FERRUM – svenskt järn och stål genom tiderna 7 Jonas Lindwall Ferrum Lärarhandledning till Tekniska museets utställning Ferrum Tekniska museet 2000 © Tekniska museet 2000 Grafisk form: Chris Hinchcliffe Förord Välkommen till Ferrum Järn har framställts i Sverige i minst 2500 år, och som i de flesta samhällen har järnet och järnhanteringen haft en central plats inom både den sociala och ekonomiska sfären. Tillgången till järn har i många fall varit av en avgörande betydelse för ett samhälles tekniska utveckling inom en rad skilda verksamheter, från jordbruk till militärväsende. Idag omges vi dagligen av järn och stål. Järnet har spelat och spelar en stor roll i människors liv. I Tekniska museets utställning Ferrum – svenskt järn och stål genom tiderna, speglas järnhanteringens långa och händelserika historia. Denna skrift är tänkt att vara ett komplement och handledning till lärare som vill använda sig av utställningen i sin undervisning. Häftet är främst avsett för grundskolan 1 – 9 och gymnasieskolan men bör även kunna användas i annan undervisning. I anslutning till Ferrum ligger utställningen Gruvan, där kan man följa hur gruvarbetet förändras genom historien. Även till Gruvan finns en lärarhandledning. Häftets uppläggning Lärarhandledningen är liksom utställningen kronologiskt upplagd, från metallerna som symbol och den förhistoriska järnhanteringen till dagens högteknologiska tillverkning av specialstål. Under rubriken ”Titta på” finns information om en del av de utställda föremålen och modellerna, samt tips på vad man särskilt bör lägga märke till. Handledningen avslutas med tips på fortsatt och fördjupande läsning samt exempel på frågeuppgifter till utställningen. Ämneskopplingar och ämnesövergripande studium Järnhanteringen har en naturlig koppling till ämnena: historia, geografi, samhällskunskap, kemi och teknik och är därför en utmärkt utgångspunkt för ämnesövergripande studier. Man kan t ex tala om hur järnhanteringen har påverkat och påverkar natur- och kulturlandskapet (geografi och samhällskunskap); om hur människor har levt och försörjt sig i det förindustriella och industriella samhället (historia, samhällskunskap och geografi); om vad järnhanteringen betytt och betyder för Sveriges och andra länders ekonomi (samhällskunskap, historia och geografi); om vad den tekniska utvecklingen inom järnhanteringen betytt för människan och samhälle (teknik och historia), om olika typer av stål och dess betydelse förr och idag (kemi, historia och samhällskunskap). Utställningen Utställningen Ferrum – svenskt järn och stål genom tiderna ligger på plan 1 i huvudbyggnaden. Dit hittar du genom att gå ned för trappan direkt till höger om entrén. Utställningens början är till höger. Ferrum börjar med en presentation av alkemisternas sju metaller och följer sedan järnhanteringens historia från förromersk järnålder till idag. Metallerna – en gudagåva Människan har i alla tider haft speciella förhållanden till metaller och den många gånger ”magiska” framställningen av metaller. Vi har ibland gett metaller mänskliga egenskaper och vi har ibland tillskrivit människor metallers egenskaper. Många är de sagor och myter som vi har vävt kring metaller. De bringar människan både lycka och fördärv. Metallerna har ibland sagts ha ett gudomligt ursprung. ”Guld och silver och alla metaller växer i jorden under de himmelska gudarnas inflytande. Guld tillordnas Solen, silver Månen, bly Saturnus och järnet Mars. Metallernas ursprung är i himmelen, men de lagras i jorden och inte i de himlakroppar som utstrålar metallerna…” För dem var talet sju magiskt och fyllt med hemlig kunskap. Sju var himlakropparna med gudanamn, samma namn som veckans dagar. Liksom Aristoteles föreställde sig alkemisterna att alla materiella ting förändras och utvecklas, att mineraler föds och växer i jordens inre och under gynnsamma omständigheter kan utvecklas till allt högre former och slutligen till guld. Enligt myterna hade fallna änglar i sin åtrå efter jordens kvinnor, avslöjat hemligheten om hur förvandlingen till guld kan påskyndas i laboratorium. (Ur ”Alchemia” av Proklos, grekisk filosof, 410-485 e Kr.) Den alkemistiska läran vävde samman kunskaper om kemiska processer med filosofiska tankar, astrologi, myter och religion. I centrum för alkemin stod de sju kända metallerna: Guld, silver, järn koppar, kvicksilver, tenn och bly. För alkemisterna var metallerna av gudomligt ursprung. Smeder vid en schaktugn. Grekisk vasmålning från 500-talet. Titta på Längs väggarna i utställningens första rum finns montrar som innehåller spännande artefakter och råämnen av var och en av alkemisternas sju metaller. Bland annat finns det vikingatida järnsvärd och silversmycken, 1600-talets nödmynt av koppar, kvicksilvertermometrar, blyrör, tennsoldater samt bysantinska guldmynt. Extra intressant bland föremålen i montrarna är en bit av ett meteoritjärn. Redan innan man kunde framställa järn så tillverkades föremål av järn. 8 Järnet kom till jorden med meteoriter. Vi vet att meteoritjärn bearbetades bland annat i Egypten under det 4:e årtusendet f Kr; av folkgrupper i Anatolien under det 3:e årtusendet f Kr; av Chou-dynastin i Kina under det 1:a årtusendet; av