Kapar valsningskostnaden med en tredjedel
Istället för att använda brand- och miljöfarliga valsvätskor provas nu ett vattenbaserat system. Om det går som planerat kan aluminiumvalsverken skära ner de kemirelaterade kostnaderna till en tredjedel. Även för ståltillverkare finns pengar att spara.
Kallvalsning av aluminium kräver valsvätskor för att kyla materialet och minska friktionen. I decennier har branschen pratat om fördelarna med vattenbaserade sys- tem, men hittills har ingen lyckats utveckla sådana produkter.
Nu finns dock ett nyutvecklat kemikaliesystem som kan ha löst problemet. Vid två tillfällen har vätskorna provats på aluminium och rostfritt från Gränges och Outokumpu hos Swerea Mefos pilotvalsverk i Luleå.
– Det ser väldigt bra ut. Men vi måste bevisa en gång till innan någon vågar testa våra nya valsvätskor i verkligheten. Vi samarbetar med Gränges som är kritiska utvärderare och därför en bra
referens för oss, säger Rolf Sköld, pensionerad professor och projektledare vid tvåmansbolaget Chem Dimension.
Om försöken lyckas kan kallvalsverken skära ner den kemirelaterade kostnaden till en tredjedel av dagens.
– Idag används f lyktiga och brandfarliga fotogenbaserade valsvätskor. Förutom att kemikalierna är dyra så tillkommer släcknings- utrustning, brandförsäkring och luftrening till en dubbelt så hög kostnad. Vårt system är varken brand- eller miljöfarligt, säger Rolf Sköld.
Visserligen innehåller det vat- tenbaserade systemet en del dyra kemikalier. Å andra sidan kan oljebasen med dyra additiver bytas ut mot vatten. Förutom att vatten är billigare så är det också ett bättre kylmedium än olja.
Under årens lopp har det gjorts otaliga försök med miljövänliga emulsioner, främst i USA. Problemet är att de aktiva ämnena ltreras bort när glödskal och andra föroreningar ska avlägsnas i olika reningsprocesser. Den nu testade vätskan löser alla kemikalier vid rumstemperatur och blir därför helt klar. Under höga tryck stiger temperaturen och koncentrationen av de smörjande kemikalierna som då fälls ut på metallytan precis när de behövs.
– Ju varmare materialet blir, desto bättre fungerar vår valsvät- ska. Sen kan den återcirkuleras och mellan användningen sjunker temperaturen så vätskan blir klar och kan renas utan att de aktiva kemikalierna försvinner, säger Rolf Sköld.
Den nya valsvätskan är ett resultat av många decenniers arbete och miljontals kronor i forskningspengar. Ursprungligen bedrevs forskningen vid Berol, sedermera Berol Nobel och Akzo Nobel.
– Berol lade ner 55 miljoner kronor på den här forskningen. Det var antagligen det dyraste projekt de hade. Sen när bolaget blev uppköpt ville man renodla verksamheten och då ck min kompanjon Birger von Essen tillstånd att utveckla val- svätskan på egen hand, säger Rolf Sköld.
Receptet som utvecklades på beroltiden kallar han för första generationen kemi. Den andra generationen var valsvätska för varmvalsning av aluminium. Den kemi som nu testas är utformad för kallvalsning och benämns av Rolf Sköld som den tredje generationen.
Gränges köpte andra generatio- nens vätska under fem år, mellan 2007 och 2012. Dåvarande blandning var dock känslig och krävde rätt dosering. Vid en viss punkt av överdosering fungerade inte läng- re valsvätskan. Problemet var att katjoniska polymerer resulterade i överladdning.
– Det tog ett halvår innan vi för- stod vad som var problemet, och då hade kunden redan hunnit byta le- verantör. Men nu har vi ett nytt recept där anjoniska polymerer kan lösa problemet.
Företaget har också haft bekymmer med inköpta flockningsmedel. Enligt tillverkarna skulle medlet inte innehålla klorider. Fast det stämde inte alls. Där fanns klorider som angrep materialet som skulle valsas och orsakade korrosionsskador.
– Ett misstag som inte ska upprepas, menar Rolf Sköld.
Några valsningsförsök på rostfritt stål har också gjorts uppe hos Outokumpus egna pilotvalsverk i Torneå.
– Vi fick lite problem med missfärgningar. Plåten såg hemsk ut, men till skillnad från aluminiumtillverkning så tvättas och betas stålet och efteråt gick det inte att skilja material som valsats med våra kemikalier från deras vanliga process, berättar Rolf Sköld.
Valsvätskan går också att an-vända till skärande bearbetning och passar särskilt till rostfritt material, anser Rolf Sköld. Men han och hans kollega beslöt tidigt att inrikta sig mot valsverk. Annars hade de blivit tvungna att bygga upp ett stort servicesystem på en marknad med stor prispress.
Enligt företagets beräkningar uppskattas marknaden till tre miljarder på aluminiumsidan och lika mycket på stålsidan. Ståltillverkningen i Sverige är volymmässigt större, men använder mindre mängder kemikalier.
– Drivkraften är att undvika bränder i valsverken och öka produktiviteten. Tidigare har ju risken varit att ökad produktionstakt leder till högre temperatur och större brandrisk. Men för vår kemi finns ingen brandrisk och valsningen går till och med bättre vid högre valsningshastigheter och temperaturer, säger Rolf Sköld.
JESPER GUNNARSSON
Artikeln tidigare införd i Process Nordic nr 2016