Kylteknik kan lyfta svensk stålindustri

En nygammal teknik för att kyla stål sparar energi, höjer kvaliteten och minskar användningen av miljöfarliga legeringar. På lite sikt kan metoden få mycket stor betydelse för svensk stålindustri. Det visar ett nyligen avslutat forskningsprojekt på LiU.

ståltillverkning ovako ABStålrör från Ovako. I kylanläggningen ska rören snabbt kylas ner flera hundra grader. Bild: Ebba Persson

Styrning av känd teknik

Den så kallade impinging jet-tekniken innebär att flera friströmmande luft- eller vattenstrålar med hög hastighet tillförs vinkelrätt mot en varm kropp och finns beskriven i litteratur från 1950-talet. Det nya är att forskare från Linköpings universitet med professor Bahram Moshfegh i spetsen utvecklat metoder för att styra och optimera tekniken på ett effektivt sätt.

I forskningsprojektet, som avslutade tidigare under 2018, undersöktes impinging jet-tekniken i produktionen hos två svenska stålproducenter. På Höganäs AB användes tekniken för att kyla ner järnpulver i en tunnelugn; på Ovako AB snabbkyldes stålrör i olika dimensioner.

Resultatet var närmast förbluffande bra. På Höganäs ökade kyleffekten samtidigt som kylningen blev jämnare. Samtidigt ökade produktionen och energiåtgången minskade. Fullt genomförd kan energibesparingen uppgå till 6,6 GWh i minskad naturgasanvändning, alternativt kan kylmetoden användas för att öka utvinningen av restvärme.

bahram moshfegh, energisystemBahram Moshfegh med en slitdel till ett jordbruksredskap, föremål för ett annat forskningsprojekt. Bild: Mikael Sönne

- Det var ett lyckat projekt. Vi hoppas och tror att Höganäs vill använda den här tekniken i framtiden, säger Bahram Moshfegh.

Snabb kylning av rör

På Ovako var utmaningen att snabbt kyla ner rödglödgade stålrör med flera hundra grader och samtidigt göra processen tillräckligt effektiv också för tjockare rör. Dessutom skulle kylningen förändra stålets egenskaper så att tillsatserna av olika legeringar kunde undvikas. Dessa mål uppnåddes nästan helt.

- Vi lyckades faktiskt med något som ingen annan gjort. 90 procent av produkterna kunde kylas ner med alla de här positiva effekterna. De allra grövsta rören blev inte riktigt genomhärdare, men där kan vi utveckla tekniken ytterligare i framtiden, säger Bahram Moshfegh.

I impinging jet-tekniken kan både vatten, luft och olika gaser användas som kylmedel. Så länge luft och vatten används finns inga begränsningar när det gäller råvaran, och tekniken är inte heller dyrare än andra kylmetoder. Ändå handlar det om stora investeringar om och när svenska ståltillverkare kommer att införa tekniken.

- Jag tror att den kommer. Inte minst öppnar den möjligheter att framställa mer kvalificerade stål, vilket gynnar den specialiserade svenska stålindustrin. Branschorganisationen Jernkontoret har visat stort intresse, säger Bahram Moshfegh.

För att nyttiggöra tekniken anslog Vinnova 2017 medel för ett nytt projekt med syfte att skapa en testbädd kring kylning av metaller. I detta projekt kan företag prova tekniken samtidigt som forskarna ökar kunskapen om den praktiska tillämpningen.

försök med ny kylanläggning vid stålproduktionTestrigg för kylning samt rör vid cirka 800 grader och under härdningsprocessen. Bilder från försöken på Ovako AB.

Inte minst öppnar den möjligheter att framställa mer kvalificerade stål, vilket gynnar den specialiserade svenska stålindustrin. 

Bahram Moshfegh om den nygamla kyltekniken impinging jet.

Kontakt

Läs mer