Svensk industri för MJ: järn och stål

Järn- och stålindustrin omvandlar järnmalm och stålskrot till användbara produkter. Här behandlas svensk järn- och stålindustri främst ur perspektivet vilka transportbehov som skapas för järnvägen.

Inledning

Processen att omvandla järnmalm till användbara produkter i järn och stål har flera steg:

• Rostning användes vid träkolsmasugnar för att befria styckemalmen från svavel och göra den mera lättslagen innan den skickades till masugnen.
• Reduktion, där järnmalm omvandlas till tackjärn eller råjärn med hög kolhalt, över 4%. Järnmalm är föreningar av järn och syre, reduktionen handlar om att befria järnet från syre. Den vanligaste metoden är masugnsprocessen, där malmen hettas upp till höga temperaturer under tillförsel av kol. Masugnar har eldats med träkol eller koks, och det finns elektriska masugnar där kol tillförs. Sedan 1950-talet är koksmasugnar den vanligaste metoden världen över. Ett alternativ till masugnsprocessen är tillverkning av järnsvamp, där järnet reduceras utan att bli flytande.
• Färskning, där råjärnets kolhalt minskas till mellan 0,15 och 2% och blir stål. Förr användes olika härdfärskningsmetoder, där järnet smiddes till stångjärn. Sedan 1800-talet har man i allt större utsträckning gått över till smältfärskningsmetoder, där järnet färskas i flytande form och med hög temperatur. Slutprodukten vid smältfärskning var tidigare stålgöt som gjöts i kokiller, idag stränggjuts i regel stålet i en kontinuerlig process och kapas till stålslabs.
• Bearbetning, där stålet bearbetas vidare till användbara produkter i form av plåt, profiler eller andra varor.

Förutom malmbaserad ståltillverkning har ståltillverkning baserat på skrot idag en stor betydelse.

På denna sida behandlas främst reduktion och färskning. Bearbetning behandlas endast i begränsad utsträckning.

Järn- och stålindustrins utveckling i Sverige efter 1856

Koksmasugnen uppfanns på 1700-talet i Storbritannien, men i Sverige höll man länge kvar kvar vid masugnar eldade med träkol, eftersom koks måste importeras och träkol gav järnkvaliteter med lägre svavelföroreningar. Den första koksmasugnen i Sverige byggdes vid Oxelösunds järnverk 1917. Först på 1940-talet blev merparten av svensk tackjärnsproduktion baserad på koksmasugnar. Den sista träkolsmasugnen i Sverige, Svartå hytta i Närke, blåstes ner 1966. Under 1900-talet har också en allt större andel av stålproduktionen baserats på skrot, och idag (2018) finns endast tre masugnar kvar i Sverige, en vid SSAB Luleå och två vid SSAB Oxelösund.

Koksmasugn vid Oxelösunds järnverk 1930, en av landets första. Källa Samlingsportalen Jvm.KCAC07355

Smältfärskningsmetoder började införas i Sverige på 1860-talet, då Bessemerprocessen infördes på Sandvikens järnverk. Därefter har införts ett antal olika smältfärskningsmetoder, såsom Thomasprocessen, Martinprocessen, LD-processen mm. När Martinprocessen infördes under andra halvan av 1800-talets medgav det ståltillverkning av skrot och blandningar av skrot och tackjärn. Härdfärskning fortsatte dock länge i Sverige, framför allt som Lancashiresmide. När Lancashiresmedjan i Ramnäs stängde 1964 var det den sista i världen. Idag (2018) dominerar LD-processen helt bland färskningsmetoderna.

Tappning av Martinugnen vid Fagersta 1967. Foto Pål-Nils Nilsson, Wikimedia Commons - Public Domain

Effekten av denna tekniska utveckling blev en ökande koncentration av ståltillverkningen till färre och större enheter. I ett första steg inföll den s.k. bruksdöden under decennierna runt år 1900, när många små bruk och smedjor försvann. En ytterligare våg av nedläggningar kom under 1970-talets stålkris, där ytterligare anläggningar lades ner och koncentrationen ökade.

Exempel: Bredsjö hytta

Bredsjö var en av de sista träkolsmasugnarna i Sverige och blåstes ned 1962. Bredsjö station var en gång i tiden förgreningsstation mellan BJ och NBJ, och de sista åren innan nedläggningen tog Bredsjö sin malm från Pershyttan på NBJ. Bredsjö hytta hade ett eget sinterverk, där malmslig och kol sintrades ihop till malmbriketter, som kunde matas till masugnen.

Produktion mot slutet.

