Stålindustrin gör mer än stål



Relevanta dokument
Stålindustrin gör mer än stål

Stålslagg & Slaggasfalt

Stål en del av vår vardag

Stål en del av vår vardag

Stålindustrin gör mer än stål

SLAGPHALT. Projekt inom SIO-programmet för Metalliska Material Finansierat av Vinnova

Sandningsförsök med Hyttsten

2 Tillverkning av metallpulver vid Höganäs anläggningar Svampverket Pulververket Distaloyverket... 5

Deponiska*en och restmaterial. Monica Lövström VD Svenska EnergiAskor AB

Mer stål med mindre olja, el och kol

Program x Välkommen Tillverkning av slaggasfalt Torbjörn Sörhuus (Ovako Bar AB) Provning och provningsmetoder

5. Öka resurseffektiviteten

KALK OCH DOLOMIT FÖR STÅLINDUSTRIN

Utvärdering av fullskaleanvändning av askor och andra restprodukter vid sluttäckning av Tveta Återvinningsanläggning

Konstruktionsprodukter baserade på slagg

Angående kommissionens kommunikation "Mot en temainriktad strategi för återvinning och förebyggande av avfall"

Förteckning över avfall som kommer att lagras och återvinnas vid återvinningsverksamheten (22 kap MB 25a)

Glasbruksprojektet. Förstudie avfall. Renare Marks Vårmöte. Hanna Almqvist, Golder Associates AB Pär Elander, Elander Miljöteknik AB

AVFALLSLAG. SRV har tillstånd att deponera utifrån avfallskoder i bilaga 2 (Avfallsförordningen SFS 2001:1063)

Utvärdering av fullskaleanvändning av askor och andra restprodukter vid sluttäckning av Tveta Återvinningsanläggning

Ämnen runt omkring oss åk 6

Askor i ett hållbart energisystem. Monica Lövström VD Svenska EnergiAskor AB

Järnsand. Då myndigheterna bestämde sig för att vår biprodukt är ett avfall och ingen mindre än ringa risk kom på besök. Renare Mark 24 November 2016

Askor i e) hållbart energisystem. Monica Lövström VD Svenska EnergiAskor AB

Användning av schaktmassor och annat avfall för anläggningsändamål

resten - en tillgång

Återvinning av avfall i anläggningsarbete. Vad innebär handboken, nya domar mm?

schaktning i områden utfyllda med formsand

Klimatfärdplan För en fossilfri och konkurrenskraftig stålindustri i Sverige. Sammanfattning

Bindemedel för stabilisering av muddermassor. Sven-Erik Johansson Cementa AB

Vägavsnitt med hyttsten och hyttsand

Lösningar för hårdgjorda ytor -fokus stabilisering. Godkännandeprocess - Stabilization/Solidification. Dödens dal vs teknikutveckling

1. Råvaror och förnödenheter 273

Vad gör Befesa Scandust?

Elektronik i var mans hand

Återvinning. Vår väg till ett bättre klimat.

Styrmedelsanalys av deponiskatten En samhällsekonomisk analys med styrmedelsteoretisk ansats.

Framställning av järn

Svenska. EnergiAskor. Miljöriktig hantering av askor från energiproduktion

Miljövinster med avancerade stål

Presentation MinBaS dagen

Svenska EnergiAskor Naturvårdsverket, handläggare Erland Nilsson

Målgruppen är varierad

Dragprov, en demonstration

Korroterm AB. Översiktlig studie av miljöpåverkan vid jämförelse mellan att byta ut eller renovera en belysningsstolpe. Envima AB.

EWC kod Text Behandling Deponi AVFALL FRÅN PROSPEKTERING, OVAN- OCH UNDERJORDSBRYTNING SAMT FYSIKALISK 1

Vi utför provsträckor med. gummiasfalt

Motiv till provningsmetoder och kravnivåer

Transportör: Adress: Postnr: Ort: Avfallsentreprenör: Adress: Postnr: Ort: Annan Om annan, ange vad:

Återvinning av avfall i anläggningsarbete

Projekterings PM Vägteknik Väg 372 Skellefteå Skelleftehamn, etapp 3, Svedjevägen

Ur naturvårdsverkets handbok 2010:1 återvinning av avfall i anläggningsarbeten sid 21:

Användning av LB-ugnsslagg från stålverket i Smedjebacken Bakgrund och förutsättningar

Datum/Date Vitbok. SSAB och koldioxidutsläppen

Slaggasfalt, delrapport A

Eskilstuna Energi och Miljö. Vi finns med i våra kunders vardag.

Bilaga 8E - Plan för återanvändning av restmaterial i Projekt Slussen

Slaggasfalt en tyst och hållbar vägbeläggning för tätbebyggda områden

Restprodukter i sluttäckningskonstruktioner

Handbok Hyttsten typ M och Hyttsand i väg och anläggningsarbeten

Produktion av pellets, briketter och träpulver vid Brikett- Energis fabrik i Norberg

En resurseffektiv masshantering

Varför är SSAB intresserade av ett alternativ till fossilt kol? Per Lagerwall/Lena Sundqvist Holmsund

RÖNNSKÄR KOKKOL A HARJAVALTA ODDA

Lagstiftning vad säger praxis om hantering av massor

Föryngring av asfalt i kretsloppet Mats Wendel, PEAB Asfalt

Konstruktionsprodukter baserade på slagg Construction materials based on slag

SLUTRAPPORT D 852. En sluten tillverkning och användning av stål i samhället ETT MISTRAFINANSIERAT MILJÖFORSKNINGSPROGRAM

Efterbehandling av gruvverksamhet - Generellt

Ungefär hur många år är det sedan dinosaurierna dog ut?

