| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Massestrømsanalyse af chrom og chromforbindelser

2 Anvendelse af chrom i Danmark

2.1 Jern og stål

Chrom anvendes som legeringsmetal i det meget chromholdige ferrochrom, og herudover drejer det sig om jern og forskellige ståltyper, men primært det rustfrie stål. Anvendelsen af metallisk chrom i Danmark er bestemt på baggrund af tal fra Danmarks Statistik for den registrerede udenrigshandel i Danmark samt det registrerede varesalg i Danmark af dansk producerede varer. Forbruget af metallisk chrom i industriprodukter er bestemt på baggrund af oplysninger fra Danmarks Statistiks Statistikbank om forsyningen opdelt i brede økonomiske varebetegnelser (BEC⁷). Oplysningerne fra Statistikbanken er sammenholdt med oplysninger om indholdet af rustfrit stål i forskellige produkttyper (Miljøstyrelsens Produktdatabase). Alle tallene er for årene 1998-2000. I Tabel 2.1 er forsyningen af metallisk chrom vist på baggrund af produktion, import og eksport af færdigvarer, råvarer og halvfabrikata af jern og stål samt ferrochrom.

2.1.1 Produkter og halvfabrikata af jern og stål

Ferrochrom er en chrom-jernlegering med et chromindhold på 60-65%. Den produceres ved høje temperaturer i smelteovne ved en reduktion af chromjernsten med koks og/eller silicium. Legeringen anvendes primært i fremstillingen af rustfrit stål, hvor op imod 90% af ferrochrom anvendes.

Inden for betegnelsen rustfrit stål findes der en lang række forskellige legeringssammensætninger, herunder chromstål med 12-13% chrom, det meget anvendte austenitiske stål eller 18/8-stål, som det også kaldes (18% chrom og 8% nikkel), og særligt varmebestandigt specialstål med 25-30% chrom og op til 15% nikkel. Austenitisk stål udgør 70-90% af det rustfrie stål, som anvendes i Danmark (Sandvik Steel Danmark, 2002; Avesta Polarit, 2002; Aco-drain, 2002).

Da rustfrit stål har et forholdsmæssigt højt indhold af chrom, er visse større varegrupper indeholdende rustfrit stål medtaget i opgørelsen af forsyningen af metallisk chrom. En stor del af de stålholdige færdigvarer indgår sammen med en lang række andre materialer, og en estimering af strømmen ind og ud af landet er derfor forbundet med væsentlig usikkerhed.

Betegnelsen legeret stål omfatter mange hundrede forskellige typer, hvor stål er legeret med andre metaller. Stål legeres primært for at opnå forbedret hårdhed og styrke. En stor del af de forskellige typer af legeret stål indeholder chrom, men i meget varierende mængder lige fra 0,1% op til 12,5%. I en amerikansk undersøgelse er chromindholdet i anvendte stållegeringer fastsat til 0,68±0,11% (US Bureau of Mines, 1994). Det har ikke været muligt at få bekræftet dette tal blandt personer inden for jern- og stålindustrien i Danmark. Dette skyldes, at ingen af de adspurgte så sig i stand til at vurdere et gennemsnitligt chromindhold i legeret stål på grund af de mange legeringstyper på markedet. Da oplysningerne om import, eksport og produktion af legeret stål fra Danmarks Statistik ikke er detaljerede vedrørende hvilke typer legeret stål, som de enkelte varegrupper omfatter, er der valgt et gennemsnitligt chromindhold i legeret stål på 0,5%-0,8%.

Gruppen af jern og ulegeret stål, som er chrombehandlet, omfatter produkter, der enten er belagt eller overtrukket med chrom.

Jern og ulegeret stål indeholder chrom som en urenhed. Det vurderes, at chromindholdet er i størrelsesordenen 0,05% (Det Danske Stålvalseværk, 2002a/b).

Tabel 2.1
Import, eksport og dansk produktion af varer, råvarer og halvfabrikata.

Der fremstilles ikke rustfrit stål i Danmark. Skrot af rustfrit stål eksporteres til forarbejdning til nyt råmateriale. Ifølge Avesta Polarit (2002) består produktionen af nyt rustfrit stål af 95% returskrot og 5% nyt råjern.

Det Danske Stålvalseværk var den eneste producent af stål i Danmark. Omkring 75% af Stålvalseværkets produktion eksporteredes (Det Danske Stålvalseværk, 2001). Stålet blev fremstillet af 90% stålskrot og 10% nyt råjern (Det Danske Stålvalseværk, 2002a). Stålskrottet stammer primært fra danske skrotleverandører, mens råjernet stammer fra Rusland og Polen. Samlet set kommer 20% af det stål, som anvendes i Danmark, fra Stålvalseværket, mens resten er importeret (Det Danske Stålvalseværk, 2002a; Stålforeningen, 2002).

