Rapporten behandlar Kandidatarbete i maskinteknik som utfördes mot Outokumpu Stainless AB, Avesta. Syftet med arbetet var att optimera placeringen för kalkinjektionen som inte sitter optimalt placerat ur ett processoptimeringsperspektiv. Målet var att utveckla placeringen och nyttjandet av kalktillsatsen i ungen, det genom att ändra designen av valvstrukturen och kylpanelen där injektionen satt ursprungligen. Positionen för kalkinjektionen i ljusbågsugnar är normalt sett placerad i hotspotten, området i ugnen där elektronerna är närmst väggen och ger mest slitage på tegelinfodringen. För att hitta en mer optimal placering och lösning studerades befintliga placeringar hos Best in Practice, Tornios och Calverts designs anläggningar, men även ett flertal besök på Outokumpu genomfördes för att skapa en tydligare bild av processen och valvkonstruktionen. En viktig del för den här typen av projekt är konstruera lösningar och att applicera dessa på valvet med hjälp av simuleringar och 3D-modeller. På det sättet går det snabbt att testa lösningar och ge en indikation om det är något som är genomförbart eller inte. Lösningar som togs fram presenterades för Outokumpu som tog beslut om att beställa de nya kylpanelerna med den utformningen som togs fram under projektet. / This report will process a master’s thesis in mechanical engineering in cooperation with Outokumpu Stainless AB, Avesta. The purpose with this work was to optimize the position for the chalk injection which, today, is not optimized from a process position view.  The goal was to develop a position and utilize the chalk supplies and this by changing the design in the vault structure and the cooling panel where the injection originally was placed.  The position of the chalk injection in the arc furnace is normally placed in the hotspots, this is the area in the furnace where the electrodes is closest to the wall and affects the most in terms of wear of the brick lining. To be able to find a more optimal position other chalk injection designs were studied that is already in use, for example in Best in Practice, Tornios and Calverts. There were also visits at Outokumpu in Avesta to create a clearer picture of the process and the vault construction.  One important part for this project was to construct a solution and then apply this on the vault with help from a simulation and 3D-models. To be able to do this Inventor was used, the same program that Outokumpu uses. By using Inventor you can easily try out different solutions and it will give an indication if it is possible to move on with this idea or not. The solutions that were established were presented to Outokumpu who then took the decision to move on with the idea and order the new cooling panel in the design that was created throughout the project.

NOx-bildning från ljusbågsugn påverkas av:  Temperaturen  Ugnstrycket  Skrotdensiteten  Efterbränningen  Exponeringen av ljusbågarna  Stålsorternas respektive körsätt Den ökade efterfrågan på ESR-material, vars körsätt i ljusbågsugnen är längre och varmare än konventionellt stål, kan komma att leda till en ökad uppkomst av NOx i takt med att ESR-produktionen ökar. Rekommendation: Uddeholm bör vid nästa mätning välja att mäta specifika stålsorters körsätt, med speciellt fokus på ESR-material, för att säkerställa att de vid prövotidsutredningens slut kan yrka på ett realistiskt slutligt villkor på NOx från ljusbågsugn.

Detta examensarbete har utförts på Uddeholms AB i Hagfors i syfte med att undersöka möjliga orsaker till uppkolning av smältan under tillverkning av ett lågkolhaltigt krom-manganstål i ljusbågsugnen. Totalt följdes sju charger upp vid nedsmältningen i ljusbågsugnen. Provtagning av stål, slagg och skrot utfördes under processen. Dessutom undersöktes effekten av syrgasfärskning samt grafitelektrodernas inverkan på kolhalten. Resultatet för varje undersökt parameter har utvärderats och kopplats till teorin, med syftet att genom möjliga samband erhålla förslag till en processföring där behovet av syrgasfärskning för reducering av kolhalt i ljusbågsugnen kan undvikas. Projektet har behandlat en process där många faktorer kan inverka på uppkolningen av smältan. Dock kan ett samband mellan höga kolhalter och tillsatser av skrotet CrNi-rusor ses. På majoriteten av charger med för hög kolhalt tillsattes detta skrot. Dåliga grafitelektroder uppvisar också en tendens att bidra till uppkolning av stålsmältan. Syrgasfärskning tenderar att oxidera större mängder krom och mangan till slaggen, vilket leder till ökade legeringskostnader per tillverkad charge. Den främsta anledningen till de för höga kolhalterna har med stor sannolikhet berott på en kombination av tillsatt skrot med för hög kolhalt samt användning av dåliga elektroder under nedsmältning. Vidare uppföljning av elektroderna och kontroll av skrotet för att minimera uppkolning kvarstår för framtida arbete.