Hopewellindianerna i Nordamerika, och relativt nyligen av eskimåer på Grönland. Innan man lärt sig att tillverka järn ansågs meteoritjärn mer värdefullt än guld. Här kan vi verkligen säga att metallen är från himlen sänt! Förhistorisk järnhantering Järnhanteringens historia inleds i Sverige ca 500 f Kr. Det finns fynd som antyder att hanteringen kan ha börjat redan några århundranden tidigare. Därefter har järn producerats i Sverige med hjälp av olika tekniker och i olika områden in i vår tid. Det finns ofta ett samband mellan fyndplatser för den äldsta järnhanteringen och bronsålderns boplatser. Det är ett intressant samband, som kanske visar att järnhanteringen har uppstått i de metallurgiska miljöerna vid bronshanteringen. Järnet ”uppfanns” inte av en slump, utan är kanske resultatet av ett systematiskt sökande efter metallurgisk kunskap. Det var först när man började tillverka järn ur inhemska malmer som man på allvar började använda metaller. Detta kom att förändra människors livsvillkor i betydande utsträckning. Smeden smidde järnet till spikar och gångjärn, yxor och knivar, hästskor och hjulringar, plogar och svärd. Järnet gav bröd och arbete till många men makt och rikedom till ett fåtal. Den äldsta järnframställningen skedde i enkla blästerugnar, en ugnstyp som kom att användas under lång tid i Sverige. När de sista blästerugnarna slocknade under senare delen av 1800-talet gick en över tvåtusen år gammal tradition i graven. I blästerugnen förvandlas järnmalm till smidbart järn i ett steg, därför kallas metoden också di- Järnframställning i blästerugn De äldsta blästerugnarna var enkelt konstruerade. Ugnarna var stenmurade med lerfodrade innerväggar. Ugnsschaktet var ungefär 0,5-1,0 meter högt och hade en diameter på 0,3-0,6 meter. Hur gick då själva blästerugnsprocessen till? Innan man kunde sätta upp malmen på blästerugnen var man tvungen att rosta den. Rostningen skedde över öppen eld på ett bål. Vid rostningen tog man bort svavel och Sigurdsristningen, Sundby sn, Södermanland från 1000-tal. Ristningen visar delar av sagan om Sigurd Fafnesbane. Lägg märke till smedens utrustning i ristningens vänstra del. rekt järnframställning. I teorin kan järnframställning i en blästerugn verka enkel, men verkligheten är mer komplicerad. Vad som krävdes för att få fram ett bra järn är inte lätt att veta. Ibland lyckades man. Ibland inte. Från malm till järn Råvaran för järnframställning är järnmalm som finns i olika former. Järnmalm är ett mineral som innehåller så hög halt av järn att det är lönsamt att utvinna metallen. Malm är med andra ord ett ekonomiskt begrepp och inte ett geologiskt. Inom geologin talar man om mineral och mineraliseringar. Järn är ett av de vanligaste förkommande ämnena i jordskorpan. Det finns i små mängder i princip överallt, men i vissa områden förekommer järn och andra mineral som kraftiga mineraliseringar till följd av olika geologiska processer, t ex vulkanisk aktivitet. kristallvatten. Båda dessa föroreningar hade annars kommit att påverka processen i blästerugnen. Därefter förvärmde man ugnen med ved. Sedan varvade man i blästerugnen träkol och malm i lika delar. Kolet tändes på och temperaturen ökades med hjälp av bälgar som blåste in luft i ugnen. Under smältningsförloppet skiljer sig malmens övriga beståndsdelar från järnet och bildar en restprodukt som kallas slagg. Slaggen är mer lättflytande än järnet och rinner ur ugnen. Järnet samlades vid forman (blästermunstycket) där det stelnade till en s k järnlupp. Detta järn är i princip direkt smidbart men måste med mekanisk bearbetning befrias från kvarvarande slagg. Metoden kallas för direkt järnframställning. Därefter förädlades järnet till s k ämnesjärn. 9 Ett sådant område är Bergslagen. Där har det funnits malm, inte bara järnmalm utan också koppar och silver i stora mängder. För att utvinna denna naturresurs krävs tillskott av kraft och energi. Kraft och energi har man, i ett historiskt perspektiv, främst utvunnit från skogen och vattendragen. Skogen gav värmeenergi i form av ved för tillmakning i gruvorna och kol till hyttorna och härdarna. Vattendragen tillförde mekanisk energi för att driva pumpar, bälgar och hamrar. Den röda malmen Till den äldsta järnframställningsmetoden i blästerugnar användes en järnmalm som kallas limonit. Den finns i jord, myrar och på sjöbottnar. Beroende på var man hämtar malmen kallas den rödjord, myrmalm eller sjömalm. Utseendet på malmen skiftar. Någon malm ser ut som kaffesump, en annan som ärtor eller bönor. Ibland har den formats till runda stycken som liknar mynt, då kallas den för penningmalm. Myrmalmen grävdes fram på somrarna ur myrarna. Under vintern då man kunde arbeta från isen samlade man sjömalm från sjöbottnarna. Efter det att malmen insamlats lade man den att torka över sommaren, innan den fördes till blästerugnsplatsen. De allra flesta blästerugnar uppfördes i anslutning till den malmförande sjön eller myren. På så sätt undvek man långa och tunga malmtransporter. Myrmalm och sjömalm har haft stor ekonomisk betydelse i vissa delar av Sverige, bland annat Småland, långt fram i tiden. Om blästerjärn forts. Järnframställning i en blästerugn genomförs på 4-6 timmar. Experiment har visat att 10 