Stålindustrin gör mer än stål

Transkript

1 HANDBOK Stålindustrin gör mer än stål Handbok för restprodukter 2012 Denna handbok presenterar de material som produceras parallellt med ståltillverkningen. Svensk stålindustri medverkar till ökad resurseffektivitet genom att på ett marknadsmässigt och miljömedvetet sätt nyttiggöra sina restprodukter. Det är egenskaperna hos den slutliga produkten som är det viktiga, inte materialets ursprung. Alla material ska ha samma förutsättningar i ett givet sammanhang. 1

2

3 Stålindustrin gör mer än stål Handbok för restprodukter 2012

4 Omslagsbilder från vänster: Tömning av ljusbågsugnsslagg. Briketter tillverkas av insamlat järnhaltigt stoft som blandas med cement. De används som ny råvara i masugnsprocessen. Slaggasfalt ljusbågsugnsslagg som ballast i asfalt har både högre slitstyrka och en bullerdämpande effekt. Lager av hyttsten (masugnsslagg). Hyttsten och hyttsand har under flera decennier använts till väg- och anläggningskonstruktioner. Biprodukten Paddex består av luftkyld masugnsslagg och används som lättskött ridbanematerial. Handbokens fotografier: Deltagande företag, Luleå tekniska universitet samt Jernkontorets bildarkiv. Utgivare: Jernkontoret Jernkontorets teknikområde 55, Restprodukter Projektledningsgrupp: Kjell Pålsson, Ovako Hofors AB, Jeanette Stemne, SSAB Merox AB, Lars Johansson, Outokumpu Stainless AB och Eva Blixt, Jernkontoret. Jernkontoret Distribution: Jernkontoret, Box 1721, Stockholm, tfn Utgivningsdatum: Mars 2012 ISBN

5 Sammanfattning Syftet med denna handbok är att tydliggöra den potential som finns i järn- och stålindustrins restprodukter, deras unika egenskaper, användningsområden och producerade mängder. Svensk stålindustri vill medverka till en ökad resurseffektivitet genom att på ett marknadsmässigt och miljömedvetet sätt nyttiggöra material som produceras i samband med ståltillverkningen. Handboken är baserad på av Jernkontoret insamlad statistik för järn- och stålverken för Det är andra gången denna typ av sammanställning görs, och där det är relevant jämförs siffrorna mellan 2008 och Av de drygt två miljoner ton restprodukter som producerades inom svensk stålindustri används i dag drygt åttio procent internt inom stålprocesserna eller säljs på marknaden. Stålföretagen har fullgod kunskap om sina restprodukter vad gäller tekniska och miljöpåverkande egenskaper samt lämpliga användningsområden. Årets handbok lyfter fram användningsområden där olika typer av metallurgiska slagger är särskilt lämpliga. Möjligheterna att bygga mer resurseffektiva konstruktioner med t.ex. slagg än med konventionella ballastmaterial är stora både vad det gäller själva anläggningsförfarandet liksom det fortsatta behovet av drift och underhåll. Stålindustrin säkerställer en ökad användning av branschens biprodukter, har en omfattande återanvändning av material internt i företagen, återvinner t.ex. skrot och metaller i stoft, samt har stadigt minskande deponering. Branschens arbete med sina restprodukter gör svensk stålindustri till en mycket resurseffektiv bransch. 3

6 4

7 Innehållsförteckning 1. Introduktion Stålindustrins metallurgiska slagger Produktion Olika typer av slagger och använda mängder Slagger från stålindustrins samarbetspartners Lämpliga användningsområden för slagger Vägkonstruktion Skyddslager Förstärkningslager Obundet bärlager Slitlager och bundet bärlager (asfalt) Konstruktionsmaterial för deponitäckning Jordförbättringsmedel Övriga användningsområden Övriga restprodukter Glödskal Järnoxid från regenerering av saltsyra (betsyra) Gasreningsstoft och -slam Metallhydroxidslam Järnsulfat Metalliskt stoft och spån från bearbetning Eldfasta material Övrigt Deponerat material Åtgärder för ökad användning Branschgemensam forskning Stålforskningsprogrammet/Konstslagg Stålkretsloppet Vattenrening med metallurgiska slagger Restprodukter och lagstiftning Uppgiftslämnande företag och kontaktpersoner Bilaga 1 Produktionsprocesser och restprodukter Bilaga 2 Stålindustrins slagger, innehåll och tillverkning Masugnsslagg (Hyttsten och Hyttsand) LD-slagg (LD-sten) Ljusbågsugnsslagg AOD-slagg Skänkslagg Avsvavlingsslagg Tunnelugnsslagg Bilaga 3 Slagger från stålindustrins samarbetspartners Bilaga 4 Mängder producerade restprodukter 2010 i ton

8 6

9 1. Introduktion Den svenska järn- och stålindustrin tillverkade knappt fem miljoner ton järn- och stålprodukter Parallellt med dessa produceras restprodukter, t.ex. metallurgiska slagger och glödskal, vars ursprung är stålprocesserna. Under 2010 producerades drygt två miljoner ton restprodukter varav 80 procent sålts som produkter eller använts internt. I handboken presenteras branschens biprodukter, material för återanvändning och återvinning, samt avfall. Handbokens samlingsnamn för detta är restprodukter eller restmaterial. Denna term har ingen legal innebörd utan är ett sätt att sammanfatta allt det som produceras utöver stål. Figur 1 visar produktionen av stålindustrins restprodukter under 2010, grupperade efter innehåll, där de metallurgiska slaggerna står för nästan två tredjedelar av den totala mängden. I Bilaga 3 finns mer detaljerad statistik för samtliga restprodukter. Figur 1 Stålindustrins produktion av restprodukter 2010 (procent av total producerad mängd). Eldfast, 1% Slam (icke oljehaltigt), 7% Oljehaltigt avfall, 1% Övrigt, 6% Restprodukter från koksverk, 6% Glödskal, metallsalter, metallstoft och spån, 6% Gasreningsstoft, 5% Metallurgiska slagger, 68% Statistiken och handboken är baserad på av Jernkontoret insamlade uppgifter från järn- och stålverken för Samtliga uppgiftslämnande företag och kontaktpersoner finns uppräknade i Kapitel 8. Restprodukterna är oftast grupperade efter vilket sorts stål anläggningen producerar: Låglegerat: restprodukter från anläggningar som tillverkar låglegerat stål via malmbaserad tillverkning i masugn och LD-konverter 1 samt skrotbaserad tillverkning i ljusbågsugn. Höglegerat: restprodukter från anläggningar som tillverkar höglegerat respektive rostfritt stål via skrotbaserad tillverkning i ljusbågsugn. Figur 2 visar producerad mängd restprodukter totalt under 2010 och om dessa mängder har använts eller deponerats, externt eller internt. Posten lagerutveckling visar nettoförändringen av lagrat material under året. Av restprodukterna som uppstod i processerna användes 38 procent externt, 42 procent återanvändes internt och 20 procent gick till deponi. 1 LD är en österrikisk process från Linz Donawitz (LD), med behållare och lans för behandling med syrgas. 7