JERNKONTORETS FORSKNING

Exempel på tillvägagångssätt där avfall används som konstruktionsmaterial på en deponi

Från råmaterial till metall forskning och innovation för samhälls- och industrinytta. Anna Utsi Swerea MEFOS Manager Strategic Business Development

UPPDRAG: SOPOR. Värdefulla sopor. Farliga sopor

Remissvar EU:s förslag om ny kemikalielagstiftning REACH M2003/3975/Knb

KK Beskrivning TF 4. l'n. Taxa Miljöbalken 2013

1. Optimerad energianvändning av värmningsugnar med radaravbildning OPTIR

Hög tid för fossilfritt stål

Urlakningsmetoder + Miljöanalyser, tjärasfalt (16PAH)

arbetar med sluttäckning av deponier och miljöriktig återanvändning av restprodukter

Asfaltgranulat som obundet material

Biogas. Förnybar biogas. ett klimatsmart alternativ

Alternativ för hantering av askor från avfallsförbränning. Stig-Olov Taberman Miljö- och utvecklingsingenjör Tekniska Verken i Linköping AB (publ)

Plast i ett hållbart samhälle

Vargön Alloys AB. 166 anställda varav 13 kvinnor. kontinuerlig skiftgång omsättning ca 1 miljard

DOSERINGSRÅD MERIT 5000

Absol. det mångsidiga saneringsmedlet

Hållbar energiproduktion kräver helhetssyn Helle Herk-Hansen, miljöchef Vattenfall. Askdagen 2015

Utökad kapacitet för e-skrot i Rönnskär Nästan trefaldigar Bolidens kapacitet för återvinning av elektronikskrot

BYGGVARUDEKLARATION BVD 3 enligt Kretsloppsrådets riktlinjer maj 2007

Transport av avfall över gränserna (import till Sverige) påverkar behovet av dispenser för att deponera brännbart avfall då det är kapacitetsbrist

Bilaga H. SSAB Tunnplåt. Förslag till slutliga villkor. Allmänna villkor

Kan gruvavfall utgöra en resurs? Lena Alakangas Avdelningen för Geovetenskap och Miljöteknik Luleå Tekniska Universitet

Avfall från verksamheter. Hörby Sortering av brännbart avfall från annat avfall samt karakterisering av avfall till deponi HÖRBY KOMMUN

Undersökningar och experiment

NR ÅRGÅNG 198. Ett år med Järnkoll

BYGGVARUDEKLARATION BVD 3

Den linjära ekonomins utveckling

Sammanfattning. Sida 1 av 7

Naturvårdsverkets författningssamling

Transkript:

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

Stålindustrin gör mer än stål Handbok för restprodukter 2012

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, 111 87 Stockholm, tfn 08-679 17 00 www.jernkontoret.se Utgivningsdatum: Mars 2012 ISBN 978-91-977783-2-9 2

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 2010. Det är andra gången denna typ av sammanställning görs, och där det är relevant jämförs siffrorna mellan 2008 och 2010. 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

4

Innehållsförteckning 1. Introduktion... 7 2. Stålindustrins metallurgiska slagger... 9 2.1 Produktion... 9 2.2 Olika typer av slagger och använda mängder... 11 2.3 Slagger från stålindustrins samarbetspartners... 13 3. Lämpliga användningsområden för slagger... 15 3.1 Vägkonstruktion... 15 3.1.1 Skyddslager... 17 3.1.2 Förstärkningslager... 17 3.1.3 Obundet bärlager... 17 3.1.4 Slitlager och bundet bärlager (asfalt)... 18 3.2 Konstruktionsmaterial för deponitäckning... 20 3.3 Jordförbättringsmedel... 21 3.4 Övriga användningsområden... 21 4. Övriga restprodukter... 23 4.1 Glödskal... 24 4.2 Järnoxid från regenerering av saltsyra (betsyra)... 25 4.3 Gasreningsstoft och -slam... 25 4.4 Metallhydroxidslam... 26 4.5 Järnsulfat... 27 4.6 Metalliskt stoft och spån från bearbetning... 28 4.7 Eldfasta material... 28 4.8 Övrigt... 28 5. Deponerat material... 29 6. Åtgärder för ökad användning... 33 6.1. Branschgemensam forskning... 33 6.1.1 Stålforskningsprogrammet/Konstslagg... 34 6.1.2 Stålkretsloppet... 35 6.2. Vattenrening med metallurgiska slagger... 36 7. Restprodukter och lagstiftning... 37 8. Uppgiftslämnande företag och kontaktpersoner... 39 Bilaga 1 Produktionsprocesser och restprodukter... 41 Bilaga 2 Stålindustrins slagger, innehåll och tillverkning... 42 Masugnsslagg (Hyttsten och Hyttsand)... 42 LD-slagg (LD-sten)... 42 Ljusbågsugnsslagg... 43 AOD-slagg... 43 Skänkslagg... 44 Avsvavlingsslagg... 44 Tunnelugnsslagg... 45 Bilaga 3 Slagger från stålindustrins samarbetspartners... 46 Bilaga 4 Mängder producerade restprodukter 2010 i ton... 48 5

6

1. Introduktion Den svenska järn- och stålindustrin tillverkade knappt fem miljoner ton järn- och stålprodukter 2010. 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 4 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 2010. 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

Figur 2 Produktion av restprodukter under 2010 (kton) fördelat på användning, lager, och deponerat. kton 2 500 Produktion 2 000 1 500 Extern användning Intern användning Extern deponi Intern deponi Lagerutveckling 1 000 500 0 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 2010 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 8

2. Stålindustrins metallurgiska slagger 2.1 Produktion Totalt producerades 1 373 653 ton metallurgisk slagg hos järn- och stålverken i Sverige under 2010. 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 0 100 200 300 400 500 600 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

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

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

Figur 5 Produktion och användning av metallurgiska slagger från järn- och stålverken 2010 (kton). kton 0 100 200 300 400 500 600 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 2010 6 (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

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 250 300 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

14

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. http://www.avfallsverige.se/m4n?oid=2441&_locale=1 15

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: 2010/0291-202 12 Fyllning i bankar, skyddslager och förstärkningslager vid svag undergrund. 16

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. 3.1.2 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. 3.1.3 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 53-2001. 17

Bild 6 Hyttsandsutläggning på riksväg 57 vid Gnesta. 3.1.4 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

cirkulationsplats i Borlänge (som ligger i anslutning till avfarten via motorvägen till Falun) med ungefär 30 000 ÅDT 14 och rondellen på väg 66 (infarten till Smedjebacken) med cirka 6 000 ÅDT. Ljusbågsugnsslagg från Ovako i Hofors lades 2010 i ett par större rondeller i Gävle, dels vid södra E4-avfarten (20 000 ÅDT) och i dels en rondell på Norr (12 000 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 15. 14 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