kg rostad rödjord ger 4 kg järn, men detta kan variera kraftigt. Tidigare ansåg forskare att den äldsta järnhanteringen var en småskalig produktion om kanske några hundra kilo järn per plats. Men den bilden håller kanske på att ändras. Fynd från en järnframställningsplats i Söderåkra i Småland, daterad till 400-talet f Kr, antyder där en total produktion kring 30-50 ton. 10 Skrock och trolldom för bra järn Skrock och trolldom har länge varit i bruk för att försäkra sig om lyckad järnframställning. Den svenska folktron berättar om silvermynt som kastades i ugnen för att få bra järn. Men det finns också berättelser om långt hemskare metoder. Barn skall ha slängts i ugnar för att förbättra järnets kvalitet. Detta järn kallades då för trollstål. Att man under förhistorien haft en rad föreställningar rörande järn och järnframställning vittnar bland annat fynd av järnslagg i gravar om. Titta på Mitt i rummet finns en modell som visar sjömalmsupptagning från isen en gråkall vinterdag, och en del av de redskap man använde hänger i taket. Metoden att ta upp malm från sjöbottnar finns dokumenterad från 1700-talet, men traditionen går som sagt tillbaka till järnåldern. I en redogörelse för sjömalmsupptagning från 1865 berättas följande: Först fick man föra ner dragrakan i vattnet. Med den drog man ihop malmen som fanns på sjöbottnen. När all malm var ihopdragen till en hög satte man ner sällingen och kastrakan. Med kastrakan ”kastades” malmen in i sällningen som drogs upp och tömdes. På 1700-talet antog man att sjömalm skulle återbildas på kort tid. ”Denna skatt är evig och outtömlig”, skrev vetenskapsmannen Emanuel Swedenborg. 100 år senare hade man blivit klokare. Limonitbildningen gick mycket långsammare än vad man tidigare trodde och malmen ”tog slut”. För många bruk i Småland blev läget svårt då man var tvungen att söka sig allt längre bort för att finna malmen Den medeltida järnhanteringen Under den äldre delen av medeltiden kom två av de mest betydande innovationerna i den svenska järnhanteringens historia, nämligen introduktionen av masugnen under senare delen av 1100-talet, samt den vattendrivna hammaren. Man kan tycka att sådana nyheter helt skulle ha ersatt tidigare teknik, men så skedde inte. Den direkta järnhanteringen fortsatte att producera stora mängder järn under medeltiden, fram till 1500-talet. För småskalig produktion användes metoden fram till mitten av 1800-talet. Under medeltiden började man allt mer använda sig av bergmalm istället för myrmalm. Fler och fler dagbrott och gruvor anläggs. Den medeltida järnhanteringen spelade en betydande roll för stadsväsendets uppkomst. Grundläggandet av flera mälarstäder sammanföll med metallhanteringens äldsta fas i Bergslagen. Stockholms uppkomst och tillväxt på 1200-talet var knuten till järnhanteringen. Det fanns ett behov för omlastning av Mälardalens produkter inför vidare transport över Östersjön. Även en rad städer längs med Mälaren såsom Arboga, Köping och Örebro växte fram som en följd av bergshanteringen. Medeltiden var Hansans tid i Sverige. Det svenska tackjärnet exporterades till Lübeck och Danzig där det vidareförädlades i tyska smedjor. Sverige levererade ca 1000 ton järn per år till Hansan. Masugnen och hyttan Under den äldre delen av medeltiden kom den mest betydande innovationen i den svenska järnhanteringens historia, nämligen introduktionen av masugnen under senare delen av 1100-talet. Den äldsta kända masugnen som vi känner till idag fanns i Lapphyttan, i Norbergs bergslag. Det är ett av det tidigaste beläggen för masugnar i Europa. Möjligen kan det finnas masugnar även i Tyskland vid denna tid, men de tidigaste man hittills har daterat där är från 1200-talet. Masugnen var större än den gamla blästerugnen. Den arbetade kontinuerligt under längre tid och hade därför större kapacitet. Två kraftiga bälgar Masugn i genomskärning. Ur Bergwerks lexicon av Sven Rinman 1789. blåste in luften så att temperaturen steg högre än i en blästerugn. Hettan i ugnen blev så stark att järnet blev flytande, det rann ur ugnen och göts till tackor, s k tackjärn. Tackjärnet gick inte smida det var hårt och sprött, kolhalten var för hög. Omvandlingen till smidbart järn skedde i färskningshärden. Vad som skiljer masugnen från blästerugnen är alltså att det är frågan om en kontinuerlig process där järnet smälter. I reduktionsprocessen tar järnet upp kol och resultatet blir tackjärn som inte är smidbart. För att göra järnet smidbart krävs att järnet färskas, d v s att man genom förnyad upphettning och syretillförsel tar bort kolet igen. Metoden kallas för indirekt järnframställning. Processen blev mer komplicerad, men fördelen var större produktion och bättre utnyttjande av råvaran. Masugnens effektivitet, kapacitet och kontinuitet har stegvis förbättrats genom tiderna, men processen är trots allt i stort sett densamma idag som den varit i århundraden. Den medeltida masugnens bälgar var stora och tunga och omöjliga att driva för hand. Bergsmännen utnyttjade forsar och fall för att driva bälgarna med vattenkraft. De anlade dammar och rännor för att magasinera och leda vatten. Masugnen krävde en helt annan organisation av arbetet än vad de äldre och samtida blästerugnarna gjorde. Masugnen skulle arbeta dygnet runt och kunde inte stoppas. Detta fordrade att människan anpassade sig efter tekniken. Man fick indela arbetarna i olika lag, vilka sedan fick arbeta skift, sannolikt om 12 timmar per arbetslag. 