10 Figur 2 Produktion av restprodukter under 2010 (kton) fördelat på användning, lager, och deponerat. kton Produktion Extern användning Intern användning Extern deponi Intern deponi Lagerutveckling Produktion Användning Deponi Lagerutveckling Sett över en rad år är trenden tydlig, mängden deponerat material är sjunkande, se Figur 3. Genom återanvändning av interna material, säkerställandet av användning av stålindustrins biprodukter och återvinning av t.ex. metallinnehåll i stoft, minskas uttaget av jungfruliga material avsevärt, både internt i stålproduktionen och i extern användning i t.ex. vägbyggnation. I mitten av 2000-talet var de deponerade mängderna över 35 procent och har till 2010 minskat till 20 procent. Går man längre tillbaka i tiden är den deponerade andelen ännu större. Figur 3 Mängden deponerade restprodukter i relation till produktion av restprodukter 2004 till % 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0%

11 2. Stålindustrins metallurgiska slagger 2.1 Produktion Totalt producerades ton metallurgisk slagg hos järn- och stålverken i Sverige under Denna produktion fördelas på en rad olika slaggtyper. De största mängderna, över 70 procent, kommer från den malmbaserade tillverkningen i masugn och LD-konverter 2. Figur 4 Produktion av metallurgiska slagger från järn- och stålverken 2010 i kton. kton Masugnsslagg LD slagg AOD slagg Ljusbågsugnsslagg Skänkslagg Låglegerat Övrig slagg Höglegerat Slagg är den aktiva komponenten i de metallurgiska processerna som ger stålet önskade egenskaper. Mängden producerad slagg följer i princip mängden producerat stål. Sammansättning, funktion och mängd beror på vilka råvaror som använts, i vilken process slaggen används och vilken typ av järn eller stål som tillverkas. Noggranna beräkningsmodeller styr vilka slaggbildare som ska tillsättas när och i vilka mängder. Gemensamt för samtliga slaggtyper är att dessa, genom kemiska jämvikter, används för att skapa den önskande stålkvaliteten. Inom den skrotbaserade stålindustrin fungerar slaggen också som ett isolerande skikt på stålsmältan i smältugnen, vilket skyddar smältan från kontakt med luft och hindrar energiförluster. Vilka mineral som finns i slaggen kan styras genom kontroll av sammansättning, val av nedkylningshastighet eller genom tillsatser till slaggen, exempelvis genom tillsats av bor- eller fosforföreningar till den flytande slaggen. Till exempel går det att påverka porositet, kristallstruktur och ytstruktur för att på så sätt erhålla slagger med olika hållfasthet, isoleringsförmåga, rasvinklar och packningsgrad. I det långsiktiga forskningsarbetet som har genomförts om slaggers mineralogin, se vidare Kapitel 6, har kunskapen ökat om både metallfördelning i slaggen och om de enskilda mineralens (fasta lösningar inkluderat) inverkan på egenskaper. Det går också att undvika att vissa mineraler bildas under nedkylning eller att de vid kontakt med vatten genomgår omvandlingar, som gör att slaggen sväller eller faller sönder. 2 En del av posten övrig slagg räknas också in denna summa. I posten övrig slagg ingår bl.a. avsvavlingsslagg och tunnelugnsslagg, se Bilaga 2 för mer fakta. 9

12 Bild 1 Höglegerad ljusbågsugnsslagg 3 med vittringsprodukt av fältspat. Foto: Lale Andreas, LTU Efter att slagg och stål har tappats från ugnen fraktas slaggen i slaggrytor till en slagghanteringsplats. Denna process ser olika ut på olika företag och beskrivs här bara översiktligt. Slaggen tippas ur slaggrytan, i slaggtömnings- och avsvalningsfack eller på annan specifik plats. Olika typer av slagg töms i olika fack. Under slaggtömning och någon minut efteråt sprids vatten över vissa fack för snabbare kylning. För andra slagger görs ingen vattenkylning för att i stället bevara cementegenskaperna. Därefter bryts slaggen upp för att användas till olika produkter. Bild 2 Exempel på slagghantering avsvalningsfack och slaggtömning. Foto till vänster: Lale Andreas, LTU. Efter den metallurgiska processen innehåller slaggen ofta rester av stål. För att tillvarata metallvärden (järn och legeringselement) är det vanligt med olika typer av metallutvinning i slagghanteringskedjan. På en del verk görs detta redan i smält tillstånd där slaggen försiktigt hälls ur slaggrytan och den sista metallrika delen förs tillbaka till stålproduktionen. Vid de flesta anläggningar görs en operation i kallt tillstånd där stål och slagg separeras antingen med hjälp av magneter eller med gravimetriska metoder, som ofta föregås av krossning eller liknande. 3 Slaggen på bilden ett prov från den ljusbågsugnsslagg som använts i fältförsök i Hagfors i slutdeponeringen, se vidare Kapitel 3.2. Fotograferad med 20 gångers förstoring och korspolariserat ljus i ett petrografiskt mikroskop. 10

13 2.2 Olika typer av slagger och använda mängder Inom svensk järn- och stålindustri uppkommer olika sorters metallurgiska slagger beroende på vilken tillverkningsprocess av stål företaget har och i de olika processtegen. Dessa slaggtyper presenteras i Tabell 1. För att få mer detaljerad kunskap om tillverkningsprocesserna och de olika slaggernas tillverkningssätt, innehåll och egenskaper, se Bilaga 1 och 2. I det fall en slagg är en biprodukt har den registrerats i REACH. Som ett led i REACH-arbetet har slaggernas miljö- och hälsoaspekter kartlagts för att säkerställa användning i en rad olika applikationer. Tabell 1 Slaggtyper inom svensk stålindustri och REACH registrering Slaggtyp Uppkomst/Process Plats REACH Masugnsslagg Masugn Låglegerad Luftkyld SSAB EMEA Ja Vattengranulerad SSAB EMEA Ja LD-slagg LD-konverter SSAB EMEA Ja Ljusbågsugnsslagg Ljusbågsugn Rostfritt Outokumpu, Avesta Sandvik, Sandviken Ja Nej Höglegerat Uddeholms, Hagfors Erasteel Kloster AB Nej Nej Låglegerat Höganäs, Halmstad Ovako Bar, Smedjebacken Ovako, Hofors Scana Steel Björneborg Ja Ja Ja Ja AOD-slagg 4 (rostfritt) AOD-konverter Outokumpu, Avesta SMT, Sandviken Ja Nej Skänkslagg Skänkugn Outokumpu, Avesta Ovako Bar, Smedjebacken Ovako, Hofors SMT Sandviken Scana Steel, Björneborg SSAB EMEA Uddeholms, Hagfors Höganäs, Halmstad Ja Nej Nej Nej Ja Ja Nej Nej Tunnelugnsslagg Tunnelugnen Höganäs, Höganäs Nej 5 Drygt 80 procent av de slaggmängder som produceras används idag i olika applikationer både internt inom stålverken och externt. Det är en stor förändring jämfört med ett tiotal år tillbaka i tiden, då stora mängder deponerades. Under 2010 användes all producerad masugnslagg, se Figur 5. Användningen av masugnsslaggen är nästan helt för externa ändamål. All producerad låglegerad ljusbågsugnsslagg används också med över 80 procent externt. För den höglegerade ljusbågsugnsslaggen har under 2010 mindre än 20 procent använts varav hälften externt. 4 AOD betyder Argon Oxygen Decarburization. Stålet avkolas med hjälp av argon och syre. 5 Höganäs har inlett registreringen av denna slagg men vid publicering av denna handbok är man inte klar. 11