Produkt	Insatsvara	Vagnstyp	Vagnslaster per vecka
Tackjärn		O	18
	Malmslig	M (NBJ)	23
	Träkol	Lr, Lu	23
	Kalksten	Kö	1

Bredsjö masugn omkring 1900, masugnarna till vänster och rostugnarna till höger. Källa Samlingsportalen Jvm.KCAC07713

Bredsjö hytta 1930, innan sista ombyggnaden. Källa Samlingsportalen Jvm.KCAC06945

Exempel: SSAB Luleå

I SSAB:s anläggning i Luleå finns en av Sveriges tre återstående masugnar. Här produceras stålslabs från malmpellets från Malmfälten.

Masugnen eldas kontinuerligt med koks, och fylls på med malmpellets och kalk samt tillsatsämnen. I nästa steg färskas det smälta råjärnet i LD-konvertrar samt blandas ut med skrot. Därefter går stålet vidare till skänkmetallurgin där legeringsämnen tillsätts och olika typer av rening genomförs. Slutligen stränggjuts stålet och skärs upp till s.k. stålslabs som sedan skickas per järnväg till SSAB i Borlänge för vidare bearbetning, det s.k. ståltåget.

Stålproduktion 2018.

Produkt	Insatsvara	Vagnstyp	Vagnslaster per vecka
Stålslabs		Smmnps (AAE, GC)	770
	Malmpellets	F050, Uno (LKAB)	1000
	Skrot	E	100

Kol levereras från USA och Australien på köl direkt till hamnen i Luleå och koksas i SSAB Luleås eget koksverk.

SSAB:s anläggning i Luleå 2013. Wikimedia Commons.

Järn- och stålindustri i modell

Byggnader som passar till äldre järnbruk kan vara svårt att hitta, svenska träkolsmasugnar har haft en unik stil.
Hyttan i Bångfors på Stockholms Modelljärnvägsklubb. Foto Jocke Sannagård

Till modernare stålverk kan det bli lättare, byggnadsmodulsystemen från Auhagen och DPM (i H0) går att anpassa till en svensk industrimiljö från 1900-talet. Walthers erbjuder dessutom en del byggnader som kan användas. Walthers har också producerat ett stålverk i modell i H0 och N, som innehöll många relevanta komponenter, t.ex. en koksmasugn och ett valsverk. Masugnen och valsverket har aviserats i nyutgåva till 2020 i H0. Trix har också producerat en koksmasugn i H0.

Mycket idéer kan hämtas från Frank Forstens Stahlbahn, där ett stålverk har fått plats på ett förhållandevis begränsat utrymme.

Övriga wiki-sidor om industrier

Industrier i modell
Svensk industri för MJ: gruvor

Tryckta referenser

"Metall- och maskinindustri." i Sveriges industriförbund: Sveriges industri. Stockholm: författaren 1936.

L. Villner: "Järn- och metallhantering." i Torsten Althin (red.): Sveriges industri. Stockholm: Sveriges industriförbund 1948.

Eric Ruist: "Järn- och metallverk." i Ingeborg Sjögren (red.): Sveriges industri. Stockholm: Sveriges industriförbund 1967.

Marie Nisser: "Bredsjö hytta." i Hyttor i Örebro län (Hyttrapport 2). Stockholm: Jernkontorets bergshistoriska utskott 1974.

Lennart Welander (red.): Vägen från gruva och bruk. Sju järnvägar för malm och järnmanufaktur (SJK 37). Stockholm: Svenska järnvägsklubben 1984.

Nils Björkenstam: Den svenska järnhanteringens tekniska utveckling (H 65). Stockholm: Jernkontorets bergshistoriska utskott 1996.

Folke Westling: "Järnets väg." i Ekensholmsbanan. Bergslagen på spåren. Stockholm: Stockholm Modelljärnvägsklubb 2000. (Järnindustrin i Bergslagen).

Jan Uggla: Järn- och stålframställning. Malmbaserad processmetallurgi (Jernkontorets utbildningspaket – del 2). Stockholm: Jernkontoret 2000.

Stefan Nilsson: "Tema: Godsgeografi. Malm och järn." i Modelljärnvägsmagasinet nr 14/2013. (Förebild och modell).

Webreferenser - förebild

SSAB: SSAB Luleå

Wikipedia: Järn- och stålproduktion

Wikipedia: Järnverk

Wikipedia: Masugn

Wikipedia: Stål

Wikipedia: Träkolsmasugn

Webreferenser - modell

Stahlbahn (Tysk anläggning baserad på ett stålverk).

Walthers: Blast Furnace (Koksmasugn i H0).

Walthers: Rolling Mill (Valsverk i H0).