11 Hus, bodar och lador byggdes upp kring masugnen - hyttan. Den första gången vi möter ordet hytta i svenska språket, är i lagmannen Birger Perssons testamente 1328. Birger Persson var för övrigt far till den heliga Birgitta. När man läser hennes beskrivning av skärselden, ser man att hon var väl förtrogen med vad som händer i en masugn. Att bygga en masugn krävde mycket kapital. Detta medförde att man bildade olika lag där varje andelsägare hade sin del i vinsten och även i investeringarna. Dessa delar kunde sedan köpas och säljas. De första skriftliga källorna kring den medeltida järnhanteringen talar just om byten eller försäljningar av sådana andelar, t ex ett bytesbrev från 1303 mellan marsken Torgils Knutsson och dåvarande kungen Birger Magnusson. Hammarsmed i arbete enligt Olaus Magnus ”Historia om de nordiska folken” 1555. Lägg märke till de vattendrivna hamrarna. Bergmalm Järnmalm är en förening mellan järn och syre. Svartmalm (magnetit) och blodmalm (hematit) är de viktigaste mineralerna för järnframställning i Sverige. Bägge innehåller mellan 50% och 70% järn och andra ämnen som kan påverka järnkvaliteten, t ex svavel, fosfor, kisel och mangan. Brytning av järnmalm började för ca 800 år sedan i öppna dagbrott. Dagbrytning var det enklaste och billigaste sättet att komma åt malmen. Men när väggarna i brotten började rasa eller malmen tog slut blev man tvungen att bryta under jord. Att transportera den tunga bergmalmen till hyttorna kunde innebära stora problem. I äldre tider var vägarna dåliga eller rent av obefintliga. För att klara den tunga lasten väntade man till vinterhalvåret när malmen kunde köras över snö och is. Bergsmännen, gruvlaget och hyttlaget I det skriftliga materialet från medeltiden möter vi en ny social grupp i Sverige - bergsmännen. Bergsmännen behärskade den svenska järnhanteringen under många århundraden. Fram till 1600talet stod bergsmännen för större delen av järnhanteringen. Efter de stora brukens tillkomst under stormaktstiden kom bergsmännens verksamhet att begränsas till framför allt tackjärnsproduktion. De bedrev sin verksamhet vid hyttor och gruvor fram till 1870-talet, då de sista bergsmanshyttorna blåstes ned i Västmanland och Dalarna. Bergsmännen har ofta beskrivits som bönder med järnhantering som betydande binäring. Mycket tyder dock på att det var tvärtom. Det var järnhanteringen som var det primära och inte jordbruket. Man har hela tiden behövt jordbruket, för att kunna bedriva bergsbruket. Arbetet vid hyttor, gruvor och i kolningsskogen var mycket transportintensivt. Körslorna har krävde dragdjur, hästar. Hästar behövde havre. Bergsmännen hade en stor grupp människor anställda för hyttdriften, vilka naturligtvis behövde mat. Bergsmännens organisation formulerades i lag under 1600-talet, men bestämmelserna går tillbaka på medeltida traditioner. Arbetet hade både kollektiva och enskilda arbetsmoment. Bergsmännen var organiserade i gruvlag och hyttlag. Gruvlaget organiserade arbetet vid gruvan. Laget anställde gruvdrängar, vilka ombesörjde det direkta arbetet En medeltida hytta Under senare delen av 1100-talet började man bryta järnmalm i gruvorna i Norberg. Samtidigt anlades i trakten flera hyttor med masugnar. En av dessa var Lapphyttan. Under slutet av 1970-talet undersökte arkeologer en hyttplats i Norbergs bergslag, vid den gamla bergsmansbyn Olsbenning. Platsen visade sig ha bevarade rester av en medeltida järnhytta, vilken hade övergivits under den senare delen av 1300-talet. Platsen hade då varit i bruk i över tvåhundra år. Den äldsta fasen av Lapphyttan är C14-daterad till slutet av 1100-talet. Lapphyttan innehöll ruinen av en masugn med rester av s k vattenkonster i form av en dammvall och en hjulgrav, 12 med att bryta malmen och att ösa gruvan från vatten. Gruvarbetarna förde upp malmen till ett s k malmtorg där all den brutna malmen skulle läggas samman i lika stora högar. Bergsmännen fördelade sedan malmen mellan medlemmarna i gruvlaget med hjälp av lottdragning. Det var sedan varje bergmans enskilda angelägenhet att föra malmen från gruvan till hyttan. Till de enskilda arbetsuppgifterna hörde också den s k kolfångsten. Kol togs från den egna skogen eller köptes från omkringboende bönder. Det var den enskilde bergsmannens uppgift att se till att han hade tillräckligt med träkol för sin egen drift. Titta på Trehörningens masugn är den enda välbevarade mulltimmermasugnen i Örebro län och finns som modell i utställningen. Den är inte medeltida utan anlades på 1600-talet, men kan få illustrera hur arbetet vid en masugn gick till. Trehörningens masugn är en typisk mulltimmermasugn, d v s att ugnens övre del har en ytterbeklädnad av jord och timmer. Själva processen har dock varit likartad i alla masugnar. Trehörningens masugn anlades 1636 i närheten av flera gruvor. Från 1648 tillhörde masugnen Louis de Geer. I varmapparaten värmdes blästerluften upp innan den leddes ner till forman vid masugnens botten, där luften blåstes