14 Figur 5 Produktion och användning av metallurgiska slagger från järn- och stålverken 2010 (kton). kton Masugnsslagg LD slagg Övrig slagg AOD slagg Ljusbågsugnsslagg, låglegerat Ljusbågsugnsslagg, höglegerat Producerat Använt inkl lagerutveckling Skänkslagg I Sverige är det största användningsområdet för de metallurgiska slaggerna processinterna applikationer, 44 procent, se Figur 6, vilket indikerar en bransch som nyttiggör material genom återanvändning i hög omfattning. En knapp fjärdedel av slaggmängderna används för vägbyggnation i Sverige, vilket är mycket mindre än de 41 procent som använts i EU totalt. Det finns ytterligare några stora skillnader för användningsområden av slagger mellan EU totalt och Sverige. Knappt hälften av den producerade mängden slagg används i EU till cementtillverkning medan i Sverige är mängden under en procent. I EU i stort är användning av slagg för deponikonstruktion liten jämfört med Sveriges 23 procent. Figur 6 Användning av slagger i Sverige (t.v.) och EU (t.h.) Deponikonstruktion 22,7% Vägkonstruktion 23,0% Jordförbättring Övrig 2% konstruktion 2% Process internt 5% Övrigt 4% Vägkonstruktion 41% Jordförbättring 0,4% Cementtillverkning 0,0% Övrig konstruktion 10,2% Process intern 43,7% Cementtillverkning 46% 6 Källa: Euroslag. 12

15 2.3 Slagger från stålindustrins samarbetspartners Eftersom stålbranschen samarbetar med några företag i restproduktsfrågorna och flera av användningsområdena är likartade, presenteras också tre andra slagger, Vargön Alloys AB:s ferrokromslagg, Boliden Mineral AB:s järnsand, samt Befesa Scandusts plasmaugnsslagg i denna handbok. Mer detaljer om dessa material finns i Bilaga 3. Tabell 2 Några slaggtyper hos svensk stålindustris samarbetspartners och REACH registrering. 7 Andra slagger än stålslagger Uppkomst/Process Plats REACH registrering Ferrokromslagg Ferrokromtillverkning Vargön Alloys Ja Järnsand Fumingugn Bolidens Rönnskärsverk Ja Plasmaugnsslagg Plasmaugn Scandust Ja Vargön Alloys AB i Vargön tillverkar ferrokrom (råvara för framställning av legerat stål) och tillverkningen av ferrokromslagg är en del av denna process, med en årlig produktion runt 100 kton. Järnsanden har fått sitt namn av sitt innehåll av järn och sin tydliga och ensartade kornstorlek som motsvarar sand och tillverkas i Boliden Mineral AB:s smältverk, Rönnskärsverken. Årligen produceras kton av järnsand. Bild 3 Ombyggnad av vägparti i Skellefteå där järnsand används som skydds- och dränlager Befesa Scandust har som huvudsaklig uppgift att upparbeta stoft och annat metallhaltigt avfall från tillverkning av rostfritt stål. Upparbetningen sker i en s.k. Plasmaugn som kan liknas med en masugn. I processen utvinns bl.a. slagg och värdefull metall som legerat tackjärn i form av granuler. Årligen tillverkas cirka 25 kton slagg. 7 Statistiken och handboken är baserad på insamlad statistik för järn- och stålverken. Därför ingår producerade och använda mängder slagg för dessa tre företag inte i några fler diagram eller tabeller. 13

16 14

17 3. Lämpliga användningsområden för slagger De egenskaper som främst utnyttjas vid användning av slagger i olika typer av konstruktioner är deras bärighet, slitstyrka och bindande förmåga. För de flesta slaggerna i denna handbok finns det både internationellt och nationellt en tradition att betrakta dem som alternativa ballastmaterial. Med detta avses material som är användbara i anläggningsarbeten och konstruktionsändamål och kan ersätta jungfruliga material (krossat berg, morän, sand och grus). Möjligheten att bygga effektivare konstruktioner med slagg än med konventionella ballastmaterial är stora både vad gäller själva anläggningsförfarandet liksom det fortsatta behovet av drift och underhåll. Alternativa ballastmaterial kan i vissa fall transporteras många mil och ändå vara resurseffektiva. 8 Jämfört med de flesta naturmaterial är de allra flesta slagger mer väldefinierade eftersom de är metallurgiskt styrda redan i tillverkningsprocessen. 3.1 Vägkonstruktion När ett vägbygge påbörjas schaktas först jord och lera undan. Den frilagda markytan, på vilken vägen ska byggas, kallas för terrass. På denna läggs olika bärande lager och överst ett slitlager. Bild 4 En vägs olika lager och deras funktion. Höjden på de olika lagren, samt även sorteringen på materialet, varierar med kraven på vägen. Ofta är det bärigheten som avgör konstruktionen, men ibland är det även isolering mot tjäle som blir dimensionerande. Vanligen är det en kombination av flera krav. Vid större vägar är det alltid Trafikverkets krav som gäller. 8 Från SGI:s rapport: Miljökonsekvensanalys av Naturvårdsverkets förslag till kriterier för återvinning av avfall i anläggningsarbeten, Rapport F2008:4, Avfall Sverige, med bilagor. 15

