Järn skiljer sig från ädelmetallerna genom att de skrivna vittnesbörden från gammal tid är få. Det är normalt att järn med lite kol, kisel och mangan kallas för järn istället för stål – jämför med armeringsjärn. Detta kan leda till begreppsförvirring när man läser gamla dokument om järnframställning.

Stål som material betraktat har nog funnits på ytan av de järnföremål som framställts. Ett speciellt stål är Wootz-stålet som utvecklades i Indien. Det högkolhaltiga materialet framställdes genom en blandning av kolpulver och järnmalm och smältes i en degel. Det finns indikationer på att denna process ägde rum redan runt år 1 500 före Kristus. Järn på sanskrit är ayas, ett ord som leder till iron, Eisen och järn.

Det är dock först 1 200 år senare som det finns påtagliga bevis för att man framställt detta stål. Mycket av materialet exporterades till Damaskus där man framställde knivar och svärd i det så kallade Damascenerstålet [13, 14].

Järn legerat med kol (stål) som handelsvara torde först ha uppkommit under senare delen av 1700-talet men det omnämns i en av de få källor som finns från 1540. 1786 utgav den franska vetenskapsakademin publikationen "Mémoire sur le fer considéré dans ses différents états métalliques" som anses vara en milstolpe inom den metallurgiska litteraturen. Författarna konstaterade att rent järn som ”förorenats” med små mängder av kol i varierande mängd gav olika egenskaper. De konstaterade dessutom att om en tackjärnssmälta stelnar olika fort så får brottytor en grå nyans vid långsamt stelnande och en vit nyans vid snabbt stelnade.

Under lång tid är det i form av stänger som stålet framställs genom en reverserande process där rent järn upphettas i en koksbädd och uppkolning av järnet sker. Det är först i mitten av 1800-talet som det tar fart med en smältprocess utvecklat av Henry Bessemer.  Även om fler var tekniken på spåret så är det han som fått äran av att ståltillverkningen tog fart med gjutning av ämnen för valsning och smidning, götgjutning.

Bessemerprocessen (patent 1855) baseras på en konverter där luft blåses in genom munstycken upp genom smältan från botten av konvertern. Det gick inte så bra i början trots flera sålda licenser på tillverkningen. Det kom helt enkelt inget flytande stål ur konvertern, utan en segflytande massa som knappt kunde formas.

Den 18 juli 1858 är ett historiskt datum för stålindustrin. Det var då bruket vid Edskens masugn i Gästriksland blev först i världen med att få flytande stål ur konvertern. Göran Fredrik Göransson lyckades med stöd från Jernkontoret förbättra processen så att framställningen av stål kunde ske under repeterbara former.

Det första dokumenterade gjutgodset i stål är från 1845 då tillverkaren Johan C. Fischer visar upp ståldetaljer framställda genom gjutning efter smältning i degel. Processen hade tagit sin början redan 1805 (några källor anger att processen redan fanns i Indien och Turkmenistan vid denna tid) men den industriella storskaligheten började först 1877. Flera gjuterier var samtida, i USA grundades Buffalo Steel Company 1861 [9] och i Sverige grundade G F Göransson Högsbo stål- och jernverks AB vid ovan nämnda Edskens masugn. Företaget blev sedermera efter en konkurs 1868 Sandvikens Jernverk AB.

Bessemerprocessen hade sina begränsningar då infordringen var av SiO2, det vill säga sur infodring vilket gjorde att malmer med höga halter av svavel och forsfor inte kunde färskas. Merparten av malmen i Europa innehöll både svavel och fosfor i höga halter, dock inte den svenska.

Processen utvecklades genom att göra infodringen basisk med hjälp av kalk. Detta utfördes genom Thomasprocessen som hade en basisk eldfast infodring varför järnmalm med höga fosforhalter kunde användas.

Under samma period utvecklades en regenerativ smältugn efter idé av Friedrich och Wilhelm Siemens. Först sedan Pierre-Émile Martin, en fransk metallurg, tagit ut licens på metoden och förbättrat den till att även kunna smälta skrot tillsammans med flytande tackjärn ökade användningen. Det ledde till att den svenska järnmalmsexporten sjönk. Siemens-Martinugnen kom att få stor betydelse för framställning av stål och stålgjutgods. Metoden var dock långsam och krävde stora anläggningar.

Paul Heroult uppfann en metod att smälta aluminium och fortsatte sin uppfinnarverksamhet med att använda elektricitet för att smälta stålskrot. Han patenterade Heroult –ugnen 1907 [13]. Det är den smältugn, som utvecklats till den moderna stålindustrins "smältmaskin" för skrot – ljusbågsugnen. Mellan tre grafitelektroder och skrotet skapas ljusbågar som smälter skrotet. Med sin enklare konstruktion och krav på mindre yta så blev det många stålgjuteriers smältugn.

Utanför tidigare Keycasts byggnader i Ljungby centrum, tidigare Ljungby stålgjuteri, står en tidig Heroult-ugn från 1909. Bilden är inskickad av Jonas Sjöholm, Keycast.

 

3053