Stål: Civilisationens skelett — Gjutning av slabs, billets & balkar
Vi häller solljus i former. Gårdagens kolugnar har bytts ut mot rena bågar; idag förvandlar vi flytande lättmetall till skelettet i broar, räls, torn och verktyg — tyst, precist och snabbt.
Varför stål (och varför nu)
Stål är fortfarande civilisationens starkaste poesi per kilogram. Tricket var aldrig metallen — det var röken. Med ren energi (Del 3–4) och smart sortering (Del 2) gjuter och valsar vi i världsskala utan att hosta mot himlen.
- Efterfrågan är enorm: torn, räls, fartyg, fabriker, solramar, vindtorn.
- Elektrifierad process: EAF:er och elektrisk eftervärmning gör valsverken till nätvänliga grannar.
- Direktrullning: varmt metall in i valsverket = mindre energi, mindre tid, mindre drama.
Gjutning 101 (plåtar, blooms, ämnen)
Kontinuerlig gjutning (CCM)
Flytande stål rinner in i vattenkylda formar, ytan fryser, strängen dras och kapas. Inga jättelika tackparker, inga uppvärmningsmuseer — bara en stadig flod av stål.
Plåt: 200–250 mm tjock • upp till 2 000 mm bred Bloom: 200–350 mm kvadratisk Ämne: 100–180 mm kvadratiskGjutningshastighet: plåt ~1–2 m/min; ämne ~3–6 m/min (beroende på kvalitet).
Energi & utbyten vid gjutningsmaskinen
- Gjutningsmaskinens elförbrukning: ~20–40 kWh/t (drivsystem, sekundär kylning)
- Utbyte smält→gjutning: ~92–96% (avkapning, övergång, huvud/svans)
- Varm inmatning: direkt till valsverk vid 700–1000 °C minskar omladdningen med 60–90%
Elektrisk omladdning, inte lågor (varför det är viktigt)
Värm stålet, inte luften
Vi använder induktions och motståndsugnar för plåtar, blooms och billets. De överför energi direkt till metallen; inget går upp i skorstenen.
- Full omladdning (kall plåt → 1 200 °C): ~0,25–0,35 MWh/t
- Varm inmatning (700–900 °C → 1 200 °C): ~0,05–0,15 MWh/t
- Valsdrivningar & hjälpsystem: ~0,08–0,15 MWh/t
Siffrorna inkluderar återvinning och moderna motorsystem; designa för det höga, fira det låga.
Varför valsverk älskar mikronät
- Förutsägbara arbetscykler → enkelt för lagring att täcka toppar.
- Värmeåtervinning → processånga för grannar (färg, tvätt, mat).
- Inga NOx-brännare → renare luft och färre tillstånd.
Valslinjer & produkter (vad vi tillverkar)
Hot Strip Mill (HSM) — spolar
Plåtar blir spolar för bilar, apparater, fartygsplåtsförstadier och solföljare.
- Ingång: 200–250 mm plåt
- Utgång: 1,2–20 mm band
- Linjeeffekt (elektricitet): ~0,12–0,25 MWh/t (med varm inmatning)
Plåt / Steckel — tung plåt
Tjock, bred plåt för vindtorn, broar, fartygsskrov.
- Utgång: 10–150 mm plåt
- Linjeeffekt: ~0,10–0,20 MWh/t (varmladdning)
Sektion / Stång — balkar, räls, armering, tråd
Billets/blooms blir armeringsjärn, H-balkar, räls, trådstång.
- Linjeeffekt: ~0,08–0,18 MWh/t (varmladdning)
- Räls: rakhet <0,3 mm/m
Fuskblad per ton (stålprodukter)
El (utöver smältning)
| Drift | kWh per ton | Anteckningar |
|---|---|---|
| Gjutvals & längdskärning | 20–40 | Drivningar, vatten |
| Eftervärmning (kall plåt) | 250–350 | Induktion/motstånd |
| Eftervärmning (varmladdning) | 50–150 | Beror på ingångstemperatur |
| Valsning & aux | 80–150 | Motorer, hydraulik |
Totalt (varmladdad spole): ~0.20–0.40 MWh/t. Totalt (kall plåt): ~0.35–0.50 MWh/t.
Utbyten (smält → slutprodukt)
| Steg | Utbyte % | Kommentar |
|---|---|---|
| EAF tapp → gjutare | 92–96% | Trim, gjutgods |
| Gjutare → verk | 97–99% | Kapade ändar |
| Verk → produkt | 95–98% | Kanttrim, skrot |
Övergripande: ~85–92% beroende på produktmix och varmladdning. Skrot återförs till EAF.