18 Ökad användning av slagg i vägkonstruktioner är i linje med de nationella miljömålen om minskat uttag av jungfruliga material och ökat utnyttjande av alternativa material. Detta uppfyller också många av intentionerna i EU:s Resurseffektivitetsstrategi 9. Dessutom, genom att koldioxidutsläpp från stål- och slaggtillverkning allokeras på stålet, bidrar användning av slagg även till minskade koldioxidutsläpp jämfört med brytning av bergkross. Masugnsslagg i form av Hyttsten och Hyttsand 10 har använts till obundna bärlager och till vägoch anläggningskonstruktioner under flera decennier i Sverige. Om materialens egenskaper utnyttjas på bästa sätt kan en vägkonstruktion dimensioneras tunnare med bibehållen bärighet. Detta innebär både hushållande med naturresurser och en ekonomisk vinst. Om en vägs förstärkningslager anläggs med Hyttsten i stället för bergkross ger det en besparing på 910 m 3 material/km. Väg- och transportforskningsinstitutet (VTI) har gjort dessa beräkningar 11 på en sju meter bred väg, dimensionerad för nio miljoner standardaxlar med materialtyp 4 i terrassen. För det översta lagret, slitlagret, har slagg från ståltillverkning i ljusbågsugn, ljusbågsugnsslagg, flera egenskaper såsom slitstyrka, beständighet och friktion, samt bullerreducerande effekter som gör att den bl.a. lämpar sig väl som ballast i asfalt. I Sverige är ljusbågsugnsslagg fortfarande en lågt utnyttjad resurs för asfaltstillverkning, trots de många goda egenskaperna. Marknaden växer för närvarande men i ganska låg takt. Tabell 3 Rekommendation för slagganvändning i en vägs olika lager. Lager Asfaltsväg Grusväg Slitlager Asfalt med ljusbågsugnsslagg Hyttsten 0/8 och 0/16 Bärlager (bundet) Asfalt med ljusbågsugnsslagg Bärlager (obundet) Hyttsten 0/32 Hyttsten 0/32 Ljusbågsugnsslagg Förstärkningslager Hyttsten 0/250, 0/125, 0/90, 0/63, 0/45 Stabiliserad AOD slagg Ferrokromslagg Järnsand Ljusbågsugnsslagg Hyttsten 0/250, 0/125, 0/90, 0/63, 0/45 Skyddslager Hyttsten 0/250, 0/125 Hyttsand Järnsand Ljusbågsugnsslagg Övrig användning Dränering/isolering Hyttsten 8/16, 16/32 Lättfyllnadsmaterial 12 Hyttsand Hyttsten 0/250, 0/125 Hyttsand 9 Ett av EU:s sju flaggskepp handlar om ett resurseffektivt Europa. Kommissionen presenterade den 20 september 2011 meddelandet Färdplan för ett resurseffektivt Europa, KOM(2011) 571 slutlig. 10 Se vidare Bilaga 2 för detaljer om dessa material. 11 Dimensionering av vägöverbyggnader med Hyttsten Dnr: 2010/ Fyllning i bankar, skyddslager och förstärkningslager vid svag undergrund. 16

19 3.1.1 Skyddslager Hyttsten kan med fördel användas i skyddslager. Den är porig till sin karaktär vilket ger den isolerande egenskaper som kan utnyttjas i anläggningssammanhang för att motverka tjälskador. Ett isolerande vägmaterial ökar risken för frosthalka om det ligger för högt upp i vägkroppen och användningen av Hyttsten begränsas därför till minst 250 mm under vägytan Förstärkningslager I förstärkningslager bidrar Hyttsten till en hög styvhet (bärighet) hos vägkonstruktionen vilken som regel fortsätter att öka under lång tid. Det är materialets kornstorleksfördelning samt dess cementerande egenskaper som ger denna styvhetsökning. Hyttsten är också ett mycket stabilt material dvs. det har förmåga att motstå permanenta deformationer. Båda dessa egenskaper har verifierats i ett dynamiskt treaxialtest hos VTI. 13 Ett flertal undersökningar och kartläggningar i fält i form av fallviktsmätningar visar också på en betydande hållfasthetsökning över tid hos vägar med Hyttsten. Järnsand kan också användas i t.ex. förstärkningslagret och skyddslagret. Särskilt lämplig är den där vägens undergrund är vattensjuk eller tjälskjutande. Dess dränerande förmåga gör den lämplig som dränskikt, ledningsbädd eller kringfyllning kring ledningar och kablar. Risken för igenfrysning av dränskikt i järnsand är mindre än för vanlig sand. Användning av ferrokromslagg är vanlig vid vägbyggnad i vägens förstärkningslager, men kan också användas i obundna bärlager i överbyggnaden Obundet bärlager I bärlagret kan Hyttsten användas i belagda gång- och cykelvägar samt till grusvägar. Även i denna applikation bidrar Hyttstenens styvhet och stabilitet positivt till vägens egenskaper och utseende. Nedanstående bild är hämtad från en kartläggning av gång- och cykelvägar. En sträcka är byggd med Hyttsten (t.h.) och en med traditionellt material (t.v.) båda i direkt anslutning till varandra. Sträckan med traditionellt material har uttalad sprick- och spårbildning jämfört med sträckan med Hyttsten. Bild 5 SSAB:s luftkylda masugnsslagg, Hyttsten, för vägkonstruktion gång- och cykelvägar. Hyttsand har låg egentyngd (låg densitet) och brukar räknas som lättfyllnadsmaterial. Det kan utnyttjas när ett belastningskänsligt område behöver avlastas. Den cementerande effekten hos Hyttsand ger en större lastfördelande yta till undergrunden vilket medför att sättningarna blir betydligt mindre än vid användning av andra material med samma densitet. 13 VTI notat

20 Bild 6 Hyttsandsutläggning på riksväg 57 vid Gnesta Slitlager och bundet bärlager (asfalt) Ljusbågsugnsslagg har flera egenskaper (hög stabilitet, bra slitstyrka, beständighet och friktion, samt bullerreducerande effekt), som gör att den bl.a. lämpar sig mycket bra som ballast i asfalt. Slaggens basiska egenskaper ger dessutom bitumen (bindemedlet i asfalt) bättre vidhäftning till slagg än till bergkross. Bild 7 Vidhäftning mellan bitumen och ljusbågsugnsslagg (t.v.) respektive mellan bitumen och granit (t.h.). Bild från Harsco Metals. Slaggasfalten får en bättre slitstyrka, skjuvhållfasthet (vrid- och draghållfasthet) och stabilitet (lastbärande förmåga) jämfört med traditionell asfalt. Dessa egenskaper gör slaggasfalten till ett bra alternativ i rondeller, i broms- och startsträckor, eller hårt belastade trafikleder. Den har en bra beständighet och materialet är mindre känsligt för vatten och växlingar mellan frys- och tötemperaturer. Ljusbågsugnsslagg från Ovako har använts i slaggasfalt på flera ställen i Sverige. Exempel på ett par sträckor där Vägverket 2005 och 2006 använde slaggasfalt är Gråda 18

