Stål: civilisationens ben — gjutning av plåtar, ämnen och balkar
Vi gjuter solljus i formar. Igår ersattes kolugnar med rena bågar; idag förvandlar vi flytande "ljusmetall" till ben för broar, räls, torn och verktyg — tyst, exakt och snabbt.
Varför stål (och varför nu)
Stål är fortfarande civilisationens starkaste poesi per kilo. Problemet var inte metallen — utan röken. Med ren kraft (3–4 delar) och smart sortering (2 delar) gjuter och valsar vi globalt utan att skövla himlen.
- Efterfrågan är enorm: torn, räls, fartyg, fabriker, solpanelramar, vindkraftstorn.
- Elektrifierad process: EAF och elektrisk uppvärmning gör verkstäder till nätvänliga grannar.
- Direktvalsning: varmt metall direkt till maskinen = mindre energi, mindre tid, mindre drama.
Gjutningsgrunder (plåtar, blooms, ämnen)
Kontinuerlig gjutning (CCM)
Flytande stål rinner in i en vattenkyld form, en skorpa bildas, flödet dras och skärs. Inga enorma gjutparker, inga "återuppvärmningsmuseer" — bara en jämn flod av stål.
Plåt: 200–250 mm tjock • upp till 2 000 mm bred Bloom: 200–350 mm kvadrat Ämne: 100–180 mm kvadratGjutningshastighet: plåt ~1–2 m/min; ämne ~3–6 m/min (beroende på kvalitet).
Energi och utbyten i gjutning
- Gjutnings elförbrukning: ~20–40 kWh/t (drivning, sekundär kylning)
- Utbyte från smälta till gjutgods: ~92–96% (avskärningar, mellantratt, initiala/slutliga delar)
- Het överföring: direkt till valsverket 700–1000 °C — 60–90% mindre uppvärmning
Elektrisk uppvärmning, inte låga (varför det är viktigt)
Låt oss värma stålet, inte luften
För plåtar, blooms och billets använder vi induktions och resistans ugnar. De överför energi direkt till metallen; inget flyger ut i skorstenen.
- Full uppvärmning (kall plåt → 1 200 °C): ~0.25–0.35 MWh/t
- Varmöverföring (700–900 °C → 1 200 °C): ~0.05–0.15 MWh/t
- Valsdrivningar och hjälp: ~0.08–0.15 MWh/t
Siffrorna inkluderar värmeåtervinning och moderna drivsystem; designa efter övre gräns, njut av den nedre.
Varför verkstäder gillar mikronät
- Förutsedda arbetscykler → lätt att täcka toppar med ackumulering.
- Värmeåtervinning → processånga till grannar (målning, tvätt, mat).
- Inga NOx-brännare → renare luft och färre tillstånd.
Valsningslinjer och produkter (vad vi tillverkar)
Varmvalsningslinje (HSM) — spolar
Plåtar rullas till spolar för bilar, hushållsapparater, fartygsplåtar och solföljare.
- Ingång: 200–250 mm plåt
- Utgång: 1.2–20 mm band
- Linjeelektricitet: ~0.12–0.25 MWh/t (med varmöverföring)
Plåt / Steckel — tjocka plåtar
Tjocka, breda plåtar för vindkraftstorn, broar, fartygsskrov.
- Utgång: 10–150 mm plåt
- Linjeelektricitet: ~0.10–0.20 MWh/t (varmöverföring)
Profiler / stänger — balkar, skenor, armering, tråd
Råämnen/billets blir armering, H-balkar, skenor, trådstång.
- Linjeel: ~0.08–0.18 MWh/t (varmöverföring)
- Skenor: rakhet <0.3 mm/m
Minnesvärde per ton (ståltillverkning)
El (utan smältning)
| Operation | kWh per ton | Anteckningar |
|---|---|---|
| Gjutning och längdskärning | 20–40 | Drivsystem, vatten |
| Förvärmning (kallplåt) | 250–350 | Induktion/motstånd |
| Förvärmning (varmöverföring) | 50–150 | Beror på ingångstemperatur |
| Valsning och hjälpsystem | 80–150 | Motorer, hydraulik |
Totalt (varmvalsad spole): ~0.20–0.40 MWh/t. Totalt (kallplåt): ~0.35–0.50 MWh/t.
Utgångar (från smältning till slutprodukt)
| Steg | Utgång, % | Kommentar |
|---|---|---|
| EAF-utsläpp → gjutning | 92–96% | Skärningar, mellanliggande tratt |
| Gjutning → valsning | 97–99% | Avkapade ändar |
| Valsning → produkt | 95–98% | Kantskärning, avslag |
Totalt: ~85–92% beroende på produktmix och varmöverföring. Skrotet återgår till EAF.