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. 1064.Värmeforsk. 20

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 5000. 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

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

4. Övriga restprodukter Vid hantering, bearbetning och vidareförädling av stålämnen och -produkter uppkommer även andra typer av restprodukter än metallurgiska slagger. Totalt producerades 635 000 ton övriga restprodukter under 2010. 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 8. 18 Stålbranschen är nedströmsanvändare av eldfasta material (inte producenter), dvs. materialen registreras av andra företag. 23

Figur 7 Produktion och användning av övriga restmaterial under 2010 (kton). kton 0 20 40 60 80 100 120 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

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, 75-80 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

Figur 8 Användning uppdelat i intern och externt för några övriga restmaterial 2010 (kton). kton 0 10 20 30 40 50 60 70 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

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 2012. 4.5 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

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

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 2010. 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 0 10 20 30 40 50 60 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

Figur 10 Deponerade mängder slagger i relation till producerade mängder 2010 (kton). kton 0 100 200 300 400 500 600 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

Figur 11 Deponi övriga restmaterial i relation till producerat 2010 (kton). kton 0 20 40 60 80 100 Gasreningsslam, låglegerat Metallhydroxidslam, höglegerat Tegel Stoft och spån, låglegerat Gasreningsstoft, låglegerat Metallhydroxidslam, låglegerat Oljigt slam Glödskal, låglegerat Glödskal, höglegerat Producerat Deponerat Gasreningsstoft, höglegerat 31

32

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

6.1.1 Stålforskningsprogrammet/Konstslagg Regeringen gav i juni 2006 VINNOVA i uppdrag att i samverkan med Jernkontoret genomföra ett stålforskningsprogram 2007 2012. 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 2011. 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 2012. 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 (2010-08, 2011-08), Årsrapport (2011-01), Slutrapport (2012-03) 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

Projektet har bedrivits genom ett nära samarbete mellan Luleå tekniska universitet (Processmetallurgi och Avfallsteknik) och elva företag från stålbranschen och dess samarbetspartners. Naturabidragen från företagen blev nästan mer än en miljon högre än utlovat, vilket visar på det stora engagemanget bland de deltagande företagen. 6.1.2 Stålkretsloppet 19 Stålkretsloppet är ett åttaårigt miljöforskningsprogram som spänner över stålets hela kretslopp. Resultaten ska leda till en mer resurssnål tillverkning av stål, smartare konstruktionsmetoder för nya stålsorter samt underlätta användningen av skrot och restprodukter. Stålkretsloppet knyter på ett unikt sätt samman traditionella forskningsprojekt inom process- och produktutveckling med nya instrument för miljövärderande analyser ur både ett företags- och ett samhällsperspektiv. Stålkretsloppets vision är En sluten tillverkning och användning av stål i samhället. Programmet skapar kunskaper om hur utbytet av järn och legeringar kan ökas vilket medför att metallerna kan hållas kvar i stålets kretslopp, vilket i sin förlängning innebär att slaggerna får ett ökat värde som råvara och konstruktionsmaterial. Inom stålkretsloppet finns tre projekt om slagger: Smältkoncept och saltextraktion, Slaggers egenskaper och Vanadinutvinning ur LD-slagg. Forskningen påbörjades i slutet av år 2004 och avslutas år 2012. Bild 14 Stålkretsloppet Skrotrening Laseranalys Stålflöden Vanadin Miljövärdering Processändringar Stålprodukter Smältkoncept Saltextraktion Slaggers egenskaper Valsningsteknik Höghållfasta konstruktioner De övergripande målen för projektet Slaggers egenskaper är att: Generera kunskaper som ger stålindustrin möjligheter att utveckla slaggsammansättning och -praxis för att åstadkomma kemisk och mekanisk stabilitet hos slaggerna. Föreslå metoder för kontroll av miljömässiga och tekniska egenskaper hos slaggerna för att åstadkomma ökad användning. Det övergripande målet för Vanadinprojektet är att utveckla nya, kommersiella metoder för metall- och mineralutvinning ur LD-slagg med speciellt fokus på vanadin. I ett samarbete med cementindustrin ska kvaliteten och användbarheten hos den återstående slaggen efter vanadinutvinningen undersökas och testas i produktion. Inom projektet Smältkoncept och saltextrak- 19 Resultaten finns att läsa på Stålkretsloppets webbplats www.stalkretsloppet.se 35

tion tas nya metoder fram för att under smältning och elektrolys öka utbytet av metallerna molybden, krom och mangan vilka båda leder till slagg med lägre metallinnehåll. 6.2. Vattenrening med metallurgiska slagger Metallurgiska slagger används för att rena avloppsvatten från fosfor, en metod som redan prövats i andra länder i Europa, Australien, Nya Zeeland och USA. Masugnsslagg har även framgångsrikt testats i fullskaleförsök för avskiljning av metaller från dagvatten och lakvatten. Vid behandling av avloppsvatten från mindre samhällen har ljusbågsugnsslagg inkorporerats i konstruerade våtmarker av betydande storlek. Avskiljningen av fosfor har visat sig vara god, särskilt när det gäller användningen av ljusbågsugnsslagg. Sorptionskapaciteten av fosfor varierar mellan olika material men ligger som regel mellan 0,4 till 9 g per kg. Livslängden för en våtmark med slagg i termer av godkänd fosforreduktion (90 procent) kan då uppgå till 40 år. Vid försök med s.k. kompakta fosforfilter för enskilda avloppssystem, uppvisar Hyttsand (masugnsslagg) varierande sorptionskapacitet beroende på flödeshastighet och halten organiskt material. Slutsatsen är att metallurgiska slagger i allmänhet med fördel har en potential att användas i stora konstruerade våtmarker och som dikesfilter där vattnets uppehållstid är lång och fosforn hinner bindas. För enskilda avloppssystem med kompakta filter kan Hyttsand vara ett alternativ om material och teknik utvecklas. Filtermaterialens tillskott av fosfor gör dessa attraktiva för återföring till jordbruket. 36

