ELROS-projektet: Swerim och Kanthals satsning på hållbart stål

I takt med att stålindustrin söker innovativa sätt att minska koldioxidutsläppen, har Kanthal och metallforskningsinstitutet Swerim samarbetat inom ELROS-projektet för att ta sig an utmaningen att elektrifiera omvärmningsprocesser för stål. Tillsammans med ABB, Alleima, Outokumpu, SSAB och Jernkontoret, har projektet fokuserat på att ersätta fossildrivna ugnar med elektriska alternativ. Genom att kombinera induktionsvärme och elektrisk motståndsvärme uppnådde projektet de höga temperaturer som krävs för ståltillverkning, samtidigt som koldioxidutsläppen minskade avsevärt.

Thomas Helander från Kanthal och Stefan Marth från Swerim diskuterar sina bidrag till projektet, vilket innefattar avancerade tekniska aspekter av simuleringar, ugnskonverteringar och pilotförsök. Deras arbete visar Kanthal och Swerims stora engagemang för att tillhandahålla skalbara lösningar för att göra stålindustrin fossilfri.

Projektet testade tre metoder: induktionsvärme, resistiv värme och en kombination av båda. Enligt Stefan Marth gav den kombinerade metoden mest lovande resultat, vilket balanserade snabbhet med precision och minskade tiden som behövdes för att nå måltemperaturen med ungefär en tredjedel jämfört med enbart resistiv värme.

Praktisk implementering och hantering av utmaningar utfördes i Swerims anläggning i Luleå, där en befintlig gasdriven ugn konverterades till elektrisk uppvärmning. Thomas Helander påpekar att övergången innebar flera utmaningar, särskilt i att bibehålla den nödvändiga energitätheten inom den befintliga ugnens storlek.

– Vårt mål var att elektrifiera ugnarna och samtidigt uppnå de höga temperaturer – upp till 1 350°C – som krävs för stålproduktion, berättar Thomas Helander. Projektet visade att det är möjligt att göra detta med vår elektriska värmningsteknologi.

– Pilotförsöken i vår anläggning i Luleå liknade verkliga industriella förhållanden, förklarar Stefan Marth. Det gör att övergången till fullskalig industriell implementering borde vara enkel eftersom vi testade dimensioner och uppsättningar liknande verkliga produktionsmiljöer.

Industrins respons och framtida potential har varit positiv, och framgången med testprojektet har stärkt förtroendet bland branschaktörer för elektrisk uppvärmning som ett genomförbart alternativ till gasdrivna ugnar. Både Kanthal och Swerim är optimistiska om teknikens skalbarhet, vilket innebär att stålproducenter inom de närmaste åren kan börja använda teknologin i industriell skala.

Projektet ELROS (Elektrisk återvärmning av ämnen) har varit finansierat av Vinnova, Formas och Energimyndigheten inom det Strategiska innovationsprogrammet Metalliska material.

Projektet har pågått i 3 år och avslutades sommaren 2024. Deltagande företag har varit: Swerim (Kordinator), Kanthal, ABB, Alleima, Outokumpu, SSAB och Jernkontoret.

Kontakt: Stefan Marth, stefan.marth@swerim.se

Bilder:

• ELROS_1: Elektrifierad ugn med värmeelement Kanthal Super 1700 monterade i taket under ELROS-testkampanjen. Foto: Swerim
• ELROS_2: Uppvärmd ämnesplåt med termoelement borttagna från elektrifierad ugn vid Swerims pilotanläggning i Luleå. Foto: Swerim
• ELROS_3: Forskare från Swerim under försök med induktionsuppvärmning. Foto: Swerim
• Thomas Helander, R&D expert, Kanthal Foto: Kanthal
• Stefan Marth, Forskare och gruppchef - Värmning och bearbetningsteknik, Swerim