Skrot og jernmalm indeholder kun chrom i ringe grad - i størrelsesordenen 0,01% (Kjeldgaard, 1991), hvilket vil kunne genfindes i de producerede stålmaterialer. Leverandørerne af stålskrot er dygtige til at frasortere skrot, som består af legeret stål og stålstøbegods, da der er større afregningspris for disse ståltyper. Dette medfører, at chromindholdet i det fremstillede stål holdes lavt. Ved fremstillingen af stålet måles der løbende for bl.a. chromindholdet, og hvis indholdet af chrom er for højt, fortyndes stålet ved tilsætning af yderligere råjern (Det Danske Stålvalseværk, 2002a). I fremstillingen tilsættes ferrochrom som hærder til stålet. I 2001 blev der således tilsat ferrochrom svarende til ca. 580 ton ren chrom. Videre anvendes chromsand til at transportere det færdige stål ud af ovnene. I 2001 blev der anvendt 170 ton chromsand svarende til ca. 16 ton ren chrom (Det Danske Stålvalseværk, 2002b).

Værket producerede i år 2001 ca. 750.000 ton råstål, hvoraf ca. 665.000 ton blev til stålprodukter (Det Danske Stålvalseværk, 2002b). I Tabel 2.2 er opstillet massebalancen af tungmetaller generelt og specifikt for chrom pr. ton råstål ved stålfremstilling.

Tabel 2.2
Massebalance for chrom og tungmetaller generelt ved fremstilling af 1 ton råstål (Beregnet på baggrund af Det Danske Stålvalseværk, 2001; 2002b)

Det betyder ud fra en råstålfremstilling på 750.000 ton, at 2,25 ton chrom deponeres. I Tabel 2.3 fremgår udledningen af chrom til vand ved fremstilling af henholdsvis plader og stænger på Det Danske Stålvalseværk.

Tabel 2.3
Udledning af tungmetal til vand ved fremstilling af stål på Det Danske Stålvalseværk (Det Danske Stålvalseværk, 2001).

Produktionen i 2000 var henholdsvis på 326.000 ton stålplader og 223.000 ton stangstål, hvilket svarer til en udledning af tungmetaller til vand i størrelsesordenen 0,34 ton pr. år. Hvor stor en andel af dette, som er chrom, kendes ikke, men ud fra oplysningerne i Tabel 2.2 vurderes det, at mellem 5 og 10% af tungmetallerne er chrom. Det svarer til en vandemission på 0,017-0,034 ton chrom årligt. Chromindholdet i Stålvalseværkets deponi er ikke vurderet.

Hvis den samme antagelse anvendes i en beregning af luftemission af chrom, svarer det til en emission på 0,12-0,24 g pr. ton råstål eller 0,09-0,18 ton chrom årligt fra Stålvalseværkets produktion.

2.2 Aluminium

Metallisk aluminium kan indeholde mindre mængder af chrom primært som urenhed. I Den Kombinerede Nomenklatur (KN) opdeles metallisk aluminium i henholdsvis ulegeret og legeret aluminium og videre i de fem varegrupper: Stænger, profiler, tråd, plader/bånd/folie og rør. I KN er ulegeret aluminium bl.a. defineret ved at have en grænseværdi på 0,1 vægtprocent for andre bestanddele, herunder chrom. Legeringer af aluminium er defineret ved at have et større indhold af andre bestanddele end ulegeret aluminium.

I en livscyklusundersøgelse af chrom foretaget for de amerikanske myndigheder er chromindholdet i bl.a. aluminium beregnet (US Bureau of Mines, 1994). Der anvendtes i undersøgelsen to metoder til at beregne det gennemsnitlige chromindhold i aluminium som helhed. I den ene metode anvendtes et gennemsnit af chromindholdet i aluminiumlegeringer opdelt efter legeringsklasser, hvilket gav et resultat på 0,02-0,06% chrom. Den anden metode byggede på gennemsnitlige chromindhold i faktisk anvendte aluminiumlegeringer med specificeret chromindhold og gav resultatet 0,13-0,21%. Sidstnævnte beregningsmetode vurderes at resultere i for høj et chromindhold, da den kun medtog aluminiumtyper, hvor chromindholdet var specificeret.

Ud fra de i afsnittet nævnte chromindhold i aluminium antages det, at indholdet for ulegeret og legeret aluminium som helhed ligger mellem 0,02% og 0,1%.

Danmarks Statistiks oplysninger om import, eksport, produktion og forsyning af aluminium for årene 1998-2000 er opgjort i Tabel 2.4. Oplysningerne opdelt på KN-numre findes i bilag B.

Tabel 2.4
Import, eksport og produktion af råvarer og halvfabrikata af metallisk aluminium (Danmarks Statistik, 2001b).

En massestrømsanalyse for aluminium for 1994 opgør forsyningen af råvarer og halvfabrikata af metallisk aluminium og aluminiumslegeringer til at være 140.095 ton (Hansen et al., 1999). Sammenlignet med forsyningen for 1994 ligger den gennemsnitlige forsyning for 1998-2000 ca. 20% højere. Dette stemmer overens med, at der generelt har været vækst i anvendelsen af aluminium i samfundet (Sekretariatet for Aluminium og Miljø, 2002).