Utsläppen av växthusgaser ökar över hela världen och nya tekniker används för att minska utsläppen. 7% av utsläppen kommer från stålsektorn. 25% av världens stålproduktion görs via återvinningstekniken ljusbågsugn. Genom återvinningsprocessen släpps det ut 500kg CO2 per ton producerat flytande stål. En möjlighet att sänka dessa direkta utsläppär att koppla ljusbågsugnsprocessen med biomassa förgasnings och koldioxidavskiljning. Den föreslagna lösningen i denna avhandling är att utnyttja avgaserna från stålsmältningen i förgasningsprocessen och skapa värdefulla produkter. Projektet utvärderar den tekniska genomförbarheten i form av energieffektivitet och kolutnyttjande. Den föreslagna processen simulerades med Aspen Plus. Ett problem med ljusbågsugnens avgaser är fluktuationen i sammansättningen. Tre fall avavgassammansättning undersöktes. Fall 1 var den genomsnittliga avgassammansättningen, medan fall 2 och 3 var extrema med högt CO- respektive CO2-innehåll. Resultatet visade att syntetsgassammansättningen starkt beror på förgasningsmedlet. I samtliga fall ökade energieffektiviteten och de direkta utsläppen minskade, jämfört med nuvarande process. Fall 1 visade generellt högst effektivitet och kolutnyttjande, medan det CO2 rika fallet (fall 3) hade lägst. Ett kontinuerligt flöde av förgasningsmedel krävs för att driva förgasningsprocessen. Eftersom ljusbågsugn är en satsvis process, sker luftförgasning när avgaser inte är tillgängliga. Det önskade resultatet av luftförgasning är att producera syntetsgas som liknar avgasförgasningens syntesgas. Resultaten visade att luftinfiltration i avgaser är gynnsamt för mer liknande syntesgas . / Greenhouse gas emissions are increasing worldwide, and new techniques are being adopted to suppress the emissions. The steel sector is responsible for 7% of the emissions. 25% ofthe world’s steel production is made through the recycling technique EAF. Throughout the recycling process, 500 kg CO2 gets emitted per ton of liquid steel produced. An opportunity to lower these direct emissions is to couple the EAF process to biomass gasification and CO2 utilisation process. The proposed solution in this thesis is to utilise the off-gases in the gasification process and create high-valuable products. The project evaluates the technical feasibility via energy efficiency and carbon utilisation. The proposed process was simulated using Aspen Plus. A problem with the off-gases from EAF gasification is the fluctuation in composition. Three cases of off-gas composition were therefore investigated. Case 1 was the average off-gas composition, while cases 2 and 3 were extreme with high CO and CO2 content, respectively. The result showed that the syngas composition strongly depends on the gasifying agent. In all cases, the energy efficiency increased, and the direct emissions decreased. Case 1 generally showed the highest efficiency and carbon utilisation, while the CO2 heavily case (case 3) had the lowest. A continuous flow of gasifying agents is required to run the gasification process. Since EAF is a batch process, air gasification runs when off-gases are unavailable. The desired outcome of air gasification is to produce syngas similar to off-gas gasification. The results showed that air infiltration in off-gases is favourable for more similar syngas composition.