21 cirkulationsplats i Borlänge (som ligger i anslutning till avfarten via motorvägen till Falun) med ungefär ÅDT 14 och rondellen på väg 66 (infarten till Smedjebacken) med cirka ÅDT. Ljusbågsugnsslagg från Ovako i Hofors lades 2010 i ett par större rondeller i Gävle, dels vid södra E4-avfarten ( ÅDT) och i dels en rondell på Norr ( ÅDT). Dessa cirkulationsplatser utmärker sig med att se nybelagda ut än idag. Tack vare slaggens kornform får slaggasfalt även en bullerdämpande effekt, vilken är uppmätt vid ett flertal fullskaliga testvägar i Sverige. Användande av slaggasfalt i områden där kraven är speciellt höga är därför högaktuellt, exempelvis i tättbebyggda områden. Den höga friktionen som nämnts ovan beror på den oregelbundna partikelformen hos slaggen. Bild 8 Slaggasfalt från Ovako Hofors i Åkersberga, Stockholm. Användandet av dubbdäck vintertid, vilket ger kraftigt slitage av asfalten och hälsofarlig partikelbildning med i vissa fall överskridande av miljökvalitetsnormer som resultat, är unikt för Skandinavien. Internationellt finns därför inga erfarenheter av hur slaggasfalt klarar detta kraftiga slitage. Det finns indikationer på att slaggasfalt skulle kunna generera färre luftburna partiklar än traditionell asfalt, men denna egenskap behöver först testas genom försök i laboratorieskala. Dessa tester kommer att genomföras under 2012 inom ramen för Jernkontorets gemensamma forskning i teknikområde 55, Restprodukter ÅDT, Årsdygnstrafik, är det under ett år genomsnittliga trafikflödet per dygn mätt som fordon per dygn, axelpar per dygn eller gående och cyklister per dygn. 15 Se Kapitel 6.1 för mer info. 19

22 3.2 Konstruktionsmaterial för deponitäckning Svensk deponilagstiftning har förändrats under det senaste decenniet. Tolkningen och införandet av EU:s deponeringsdirektiv har avsevärt skärpt villkoren för deponering. För närvarande avslutas många befintliga deponier. Därtill nyetableras kontinuerligt deponier, bl.a. i samband med efterbehandling av förorenade områden. Sammantaget leder detta till en stor efterfrågan på konstruktionsmaterial. Potentialen att använda slagger från ståltillverkning bedöms som stor. I projektet Konstruktionsprodukter baserade på slagg, (se Kapitel 6), har de svenska stålproducenterna samarbetat med målet att öka användningen av stålindustrins slagger, internt och externt. Slaggerna är ofta mycket beständiga och vissa av dem har egenskaper liknande cement. En av projektets huvudrapporter innehåller rekommendationer för hur stålindustrins slagger kan användas i deponikonstruktioner. 16 Denna sammanställning är ett resultat av forskningsresultat i labbskala, företagens erfarenheter och ett fullskaleförsök med slagger från Uddeholms AB på en kommunal deponi. Ljusbågsugnsslagg testades som dräneringsmaterial och tillsammans med skänkslagg som bindemedel i tätskiktet vid sluttäckning av deponin. Projektet har visat att flera av slaggerna från Uddeholms kan användas i flera av skikten. I juni 2009 skrevs ett avtal med Hagfors kommun om att använda slagg för sluttäckningen av hela deponin. Kommunen behöver därmed inte använda jungfruliga material för sluttäckningen av Holkesmossen. Utöver de slagger som användes i Hagfors finns det andra slagger med lämpliga egenskaper för användning i sluttäckningskonstruktioner eller applikationer med liknande funktionskrav. I Bild 9 finns en schematisk bild på de olika lagren i en sluttäckning och vilka slagger som kan användas i vilka skikt. Under 2010 användes drygt 20 procent av producerade slaggmängder för detta ändamål. Bild 9 17 En principskiss över de olika lagren i en sluttäckning av deponi och lämpliga slagger. Växtskikt Skyddsskikt Dränskikt: Masugnsslagg, ljusbågsugnsslagg, AOD-slagg Tätskikt: Masugns- och LD-slagg, ljusbågsugnsslagg, skänkslagg, AOD-slagg Avjämningsskikt: Masugnsslagg, LD-slagg, AOD-slagg ljusbågsugnsslagg. Avfall 16 L. Andreas, S. Diener, A. Lagerkvist. (2012) Rekommendationer för användning av slagg i deponikonstruktioner Krav, lämplighet, materialhantering och utläggning, Exemplet Hagfors kommunala deponi. 17 Principskissen för sluttäckning publicerades först i Tham, G. och Andreas, L. (2008) Utvärdering av fullskaleanvändning av askor och andra restprodukter vid sluttäckning av Tveta Återvinningsanläggning. Teknisk rapp Värmeforsk. 20

23 3.3 Jordförbättringsmedel Genom finmalning av kristallin luftkyld masugnsslagg erhålls ett KRAV-godkänt jordförbättringsmedel, s.k. M-kalk. Denna produkt räknas till gruppen silikatkalker och har en syraneutraliserande förmåga motsvarande cirka 50 procent kalk (enligt EN-12945). Utöver ph-höjande effekt erhålls även en viss växtskyddseffekt tack vare löslig kisel som tas upp av växten vilken stärker växtdelarnas motståndskraft mot t.ex. mjöldagg och bladlöss. Kisel har även en positiv inverkan på markstrukturen s.k. mark- och rotandning. Ett relativt högt magnesiuminnehåll (10 procent) är en fördel för jordar där det råder brist på detta element. 3.4 Övriga användningsområden Ridbanematerial (Paddex) Krossad masugnsslagg i storleken 0-8 mm, s.k. Paddex, används som ridbanematerial och fungerar även bra som material till rasthagar och gårdsplaner. Materialet är poröst och har därmed god förmåga att binda fukt vilket ger minskad damning och bra dränering. Dess innehåll av kalk och kisel ger cementliknande bindningar vilket bidrar till god stabilitet. Även Outokumpu utvärderar genom pilotprojekt ljusbågsugnsslaggens egenskaper som ridbanematerial. Bild 10 Luftkyld masugnsslagg under namnet Paddex används som lättskött ridbanematerial. Vältbetong (Merolit) Krossad masugnsslagg i fraktioner mellan 0-12 mm tillsammans med bindemedlet Merit 5000 och cement används för att tillverka vältbetong s.k. Merolit. Det är en oarmerad betongbeläggning som används bl.a. inom industri och lantbruk till uppställningsplatser för maskiner, verkstads- och lagergolv, plansilos samt som underlag för ströbäddar. Den kan även användas som bärlager under asfalt vid krav på hög bärighet. Merolit har hög styvhet och är beständig mot både oljor och kemiska angrepp. Den tål också höga temperaturer och punktlaster. Bindemedel (Merit 5000) Genom att finmala granulerad masugnsslagg kan ett s.k. latent cementliknande bindemedel framställas, denna produkt benämns Merit Internationell benämning är Ground Granulated Blast Furnace Slag (GGBS). Produkten är CE-märkt (EN 15167) och P-märkt som tillsatsmaterial typ II för användning i betong, bruk och injekteringsbruk. Merit 5000 möjliggör användning av ballast som uppvisar alkali/kiselsyrareaktioner (ASR) i betong, vilket inte är ovanligt i Sverige. Genom att ersätta cement med 35 procent GGBS eller mer, erhålls en betong där dessa reaktioner uteblir. Merit 5000 används vid tillverkning av golvspackel samt som bindemedel vid stabilisering av förorenade sediment och muddermassor och för markstabilisering. 21