7. Restprodukter och lagstiftning Denna handbok görs för att presentera stålindustrins restprodukter och att säkerställa att materialen kommer till användning där de är mest lämpliga. För att undvika eventuella tolkningsproblem intensifierades branschens arbete med att undersöka vad REACH- och avfallslagstiftningen skulle kunna innebära för stålindustrins alla restprodukter redan 2008. Branschen har sedan dess ingående analyserat dessa lagstiftningar och deras innebörd. Samtliga företag har "sorterat upp" sina restprodukter i biprodukter eller avfall. De biprodukter som identifierades har också registrerats i REACH. Eftersom det är varje innehavare av ett material som ska göra biprodukts-/avfallstestet, kan företagen skilja sig åt i sina bedömningar av samma sorts material. I det fall ett företag har ett material som på sikt ska sättas på marknaden, gör företaget registreringen när detta är aktuellt. Bild 15 Arbetet med att analysera Avfalls- och REACH-lagstiftning för stålindustrins restprodukter. År 2008 År 2010 Arbetet har följt följande ordning: 1. Varje innehavare av ett material avgör enligt avfallsdefinitionen om detta är ett avfall eller inte. Om innehavaren vill göra sig av med material är det ett avfall. I annat fall är det inte avfall. 2. Innehavaren måste sedan ta ställning till om materialet klarar biproduktstestet (de kriterier som finns i avfallsdirektivet, artikel 5) 20 dvs. att det är lagligt, producerat medvetet med normal industriell praxis samt att produkten ska sättas på marknaden. 3. Om biproduktstestet klaras, registrerades materialet i REACH En REACH registrering är ett mycket omfattande arbete. I arbetet säkerställs miljö- och hälsoaspekter för de material som registrerats för de applikationer de ska användas i. Branschens sammanlagda kostnader för allt detta arbete går inte att summera och tidsåtgången är svår att uppskatta. Bara de administrativa kostnaderna för ett material och ett företag uppgår till minst 500 000 kronor, dvs. bara summan för stålindustrins administrativa arbete för registreringen uppgår till mångmiljonbelopp. Mängderna REACH-registrerade biprodukter är knappt 1,3 Mton under 2010, dvs. 60 procent av alla stålindustrins restprodukter. Andelen REACH-registrerade slagger är högre, knappt tre fjärdedelar av de producerade mängderna slagg under 2010. 20 Miljöbalken, 15 kapitel, 1. 37

Slutligen några ord om arbetet med Sveriges avfallsplan 21 från Naturvårdverket. En viktig delmängd i detta arbete är avfallshierarkin och Sveriges arbete med denna. I det nya avfallsdirektivet lyfter man fram avfallshierarkin som prioriteringsordning för lagstiftning och politik på avfallsområdet: 1. Förebyggande (förhindra uppkomst av avfall) 2. Förbereda för återanvändning 3. Materialåtervinning 4. Annan återvinning, till exempel energiåtervinning 5. Bortskaffande Prioriteringsordningen innebär att man helst ska förebygga avfall, i andra hand återanvända det, i tredje hand materialåtervinna det och så vidare. Ordningen gäller under förutsättning att det är miljömässigt motiverat och ekonomiskt rimligt. För att ytterligare betona avfallshierarkin, finns det i avfallsdirektivet också krav på medlemsstaterna att ta fram nationella program för förebyggande av avfall till 2013. Genom säkerställandet av användning av stålindustrins biprodukter (innebär att man kan förhindra uppkomst av avfall), återanvändning av interna material, återvinning av t.ex. metallinnehåll i stoft, minskas uttaget av jungfruliga material avsevärt. Dessutom, när huvudprodukten, stål, tjänat ut återvinns denna och säljs som ny råvara (skrot). Stål har den utmärkta egenskapen att det kan återvinnas ett oändligt antal gånger utan att egenskaperna förändras 22. Branschens restproduktsarbete hamnar högt upp i avfallshierarkin och svensk stålindustri är på detta sätt en mycket resurseffektiv bransch. 21 Det är ett krav i Ramdirektivet för avfall att varje land upprättar en sådan plan. Sverige har redan gjort en sådan, gällande för 2005-2010. Det finns ett antal krav på denna nya plan, bland annat hur ett lands arbete med avfall förhåller sig till avfallshierarkin. Planen finns i utkast på Naturvårdsverkets webbplats. 22 Ingen av dessa skrotflöden ingår dock i denna handbok. 38

8. Uppgiftslämnande företag och kontaktpersoner Nedan redovisas samtliga anläggningar som ingår i Jernkontorets statistik samt Boliden, Vargön Alloys, Harsco Metals och Scandust. Vill du ha mer information om de beskrivna materialen är du välkommen att kontakta nedanstående berörd person direkt. Vi bistår gärna med mer information om materialen, möjligheter till utveckling av nya material eller applikationer, kontaktnät och testning av materialen. Företag med produktion av Ort Kontaktperson E-postadress låglegerat stål SSAB EMEA AB Luleå Gun Berglund gun.berglund@ssab.com SSAB EMEA AB Borlänge Jonas Larsson jonas.larsson@ssab.com SSAB EMEA AB Oxelösund Klas Lundbergh klas.lundbergh@ssab.com SSAB Merox AB Oxelösund Jeanette Stemne jeanette.stemne@merox.se Ovako Bar AB Smedjebacken Torbjörn Sörhuus torbjorn.sorhuus@ovako.com Ovako Hofors AB Hofors Kjell Pålsson kjell.palsson@ovako.com Ovako Hellefors AB och Hofors Hällefors Katarina katarina.hundermark@ovako.com AB Hundermark Ovako Tube and Ring AB Hofors Kjell Pålsson kjell.palsson@ovako.com Ovako Bar AB Boxholm Torbjörn Sörhuus torbjorn.sorhuus@ovako.com Scana Steel Björneborg AB Björneborg Jenny Sandeberg jenny.sandeberg@scana.no Höganäs AB Höganäs Björn Haase bjorn.haase@hoganas.com Höganäs AB Halmstad Björn Haase bjorn.haase@hoganas.com Boxholm Stål AB Boxholm Hans Nycander hans.nycander@bxs.se Surahammars Bruks AB Surahammar Anders Holmgren anders.holmgren@sura.se Företag med produktion av Ort Kontaktperson E-postadress höglegerat stål Uddeholms AB Hagfors Börje Gustafsson borje.gustafsson@uddeholm.se Böhler-Uddeholm Precision Munkfors Åke Bengtsson ake.bengtsson@bu-strip.com Strip AB Erasteel Kloster AB Långshyttan Charlotta Torsner charlotta.torsner@eramet-erasteel.com Erasteel Kloster AB Söderfors Charlotta Torsner charlotta.torsner@eramet-erasteel.com Erasteel Kloster AB Vikmanshyttan Charlotta Torsner charlotta.torsner@eramet-erasteel.com Fagersta Stainless AB Fagersta Mats Eriksson mats.eriksson@fagersta-stainless.se Sandvik Heating Technology AB Hallstahammar Pelle Hägg pelle.hagg@sandvik.com Outokumpu Stainless AB Avesta Gunnar Ruist gunnar.ruist@outokumpu.com Outokumpu Stainless AB Degerfors Joakim Sällström joakim.sallstrom@outokumpu.com Outokumpu Stainless AB Långshyttan Erik Grånäs erik.granas@outokumpu.com Outokumpu Stainless AB Torshälla Jyri Kaplin jyri.kaplin@outokumpu.com AB Sandvik Materials Technology (SMT) Sandviken Lotta Lind lotta@lindskan.se Övriga Ort/Område Kontaktperson E-postadress Harsco Metals Norberg Ingemar Goldkuhl igoldkuhl@harsco.com Vargön Alloys AB Vargön EvaLotta Stolt evalotta.stolt@vargonalloys.se Boliden Mineral AB Skelleftehamn Hans Hägglund hans.hagglund@boliden.com BEFESA Scanddust Helsingborg Ulf Helgesson ulf.helgeson@befesa.abengoa.com Jernkontoret Miljö Eva Blixt eva.blixt@jernkontoret.se Jernkontoret Statistik Jenni Ranhagen jenni.ranhagen@jernkontoret.se 39