in i ugnen. Vid masugnskransen arbetade uppsättaren som fyllde masugnspipans övre del med kol, krossad malm och kalksten. Ibland gjordes detta upp till 16 gånger per dygn. Från masugnen avgick masugnsgasen, kranslågan, som slog upp genom taköppningen. Flytande järn samlades längst ned i ugnen under ett lager av slagg. Från dammen leddes vatten i en ränna till vattenhjulet. Vattentillflödet reglerades med hjälp av dammluckor. Vattenhjulet drev masugnens blåsmaskin. Att tappa ut järnet kallades också för järnutslag. Järnutslaget föregicks alltid av en slaggtappning. Under 1700-talet började man tappa slaggen i formar, slutprodukten blev slaggtegel, som blev ett billigt byggnadsmaterial. Många hus på de svenska järnbruken är byggda med slaggtegel. Blåsmaskinen försörjde masugnen med bläster luft. Luften pumpades av en uppochnedgående kolv (lilla trumman) till en tryckkammare (stora trumman) och vidare genom ett rör till varmapparaten på masugnskransen. Vid järnutslaget rann det flyande järnet genom en svängränna ned i lersmetade tackjärnsformar, s k galtsängar, där det sedan stelnade till tackor. Tackjärnet transporterades sedan till de Geers gods Godegård, där det utsmiddes till stångjärn. ett rostbås, flera slaggvarp och rester av ett malmlager. Arkeologerna fann vidare ett kolhus, åtta färskningshärdar, en järnbod, ett bostadshus och minst ett stall. På hyttbacken tillvaratogs mer än 8000 fynd, vilka tillsammans skildrar hela hanteringen från det att malmen kom till hyttbacken till de färdiga produkterna i form av osmundar. Fynd från borttappade personliga ägodelar berättar om de medeltida hyttarbetarnas vardag. Mätt med dåtidens mått var produktionen vid Lapphyttan mycket hög, 100-200 kg tackjärn per dygn. Detta var flera gånger mer än i de äldre blästerugnarna. Osmundjärn De åtta färskningshärdarna antyder att Lapphyttan har ägts i åtta andelar som kunde köpas och säljas. Lapphyttan med sin masugn har idag rekonstruerats i full skala på en annan plats – Nya Lapphyttan, som fungerar som museum och experimentstation. Under 1500-talet kom osmundarna att successivt ersättas av stångjärn. Men ännu under 1700-talet tillverkade bergsmännen i Noraskogs Bergslag osmundjärn. Från och med 1200-talet blev osmundjärn en stor exportartikel i norra Europa. Fynd av osmundar har bl a gjorts i medeltida städer, borgar, och kloster. Idag är experterna mer och mer övertygade om att osmundjärn var ett färskat tackjärn, en masugnsprodukt som huggits i stycken om ca 300 gram. I motsats till järn som tillverkats i blästerugn räknades osmundjärn i stycken och inte i pund. 13 Arbetet vid hyttan var också indelat i en kollektiv och en privat sfär. Till de enskilda uppgifterna hörde rostning av malmen i rostbåset på hyttbacken. Det viktigaste kollektiva arbetet var att underhålla själva masugnen, med dess vattenhjul och bälgpar. Uppvärmningen av ugnen innan man kunde börja sätta upp någon malm på ugnen, var en annan viktig kollektiv uppgift. Uppvärmning av masugnen kunde vara ett par veckor. Uppsättningen av malm var åter ett enskilt arbete, där man fördelade turordningen med lottdragning. Därefter blåste varje bergman sitt rede, d v s sin malmhög, och tog till vara sitt tackjärn som han sedan färskade till osmundjärn. Titta på Vid väggen med fynd från utgrävningen av Lapphyttan står en videomonitor som visar hur man experimenterar med järnframställning idag vid Nya Lapphyttan. Många bergsmän nådde både anseende och välstånd genom järnhanteringen, och deras präktiga gårdar med sina karaktäristiska järnskorstenar präglade bygderna. Bland bergsmännen fanns många rika och mäktiga män, som inte tvekade att sätta sig upp emot självaste kungen. Engelbrekt Engelbrektsson är en av bergsmännen som gjort sig ett namn i svensk historia. Först rostar man malmen över öppen eld på ett bål. Vid rostningen tar man bort en del föroreningar som påverkar processen i masugnen. Med hjälp av de vattendrivna blåsbälgarna driver man upp hettan i masugnen. Den rostade malmen bokas – slås sönder i mindre stycken. Därefter kan man sätta upp malmen, d v s fylla ugnen med malm och träkol om vartannat. Hettan i masugnen får järnet att bli flytande. Det flytande järnet samlas längst ned i ugnen under ett lager av slagg. Därefter är det dags för järnutslaget då det flytande järnet tappas ut. 7 Järnutslaget kan du tyvärr inte se på filmen. Det har nämligen visat sig inte vara helt lätt att framställa järn vid Nya Lapphyttan. Man har aldrig lyckats framställa järn i den rekonstruerade masugnen. Det beror antagligen inte på bristande kompetens, utan mer på det faktum att en medeltida masugn trots sitt grova bygge, är en in i minsta detalj genomtänkt konstruktion. Om något är fel fungerar inte processen. Vi har uppenbarligen fortfarande en bit kvar tills vi helt har förstått de medeltida bergsmännens kunnande! Bergslagen Områden där man bedrev bergsbruk kallades Bergslag. Under medeltiden etablerades bergslagens specifika organisation som kom att bestå in på 1800-talet. Bergsbruket krävde tillgång till skog och vatten vilka båda var det medeltida samhällets viktigaste resurser. Rikets makthavare försökte tidigt att förebygga motsättningar och rovdrift genom att utdela