24 Cementtillverkning Ett flertal restprodukter från järn- och ståltillverkning kan vara lämpliga som råvaror vid cementtillverkning tack vare deras innehåll av kalk, kisel och järnoxid. Dessa material ersätter i så fall jungfruligt bruten kalksten (CaCO 3 ) vilket ger två huvudsakliga fördelar för processen, dels blir energiåtgången lägre och dels blir koldioxidutsläppen lägre. Granulerad masugnsslagg samt ett järnrikt stoft från en gasreningsprocess har anpassats för cementtillverkning, utöver dessa material har även andra metallurgiska slagger potential att användas som substitut för kalksten. Det som krävs är en lämplig kemisk sammansättning och kornstorleksfördelning vid sidan av fysikaliska parametrar. 22

25 4. Övriga restprodukter Vid hantering, bearbetning och vidareförädling av stålämnen och -produkter uppkommer även andra typer av restprodukter än metallurgiska slagger. Totalt producerades ton övriga restprodukter under I Tabell 4 sammanfattas dessa, var de uppkommer i processen och om de är registrerade i REACH. Tabell 4 Övriga restprodukter inom svensk järn- och stålindustri, deras uppkomst och REACH registrering. Material Uppkomst/ Process Plats REACH registrering Glödskal Kylning/uppvärmning/hantering av stålämnen/produkter Alla Ja, SSAB EMEA och Ovakos samtliga anläggningar Stoft/Järnoxid Regenerering av HCl SSAB EMEA, Ja Borlänge Järnsulfat Regenerering av betbad Ovako, Tube and Ja Ring, Hofors Metallhydroxidslam Neutralisering av betbad Outokumpu, alla anläggningar SMT, Sandviken Fagersta Stainless Ovako, Hofors Nej Nej Nej Nej Järn i form av t.ex. Blandat SSAB EMEA Ja rusor, galtgjutning, granuler LD-stoft/slam Rening av LD-gas SSAB EMEA Ja Övrigt Filtering/rening av gas Alla Nej gasreningsstoft/slam Slam (med/utan olja) Valsning Alla Nej Eldfasta material Rivning ugnar/skänkar Alla Nej 18 Svavel Koksverk/rening av koksugnsgas SSAB EMEA Ja Ammoniumsulfat SSAB EMEA Ja Råbensen Stenkolstjära SSAB EMEA SSAB EMEA Ja Ja De sammantagna mängderna av produktion och användningen av dessa material visas i Figur 7. För flera av dessa material används stora delar av de mängder som producerats, antingen internt eller externt, vilket framgår av Figur Stålbranschen är nedströmsanvändare av eldfasta material (inte producenter), dvs. materialen registreras av andra företag. 23

26 Figur 7 Produktion och användning av övriga restmaterial under 2010 (kton). kton Glödskal, låglegerat Gasreningsstoft, låglegerat Gasreningsslam, låglegerat Stoft och spån, låglegerat Gasreningsstoft, höglegerat Tegel Glödskal, höglegerat Stoft och spån, höglegerat Oljigt slam Metallhydroxidslam, höglegerat Metallhydroxidslam, låglegerat Koksgrus Råbensen, tjära Producerat Använt inkl lagerutveckling Ammoniumsulfat, svavel 4.1 Glödskal Glödskal är den tunna oxidbeläggning som bildas när hett stål kommer i kontakt med luft och bryts loss som flagor under bearbetningen av stålet. Glödskal består av oxider av framförallt järn, men även av de legeringsmetaller som ingår i det stål som glödskalet bildats på. Kemiskt kan glödskal jämföras med järnmalm och kan därför ofta användas i liknande tillämpningar, t.ex. som järnråvara vid tillverkning av råjärn, ferrolegeringar och cement. Även de fysikaliska egenskaperna, exempelvis den höga densiteten och den kantiga kornformen, gör glödskalet användbart i olika typer av specialkonstruktioner. En kanske oväntad användning är som barlast i botten på skeppet Af Chapman i Stockholm. 24

27 Syrgashyvelgranulat är en form av glödskal. Den är ett resultat av en process för ytavverkning av stålämnen hos Ovako i Hofors. Med hjälp av en syrgasbrännare smälts ytzonen bort för att säkerställa kvaliteten. Materialet liknar glödskal egenskapsmässigt men med finare runda korn och högre total järnhalt, procent. Användningsområdena liknar de för glödskal. 4.2 Järnoxid från regenerering av saltsyra (betsyra) En ren järn(iii)oxid i pulverform produceras parallellt med regenerering av betsyra inom SSAB i Borlänge. Denna kan användas för tillverkning av bl.a. ferromagneter, ferrolegeringar, pigment och kemikalier. En ny regenereringsanläggning för salpetersyra och fluorvätesyra vid betning rostfritt stål i Avesta ger en torr metalloxid som restprodukt. Oxidens innehåll av metaller återvinns med högt utbyte (via BEFESA Scandust) och används som råvara vid ståltillverkningen i Avesta. 4.3 Gasreningsstoft och -slam Stoft bildas i de flesta av stålindustrins varma processer och tas om hand i gasreningsanläggningar. Mångårig utveckling av reningsteknik, filter och fläktsystem har medfört att stoftutsläppen minskat radikalt. Installerade filter skiljer i regel bort över 99 procent av de stoftpartiklar som följer med de utsugna ugnsgaserna. Ur det stoft som avskiljs nyttiggörs det ingående metallinnehållet (t.ex. järn, zink, nickel, krom och molybden). Beroende på om gasreningen är torr eller våt bildas gasreningsstoft eller gasreningsslam. Stoft som uppstår vid tillverkning av rostfritt stål innehåller förutom järnoxid även oxider av bl.a. krom och nickel. Stoft från framförallt de skrotbaserade verken som tillverkar låglegerat stål innehåller ofta en hög zinkhalt. I båda dessa fall återvinns de värdefulla metallerna vid externa anläggningar. Från malmbaserad ståltillverkning har gasreningsstoft och -slam ett relativt högt innehåll av järnoxid och kol och ofta mycket lågt innehåll av andra metaller. Därför är dessa material värdefulla att återanvända i de egna processerna, eller som produkter på en extern marknad i form av råmaterial för t.ex. cementtillverkning. 25

