uten å forurense himmelen.
- Et enormt behov: tårn, skinner, skip, fabrikker, solrammer, vindtårn.
- Elektrifisert prosess: EAF og elektrisk oppvarming gjør verkstedene til nettvennlige naboer.
- Direkte valsing: varmt metall rett inn i maskinen = mindre energi, mindre tid, mindre drama.
Støpegrunnlag (plater, blooms, emner)
Kontinuerlig støping (CCM)
Flytende stål strømmer inn i en vannavkjølt form, det dannes en skorpe, strømmen trekkes og kuttes. Ingen enorme støpeparker, ingen «gjenoppvarmingsmuseer» — bare en jevn strøm av stål.
Plate: 200–250 mm tykk • opptil 2 000 mm bred Bloom: 200–350 mm kvadrat Emne: 100–180 mm kvadratStøpehastighet: plate ~1–2 m/min; emne ~3–6 m/min (avhenger av merke).
Energi og utbytte i støping
- Støpeelektrisitetsforbruk: ~20–40 kWh/t (drift, sekundærkjøling)
- Utbytte fra smelte til støp: ~92–96 % (avskjær, mellomtrakt, start-/sluttstykker)
- Varmeoverføring: direkte til valselinjen 700–1000 °C — 60–90 % mindre oppvarming
Elektrisk oppvarming, ikke flammer (hvorfor det er viktig)
La oss varme opp stål, ikke luft
For plater, blooms og emner bruker vi induksjons og motstands ovner. De overfører energi direkte til metallet; ingenting forsvinner opp i skorsteinen.
- Full oppvarming (kald plate → 1 200 °C): ~0.25–0.35 MWh/t
- Varm overføring (700–900 °C → 1 200 °C): ~0.05–0.15 MWh/t
- Valsegir og assistanse: ~0.08–0.15 MWh/t
Tall inkluderer varmegjenvinning og moderne gir; design for øvre grense, nyt nedre.
Hvorfor verksteder liker mikronett
- Forutsigbare arbeidsykluser → lett å dekke topper med akkumulering.
- Varmegenvinning → prosessdamp til naboer (maling, vaskeri, mat).
- Ingen NOx-brennere → ren luft og færre utslippstillatelser.
Valserlinjer og produkter (hva vi produserer)
Varmvalslinje (HSM) — ruller
Plater blir til ruller for biler, husholdningsapparater, skipsplater og solfølgere.
- Inngang: 200–250 mm plate
- Utgang: 1.2–20 mm bånd
- Linjeelektrisitet: ~0.12–0.25 MWh/t (med varm overføring)
Plate / Steckel — tykke plater
Tykk, brede plater til vindtårn, broer, skipskrogger.
- Utgang: 10–150 mm plate
- Linjeelektrisitet: ~0.10–0.20 MWh/t (varm overføring)
Profiler / stenger — bjelker, skinner, armering, tråd
Emner/blyanter blir til armering, H-bjelker, skinner, trådstenger.
- Linjeelektrisitet: ~0.08–0.18 MWh/t (varm overføring)
- Skinner: retthet <0.3 mm/m
Referanse per tonn (stålkonstruksjoner)
Elektrisitet (uten smelting)
| Operasjon | kWh per tonn | Notater |
|---|---|---|
| Støping og lengdeskjæring | 20–40 | Drivverk, vann |
| Oppvarming (kalde plater) | 250–350 | Induksjon/motstand |
| Oppvarming (varm overføring) | 50–150 | Avhenger av inngangstemperatur |
| Valsing og støttefunksjoner | 80–150 | Motorer, hydraulikk |
Totalt (varmvalsede bånd): ~0.20–0.40 MWh/t. Totalt (kalde plater): ~0.35–0.50 MWh/t.
Utganger (fra smelting til sluttprodukt)
| Trinn | Utgang, % | Kommentar |
|---|---|---|
| EAF utløp → støping | 92–96% | Avskjæringer, mellomtrakt |
| Støping → valsing | 97–99% | Avkappede ender |
| Valsing → produkt | 95–98% | Kantavskjæring, avskjæringer |
Totalt: ~85–92% avhengig av produktsammensetning og varmoverføring. Skrap går tilbake til EAF.