privilegier för verksamheten. I mitten av 1300-talet kom ett flertal av våra medeltida bergslager att få sina speciella privilegiebrev. De äldsta breven vi idag känner är från 1340, för Västra berget i Närke, 1347 för Kopparberget och 1354 för Norberg samt 1412 för Värmlands berg. 14 nom varje bergslag fanns ett eller flera gruvfält och grupperade kring dessa låg hyttorna. Under medeltiden har det funnits minst 200 hyttor i bergslagerna. Gruvorna inom de olika bergslagerna kan räknas i 1000-tal. Runt dessa låg de stora skogarna, vilka var den viktigaste förutsättningen för hela hanteringen. Skogarna gav ved till tillmakningseldarna i gruvorna och rostningshärdarna, samt träkol till hyttorna. Bergslagerna var stora konsumenter av träkol, spannmål och oxar, de senare bland annat för hudar till gruvrep. Bergslagernas behov innebar att stora jordbruksområden drogs in i bergslagsekonomin. Leufsta bruk i Uppland De svenska järnbruken 1600-1850 I mitten av 1600-talet hade stora investeringar och produktionsutvecklingen givit resultat. Den svenska järnproduktionen ökade för varje år och var nu nästan helt inriktad på stångjärn för export. Hur god bergsmännens ekonomiska ställning än var, så räckte den inte till för de krav som ställdes på dem av den nya tid som kom i och med Sveriges växande stormaktställning under 1600-talets första hälft. Landets järnindustri var tvungen att effektiviseras, för järnet började bli vår främsta exportvara. Mot slutet av 1500-talet utgjorde industriprodukter som järn, koppar och tjära drygt 70% av den svenska exporten. Under 1600- och 1700-talet utgör de omkring 80%. De styrande ansåg att Sveriges bergsbruk krävde investeringar som vida översteg vad bergsmännen mäktade med. De stora investeringarna kommer nu främst från utländska kapitalister och storköpmän som Louis de Geer, men även inhemska adelsmän och borgare skött till kapital för investeringar i järnhanteringen. Under 1600- och 1700-talet kom vallonbruken att bli berömda i Europa. De anlades efter en karaktäristisk generalplan. Vallonerna och vallonsmide myndigheterna i Sverige. Detta var ju det strängt ortodoxa 1600-talet. Vallonerna var av kronan tillförsäkrade fri religionsutövning. Detta vållade en del problem. Det berättas om en häftig sammanstötning mellan biskop Terserus i Linköping och Louis de Geer. Domkapitlet hade skickat en svensk präst till Risinge bruk och biskopen förklarade sig att aldrig kunna tolerera någon kalvinism i stiftet! De Geer svarade lika bestämt, att en präst som dömt både honom och hans fru till helvetet inte fick vara kvar på bruket. De Geer fick sin vilja fram. Vallonerna kom till Sverige från Belgien under 1600talet. De var rekryterade av sina landsmän, brukspatronerna de Geer och de Besche. Sammanlagt kom drygt 1000 arbetare med familjer. De flesta kom till bergslagen i norra Uppland, södra Gästrikland och till Finspång i Östergötland. Ett av de första vallonbruken var Öllösa masugn i Södermanland, som anlades av de Besche 1633 men lades ner redan 1649. Vallonerna bildade länge slutna grupper inom det svenska samhället. De talade ett främmande språk, franska och hade en främmande religion, den reformerta. Just religionen var ett bekymmer för de kyrkliga 1721 tog det Stora nordiska kriget slut. Då svarade järnhanteringen för ca 75% av den svenska exportens värde. Sverige var en stormakt i fråga om järnproduktion. Det svenska järnet höll en god kvalitet. Stångjärnet skeppades ut via de stora hamnstäderna Stockholm, Göteborg och Gävle där mäktiga handelshus hade byggts upp. Största delen gick på export till Västeuropa. Under 1600-talet dominerade Nederländerna och Tyskland. Men den engelska marknaden blev efter hand allt viktigare. Det var speciellt det högkvalitativa och dyra vallonjärnet som efterfrågades av engelsmännen. Vallonsmidet gav ett hårdare järn som var världsberömt för sin kvalitet. I vallonsmedjan arbetade man med två härdar. En smälthärd och en räckarhärd. I smälthärden färskades järnet under hög värme, det slogs ihop till ett smältstycke under hammaren och återuppvärmdes sedan i räckhärden innan det smiddes till stångjärn. 15 Bruket Tysksmidet Under 1600-talet steg efterfrågan på järn och priserna höjdes. För att öka vinsterna och skapa en inhemsk vapenindustri bestämde Kronan 1604 ”…att all osmund och tackjärn skulle smidas till stänger”. Det råa järnet skulle göras smidbart och hamras till stänger i hammarsmedjor. Kronan saknade kapital och uppmuntrade därför rika borgare och ståndspersoner att överta statens bruk, de s k kronobruken, och investera i nya stångjärnshammare. Att sälja färskat järn, smitt till stänger, var som sagt lönsammare än handeln med tackjärn eller det medeltida osmundjärnet. Men tekniken behärskades inte av de svenska bergsmännen. Tyska smeder kallades av Gustav Vasa på 1500-talet till de svenska bruken. Tysksmederna använde en enda härd där tackjärnet färskades och sedan åter värmdes upp för att vällas. Under den vattendrivna hammaren befriades smältstycket från slagg och räcktes till stänger. Tysksmidet gav ett starkt och segt järn. Fram till mitten av 1800-talet stod denna metod för ca 90% av Sveriges stångjärns produktion. Redan under Gustav Vasas tid gjordes de första effektiviseringarna av järnhanteringen. Gustav Vasa hade anlagt en hel rad kronobruk. Kronobruken hade såväl stångjärnshammare som manufaktursmedjor och vapenfaktorier. Brukspolitiken under Axel Oxenstierna och Carl Bonde medförde en utveckling av privatägda bruk, som ersatte många av de gamla bergsmanshyttorna. Med bruken fick man en effektiv produktionsform under enskilt ägande. Den skull äga bestånd in på 1970- talet, men från mitten av 1800-talet blev bolagen den vanliga ägandeformen för järnbruken. De nya bruken byggdes utanför Bergslagen, på platser med god tillgång på skog och vatten. 