40

Bilaga 1 Produktionsprocesser och restprodukter Se också förklarande texter för de olika slaggerna i Bilaga 2. 1 2 3 4 10 5 10 6 10 7 10 8 10 9 10 9 10 9 11 12 x Restprodukter från koksverket Olika typer av slagger Övriga restprodukter x x 1. Koksgrus 4. Masugnsslagg 9. Glödskal 2. Råbensen och tjära 5. LD-slagg 10. Stoft och slam 3. Ammoniumsulfat och svavel 6. Ljusbågsugnsslagg 11. Järnsulfat 7. AOD-slagg 12. Metallhydroxid 8. Skänkslagg 41

Bilaga 2 Stålindustrins slagger, innehåll och tillverkning Masugnsslagg (Hyttsten och Hyttsand) 4 Luftkyld, kristallin masugnsslagg, även kallad Hyttsten Råvaran till Hyttsten är masugnsslagg. Masugnsslagg framställs parallellt med råjärn i masugn. Till masugnen sätts kontinuerligt råvaror i form av järnmalmspellets, kalksten, kol, koks och briketter. Dessa reagerar i en kemisk reduktionsprocess vid ca 1500 C. Noggranna beräkningsmodeller styr de ingående råvarorna vilket innebär att både råjärnets och masugnsslaggens sammansättning är väl kontrollerad. När masugnen tappas på råjärn och masugnsslagg skiljs dessa material åt och den flytande masugnsslaggen transporteras till avsedda gjutbäddar där den gjuts ut och får luftsvalna. När den svalnat bryts den upp från gjutfacket och används som råvara till olika produkter. Den kan bl.a. krossas och siktas till olika sorteringar av produkten Hyttsten. Hyttsten har en kristallin struktur och består i huvudsak av olika former av kalciumsilikater. Den har flera tekniska fördelar såsom låg densitet, cementerande egenskaper, tjälisolerande förmåga samt hög hållfasthet och stabilitet. Dessa egenskaper gör Hyttsten mycket lämplig som ballast inom väg- och anläggningssektorn och gör det möjligt att t.ex. dimensionera tunnare vägkroppar med bibehållen livslängd vilket är både kostnadseffektivt och miljösmart. Hyttsten 0/125, 0/90, 0/63, 0/32 och 0/16 är CE-märkta. Luftkyld masugnsslagg vidareförädlas också till kalkningsmedel (M-kalk), friktionsmedel (Surfric), vältbetong (Merolit) och till ridbanematerial (Paddex). Masugnsslagg har även potential att användas som råvara vid cementtillverkning samt för tillverkning av gjutbetong. Vattengranulerad, amorf masugnsslagg, även kallad Hyttsand Råvaran till Hyttsand är också masugnsslagg som, till skillnad från Hyttsten, kyls snabbt i vatten, s.k. granulering. Den flytande masugnsslaggen transporteras till avsedda vattenbassänger där den begjuts med vatten av högt tryck. Resultatet blir en sandliknande produkt med korn i storleken 0-4 mm. Efter granulering siktas och torkas Hyttsanden. Tack vare snabbkylningen får Hyttsand en amorf/glasig struktur vilket ger mycket goda cementerande egenskaper tillsammans med andelen kalk/kisel. Hyttsanden har även låg vikt och passar därför som lättfyllnadsmaterial då markförhållandena kräver en lätt och stark vägkropp. Hyttsand används även som råvara vid cementtillverkning. Hyttsand har potential att användas som filtermaterial, dels för fastläggning av fosfor i avloppsvatten eller i vatten från åkermark, dels för fastläggning av metaller i dagvatten och lakvatten. Genom att finmala torkad Hyttsand kan ett s.k. latent hydrauliskt bindemedel framställas, denna produkt benämns Merit 5000. Internationell benämning är Ground Granulated Blast Furnace Slag (GGBS). Produkten är CE-märkt och P-märkt som tillsatsmaterial typ II för användning i betong, bruk och injekteringsbruk. En outnyttjad potential hos denna produkt är att för varje ton cement som ersätts med GGBS vid t.ex. betongproduktion kan en besparing på ca ett ton koldioxid göras. Om all tillverkad masugnsslagg i Sverige utnyttjades som GGBS i denna applikation skulle det vara möjligt att reducera koldioxidutsläppen med ca 500 000 ton/år. Förutom som tillsatsmaterial till betong används Merit 5000 i golvspackel samt som bindemedel vid stabilisering/solidifiering av förorenade sediment och muddermassor samt vid markstabilisering. En intressant potentiell användning är som vidhäftningsmedel i asfalt. LD-slagg (LD-sten) 5 Råvaran till LD-sten är LD-slagg som bildas vid färskning av råjärn till stål i en LD-konverter. Flytande råjärn tillsätts i konvertern och syrgas tillförs för att reducera bl.a. kolhalten i stålet. Basiska slaggbildare såsom bränd kalk och dolomit tillsätts smältan för att ta upp oxider av 42