Nästan 80 procent av den globala energitillförseln kommer från fossila källor, och behöver drastiskt minska. Industriell spillvärme är en energitillgång som blir allt attraktivare men är ofta lågtempererad, vanligtvis mellan 30°C och 100°C, genom att tillsätta en värmepump och låta värmen gå till fjärrvärmenätet blir ofta återbetalningstiden låg. Uddeholms AB använder idag fjärrvärme och en naturgasbaserad spetsvärme för att möta sitt energibehov. Uddeholm AB har stora mängder lågtempererad spillenergi i form av kylvatten från processtegen Electro slag remelting (ESR) och ljusbågsugnen (LBU) som i nuläget inte utnyttjas. Syftet är därför att skapa ett underlag för rekommendation om hur energi som genereras inom industrin kan utvinnas för att möta energibehovet och för att minska användandet av naturgasbaserad spetsvärme. Genom simuleringsprogrammet Simulink har en dynamisk modell byggts upp för att simulera 6 olika system över ett år med en timmes tidssteg. Systemen består av olika kombinationer av värmepumpar, värmeväxlare och ackumulatortank och använder kylvattenflödet från ESR och LBU. Referenssystemet är systemet som används idag, och det första systemet består av en värmepump som använder ESRs kylvattenflöde på värmepumpens kalla sida för att leverera energi till fjärrvärmereturen (VPESR). Det andra systemet består av en värmeväxlare på ljusbågsugnens kylvatten som återvinner energin från ljusbågsugnens kylvatten till fjärrvärmereturen (VVX). Det tredje systemet är en kombination av de två första systemen (VVX + VPESR). I det fjärde systemet tillsätts en extra värmepump efter värmeväxlaren på det tredje systemet (VVX + VPLBU + VPESR). Det femte systemet innebär en värmepump på ljusbågsugnens kylvatten och en värmepump på ESRs kylvatten (VPLBU + VPESR). Det sjätte systemet är samma som det femte men med undantaget att en ackumulatortank tillsätts på ljusbågsugnens kylvatten innan det går in i värmepumpen (VPLBU + Ack + VPESR). Studiens resultat visar att behovet av den naturgasbaserade spetsvärmen försvinner för samtliga fall och miljöpåverkan är lägre än vid referensfallet för samtliga system eftersom den naturgasbaserade spetsvärmen inte längre behöver användas. Vilken miljöpåverkan systemen har beror till stor del på vilken indata som används, och behöver därför tas i beaktning. Ekonomiskt så är samtliga system lönsamma över 20 år med en återbetalningstid på under 5 år. I framtiden bör möjligheten till att sälja energi som produceras till fjärrvärmeföretaget för att maximera lönsamheten ytterligare. Resultaten följer trenden att fler och större värmepumpar resulterar i en högre elförbrukning, lägre fjärrvärmebehov och högre miljöpåverkan. En ackumulatortank bidrar till ett jämnare COP och ett högre årsmedel COP men anses vara en mindre fördelaktig investering eftersom den inte genererar tillräckligt höga resultat för att täcka sin höga initiala kostnad. Det är av största grad viktigt att höja temperaturen på ljusbågsugnens kylvatten eftersom en höjd temperatur minskar energibehovet med ungefär 20%, och miljöpåverkan i form av koldioxidalstring sänks då med ungefär 20%. Systemet uppnår även ungefär 90% större lönsamhet med ökade temperaturer och ett år kortare återbetalningstid utan ackumulatortank och 5 år kortare med ackumulatortank. Det fjärde systemet (VVX + VPLBU + VPESR) har lägst energibehov på ungefär 2 000MWh och uppnår störst lönsamhet över 20 år på nästan 400 Mkr. System två (VVX) har lägst miljöpåverkan i form av koldioxidalstring med en minskning på ungefär 90% jämfört med referenssystemet och kortast återbetalningstid på under 2 år. Därav rekommenderas det andra systemet (VVX) om miljö och återbetalningstid prioriteras och det fjärde systemet (VVX + VPLBU + VPESR) om lönsamhet och ett minskat energibehov prioriteras. / Almost 80% of global energy supply comes from fossil sources and needs to be drastically reduced. Industrial waste heat is an increasingly attractive energy resource but is often low temperature, usually between 30°C and 100°C, and by adding a heat pump and letting the heat go to the district heating network, the payback time is often low. Uddeholm AB currently uses district heating and a natural gas-based peak heating to meet its energy needs. Uddeholm AB has large amounts of low-temperature waste energy in the form of cooling water from the process steps Electro slag remelting (ESR) and the electric arc furnace (LBU) that are currently not utilized. The purpose is therefore to create a basis for recommendations on how energy generated in industry can be recovered to meet the energy demand and to reduce the use of natural gas-based peak heat. Through the simulation program Simulink, a dynamic model has been built to simulate 6 different systems over a year with one hour time steps. The systems consist of different combinations of