28 Figur 8 Användning uppdelat i intern och externt för några övriga restmaterial 2010 (kton). kton Glödskal, låglegerat Gasreningsstoft, låglegerat Gasreningsslam, låglegerat Stoft och spån, låglegerat Gasreningsstoft, höglegerat Tegel Glödskal, höglegerat Stoft och spån, höglegerat Oljigt slam Intern Extern Metallhydroxidslam, höglegerat 4.4 Metallhydroxidslam Många stålämnen och produkter genomgår processen betning vid något skede i produktionscykeln. Betning innebär att stålytan rengörs från bl.a. oxider. På botten av kärlen, de s.k. betkaren samlas fasta partiklar som sköljts av stålet utan att lösas upp i badet och bildar där betbadsslam. Metallhydroxidslam uppkommer vid neutralisering av förbrukade betbad och består av en våt och mycket finkornig blandning av hydroxidfällningar av de i betningen upplösta metallerna, rester av betvätskor och kalk. Dessa båda typer av slam avvattnas ofta i t.ex. filterpress och deponeras eller destrueras därefter. Den för den rostfria processmetallurgin mest intressanta komponenten i hydroxidslammet är kalciumfluorid (CaF 2, mineralet flusspat), ett s.k. flussmedel som tillsätts för att sänka viskositeten i slaggen. Kalciumfluorid i metallhydroxidslam har tidigare på försök återvunnits genom sintring vid temperaturer över 900 C. I ett utvecklingsprojekt med stöd från Europeiska gemenskapens finansiella instrument LIFE undersöker nu SAKAB möjligheterna att använda vakuumextraktion för torkning av hydroxidslam och framställning av Hydrofluss. Genom att använda vakuum hoppas man kunna minska energiförbrukningen i torkprocessen. Försök i labbskala har visat att tillräckligt mycket vatten kan drivas av. En prototyp kommer att uppföras där större mängder kan behandlas. 26

29 Bild 11 Hydroxidslam kan värmebehandlas till torkad Hydrofluss. Hydrofluss innehåller cirka 50 procent CaF 2 och kan ersätta en del importerad jungfrulig flusspat. Materialet har visat sig fungera väl i AOD-processen. En annan fördel är att Hydrofluss innehåller oxiderade metaller som kan återföras till stålet i processen. Även metallhydroxidslam från SMT har med lovande resultat sintrats på försök med samma metod som hos Outokumpu. Lyckade försök med brikettering av metallhydroxidslam från SSAB i Borlänge för återvinning i masugn har utförts. Implementering kommer att ske under Järnsulfat Vid Ovako i Hofors kristalliseras järnsulfat ut i samband med regenerering av svavelsyra från betningen. Järnsulfatet är ett lätt fuktigt salt som sedan många år säljs som en kemisk produkt. Den används vid vattenbehandling och vid cementframställning, främst som reduktionsmedel där krom(vi) omvandlas till krom(iii). Ovako använder bl.a. järnsulfatet vid lakvattenreningen vid sin numera inaktiva deponi. Bild 12 Järnsulfat. 27

30 4.6 Metalliskt stoft och spån från bearbetning Metalliskt stoft och spån härstammar från bearbetning, såsom kapning, slipning och ytbehandling av stålämnen och stålprodukter. Stoftet består av finkornigt stål i metallisk eller oxiderad form. Detta kan i en del processer recirkuleras internt som råvara vid ståltillverkningen, ofta efter någon form av brikettering. 4.7 Eldfasta material Eldfasta infodringsmaterial, som tegel och keramiska massor, sorteras ut vid rivning för byte av infodringen i ugnar och skänkar. I samband med götgjutning används i stigplanen också en del tegel och olivinsand som också är möjliga att sortera ut. Eldfasta tegel och infodringsmassor renas och används, till viss del, vid produktion av nytt eldfast material. 4.8 Övrigt I den totala statistiken för restprodukter ingår också biprodukter från koksverken på SSAB i Luleå och Oxelösund. I princip alla biprodukter från koksverket säljs externt. För att smälta järnmalmen i masugnen behövs koks. Koks bildas genom att råkol hettas upp vid hög temperatur så kolet koksar. Vid koksningen blir det stora mängder koksugnsgas som renas från sina flyktiga beståndsdelar i det s.k. biproduktverket. Där utvinns bensen, stenkolstjära, ammoniumsulfat och svavel. Dessa säljs externt till olika kemiska industrier. Den renade koksugnsgasens energiinnehåll används sedan i olika värmningsprocesser, exempelvis för att värma stålämnen till valsningstemperatur samt för värmebehandling av plåt. Av råbensen tillverkas bland annat lösningsmedel och plast och av stenkolstjära tillverkas bl.a. elektrodbeck och tjärolja. Ammoniumsulfat säljs som råvara till kemisk industri och för tillverkning av gödningsmedel. Svavel används vid pappersmassakokning för att lösa ut lignin. Vid hantering av det färdiga kokset avskiljs också en finfraktion, kallad koksstybb eller koksgrus, som bl.a. används som reduktionsmedel vid tillverkning av järnpulver. 28

31 5. Deponerat material Inom stålindustrin har företagen traditionellt haft egna deponeringsplatser men några av stålföretagen har beslutat att inte ha någon egen deponi längre. Detta som ett resultat av ett medvetet restproduktsarbete. De material som inte kan nyttiggöras eller deponeras internt skickas till kommunens deponeringsplats eller till andra företag som tar hand om avfall. Av Figur 9 framgår vilka mängder och material som deponerats internt och externt under Mängden avfall ska minimeras så långt det är processmässigt och ekonomiskt rimligt. Bedömningen av bästa hantering med avseende på miljö, teknik och ekonomi måste göras i varje enskilt fall. Ibland är det dock vare sig önskvärt eller miljömässigt klokt att minska mängden avfall. Som en effekt av att gasreningen inom stålindustrin har blivit effektivare under de senaste trettio åren har mängderna avskiljt stoft (avfall) ökat, vilket i sig är positivt ur miljösynpunkt (renare luft) även om det innebär ökade avfallsmängder. Trots en ökad mängd stoft är trenden över åren dock mycket tydlig. Mängden deponerat material från stålindustrin är stadigt sjunkande, se Figur 3 i Kapitel 1, tack vare ett kontinuerligt arbete med dessa frågor över åren. Figur 9 Några exempel på deponerat mängder material och om de är internt eller externt deponerade för 2010 (kton). kton Gasreningsslam, låglegerat Metallhydroxidslam, höglegerat Tegel Stoft och spån, låglegerat Gasreningsstoft, låglegerat Metallhydroxidslam, låglegerat Intern Extern Oljigt slam I Figur 10 framgår vad som har producerats och deponerats under 2010 för slaggerna och i Figur 11 för övriga material. Som framgår är det få slagger som deponeras och det är endast 18 procent som går till deponi, dvs. drygt 250 kton per år. Jämfört med statistik från Euroslag är det en ganska hög andel då mindre än 10 procent av den producerade slaggen i Europa läggs på deponi. 29