främst järn, kisel och mangan. Den flytande LD-slaggen tappas ur till en slaggryta för transport till gjutfacken där den gjuts ut och får svalna. LD-slaggen bryts därefter upp och behandlas i separationsverk för att återanvända ev. medföljande stål. LD-slaggen siktas därefter i olika fraktioner av produkten LD-sten. LD-sten används framförallt som slaggbildare i masugnar, där den ersätter en stor mängd jungfrulig kalksten. LD-sten används också som råvara vid mineralullstillverkning samt som fyllnadsmaterial till vallbyggnad och avjämning av deponier. Ljusbågsugnsslagg 6 Ljusbågsugnsslagg tillverkas i smältugnen i de stålverk som utgår från stålskrot som råvara. Denna typ av ståltillverkning används både för framställning av låglegerat stål och av rostfritt eller andra typer av höglegerat stål. Ljusbågsugnsslaggen har ett antal olika funktioner ur ståltillverkningsperspektiv, exempelvis: Skydda ugnsinfodring och vattenkylda paneler Behålla värmeenergin i stålbadet Avskilja ämnen från stålet såsom kisel och fosfor Tillverkningsgången vid framställning av slagg skiljer sig något mellan de olika verken men ser i stora drag ut på följande sätt: Slaggbildare (ofta kalk och dolomit) tillsätts i ugnen enligt styrt recept Slaggen tippas ur ugnen antingen till en slaggryta eller på ett golv Slaggen transporteras till ett slagghanteringsområde där den vattenkyls och läggs att torka innan fortsatt hantering Sortering och metallseparering Efter ovanstående flöde föreligger slaggen ofta i en grövre form som antingen kan användas direkt i olika konstruktionssammanhang eller vidareförädlas genom exempelvis krossning och siktning till olika fraktioner. Det sistnämnda görs exempelvis när slaggen ska användas i slaggasfalt. Vanliga fraktioner är 0/4, 4/8, 8/11 och 11/16 mm. Slaggpartiklarna har oregelbunden form vilket ger bra bärighet och dränerande egenskaper i olika typer av konstruktioner, exempelvis i deponikonstruktioner. Vidare har vissa typer av ljusbågsugnsslagg basiska egenskaper. Vid användning av slagg som ballast i asfalt är det en fördel då det ger god kemisk vidhäftning till det sura bindemedlet bitumen. Detta ger asfalten både god stabilitet och nötningsbeständighet. Processföringen i ljusbågsugnen ser lite olika ut vid framställning av hög- respektive låglegerat stål. Om det stål som tillverkas har en hög legeringshalt är legeringsvärdet en viktig ekonomisk parameter att ta hänsyn till i processen. Därför används ett reducerande körsätt för att behålla järn och legeringar i stålsmältan. Det innebär också att ett reduktionsmedel (ferrokisel) tillförs vilket gör slaggen mindre basisk. Vid tillverkning av låglegerat stål är det i stället processtider och energi som är de styrande parametrarna vilket gör att ett oxiderande körsätt oftast är att föredra. Följden blir framför allt en högre järnhalt i slaggen. Egenskapsmässigt innebär det en något hårdare och tyngre slagg än den från framställning av höglegerat stål. En annan kemisk skillnad är att det låglegerade stålet tillverkas med en mer basisk slagg. AOD-slagg 7 AOD-processen består av tre förädlingssteg vid tillverkning av rostfritt stål. Processen sker i en s.k. AOD-konverter där reaktionerna är så exoterma att kylskrot tillsätts för att reglera temperaturen. De huvudsakliga förädlingsstegen som utförs i AOD-konvertern kan sammanfattas som: 43

Avkolning sker genom att man blåser syrgas och argon genom smältan för att sänka kolhalten (Argon Oxygen Decarburization). Efter ett oxiderande processteg innehåller slaggen mest metalloxider, som i nästa steg ska tillbaka till stålsmältan. Återreduktion av oxiderade metaller görs i reduktionssteget genom att reducerande ämnen kisel och/eller aluminium tillsätts. Återreduktion av metaller ger en slagg bestående främst av kalk samt kisel- och aluminiumoxid. En del av denna slagg avskiljs inför sista processteget, då kalkandelen i slaggen ökar. Svavelreningen är kritisk då svavel i mycket små mängder förstör stålets egenskaper. Bränd kalk tillsätts och i de fall slaggen inte är smält, tillsätts mineralet flusspat för att sänka viskositeten så att avsedda reaktioner sker fortare. Slagg från AOD-konverter har oftast ett förhållande mellan kalk och kisel som gör att mineralet kalciumsilikat bildas när slaggen stelnar. Detta mineral genomgår en fasomvandling under svalningsförloppet som ger en expansion, vilket leder till att materialet brister och faller sönder till ett fint och svårhanterligt damm. Problematiska konsekvenser av slagg i stoftform och styrning av materialets egenskaper föranleder stabilisering av slaggen. Det finns olika sätt, snabbkylning/granulering är ett, tillsats av stabiliseringsmedel är ett annat. Ett etablerat sätt i Europa är att tillsätta borföreningar vilket gör slaggen stabil och lämplig för t.ex. vägkonstruktion. I England är borstabiliserad AOD-slagg en av Harsco Metals kommersiella produkter, där den används som ballast i vägar. AOD-slagg har bindande egenskaper. Eftersom de bindande egenskaperna är en funktion av bl.a. specifik yta finns potential att använda sönderfallande slagg utan stabiliserande tillsatser i betongkonstruktioner och i sluttäckningar av deponier. Skänkslagg 8 Skänkslagg produceras vid en del av verken i det metallurgiska slutsteget, dvs. i skänkugnen där den slutliga förfiningen av stålet genomförs. Det finns skänkslagg med olika sammansättning men det är vanligt med ett betydande innehåll av CaO, Al 2 O 3 och SiO 2. Skänkslaggen är oftast sönderfallande till sin karaktär. Den sönderfallna slaggen uppvisar hydrauliska (cementliknande) egenskaper och har potential att användas som ersättning för eller komplement till cement som bindemedel i t.ex. briketter (tillverkade av restprodukter för chargering till masugn), stabilisering av mark och massor och för konstruktion av tätskikt på deponier. Den kan även användas som filler i betong. Det finns även en potential att använda skänkslaggen som kalkkälla vid cementtillverkning. Fördelen med skänkslaggen i den tillämpningen är att den (likt exempelvis masugnsslaggen) inte har kalken bunden i den naturliga förekomstformen kalciumkarbonat. Detta ger betydligt lägre koldioxidutsläpp från cementtillverkningen då slagg används jämfört med kalksten. En annan användning av skänkslaggen är som råvara vid mineralullsframställning. Avsvavlingsslagg Avsvavlingsslagg finns i den masugnsbaserade tillverkningen. Den uppstår när kalciumkarbid blåses ned i råjärnet för att sänka svavelhalten innan råjärnet ska processas till stål. Bildad avsvavlingsslagg separeras från råjärnet för vidare hantering genom gjutning, kylning, magnetseparering, malning och siktning för att tillvarata järninnehållet medan slaggdelen går till deponi. Denna återfinns i statistiken bland de övriga slaggerna i diagrammen. 44