heat pumps, heat exchangers and storage tanks and use the cooling water flow from ESR and LBU. The reference system is the system used today, and the first system consists of a heat pump that uses the ESR cooling water flow on the cold side of the heat pump to supply energy to the district heating network (VPESR). The second system consists of a heat exchanger on the arc furnace cooling water that recovers the energy from the arc furnace cooling water to the district heating network (VVX). The third system is a combination of the first two systems (VVX + VPESR). The fourth system adds an additional heat pump after the heat exchanger of the third system (VVX + VPLBU + VPESR). The fifth system involves a heat pump on the arc furnace cooling water and a heat pump on the ESR cooling water (VPLBU + VPESR). The sixth system is the same as the fifth but with the exception that an accumulator tank is added to the arc furnace cooling water before it enters the heat pump (VPLBU + Ack + VPESR). The results of the study show that the need for the natural gas-based peak heat disappears for all cases and the environmental impact is lower than in the reference case for all systems because the natural gas-based peak heat no longer needs to be used. The environmental impact of the systems depends largely on the input data used, and therefore needs to be taken into account. Economically, all systems are profitable over 20 years with a payback period of less than 5 years. In the future, the possibility of selling the energy produced to the district heating company should be considered to further maximize profitability. The results follow the trend that more and larger heat pumps result in higher electricity consumption, lower district heating demand and higher environmental impact. An accumulator tank contributes to a more even COP and a higher annual average COP but is considered a less beneficial investment as it does not generate high enough results to cover its high initial cost. It is of utmost importance to increase the temperature of the cooling water of the electric arc furnace because an increased temperature reduces the energy demand by about 20%, and the environmental impact in terms of carbon dioxide generation is then reduced by about 20%. The system also achieves about 90% greater profitability with increased temperatures and a one year shorter payback period without a storage tank and 5 years shorter with a storage tank. The fourth system (VVX + VPLBU + VPESR) has the lowest energy demand of about 2 000 MWh and achieves the highest profitability over 20 years of almost 400 MSEK. System two (VVX) has the lowest environmental impact in terms of CO2 generation with a reduction of about 90% compared to the reference system and the shortest payback period of less than 2 years. Hence, the second system (VVX) is recommended if environment and payback time are prioritized and the fourth system (VVX + VPLBU + VPESR) if profitability and reduced energy demand are prioritized.

Sandvik produces about 230 000 tonnes of steel annually by melting in an electric arc furnace, where more than 90% of this steel is casted via continuous casting. When the strands are cast, these strands will be cuts to specific lengths with 2 cm thick cuts by using gas and iron powder. This generates approximately 750 tonnes of steel chips (cutting residues) each year, with a composition from the entire annual production of steel that falls as a residual. The purpose of the work was to review a possible reuse of the cutting residues as a raw material in the electric arc furnace. The problem with the cutting residue is the large reactive surface area, which could cause the material to burn in the electric arc furnace during operation. Since there are a high gas flow in the electric arc furnace during operation, the cutting residue that has a small particle size can also disappear from the furnace with the gas flow to the particle filters. By briquetting the cutting residue, these problems could be minimized and a reuse of the cutting slag as raw material could thus be possible. Therefore the cutting residue was transported to a company that sieved, dried and briquetted the cutting residue.  