32 Figur 10 Deponerade mängder slagger i relation till producerade mängder 2010 (kton). kton Masugnsslagg LD slagg AOD slagg Ljusbågsugnsslagg, höglegerat Ljusbågsugnsslagg, låglegerat Skänkslagg Producerat Deponerat Övrig slagg AOD-slagg och ljusbågsugnsslagg från höglegerad tillverkning deponeras i hög grad då den obehandlade slaggen inte kunnat konkurrera med tidigare etablerade produkter. I takt med att kunskapen om styrning av egenskaper och intresset att använda materialet som alternativ till naturmaterial ökar, så har också användningen av dessa slaggtyper ökat. Vissa delar av de producerade mängderna har kunnat användas som konstruktionsmaterial på t.ex. deponier eller som ballastmaterial, i vissa fall efter modifiering. Trots ansträngningar att göra dessa slagger användbara är ännu en del avfall som deponeras. För övriga restprodukter är bilden delvis annorlunda vilket framgår av Figur 11. Allt glödskal som produceras används och efterfrågan på detta material överstiger ofta utbudet. Torra material innehållande högvärdiga ämnen används eller återvinns till större del, medan våta eller oljehaltiga material av olika slag är dyrare och svårare att använda och deponeras därför än så länge i större utsträckning. 30

33 Figur 11 Deponi övriga restmaterial i relation till producerat 2010 (kton). kton Gasreningsslam, låglegerat Metallhydroxidslam, höglegerat Tegel Stoft och spån, låglegerat Gasreningsstoft, låglegerat Metallhydroxidslam, låglegerat Oljigt slam Glödskal, låglegerat Glödskal, höglegerat Producerat Deponerat Gasreningsstoft, höglegerat 31

34 32

35 6. Åtgärder för ökad användning 6.1. Branschgemensam forskning I den gemensamma forskningen, som bedrivs inom Jernkontorets teknikområden, bildades för fem år sen ett teknikområde som fokuserar på branschens restprodukter, teknikområde 55, Restprodukter. De metallurgiska slaggerna står för nästan två tredjedelar av mängden restprodukter. Detta har gjort att teknikområdet hittills har fokuserat sina forskningsinsatser på slagg. Teknikområdets främsta syfte är att främja utvecklingen av nya produkter med ursprung i metalliska och mineraliska restprodukter och söka lösningar för att öka användningen av stålindustrins restprodukter. För att detta arbete ska bli framgångsrikt behöver kunskaperna om materialens egenskaper och effekter vid användandet ständigt öka. Teknikområdet jobbar också aktivt med att koppla ihop forskningsinsatser med insatser inom miljölagstiftningen. Då råvarumix, ståltillverkning, stålsorter och industriprocesserna ständigt utvecklas krävs ett kontinuerligt arbete i forskningsfrågorna om de olika slaggerna. För att synliggöra det ständiga behovet av ny forskning på området formulerades en slaggforskningsstrategi av teknikområde 55. Det gäller att kunna optimera insatta mängder även om råvarumixen ändrats, hitta effektiva körsätt vid slaggtillverkningen och hitta nya sätt att plocka ut värdefulla metaller och mineraler ur slaggen. Det handlar också om att kartlägga vad nya sammansättningar av slagger innehåller och vilka egenskaper slaggerna får när sammansättning eller tillverkningssätt förändras. Att på sikt koppla den mineralogiska sammansättningen till mekaniska egenskaper är också ett intressant område att utforska. Bild 13 Framsynt slaggforskning i svensk stålindustri Optimera Nya stålsorter och nya legeringar i skrot ändrar förutsättningarna Extrahera Säkerställa Använda Över 80 miljoner kronor har satsats över en sexårsperiod på järn- och stålindustrins slagger i olika projekt inom ramen för Stålforskningsprogrammet (VINNOVA), PRISMA (VINNOVA och Knowledge Foundation), Stålkretsloppet (Mistra) och projekt finansierade av Energimyndigheten. En rad forskningsinstitut ingår i dessa projekt tillsammans med stålföretagen. Teknikområde 55 har ansvarat för ett av de projekt som berör slagg, Konstslagg. 33

36 6.1.1 Stålforskningsprogrammet/Konstslagg Regeringen gav i juni 2006 VINNOVA i uppdrag att i samverkan med Jernkontoret genomföra ett stålforskningsprogram Programmet är ett branschforskningsprogram, där stålbranschen har ett avgörande inflytande på forskningsinnehållet och utformningen av programmet. Inom Stålforskningsprogrammet finns ett projekt om slagg, Konstruktionsprodukter baserade på slagg, Konstslagg. En första tvåårig etapp av projektet avslutades under 2008 och en andra etapp, också tvåårig, startade hösten 2009 och avslutades den 31 december Det övergripande målet för projektet har varit att ta fram ny kunskap som gör det möjligt att baserat på slagg från ståltillverkning utveckla nya produkter som säkerställer avsättningsmöjligheter och ger ett mervärde till de produkter som marknadsförs. Projektet bestod av en kombination av laboratorieförsök, teoretiska beräkningar och modelleringar samt verifiering av slutsatser och resultat i pilot- och fullskala. Tidigare påbörjade studier avseende mekanismer för utlakning av krom och molybden har fullföljts liksom fullskaleförsöket med användning av slagg i deponitäckning. Projektet slutrapporterades i mars Den tekniska slutrapporten samt Rekommendationer för användning av slagg i deponitäckningskonstruktioner finns tillgängliga på Jernkontorets webbplats. Projektet har bidragit med praktiska resultat för användare av stålindustrins slagger vid sluttäckning av deponier. För de ståltillverkande företagen har man för första gången fått tydliga rekommendationer av hantering och modifiering av slagg för att t.ex. uppnå önskade egenskaper. Projektet har leverat betydligt mer än vad som utlovades vid projektstart, se Tabell 5. Tabell 5 Projektets planerade och uppnådda resultatmål. Planering Dokument: Rekommendationer för hantering och modifiering av slagg Dokument: Rekommendationer för användning av slagg i deponitäckningskonstruktioner Rapporter enl. projektdirektivet Resultat Engström, F., Yang, Q., Björkman, B., (2012) Rekommendationer för hantering och modifiering av slagg. (intern rapport) Andreas, L., Diener, S., Lagerkvist, A. (2012) Rekommendationer för användning av slagg i deponikonstruktioner - Krav, lämplighet, materialhantering och utläggning - Exemplet Hagfors kommunala deponi. Lägesrapporter ( , ), Årsrapport ( ), Slutrapport ( ) Examina/avhandlingar 1 examensarbete 2 examensarbeten: Ida Strandkvist (2010), Daniel Eriksson (2010) 2 doktorsavhandlingar 3 doktorsavhandlingar: Fredrik Engström (2011), Daniel Adolfsson (2011), Silvia Diener (planerat till 2012) Publikationer > 4 konferensbidrag 7 konferensbidrag > 4 artiklar i vetenskapliga tidskrifter 6 accepterade artiklar, alla redan publicerade, ytterligare 7 artiklar inskickade eller i manuskriptform 34