Arbetare håller i ett stålband
Sandvikens Jernverks arbetare visar upp ett åtta meter långs stålband. Foto: Tekniska museet arkiv.

Metallbearbetning

Metaller är hållbara, formbara och har ledningsförmåga. Den människan känt till längst är guld. En annan gamling är koppar, som förr användes till yxor och nu finns i varenda elkabel. I dag är stålet den viktigaste metallprodukten både tekniskt och industriellt. Stål får man genom att göra järn mindre mjukt.

Vi har utvunnit och bearbetat metaller i ungefär 9 000 år. Vid ståltillverkning förädlas järnmalm genom så kallad färskning. Man blåser kall syrgas mot upphettat råjärn för att bli av med kol och föroreningar och göra stålet hållbart.

Innovationer i stål är en förutsättning för ekonomisk tillväxt. Men tillväxten uppstår först när innovationerna används för lönsam produktion av varor och tjänster.

Vi vet inte exakt när människan började framställa järn, men troligtvis skedde det mellan 2500 och 2000 f.Kr. I början var det meteoritjärn — järn som tagits från nerfallna meteoriter — som användes, sedan uppfann man metoder för att utvinna järn ur rödjord och myrmalm.

Järnets egenskaper bestäms av hur mycket kol det innehåller. Järn med lägre kolhalt är smidbart, medan järn med högre kolhalt som inte går att smida kallas för råjärn, tackjärn eller gjutjärn. En av de viktigaste innovationerna inom medeltidens järnframställning var masugnen, som var en mer effektiv metod att utvinna järn ur malm. Det har funnits ett flertal metoder för färskning, den process då kolhalten i järnet sänks så att det blir smidbart.

Det mångsidiga stålet

Stål är ett av våra viktigaste konstruktionsmaterial. Det är en smidbar legering som mest består av järn och är världens mest använda metalliska material. Masstillverkning av stål kom igång under andra hälften av 1800-talet. Med den så kallade Bessemerprocessen kunde man blåsa in luft under tryck för att minska kolhalten i järnet. Metoden uppfanns av engelsmannen Henry Bessemer (1813-1878) år 1855. Han lyckades dock inte få sin metod att fungera. Det var svensken Göran Fredrik Göransson (1819-1900) som utvecklade bessemermetoden. Han blev 1858 den första i världen som lyckades framställa stål med hjälp av den, i Edske masugn i Gästrikland. Göranssons företag heter idag Sandvik och finns i 130 länder.

Nu för tiden finns det två metoder för ståltillverkning, den malmbaserade och den skrotbaserade. I den malmbaserade metoden utvinner man först smält råjärn ur järnmalm, en process som kräver mycket värme och sker i en masugn. I den skrotbaserade tar man tillvara på järnskrot.

Idag finns det tusentals stålsorter. I takt med den tekniska utvecklingen stiger efterfrågan på fler skräddarsydda stålsorter som kan användas i enkla maskiner eller sofistikerade datorstyrda apparat. Extra rent och hållbart stål används vid tillverkning av knä- och höftledsimplantat, kullager, maskiner som tillverkar CD- och DVD-skivor, eller speciella bränslepumpar som klarar höga påfrestningar och kan minska bränsleförbrukningen samt bilarnas utsläpp av koldioxid.

Metallerna som behövs överallt

Världens mest använda metaller förutom järn är koppar, aluminium, zink och bly. Koppar hör till de metaller som människan har använt längst. Koppar har en utmärkt ledningsförmåga och drygt hälften av världens kopparproduktion används för att tillverka elledare. Världens koppargruvor producerade mer än 15 miljoner ton koppar under 2009, och svenska Aitikgruvan är en av Europas största koppargruvor. Vid kopparframställning utvinns även andra metaller som biprodukter, zink och bly till exempel. Zink används för att skydda metallytor mot korrosion, eller i olika metallegeringar, medan bly främst används vid tillverkning av ackumulatorer, utrustning för den kemiska industrin samt färgpigment.

Aluminium förekommer inte rent i naturen och utvinns huvudsakligen ur bergarten bauxit. Merparten av världens aluminium produceras i Kina, Ryssland och Kanada. Aluminium är också relativt lätt att återvinna från skrot. Det har många användningsområden och är en av de viktigaste metallerna vid tillverkning av bilar, båtar, passagerarflygplan och järnvägsvagnar.

Guld är en av världens mest sällsynta metaller. Det förekommer som små partiklar eller större klumpar i avlagringar, antingen i flodsand eller i bergarter. Sydafrika, Australien och Ryssland beräknas vardera ha mellan 10 och 15 procent av världens guldreserver. Under 2009 producerades 2 500 ton guld globalt, främst genom gruvbrytning. Den svenska andelen låg på 0,2 procent. Sveriges största guldproducent är Aitikgruvan i Norrbotten. Guld är den lättaste metallen att smida och kan leda både elektricitet och värme. Av guld kan man tillverka extremt tunna trådar och folie. Guld används främst till smycken, men olika legeringar av guld med andra metaller kan användas i bland annat jetmotorer.

Källa

Boken 100 innovationer; 51 – 100 Metallbearbetning – ångmaskinen, förteckning över artikelförfattare och källor på sid 191–204

Kontakta sidansvarig

Snabbfakta

  • Människan började tillverka saker i metall för ungefär 9000 år sedan. 
  • Först använde människor koppar och guld, för 6000 år sedan upptäckte vi brons. Ett par tusen år senare kom vi på sätt att göra saker av järn. 
  • Järn är den viktigaste metallen idag, därför att den används för att tillverka stål. Stål är ett av världens viktigaste material. 
  • I Sverige har järntillverkning länge varit viktig. I mitten av 1700-talet producerades nästan en tredjedel av världens järn i Sverige. 
  • Ett sätt att tillverka stål av skrot är att smälta det i en elektrostålugn med hjälp av elenergi. Skrotet smälter av hettan i de ljusbågar som skapas mellan jättelika grafitelektroder som förs ned mot skrotet. 
  • Bättre tillgång på stål betydde att vi kunde börja bygga bättre maskiner och det blev lättare att göra en massa saker på fabriker. 

Senast uppdaterad 2 oktober 2019.