1600talets brukspolitik medförde på så sätt en uppdelning inom järnhanteringen. Närmast gruvorna låg bergsmännens hyttor och bergsmansgårdar, runtom låg en krans av stångjärnsbruk med ståtliga bruksherrgårdar. Bruken kan sägas vara våra första industrisamhällen. Bruken utvecklades till stora, självförsörjande samhällen med jordbruk och skogsbruk, med egna lagar och egna bestämmelser. Herrgården och kyrkan i centrum. Magasin, bodar och arbetarbostäder i prydliga rader. Var och en visste sin plats. Brukspatronen, manlig eller kvinnlig, styrde och ställde. Bland arbetarna stod smeden högst i rang yrkesskicklig och stolt men sällan gammal. Arbe Statens kontroll av exportjärnets kvalitet Staten var mycket mån om att kvaliteten på det exporterade järnet skulle vara god. Järnet kontrollerades noga och vägdes innan det skeppades ut i världen. Sedan Gustav Vasas dagar var det krav på att allt järn skulle ha en stämpel som angav var och av vem det var tillverkat. För att hävda det svenska järnet i konkurrensen med utlandet så kasserade man järn av dålig kvalitet. Denna uppgift låg på en s k järnvräkare. 1667 utfärdade Bergskollegium (myndigheten som ansvarade för bergshanteringen) en utförlig förordning rörande det s k järnvräkeriet. Allt järn skulle vara underkastat kontroll och försett med behörigt märke eller stämpel. I stapelstäderna skulle exportjärnet vägas och kontrolleras av järnvräkaren. Större delen av det svenska järnet skeppades ut över Stockholm och stadens järnvåg blev därför den förnämsta i riket. Den var till 1662 förlagd till Järntorget, och under tiden 1662-1865 till Slussen, därefter till Djurgårdsvarvet. Den avskaffades 1885. Varje järnbruk hade privilegierats för en viss mängd utsmitt stångjärn. Ibland överskred järnbruken sin kvot. Man betecknade den överskridna mängden som ”överjärn”, och ”underjärn” var den järnmängd som man underskridit kvoten med. Översteg överjärnet med mer än fem procent den tillåtna mängden kunde man bli åtalad. 16 Kol och kolning In i vår tid var järnhanteringen helt beroende av träkol som bränsle. Utan kol inget järn. Hyttor och smedjor slukade ofantliga mängder träkol. Redan under 1600-talet befarade bergskollegiet skogsbrist kring masugnarna i Bergslagen. Kronan placerade därför de nya bruken i skogsrika bygder runt om i landet. Kolningen skulle ske nära bruken. Långa transporter var med hänsyn till kostnaderna och andra svårigheter utan intresse. Bland annat fick kolet inte krossas för mycket. Därför var bruken beroende av att traktens torpare och bönder kolade. En smed förbrukade kanske 1 120 000 liter kol per år. Efterfrågan på kol var mycket stor. Tusentals milor restes kring bruk och hyttor. Lancashiresmide Lancashirehärdarna var täckta och därför bränslesnålare. Med blåsmaskin och tryckluft blev färskningen effektivare. Lancashirehärdarna gav smältstycken av jämn och hög kvalitet som lämpade sig för valsning. Inför valsningen måste smältstycket hettas upp på nytt i en s k vällugn. Lancashiresmedjornas vällugnar var utformade efter engelska förhållanden där man eldade med stenkol. I Sverige var bränslet träkol vilket medförde problem. Kom järnet vid upphettning i kontakt med träkolet var risken stor att kolhalten blev för hög. Genom sin konstruktion från 1840-talet löste Gustav Ekman vid Lesjöfors bruk problemet. Värmekällan i Ekmans vällugn var en med träkol eldad gasgenerator. Järnet kom inte längre i kontakt med kolet, d v s kolhalten ökade inte. På köpet fick man en kolbesparing på 50%. Lancashiresmidet kan sägas vara den sista stora hantverksmässiga färskningsmetoden inom järnhanteringen. I början av 1800-talet fick de svenska brukspatronerna problem. Engelsmännen hade lärt sig att färska järn med stenkol, den s k puddlingsmetoden. Dessutom hade de börjat valsa ut järnet i stället för att smida stångjärn. De gamla svenska träkolsmetoderna började bli omoderna och lönade sig inte längre. Man skickade industrispioner till England för att försöka finna en lösning på problemen. Man lyckades. Från Lancashire hämtade man en modern färskningsmetod som också var användbar med träkol. Under 1830-talet ersatte lancashiresmidet de äldre färskningsmetoderna. Lancashiresmeder vid mumblingshammaren vid Nyhammars bruk. Etsning av Guido Balsamo Stella 1916. Ebba Brahe – en kvinnlig brukspatron Kvinnliga brukspatroner var inte ovanliga i 1600- och 1700-talets Sverige. De tog över bruken som änkor eller när deras män var ute i krig. Ebba Brahe (1596-1674) var en av de kvinnor som på ett effektivt sett drev järnbruk. Ebba Brahe levde ett intensivt liv, hon födde 14 barn, var ansvarig