Tunnelugnsslagg 23 Tunnelugnsslagg (TU-slagg) produceras parallellt med järnsvamp i tunnelugnar. Råmaterialet till TU-slaggen är kalksten och koks som blandas och processas enligt styrda recept. I tillverkningsprocessen reagerar en stor del av kolet i den tillsatta koksen i kemisk process med syret i den slig (järnmalm) som är råmaterialet för tillverkning av järnsvampen. Kalkstenens huvudsakliga uppgift är att binda eventuella föroreningar från koksen och i viss mån sligen. Samtidigt bränns kalkstenen och blir till bränd kalk. En stor del av TU-slaggen recirkuleras dessutom för att på så sätt återföra en del av det kol som finns i TU-slaggen. TU-slaggen består till största delen av oreagerad koks, CaO och en del SiO 2. Dessutom finns en mindre mängd rent järn som kommer från järnsvampen. Materialet är relativt lätt och dammande, vilket gör att hanteringen måste ske i slutna system alternativt måste det fuktas innan det hanteras. Kalkinnehållet gör att TU-slaggen i många fall kan användas som alternativ till bränd kalk, detta trots att det innehåller en relativt låg kalkhalt, oftast kring 40 procent. Som exempel på användningsområden kan nämnas markstabilisering och jordförbättringsmedel. Koksen i slaggen medför att det finns en relativt hög energimängd som kan tas tillvara i t.ex. förbränningsanläggningar. Framförallt gäller det vid förbränning av förnybara material då TUslaggen även har en positiv inverkan på slagg- och stoftbildningen i dessa processer. TU-slaggen ingår bland de övriga slaggerna i statistiken. 23 Höganäs AB, i Höganäs är Sveriges enda järnsvampsanläggning, som producerar järnpulver i tunnelugn. Denna process är därför inte beskriven i Bilaga 1 som är de två huvudsakliga tillverkningsvägarna för järn- och ståltillverkning. 45

Bilaga 3 Slagger från stålindustrins samarbetspartners Ferrokromslagg År 2010 producerades 90 kton ferrokromslagg. Vargön Alloys AB i Vargön tillverkar ferrokrom (råvara för framställning av legerat stål) och tillverkningen av ferrokromslagg är en del av denna process. Tillverkningsprocessen säkerställer slaggens goda egenskaper; små variationer i sammansättning och egenskaper. Utmärkande för ferrokromslagg från teknisk synpunkt är dess relativt höga styvhet (god bärighet) i en packad markkonstruktion. Materialet är något tyngre än motsvarande naturmaterial och är väl dränerande med en relativt låg kapillär stigförmåga. Det är också beständigt mot nötning. Trots att det innehåller höga kromhalter motsvarar utlakningen den för naturliga jordmaterial. Den vanligaste typen av användning av ferrokromslagg är vid vägbyggnad särskilt i vägens förstärkningslager, men kan också användas i obundna bärlager i överbyggnaden. Ferrokromslaggen har en låg, men ändå påtagligt värmeisolerande förmåga vilket innebär att den kan vara fördelaktig som tjälisolerande skikt i det s.k. skyddslagret. Ferrokromslaggens nötningsbeständighet medför att den kan användas i bitumenbundna slitlager (asfaltbeläggning) och i bärande fyllningar. Järnsand Smältråvaran till Boliden Mineral AB:s smältverk, Rönnskärsverken, består till största delen av anrikad kopparmalm, så kallad kopparslig. Vid kopparframställningen tillsätts ren kvartssand (SiO 2 ) som slaggbildare. Kvartsen förenar sig med järnet i kopparsligen och bildar slagg som avskiljs från råkoppar i smält form. Metallerna, främst zink och bly, i slaggen drivs av genom slaggfuming (injektion av luft och kol). Den fumade slaggen tappas till en sättningsugn där rester av koppar och halvmetaller avskiljs. Slaggfasen i sättningsugnen granuleras till järnsand genom snabbkylning i en vattenstråle. Årligen produceras 250 000-300 000 ton av järnsand. Hela mängden används dels i olika konstruktioner internt inom industriområdet och dels externt i Skellefteå kommun med omnejd. En mindre andel går på export. Järnsanden har fått sitt namn av sitt innehåll av järn och sin tydliga och ensartade kornstorlek som motsvarar sand. Bland de naturliga mineralen motsvarar materialet närmast fayalit, den järnrikaste silikatvarianten av olivintyp, (Mg, Fe, Mn) 2 SiO 4. De spårmetaller som förekommer i järnsand är främst koppar och zink men dessa är hårt bundna som silikater och är därigenom stabila och svårlakade. Praktiskt taget allt material är amorft, dvs. förglasat. Järnsanden har god värmeisolerande egenskap och dränerande förmåga och den är jämn i kvalitén och har liten kapillär stighöjd (10-15 cm). Den kan packas och hanteras med stor lätthet. Dessa egenskaper beror på materialets ensartade kornstorleksfördelning och glasartade ytstruktur, i kombination med den kantiga kornformen, som ger hög porositet och god bärighet. Järnsand levereras normalt torr och den innehåller obetydligt med finmaterial så den dammar därför normalt inte. Materialet kan användas i ett flertal tillämpningar där ett termiskt isolerande, kapillärbrytande och svagt dränerande sandliknande material behövs. Järnsanden ska endast användas som inbyggt material i anläggningskonstruktioner och under grunder. Järnsandens låga värmeledningstal och låga kapillära stighöjd innebär att den med fördel används där det krävs tjälisolering och/eller ett kapillärbrytande skikt. Den används vid anläggande av vägar och planer samt vid grundläggning av byggnader. Järnsanden är svart till färgen och avviker därigenom så markant från konventionella material att den lätt kan särhållas vid lagring, byggande och rivning och den kan återanvändas i andra konstruktioner. Järnsand har använts inom Skellefteå kommun med omnejd under närmare 40 år. Kommunens tekniska kontor har god erfarenhet från användning av materialet. Under de första åren användes 46

