ScanArc Plasma Technologies ligger bakom en nyutvecklad metod för tillverkning av råjärn (tackjärn). Metoden – som kallas IronArc – är baserad på plasmateknologi och ger ungefär hälften så stora utsläpp av koldioxid som den traditionella masugnsprocessen.

”Här i Hofors utvecklar vi spetsteknik inom högtemperaturprocesser och i praktiken innebär detta att vi arbetar med plasma. Plasma är inget ämne utan ett tillstånd som uppstår då en gas värms tillräckligt mycket. Elektronerna separeras från atomkärnorna och under de senaste 30 åren har vi vidareutvecklat plasmatekniken.

Plasma är ett tillstånd som uppstår då en gas värms tillräckligt mycket.

Plasma är ett tillstånd som uppstår då en gas värms tillräckligt mycket.

Vi kan exempelvis återvinna metaller och energi ur avfall, exempelvis stoft från metallurgiska processer”, berättar Maria Swartling, som är en av forskarna vid ScanArc.

”Det senaste från oss är att använda plasmateknik vid framställning av järn. Detta vi tror mycket på och ser fördelar ur klimatsynpunkt med den nya metoden”, fortsätter Maria.

Miljönytta från plasmageneratorer

En plasmagenerator är en utrustning som överför elektrisk energi till värmeenergi som bärs av en mycket het gas. Gasen hettas upp av en ljusbåge och i plasmageneratorn kan i stort sett alla gaser upphettas till att övergå till plasma. I plasmageneratorn överförs 85 – 90 procent av elenergin till värmeenergi och plasman kan användas för olika typer av reaktioner. Ett exempel är smältning och reduktion av zinkoxid i stoft som bildas vi tillverkning av stål.

”Andra exempel där plasmateknologin gör miljönytta är destruktion av ozonnedbrytande ämnen, fullständig nedbrytning av organiska ämnen i processgaser, återvinning av metaller i stoft som samlas upp i stoftfilter, samt återvinning av metaller från flygaska som bildas vid förbränning av avfall”, förklarar Maria Swartling.

Hög energieffektivitet

I samarbete med stålkoncernen Ovako har ScanArc utvecklat en ny järnframställningsmetod med mycket hög energieffektivitet. Metoden utgörs av en process som sker i två steg (se figuren). I det första steget smälts råvaran som består av järnoxid (Fe2O3), och i det följande steget sker reduktionen av järnoxiden till järn. Energieffektiviteten uppnås genom en kombination av värmeenergitillförsel via plasmageneratorer (PG) och intern förbränning av processgaser i ett nyutvecklat reaktorkoncept.

ScanArcs järnframställningsmetod har mycket hög energieffektivitet.

ScanArcs järnframställningsmetod har mycket hög energieffektivitet.

”Sedan många år är masugnsprocessen helt dominerande för framställning av tackjärn, men vi anser att IronArc har förutsättningar att bli ett konkurrenskraftigt alternativ” säger Maria. ”De miljöfördelar som plasmatekniken ger är minskad energiförbrukning och halverade koldioxidutsläpp, men också att det inte behövs något koksverk och sinterverk. Vid tillverkning i masugn är det framförallt koksverken som ger betydande miljöpåverkan”, avslutar Maria Swartling.

Då järnoxidråvaran direktsmälts i processens första steg är råvarans fysikaliska egenskaper under värmning och reduktion utan betydelse. Detta öppnar för möjligheten att återvinna även andra metaller ur stålverkens sekundärprodukter. Här kan det uppstå betydande miljöfördelar eftersom ökad återvinning av sekundärprodukter innebär minskat behov av jungfruliga råvaror.

IronArc har verifierats i pilotskala i ScanArc Plasma Technologies anläggning i Hofors. Nästa planerade steg i utvecklingsarbetet är en demonstrationsanläggning för produktion av 40 000 ton järn per år. Demonstrationsanläggningen är i första hand avsedd att förädla sekundärprodukter som glödskal och slipstoft till ny järnråvara, men kommer även att användas för att testa järnutvinning från olika malmer.

”Detta är ett efterlängtat teknikgenombrott. Ett välkommet bevis på att svensk stålindustri behåller positionen i frontlinjen, med ständigt optimerad processteknik, högt avancerade produkter och specialiserade tjänster”, konstaterar Bo-Erik Pers, VD för branschorganisationen Jernkontoret.

Artikeln publicerades i april 2013