Nedenfor i Tabel 2.5 er opgjort massebalancen for aluminium i Danmark i oprundede tal som et gennemsnit af 1998-2000. Massebalancen er opstillet på baggrund af en antagelse om, at aluminiumsbalancen, har været uændret i 1998-2000 i forhold til 1994. Denne antagelse er forbundet med usikkerhed, men vurderes at være acceptabel, da aluminiums bidrag til massestrømmen af chrom i Danmark sammenholdt med andre kilder er af mindre betydning, dels mængdemæssigt, men også da der er tale om metallisk bundet chrom, som ved afgivelse til miljøet ikke vil forekomme som hexavalent chrom. For at imødegå den usikkerhed, der er ved en fremskrivning på baggrund af 1994 situationen for aluminium, omfatter de intervalmæssige mængdeangivelser både 1994 situationen og en 20% stigning i mængderne.

Tabel 2.5
Massebalancen for aluminium i Danmark 1998-2000 (Danmarks Statistik, 2001b; Hansen et al., 1999).

2.3 Kobber

Metallisk kobber indeholder ligesom aluminium en vis mængde chrom. I Den Kombinerede Nomenklatur (KN) opdeles kobber i følgende otte varegrupper: Raffineret kobber, kobberlegeringer, kobberforlegeringer, stænger, profiler, tråd, plader/bånd/folie samt rør. Indholdet af kobber mellem og internt i varegrupperne varierer fra ca. 12% for kobberfolie til 99,9% for f.eks. raffineret kobberrør.

I KN er raffineret kobber kendetegnet ved en grænseværdi for chrom på 1,4 vægtprocent, mens kobberlegeringer og kobberforlegeringer kan have et højere indhold. For resten af varegrupperne er chromindholdet ikke beskrevet nærmere.

I de amerikanske myndigheders livscyklusundersøgelse af chrom er chromindholdet i kobber beregnet (US Bureau of Mines, 1994). Dels på baggrund af et gennemsnit af chromindholdet i kobberlegeringer ud fra legeringsklasser. Dels på baggrund af det gennemsnitlige chromindhold i faktisk anvendte kobberlegeringer med specificeret chromindhold, fordelt ud på de samlede mængder kobberlegeringer. I begge tilfælde gav det et chromindhold på 0,024-0,026%.

Da det ikke har været muligt at skelne mellem forskellige kobbertyper, er det antaget, at raffineret kobber og kobberlegeringer som helhed har et chromindhold på 0,024-0,026%.

Nedenstående tabel viser importerede, eksporterede og producerede mængder af råvarer og halvfabrikata af metallisk kobber. Oplysningerne opdelt på KN-numre findes i bilag C.

Tabel 2.6
Import, eksport og produktion af råvarer og halvfabrikata af metallisk kobber (Danmarks Statistik, 2001b).

I en massestrømsanalyse for kobber for 1992 er forsyningen af råvarer og halvfabrikata af metallisk kobber angivet til at være i størrelsesordenen 39.400-40.100 ton (Lassen et al., 1996). Sammenlignet med tallene for 1998-2000 viser det en god overensstemmelse med de to første år, men en kraftig afvigelse i forhold til år 2000. Det er værdien for produktionen, som er kraftig afvigende. Det er derfor fravalgt at anvende værdierne for år 2000 og kun basere gennemsnittet på værdierne for 1998-1999.

Nedenfor i Tabel 2.7 er opgjort massebalancen for kobber i Danmark i oprundede tal som et gennemsnit af 1998-1999. Massebalancen er opstillet på baggrund af en antagelse om, at kobberbalancen, har været uændret i 1998-1999 i forhold til 1992. Det medfører en vis usikkerhed at antage, at balancen er uændret, men vurderes at være acceptabel, da forsyningen af kobber i samfundet har været uændret. Videre er kobbers bidrag til massestrømmen af chrom i Danmark sammenholdt med andre kilder af mindre betydning, dels mængdemæssigt, men også da der er tale om metallisk bundet chrom, som ved afgivelse til miljøet ikke vil forekomme som hexavalent chrom.

Tabel 2.7
Massebalancen for kobber i Danmark 1998-1999 (Danmarks Statistik, 2001b; Lassen et al., 1996).

2.4 Sammenfatning

Chrom forekommer som legeringsmetal og urenhed i jern, aluminium og kobber. I Tabel 2.8 er forbrug og spredning af chrom i forbindelse med anvendelse af jern og stål, aluminium og kobber i Danmark. Opgørelsen er baseret på en generel opgørelse af forbruget af jern og stål samt opdatering af tidligere massestrømsanalyser af aluminium (Hansen et al., 1999) og af chrom (Lassen et al., 1996).

Tabel 2.8
Forbrug og spredning af chrom i forbindelse med anvendelse af jern og stål, aluminium og kobber i Danmark (ton Cr/år).