järnsand i huvudsak för kringfyllnad i ledningsgravar. Användningen har därefter utvecklats och under de senaste 15 åren har ny- och ombyggnation av vägar utförts med ett drän- och skyddslager på 60-70 cm järnsand. Kostnaden vid anläggandet har varit något högre än vid konventionellt byggande, men vägunderhållsbehovet har varit minimalt och detta har sammantaget inneburit en besparing. Plasmaugnsslagg 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 principiellt är att likna med en masugn men där blästerluften har ersatts av tre plasmageneratorer för tillförsel av den nödvändiga reduktionsenergin. I processen utvinns värdefull metall som legerat tackjärn i form av granuler, slagg samt koloxidgas för produktion av fjärrvärme till Landskrona stad. Den bildade slaggen, huvudsakligen i form av Akermanit (Ca 2 MgSi 2 O7), innehåller pga. ofullständig separation vid tappning, en mindre mängd metall, som efter sortering och behandling kan återvinnas och utnyttjas som råvara för rostfri tillverkning. Slagg från plasmaprocessen har från starten av Scandust 1983, använts mest som byggmaterial på tippar, främst i Helsingborg och Landskrona, men även på prov i asfalt, förstärkningslager i vägar samt grundläggning av asfalterade ytor inom industriområdet. Slaggen kännetecknas främst av att den är mekaniskt stabil och lättare än motsvarande naturliga material. Den passar därför till att förstärka områden med tung trafik eller hög belastning. Orsaken till att slaggen trots detta till största delen använts för uppställningsytor och vägar på tippar, har främst varit en osäkerhet från marknadens aktörer att prova på ett nytt material. Att slaggen tidigare varit klassad som avfall har inte heller gjort saken lättare. Efter en grundlig undersökning av plasmaugnsslaggen under 2009-2010, fastställdes att egenskaperna vad avser hållfasthet, lakning och påverkan på vattenorganismer är positiva, varför slaggen i slutet av 2010 registrerades som produkt i enlighet med REACH För närvarande pågår ett projekt tillsammans med en entreprenör för att utöka användningsområdet för slaggen. Syftet är att finna ett större byggprojekt där parkeringsplatser och anslutningsvägar skulle kunna dra fördel av den stabila slaggen. I södra Sverige råder det brist på bra ballast. Det är ofta långa transporter från bergtäkten till användningsområdet. I närområdet i nordvästra Skåne skulle därför slaggen vara ett gott alternativ. Årligen producerar Befesa Scandust ungefär 25 kton slagg, som skulle kunna ersätta bergkross i flera applikationer. Härigenom skulle värdefulla naturresurser kunna sparas. 47

Bilaga 4 Mängder producerade restprodukter 2010 i ton Producerat Använt inkl lager Deponerat Koksgrus (koksstybb) 55841 55841 0 Material från koksverkets gasrening, icke-farligt 9913 9913 0 Material från koksverkets gasrening, farligt 56253 56253 0 Masugnsslagg 535367 535367 0 LD-slagg 309560 309560 0 Ljusbågsugnsslagg låglegerad 91723 88698 3025 Ljusbågsugnsslagg höglegerad 98081 24091 73990 Skänkslagg 59498 40268 19230 AOD-slagg 105221 16450 88771 Övrig slagg 174203 108027 66176 Gasreningsstoft FA låglegerat 17700 12743 4957 Gasreningsstoft FA höglegerat 16087 16087 0 Gasreningsstoft IFA låglegerat 59933 56051 3882 Gasreningsstoft IFA höglegerat 1554 1554 0 Metallhaltiga stofter från mekanisk bearbetning låglegerat 10770 7292 3478 Metallhaltiga stofter från mekanisk bearbetning höglegerat 3061 3061 0 Gasreningsslam 108191 48291 59900 Metallhydroxidslam och betbadsslam låglegerat 1053 670 383 Metallhydroxidslam och betbadsslam höglegerat 19369 472 18897 Metallsalter 2019 2019 0 Oljigt kylvatten- och glödskalsslam 11767 9681 2086 Glödskal låglegerat 75717 75717 0 Glödskal höglegerat 9925 9925 0 Spånor låglegerat 12133 12083 50 Spånor höglegerat 10038 10038 0 Oljehaltigt metallslam 1892 1126 766 Tegelskrot IFA 21810 16487 5323 Tegelskrot FA 0 0 0 Spillolja och emulsioner 6352 1429 4924 Övrigt fast oljehaltigt avfall 944 16 929 Klorerade oljor 153 0 153 Övrigt farligt avfall 60286 50051 10235 Allt övrigt avfall 59250 25583 33668 Summa 2005665 48

49

DEN SVENSKA STÅLINDUSTRINS BRANSCHORGANISATION Jernkontoret grundades 1747 och ägs sedan dess av de svenska stålföretagen. Jernkontoret företräder stålindustrin i frågor som berör handelspolitik, forskning och utbildning, standardisering, energi och miljö samt skatter och avgifter. Jernkontoret leder den gemensamma nordiska stålforskningen. Dessutom utarbetar Jernkontoret branschstatistik och bedriver bergshistorisk forskning. 50