Forhåndsberegnede fabrikk-scenarier
Scenario A — mini fabrikk (lange produkter, skrap→EAF)
Kapasitet 1 Mt/år • emner/blyanter → armering, H‑bjelker, skinner.
| Posisjon | Verdi |
|---|---|
| Gj.sn. gjennomstrømning | ~125 t/tim. (8 000 timmar/år) |
| EAF elektrisitet (smelting) | ~0.50 MWh/t → ~62.5 MW |
| Støping + valsing (varmoverføring) | ~0.15 MWh/t → ~18.8 MW |
| Totalt gj.sn. belastning | ~80–90 MW |
| PV min. (for dagsdekning) | ~410–460 MWp |
| Lager (12 t) | ~0.96–1.08 GWh |
| Avtrykk (område) | ~20–35 ha (cechai + aikštelės) |
PV minimum basert på gj.sn.(MW)×5.14 (5,5 PSH, 85% DC→AC). Vi skalerer for å forsyne naboer.
Scenario B — senter for plateprodukter (DRI(H₂)+EAF + HSM)
Kapasitet 5 Mt/år • plater → ruller/plater, med utstrakt bruk av varmoverføring.
| Posisjon | Verdi |
|---|---|
| Gj.sn. gjennomstrømning | ~625 t/t |
| DRI(H₂)+EAF elektrisitet | ~3.5–4.0 MWh/t → ~2.2–2.5 GW |
| Valsing (varmoverføring) | ~0.20 MWh/t → ~125 MW |
| Totalt gj.sn. belastning | ~2.3–2.6 GW |
| H₂-forbruk | ~250–300 kt/år |
| PV minimum | ~12–13 GWp |
| Lager (12 t) | ~28–31 GWh |
| Fotavtrykk | ~60–120 ha + nærliggende PV-felt |
Elektrolysører utgjør den største delen av kraften. Valsing — en "høflig" sektor.
Produksjonsblandingens "håndtak" (1 Mt/år fabrikk)
| Blanding | Rull | Plate | Profiler/stenger | Gj.sn. strøm (MW) |
|---|---|---|---|---|
| Mye ruller | 60% | 10% | 30% | ~86 |
| Balansert | 40% | 20% | 40% | ~82 |
| Mye langt | 20% | 10% | 70% | ~79 |
Forskjellene skyldes behovet for valsmotorer og oppvarmingsdelen; EAF-belastningen er lik.
Utbytte, kvalitet og null avfall
Skrapjern — en fordel, ikke en ulempe
- Kantavskjær, feil og kapp går direkte tilbake til EAF-bøtten.
- I stedet for å knuse og varme opp, reduseres smelteenergien og tiden fra innlasting til støping.
- Endene på emner/ruller mater en liten støperi for støp og maskinverksemner.
Kvalitetssikring — på en interessant måte
- Lineære målere: tykkelse, profil, flathet.
- "Metallurgi på skinner": spektrometre ved støping; hardhet og kornstørrelse ved viklemaskiner.
- Sporing: hver bjelke og rull har digitalt fødselsbevis.
Fotavtrykk og team (1 Mt/år mini fabrikk)
Areal
- Smelteavdeling + støping: ~8–12 ha (innendørs)
- Valsing og etterbehandling: ~8–15 ha
- Områder og logistikk: ~5–8 ha
- PV-felt (min.): ~2,0–2,5 km² (i nærheten)
Folk og kompetanse
- Operatørteam for hver avdeling (3 skift), sterk automasjonsbase.
- Elektrikere > brennerteknikere (slik er det designet).
- Metallurger, kvalitet, tilsyn og limonadestativ for skolebesøk.
Spørsmål og svar
"Er bjelker og ruller virkelig fra samme smelte?"
Ja — plater for ruller/plate og emner/blanks for profiler/stenger faller fra parallelle støpestrømmer. Samme kjemi, forskjellige former, samme — ingen — røyk.
"Hva med sinkbelegg og belegg?"
Nær. Elektriske glødelinjer, sink/aluminium-bad og rullbeleggslinjer lever i samme mikronett, og nyter overskudds solenergi fra del 3.
"Kan vi lade alt varmt?"
Nesten. Smarte buffere holder strømtemperaturen under valsing; når det må stoppes, fylles gapet med elektrisk oppvarming — uten "ilddrager".
Videre: Aluminium, kobber og sjeldne metaller — kraftårer (del 6). Ledninger, lette legeringer og batterimetaller — nervesystemet for våre bein.