Föruträknade fabriks-scenarier
Scenario A — mini fabrik (långa produkter, skrot→EAF)
Kapacitet 1 Mt/år • ämnen/blommor → armering, H-balkar, räls.
| Position | Värde |
|---|---|
| Genomsnittlig genomströmning | ~125 t/tim. (8 000 tim./år) |
| EAF-el (smältning) | ~0.50 MWh/t → ~62.5 MW |
| Gjutning + valsning (varmöverföring) | ~0.15 MWh/t → ~18.8 MW |
| Totalt genomsnittlig belastning | ~80–90 MW |
| PV min. (för dagsbehov) | ~410–460 MWp |
| Lager (12 tim) | ~0.96–1.08 GWh |
| Fotavtryck (yta) | ~20–35 ha (cechai + aikštelės) |
PV-minimum enligt genomsnitt (MW)×5.14 (5,5 PSH, 85% DC→AC). Vi ökar för att försörja grannarna.
Scenario B — centrum för plåtprodukter (DRI(H₂)+EAF + HSM)
Kapacitet 5 Mt/år • plåtar → rullar/plåtar, med omfattande användning av varmöverföring.
| Position | Värde |
|---|---|
| Genomsnittlig genomströmning | ~625 t/tim |
| DRI(H₂)+EAF el | ~3.5–4.0 MWh/t → ~2.2–2.5 GW |
| Valsning (varmöverföring) | ~0.20 MWh/t → ~125 MW |
| Totalt genomsnittlig belastning | ~2.3–2.6 GW |
| H₂ förbrukning | ~250–300 kt/år |
| PV min | ~12–13 GWp |
| Lager (12 tim) | ~28–31 GWh |
| Fotavtryck | ~60–120 ha + närliggande PV-fält |
Elektrolyser utgör den största delen av effekten. Valsning är ett "artigt" segment.
Produktionsblandningens "handtag" (1 Mt/år fabrik)
| Blandning | Rulle | Plåt | Profiler/stänger | Medel. el (MW) |
|---|---|---|---|---|
| Många rullar | 60% | 10% | 30% | ~86 |
| Balanserad | 40% | 20% | 40% | ~82 |
| Många långa | 20% | 10% | 70% | ~79 |
Skillnader uppstår från behovet av valsmotorer och uppvärmningsdel; EAF-belastning är liknande.
Utbyte, kvalitet och noll avfall
Skrot – en fördel, inte en nackdel
- Kantavskärningar, skrot och avkap går direkt tillbaka till EAF-hinken.
- Genom att krossa och förvärma på plats minskar smältenergin och tiden från laddning till gjutning.
- Ändarna på ämnen/rullar matar en liten gjuteriugn för gjutgods och maskinämnen.
Kvalitetssäkring – på ett intressant sätt
- Linjära mätare: tjocklek, profil, planhet.
- "Metallurgi på räls": spektrometrar vid gjutningen; hårdhet och kornstorlek vid upprullningsmaskinerna.
- Spårbarhet: varje balk och rulle har ett digitalt födelsebevis.
Avtryck och team (1 Mt/år liten fabrik)
Yta
- Smältverk + gjutning: ~8–12 ha (slutet)
- Valsning och efterbehandling: ~8–15 ha
- Plats och logistik: ~5–8 ha
- PV-fält (min): ~2,0–2,5 km² (nära)
Människor och kompetenser
- Operatörsteam för varje verkstad (3 skift), stark automationsbas.
- Elektriker > brännarmästare (så är det designat).
- Metallurger, kvalitet, tillsyn och lemonadstånd för skolutflykter.
Frågor och svar
"Är balkar och rullar verkligen från samma smälta?"
Ja – plåtar för rullar/plåtar och ämnen/blanks för profiler/stänger faller från parallella gjutströmmar. Samma kemi, olika former, samma – inga – ångor.
"Och zinkning och beläggning?"
Intill. Elektriska glödgningslinjer, zink/aluminiumbad och rullbeläggningslinjer lever i samma mikronät, sipprande överskotts solenergi från del 3.
"Kan vi ladda allt varmt?"
Nästan. Smarta buffertar håller strömtemperaturen vid valsning; när det behövs ett stopp fylls glappet med elektrisk uppvärmning – utan "eld från drakar".
Fortsättning: Aluminium, koppar och sällsynta metaller – kraftådror (del 6). Ledningar, lätta legeringar och batterimetaller – nervsystemet för våra ben.