Förberäknade anläggningsscenarier
Scenario A — Mini‑verk (långa produkter, skrot→EAF)
Kapacitet 1 Mt/år • billets/blooms → armeringsjärn, H‑balkar, räls.
| Artikel | Värde |
|---|---|
| Genomsnittlig genomströmning | ~125 t/h (8,000 h/år) |
| EAF-el (smältning) | ~0.50 MWh/t → ~62.5 MW |
| Gjutare + valsning (varmladdning) | ~0.15 MWh/t → ~18.8 MW |
| Total genomsnittlig belastning | ~80–90 MW |
| PV min (för att täcka dagligt) | ~410–460 MWp |
| Lagring (12 h) | ~0.96–1.08 GWh |
| Fotavtryck | ~20–35 ha (verkstäder + gårdar) |
PV min dimensionerad efter Genomsnitt(MW)×5.14 (5.5 PSH, 85% DC→AC). Vi överdimensionerar för att driva grannar.
Scenario B — Nav för platta produkter (DRI(H₂)+EAF + HSM)
Kapacitet 5 Mt/år • slabs → coils/plåt med omfattande varm laddning.
| Artikel | Värde |
|---|---|
| Genomsnittlig genomströmning | ~625 t/h |
| DRI(H₂)+EAF el | ~3.5–4.0 MWh/t → ~2.2–2.5 GW |
| Rullande (varm laddning) | ~0.20 MWh/t → ~125 MW |
| Total genomsnittlig belastning | ~2.3–2.6 GW |
| H₂-förbrukning | ~250–300 kt/år |
| PV min | ~12–13 GWp |
| Lagring (12 h) | ~28–31 GWh |
| Fotavtryck | ~60–120 ha + PV-fält i närheten |
Elektrolyser dominerar kraften. Valsning är den artiga delen.
Produktmixväljare (1 Mt/år anläggning)
| Blanda | Spole | Platta | Sektioner/Stång | Genomsnittlig el (MW) |
|---|---|---|---|---|
| Spol-tung | 60% | 10% | 30% | ~86 |
| Balanserad | 40% | 20% | 40% | ~82 |
| Lång-tung | 20% | 10% | 70% | ~79 |
Skillnader kommer från valsmotorbehov och återuppvärmningsandelar; EAF-belastning är liknande.
Avkastning, kvalitet & noll-avfallsloopar
Skrot är en funktion, inte ett fel
- Kanttrim, kross och avskärningar går direkt till EAF-hinken.
- På plats krossning & förvärmning minskar smältenergi och tapp-till-tapp tid.
- Billet-/spoländar matar en liten gjuteri för gjutgods och maskinverkstadsråmaterial.
QA på ett roligt sätt
- Inline-mätare: tjocklek, profil, planhet.
- Metallurgi på räls: spektrometrar vid gjutare; hårdhet och kornstorlek vid avspolning.
- Spårbarhet: varje balk och spole har ett digitalt födelsebevis.
Ytavtryck & bemanning (1 Mt/år mini-valsverk)
Område
- Smältverk + gjutare: ~8–12 ha (inomhus)
- Valsning & efterbehandling: ~8–15 ha
- Ytor & logistik: ~5–8 ha
- PV-fält (min): ~2,0–2,5 km² (i närheten)
Personer & kompetenser
- Driftteam per avdelning (3 skift), stark automatiseringsryggrad.
- Elektriker > brännartekniker (av design).
- Metallurger, kvalitet, underhåll och en lemonadstånd för skolbesök.
Frågor & svar
”Kommer balkar och spolar verkligen från samma smältning?”
Ja — slabbar för spole/plåt och billets/blooms för sektioner/stång faller från parallella gjutsträngar. Samma kemi, olika former, samma rökfria miljö.
”Hur är det med galvanisering och beläggning?”
Grannlokal. Elektriska glödgningslinjer, zink/aluminium-bad och spolkappare finns på samma mikronät och dricker överskottsenergi från solpaneler i Del 3.
”Kan vi snabbladda allt?”
Nästan. Smarta buffertar håller trådtemperaturen hög in i valsverket; när vi måste pausa fyller elektrisk eftervärmning gapet utan att elda drakar.
Nästa upp: Aluminium, koppar & sällsynta metaller — kraftådror (Del 6). Trådar, lätta legeringar och batterimetaller — vårt skeletts nervsystem.