Kalk har länge använts som slaggbildare i stålindustrin. Genom att tillsätta kalk som bidrar med kalciumoxidmolekyler får stålverket rätt basicitet i stålslaggen under de första metallurgiska stegen i stålproduktionsprocessen. Slaggens sammansättning är viktig för att avlägsna föro-reningar från stålet, då rätt egenskaper förbättrar överföringen av föroreningar från smältan till slaggen.
Många användningsområden för kalk
När det gäller slaggkemi varierar behoven på olika stålverk. Behoven kan till exempel inkludera mängd och typ av föroreningar, kemiska egenskaper hos eldfasta material, typ av smältprocess med mera. Det innebär att kalkleverantören måste tillgodose olika krav från olika stålverk. Ett gemensamt krav är dock att kalken ska ha låg svavel- och fosforhalt, eftersom dessa är två av de vanligaste ämnena som behöver renas från stålsmältan vid slaggbildning.
Ytterligare specialkrav kan gälla kalkstenens bränningsgrad. Det finns två huvudtyper på marknaden: roterugnsbränd (hårdbränd) och schaktugnsbränd (lösbränd) kalk. För lågkolhaltiga stålkvaliteter, t.ex. vissa rostfria stålprodukter, är roterugnsbränd kalk mest intressant. Orsaken är att denna hårdbrända kalk har en lägre restkolhalt, vilket innebär att den tillför mindre kol i produktionsprocessen.
Valet av kalk beror också på det geografiska läget. Kalk kan inte transporteras för långt (om man vill vara kostnadseffektiv) och därför måste stålverket leta efter relativt närliggande alternativ vid landtransport eller överväga möjligheter för kostnadseffektiv sjötransport.
Andra krav förutom den kemiska sammansättningen är kornstorleksfördelningen och att minimera mängden finmaterial i kalkprodukten. Kunderna chargerar kalksten i smältan på olika sätt och beroende på hur materialet hanteras kan kornfördelningen och finmaterialhalten vara avgörande aspekter.
På grund av dessa variationer i behoven väljer stålverk ofta en eller två kalkkällor som tillgodoser deras behov. Så har det i alla fall varit tidigare – men världen förändras.
Koldioxid ändrar spelplanen
Koldioxidens påverkan på klimatet är numera välkänd. Som ett led i att minska koldioxidutsläppen upprättade EU Europeiska unionens utsläppshandelssystem (EU ETS) år 2005. Idén var i korthet att sätta en prislapp på koldioxidutsläppen för att minska dem och motverka den globala uppvärmningen.
När systemet var nytt kostade utsläppsrätter omkring 5–10 euro/ton och det fanns gott om gratis utsläppsrätter. På den tiden var utsläppsrätterna inget större ekonomiskt problem för kalkindustrin. Men i dag ligger priset på drygt 80 euro/ton och det finns färre gratis utsläppsrätter, vilket innebär mycket större ekonomiska effekter. Det innebär även hård prispress på produkterna.
Kalcinering av kalksten frigör stora mängder koldioxid. Detta är en del av den kemiska reaktionen för att skapa CaO (bränd kalk) av CaCO3 (kalksten). En annan faktor som orsakar koldioxidutsläpp är bränslet som används vid bränning av kalksten. Allteftersom priset på utsläppsrätter stiger kommer även kostnaden för att tillverka slutprodukten (bränd kalk) att stiga.
För att bevara kostnadseffektiviteten måste någonting förändras. Vi måste ifrågasätta historiska sanningar och utmana våra sätt att producera kalk. Allt handlar om att minska koldioxidutsläppen. När det gäller kalkproduktion kan detta inkludera allt från fossilfri brytning och bränsleval i bränningsprocessen till olika typer av teknik för infångning av koldioxid.
Samtidigt som kalkproducenter utforskar mer koldioxidsnåla alternativ gör även stålindustrin detsamma. Ett bra exempel är Hybrit-projektet som siktar på stålproduktion med vätgas i stället för kol. Det kommer inte bara att innebära slutet för masugnar i Norden utan kommer även att medföra nya krav på kalkens kornstorlek och kemiska sammansättning.
Vi kan alltså förvänta oss förändringar, nya kalkstensprodukter och alternativa bränslen. Men allt detta har ett tydligt mål – att minska de totala koldioxidutsläppen från ståltillverkningen.
Fakta:
Erik Degerstedt är Key Account Manager, Metals & Mining and Pulp & Paper i Skandinavien och gillar att vara delaktig i förändringar och utvecklingsarbete. Hans ambition är att bidra till utvecklingen av nya sätt att producera stål och till att minska det totala koldioxidavtrycket. ” FFL-projektet som finansierats av Business Finland är ett utmärkt exempel på ett initiativ där alla involverade kommer att lära sig mycket. Att minska stålproduktionens klimatavtryck kräver nära samarbete mellan många aktörer. Jag stolt över att vara en del av teamet på Nordkalk och över vårt tydliga fokus på hållbara lösningar.”