 Ett av Sveriges största stålverk,SSAB i Luleå. | |
| Information | |
|---|---|
| Användning | Stålframställning |
| Första enheten togs i bruk | Omkring 1600-talet i Sverige |
Ettjärnverk ellerstålverk är en industriell anläggning förjärn- och stålproduktion.[a] Ett järnverk använder i dagjärnmalmspellets som utgångsmaterial och omvandlar i detmasugnen till flytanderåjärn (tackjärn). Därefter förädlas råstålet i stålverket i enLD-konverter tillstål. Slutprodukten ärgöt,handelsstål ellerspecialstål.[2] Det fanns år 2008 bara två sådana anläggningar i Sverige: Luleå och Oxelösund.[3]
Skrotbaserade stålverk använder skrot som utgångsmaterial och smälter och förädlar det i elektriskaljusbågsugnar.[4] Slutprodukten ärgöt,handelsstål eller specialstål.
Järnbruk var en äldre benämning på järnverk som även kunde inkludera samhället där anläggningen var belägen.[5]
UnderGustav Vasas regering genomfördesreformationen. Därmed övertogkronan ägande och drift av de tidigare katolskt ägdahyttor och hamrar som producerade järn. Dessa kalladeskronobruk. Kronan tog från 1530-talet ledningen vad gäller effektivisering och ökad produktion av järn. Tyska experter och kunniga hantverkare kallades in och förde med sig nya metoder. Från 1530-talet infördes detvattenhjulsdrivnastångjärnssmidet i stället för det hantverksmässigaosmundsmidet. Järnbrukens arbetare lärde sig att tillverka tackjärn i masugn och smida stång i stångjärnshammare för vidare tillverkning av t.ex. kanoner, rustningar, verktyg och spik. Stångjärnet blev från 1500-talet den nya standarden i export av järn.[3]
Vid bruken kunde också tillverkas järnföremål. Dessa järnbruk kallades manufakturverk. Järnmanufakturen indelades i två grupper,svartsmide ochfinsmide. Svartsmide var en grövre form av smide vars produkter hade kvar en svart yta. De producerade halvfabrikat somknippjärn,spik,plåt, järn- ochståltråd.[3] Hammaren uppkallades efter typen av produkter som tillverkades:hammarsmedja,stångjärnshammare, knippsmedja och spiksmedja. Ett bruk kunde ha flera olika hammare. Den smed som arbetade där kalladeshammarsmed.
Från 1620-talet drog sig staten ur den direkta produktionen vid järnbruken, men tillsatte en myndighet som kalladesBergskollegium. Kollegiet stiftade lagar och genomförde tillsyn att lagarna följdes. Här gällde det skogsransonering, produktionens fördelning och kvalitetskontroll. Detta möjliggjorde en fortsatt effektiv produktion av tackjärn och stångjärn. Denna organisation kom att bestå i 200 år.[3]
De enskilda järnbrukens produktion reglerades av detprivilegiebrev som de erhållit, och varierade därför mycket, och berodde bland annat på tillgången på skog till kolning och strömt vatten. Det var inte ovanligt att järnbruken med hammare låg på annan ort än järnbruken med masugn som tillverkade deras tackjärn. Till skillnad frånbergsmännen ibergsbruken var järnbrukens ägare mera avgodsägare, och kalladesbrukspatroner eller bruksherrar. Vid järnbruken växtebrukssamhällen upp, allt eftersom bruken behövde arbetskraft. Bruken som industri- och ägandeform ersattes med tiden av bolag.
Fram till 1850 startade i genomsnitt fler järnbruk än som avvecklades. Därefter startar en period med nedläggning av små, ålderdomliga och ineffektiva bruk. Nya tekniker, maskiner och metoder infördes. Järnbruken blev större och färre. Under den här perioden övergick man från låga, breda och tunga stenmasugnar till högre och slankare tegelmasugnar ombundna med järnband. Masugnarna utrustades med värmeåtervinning (värmeapparat för att få förvärmd luft till förbränningen) och fick så småningom slutet system och därmed försvann den evigt brinnande facklan från masugnens topp. Det gamlatysksmidet övergavs till förmån för det effektivarelancashiresmidet, vilket i sin tur fick ge vika förgötstålsprocesserna. Stångjärnssmidet övergavs och i stället startadesvalsverk, i början vattenhjulsdrivna men senare drivna med elektricitet.