37 tonnes of cutting residue briquettes have been reused into 18 charges under normal operations with 2 tonnes of cutting residue briquettes in each charge (one charge with only 1 tonne of cutting slag). In order to measure how efficient, the reuse of the cutting residue was, a reference was needed. The reference was based on how the yield of steel for the elements, molybdenum, nickel, copper, cobalt and chromium in the electric arc furnace behaves in daily operation. This yield was used as a basis for calculating the yield when reusing the cutting residue. The results showed that nickel and molybdenum had a consistently good yield. The results for the cobalt and copper was not as clear, but the yields were generally good. In the case of chromium the results are naturally varied, as chromium reacts with the slag during the process. However, the predominant conclusion of the work was that it is possible to reuse the cutting residue as a raw material in the electric arc furnace with an acceptable yield by briquetting it. Analysis of the slag was also done to see any deviations from daily operations. The results showed that the slag was not affected when the cutting residue was reused as raw material in the electric arc furnace. / Varje år producerar Sandvik ungefär 230 000 ton stål genom nedsmältning av stålskrot i ljusbågsugnen där mer än 90 % av stålet gjuts via stränggjutning. När strängarna gjuts kapas de till specifika längder med ett 2 cm tjockt snitt med hjälp av syrgas och järnpulver. Detta resulterar i en restprodukt (skärslagg) om ca 750 ton per år, med sammansättningen från den årliga produktionen av stål. Syftet med arbetet var att se över en möjlig återanvändning av skärslaggen som råvara i ljusbågsugnen. Problematiken med skärslaggen är den stora reaktiva ytan vilket kan medföra att materialet börjar brinna i ljusbågsugnen under drift. Skärslaggen har en liten partikelstorlek och kan således följa med till gas- och partikelfilter då det är ett högt gasflöde i ljusbågsugnen under drift. Genom att brikettera skärslaggen kan dessa problem minimeras och en återföring av skärslaggen som råvara kan således vara möjlig. Skärslaggen transporterades till ett företag som siktade, torkade och briketterade skärslaggen. 37 ton skärslaggsbriketter har återförts i 18 försökscharger under normal drift med 2 ton skärslaggsbriketter i varje charge (en charge med enbart 1 ton skärslagg). För att mäta hur effektivt återföringen av skärslaggen var behövdes en referensnivå. Referensnivån baserades på hur utbytet till stål för elementen, molybden, nickel, koppar, kobolt och krom i ljusbågsugnen förhåller sig vid daglig drift. Detta utbyte användes som bas för att beräkna utbytet vid återföringen av skärslaggen. Av resultaten framgår det att nickel och molybden visade genomgående goda utbyten. Utfallet för elementen kobolt och koppar var inte lika tydliga men utbytena var till övervägande del goda. Beträffande krom var resultaten av naturliga skäl varierande, då krom reagerar med slaggen under processens gång. Den övervägande slutsatsen av arbetet var emellertid att det går att återföra skärslagg som råvara i ljusbågsugnen med godtagbara utbyten genom att brikettera den. Analysering av ljusbågsugnsslaggen gjordes också för att se eventuella avvikelser ifrån den dagliga driften. Resultaten visade att slaggen inte påverkas när skärslaggen återförs som råvara i ljusbågsugnen.

SSAB i Oxelösund ska bygga en ljusbågsugn för konvertering av verksamheten från huvudsakligen malmbaserad produktion till skrotbaserad produktion. I samband med byggandet av ljusbågsugnen kommer en ny 130 kV linje byggas och från denna linje kommer ett nytt 30 kV nät byggas för att mata ljusbågsugnen och två stycken skänkugnar. En av dessa skänkugnar är idag (2019) i drift med 10 kV men ska konverteras till 30 kV medan den andra är en ny elektriskt sett identisk ugn. Anslutningen av dessa tre ugnar till det avskilda 30 kV nätet är till för att begränsa spridning av övertoner och flimmer till övriga laster. Ugnarna ska sedan anslutas till ett gemensamt elektriskt filter, för 30 kV nätet. Ljusbågsugnen och skänkugnarna ska vara i drift första kvartalet 2024, på grund av att det är några år in i framtiden är kortslutningsimpedanser osäkra. För att uppfylla termisk- och korttidsströmsdimensionering för kabeln mellan huvudställverk (OT40) och skänkugnsställverk (SU2) fodras enledarkabel med 300 mm2 aluminiumledare och PEX-isolering. Denna dimensionering förutsätter att förläggning sker i triangelformation, temperaturen är högst 35 °C och kabeln förläggs på sådant sätt att den inte påverkas av andra kablar. Maximal kortslutningsström som kabeln klarar av under den maximala bortkopplingstiden är 32,5 kA. Kortslutnings- och spänningsfallsberäkningar är utförda iprogrammet GNU Octave. Högsta och lägsta kortslutningström i respektive ställverk är beräknad. Överströmsskydden ställs in så att selektiv bortkoppling erhålls, med maximal bortkopplingstid 0,9 sekunder. En blockeringslogik används för att försäkra anläggning enmot oselektiv utlösning. Logiken innebär, enligt SSAB:s praxis, att skyddet närmast felstället ska blockera överordnat skydds kortslutningsströmsteg (>> I). Jordfelsskydd dimensioneras efter en nollpunktsresistor om 10 A. Jordfelsskydden är riktade och friges av nollpunktsspänningsskydd för att säkerställa att okynnesutlösning av jordfelsskydden inte uppstår i samband med omkopplingar eller fel i nätet. Frigivningen