Götstålsprocesserna skapade möjligheter för massproduktion av billigt stål. Dessa metoder framställer stål direkt ur flytande tackjärn (råjärn) genom att blåsa in luft.Bessemermetoden går ut på färskning i konverter.Thomasmetoden är en förbättrad metod som passar för sämre malmer än de i Sverige vanliga. Efter färskningen får stålet svalna i form av kokiller (göt) som sedan kan valsas i valsverk.
I och med att man kunde få järn i retur (skrot) infördesmartinmetoden som effektiviserade produktionen betydligt. Med denna metod producerades högkolhaltiga, olegerade och låglegerade stål som hade god utmattningshållfasthet som var lämpliga för kallbearbetning till tunna band och klen tråd. Sverige blev då marknadsledande med råvaran till kullager, sågklingor, rakblad,bladfjädrar och skruvfjädrar.[3] Successivt övergick man från träkolseldning till kokseldning i masugnarna.
Ett typiskt stålverk i dag för malmbaserad järntillverkning har ett järnverk med enmasugn (hytta) för att reducera järnmalmen tillråjärn (tackjärn). Ursprungsråvaran ärkulsinter som levereras från ettpelletsverk vid järnmalmsgruvan. Ett koksverk finns även, därkoks framställs avstenkol. Koksen används i masugnen både som alstring av värme och som reduceringsmedel.
Råjärnet transporteras från masugnen till stålverket i en cigarrformad järnvägsvagn som kallas torpedo. I stålverket finns det ugnar för raffinering (färskning) av råjärnet tillråstål. Under 1900-talet utvecklades och provades ugnar av olika typer, t.ex.syrgasprocessens OBM-konverter ochKaldo-konvertern. Den metod som blev kvar och fortfarande används är syrgasprocessens LD-konverter.
Ettelektrostålverk är ett stålverk för skrotbaserad ståltillverkning. Här är råvaran inte är malm utanskrot och då användsljusbågsugnar ellerinduktionsugnar. Stålet som tillverkas med denna metod kallas elektrostål.
Råstålet tappas därefter i enskänk, dvs. en behållare infodrad med eldfasttegel. Stålet kan nu efterbehandlas genom vakuumbehandling och legeringstillsatser tillsättas i stålverket. Från skänken kan stålet gjutas ut på två olika sätt. Den äldre metoden kallasgötgjutning och då tappas stålet ur botten på skänken ner i gjutformar av gjutjärn, s.k.kokiller. Det gjutna ämnet kallas då för göt. Den nyare metoden kallasstränggjutning och innebär att stålet gjuts ut till färdigaämnen i form av slabs, blooms eller billets i en kontinuerlig sträng som kapas upp i olika längder.
Ivalsverket förändras ämnenas form, men även deras slutliga egenskaper (ex. i form av ytbeläggningar). Det kan finnas både varmvalsverk och kallvalsverk. Valsverken kan också indelas efter vilka slutprodukterna är, t.ex.trådvalsverk,rördrageri etc. Igjuteriet gjuter man komplicerade former som inte går att åstadkomma genom valsning.
Grövre produkter som inte går att valsa smides ofta, vilket sker i järnverketssmedja medhydraulisk press.Verkstäderna sörjer för underhåll och reparationer av maskiner och utrustning. Järnverketslaboratorium gör olika prov och analyser av de tillverkade produkterna för att kunna finna möjligheter att förbättra deras egenskaper, och försöker därmed även utveckla järnverkets processer.
Malmbaserade stålverk har masugnar som framställer järn. I Sverige finns 2008 tre masugnar: en i Luleå (SSAB) och två i Oxelösund (SSAB Oxelösund). Råjärnet förädlas vidare till stål i syrgaskonvertrar (LD-konvertrar).
Skrotbaserade stålverk framställer stål genom att smälta skrot i elektriska ljusbågsugnar. Dessa stålverk fanns 2008 (alla iBergslagen):Sandviken,Söderfors,Hofors,Smedjebacken,Avesta,Degerfors,Hagfors,Björneborg ochHallstahammar.[3]
Wikimedia Commons har media som rörMasugnar i Sverige. Wikimedia Commons har media som rörElektriska masugnar. Wikimedia Commons har media som rörSmedjor i Sverige.