fungerar upp till en maximal snedavstämning om cirka 21 A. / SSAB in Oxelösund will build an electric arc furnace to transform business from a mainly ore-based production, with blast furnaces, to a scrap based production. Together with the construction of the electric arc furnace, a new 130 kV overhead line and a 30 kV substation will be built. The 30 kV substation will feed one electric arc furnace and two ladle furnaces. One of these ladle furnaces is currently (2019) being fed with 10 kV, but is going to be converted to 30 kV, while the other one is a new electrically identical furnace. The connection of these three furnaces to the 30 kV grid is done in order to limit the distribution of harmonic distortions and flicker to the other loads. The furnaces on the 30 kV grid will be connected to a common electrical filter. The electric arc furnace and the ladle furnaces will be operational and produce steel in the first quarter of 2024. Since the installation will be performed some years ahead the short circuit impedance is not known. The cable between the main substation (OT40) and the ladle furnace substation (SU2) was being selected according to thermals and short time currents which determined the cable to consist of a single core cable with 300 mm2 aluminium conductor isolated by XLPE-isolation. This is provided that the cable is mountedin a triangle formation along a path with temperatures at maximum 35 C and is placed in such a way that the cable is not influenced thermally by other cables. Short circuit and voltage drop calculations are made in the program GNU Octave. The highest three phase and the lowest two phase short circuit current is calculated in every substation. The overcurrent protection is set to a maximum disconnection time of 0.9 seconds. A blocking logic is being used to further ensure a selectivity in the facility. The logic means, according to SSAB praxis, that the protection closest to the fault blocks the upstream short circuit protection ( I). The earth fault protection is designed around using a neutral grounding resistor of 10 A. The earth fault protection is directional and is being released by the neutral displacement protection to asure no unwanted tripping of the earth fault protection by change-over switching or faults in the grid. The release of the protection works with detuning up to about 21 A.

To combat anthropogenic climate change and comply with the Paris Agreement, the EU has previously introduced its Emissions Trading System (ETS) and has now also proposed a Carbon Border Adjustment Mechanism (CBAM). While these tools may reduce emissions within the EU, and in some cases, even in other countries, they can also affect European industries in unpredictable and sometimes negative ways. One industry that is currently included in the ETS is the steel industry. While the steel industry has not been signifi cantly affected yet, as the prices for ETS allowances remain relatively low, this is likely to change as the price for allowances rises. By identifying the factors which lead to cost differences between steel manufacturers in European countries through interviews and literature and comparing the costs of two manufacturers with similar production methods, this study aimed to quantify the cost diff erences that arose due to the ETS by constructing a model capable of estimating the cost differences. Furthermore, plausible changes to the ETS were identified and developed into scenarios where the cost differences that occurred between the two companies due to the new circumstances were analyzed. Energy was found to be the biggest cause of differences in cost, followed by transport costs if one company had a location advantage due to being closer to the customer. Historically, the cost of purchasing ETS allowances was nearly negligible. However, when the price of allowances was predicted to increase, the cost difference caused by the ETS grew significantly and became almost as important for competitiveness as energy costs by the 2030s. The scenarios further affected the total cost difference, making it both decrease and increase depending on how the ETS was altered. Depending on how the EU alters the ETS in the future, the steel sectors in some countries might become more competitive, while others might lose financial viability. Great care must therefore be taken when developing the system so that European emissions can continue to decrease without putting companies in certain countries at a severe disadvantage. Furthermore, the CBAM, or other measures, must be put in place if carbon leakage is to be avoided when the prices for ETS allowances rise. / För att motverka klimatförändringar och följa Parisavtalet, har EU introducerat ett system för utsläppshandel (ETS) och föreslagit en gränsjusteringsmekanism för koldioxid (CBAM). Även om dessa verktyg kan minska utsläppen inom EU, och i vissa fall även andra länder, så kan de påverka europeisk industri på ett oförutsägbart sätt. En industri som redan är inkluderad i ETS är stålindustrin. Hittills så har den inte blivit signifikant påverkad, eftersom priserna för utsläppsrätter har varit låga, men detta kan förändras när priserna stiger. Genom intervjuer och en litteraturstudie har faktorerna som leder till kostnadsskillnader mellan ståltillverkare i europeiska länder identifi erats och används till att skapa en modell för kostnadsskillnader. Två tillverkare med liknande produktionsmetoder har sedan jämförts för att kvantifiera kostnadsskillnaderna som beror på ETS. Möjliga förändringar till ETS har även identifierats och utvecklats till scenarier där kostnadsskillnaderna mellan de två tillverkarna som uppstått på grund av de nya förhållandena analyserats. Inköp av energi var orsaken till den absolut största kostnadsskillnaden, följt av transportkostnader då den ena tillverkaren hade en geografisk fördel i närhet till kunden. Historiskt så har kostnaden av att köp autsläppsrätter varit i princip försumbar, däremot så växer kostnadsskillnaden avsevärt när priset för utsläppsrätter ökar, och i början av 30-talet kan de vara nästan lika viktiga som inköp av energi. De identifi erade scenarierna påverkade den totala kostnadsskillnaden ytterligare. När EU vidareutvecklar ETS i framtiden kan konkurrenskraften hos nationell stålindustri både öka och minska. Utvecklingen av systemet bör därför hanteras med stor försiktighet, så att europeiska utsläpp kan fortsätta att minska utan att industrin i vissa länder får en konkurrensnackdel. För att minimera risken för koldioxidläckage när priset på utsläppsrätter stiger, är det är även viktigt att CBAM, eller liknande åtgärder, träder i kraft.

A method of producing steel that is not used in Sweden today is direct reduction using natural gas, a method which could has enormous potential in the future of steelmaking. Historically, steelmaking prioritized productivity and profitability. However, other aspects such as safety, sustainability, and environmentally friendliness have become increasingly important to Swedish steelmakers. This study evaluates the usage of natural gas to  directly reduce iron ore into the porous form known as iron sponge, then finally processing that sponge into crude steel. The technology available today is assessed through a literature review, then two calculative data-based model: using DRI sponge in a traditional integrated steelmaking line or replacing steel scrap with it in an electric arc furnace. While this technology is used in many regions where natural gas is plentiful, it has not yet been used in Sweden. Now, when the Swedish natural gas network is expanding and the vehicular transportation of liquid natural gas is becoming more and more viable, it is a prime situation to evaluate direct reduction in Sweden. While models require assumptions and estimations, they suggest that DRI will absolutely be a viable option in the years to come. Integrated plant operators can reduce their immense carbon emissions for a reasonable price, while DRI sponge melting in an electrical arc furnace can either help steelmakers escape the volatile scrap market or be used to replace the blast furnace as a whole in the future. / En metod för att producera stål som inte används i Sverige idag är direkt reduktion med hjälp av naturgas, en metod som har en enorm potential i framtida ståltillverkning. Historiskt har ståltillverkningen prioriterat produktivitet och vinst, men säkerhet, hållbarhet, och miljövänlighet har blivit områden mer och mer viktiga för svenska ståltillverkare. Den här studien utvärderar användningen av naturgas för att direkt reducera järnmalm till den porösa formen känd som järnsvamp, och sen bearbeta den till primärt stål. Teknologin som flnns idag utvärderas genom en litteraturstudie, vars data beräknas till två scenariomodeller: användningen av järnsvamp i ett traditionellt integrerat stålverk eller genom att ersätta stålskrot med järnsvamp i ljusbågsungen. Den här teknologin används redan idag i regioner där naturgas är lättillgängligt, men har hittills inte använts i Sverige. Men nu när Sveriges naturgasnät byggs ut och fordonstransporterad flytande naturgas blir mer och mer kostnadseffektiv så är det lämpligt att utvärdera direkt reduktion i Sverige. Modellerna kräver antaganden och uppskattningar, men de pekar på att direkt reducering av järnmalm kommer att vara en genomförbar metod för ståltillverkning i en nära framtid. Integrerade masugnslinjer kan minska sina enorma koldioxidutsläpp till ett rimligt pris, och järnsvampssmältning i ljusbågsugn kan hjälpa ståltillverkare att undanfly den instabila stålskrotsmarknaden eller användas för att helt ersätta masugnsproduktion i framtiden.