för hushållet och deltog aktivt i förvalt- ningen av familjens många gods. Dessutom följde hon under många år sin make Jakob de la Gardie på hans många fälttåg i Europa. Efter sin mans död 1652 förvaltade hon själv med stor energi och skicklighet en omfattade affärsverksamhet. Ebba Brahe ökade produktionen vid sina järnbruk, och hennes järn fick rykte om sig att tillhöra det bästa i riket. När hon en gång blev anmäld för att ha producerat för mycket järn, skrev hon i ett brev till myndigheterna: ”Blir jag dömd till böter, så betalar jag, men sedan gör jag, så mycket järn jag vill.” 17 Titta på Extra intressant är att gå in i fullskalemodellen av en lancashiresmedja. Hur var det egentligen att arbeta vid härdarna? Här kan man få en uppfattning om det. Inne i smedjan var det sotigt och smutsigt. Någon belysning fanns inte. Det enda ljuset i mörkret kom från smältan. Av skiftningarna i glöden kunde smederna bedöma om smältan var klar. Ljudet av hammarens dunkande var öronbedövande. Arbetade man bara tillräckligt länge blev man döv, då gick det lättare att stå ut med larmet. På vintern var temperaturskillnaden i smedjan enorm. Framifrån glödde härden och svetten rann över bröstet, men på ryggen frös den vita skjortan till is. På sommaren var det enbart helvetiskt hett. Vid en härd arbetade omväxlande två skift. Det ena laget bestod av mästaren och smedsdrängen, det andra av mästarsvennen och drängen. Mästaren var den förnämsta i sitt arbete. Han hade avlagt mästarprov och skulle i grunden känna sitt yrke. Mästaren bar ansvar för järnets goda kvalitet, och att härd och verktyg sköttes med omsorg. Det var en stor heder att räknas som god smed. Mästarsvennen var smedens närmaste man och skulle under sitt skift göra samma arbete som honom. Smedsdrängen, eller kolkasen som han kallades för det mesta, fick slita som ett djur. Kolkasen skulle bära in kolen, stjälpa den i vasklåren för att befria den från sten och stybb, skyffla upp den och lägga den i förlag framför härden. Kolkasen skulle vidare väga upp tackjärnet till smältorna och genom en öppning i härdens bakvägg lägga det på ”valvet” för att förvärmas. När smältan var färdig skulle smedsdrängen stå redo med en järnkärra och forsla smältan till hammaren. Vid hammaren togs smältan hand om av hopslagaren eller röthuggaren, som han kallades. Smältan innehöll fortfarande klumpar av illa färskat järn som röthuggaren skulle hugga bort. På ett skift om ungefär åtta timmar skulle härdlaget hinna med sju smältor. Därefter vilade man lika lång tid medan det andra laget gjorde lika många smältor. Så fortgick smidet dag och natt från 17-18 tiden på söndagen till ungefär samma tid på lördagen. Efter varje arbetsveckas slut ”vägde man ifrån sig”. Det innebar att brukets järnbokhållare synade det utsmidda järnet. Fann han något fel på järnet så kasserades det. Detta innebar att en ekonomisk förlust för smeden, då dennes lön var direkt kopplad till det järn han smidde. Styckebruket statsmakterna. Styckebruken skulle först och främst tillgodose de inhemska behoven. På styckebruken göt man järnkanoner direkt från masugnen. Kanonerna kallades ”stycken”. Under 1600-talet blev Sverige tekniskt och produktionsmässigt ledande på det här området. Utvecklingen sker med hjälp av holländskt kapital, och det är också till det imperiebyggande Holland som exporten går till. Konsten att gjuta brons kom till Sverige för mer än 3000 år sedan, under äldre bronsålder. Järngjutningens historia är betydligt kortare. Förutsättningen var masugnen som gav temperaturer på över 1200 grader. I hettan blev järnet lättflytande och kunde rinna ut i särskilda gjutformar framför masugnens utslagshål. Järn gick om brons som ledande gjutningsmaterial omkring mitten av 1500-talet. Gjutningsprodukterna framför alla var kanoner och kanonkulor. Det var en konst att gjuta järnkanoner av god kvalitet. Det gällde att kanonen höll när skottet avfyrades. Produktionen och handel med kanoner reglerades av 18 De svenska kanonerna var kända för sin höga kvalitet. Kanonerna framställdes ur en malm som var speciellt lämpad för gjutgods. Från mitten av 1700-talet hårdnade den utländska konkurrensen. I England infördes en kokseldad ugn, den s k revberberugnen eller kupolugnen som smälte om tackjärn och skrot. Vid sekelskiftet 1800 fanns endast tre styckebruk kvar i Sverige: Finspång, Åkers och Stavsjö. Finspång överlevde längst som kanonproducent men när Bofors i slutet av 1870-talet lyckades gjuta kanoner i s k martinstål var gjutjärnskanonens epok slut. Titta på Mitt på golvet finns en modell över vallonsmedjan vid Österbybruk. Till modellen finns ett multimedieprogram som visar hur driften gått till. Vallonsmedjan i Österbybruk byggdes i mitten av 1600-talet när Louis de Geer hade tagit över driften. Smedjan i Österbybruk var igång ända till 1906. Den byggdes för att kunna producera stångjärn enligt vallonsmidesmetoden. I kolhuset lagrade man det träkol som användes som bränsle i härdarna inne i smedjan. Kolet framställdes i kolmilor ute i brukskogarna. På vintern transporterades kolet till bruket i kolryssar, d v s i stora medförsedda korgar dragna av hästar. Tackjärn från masugnen kallades på vallonbruken för gösar. Tackjärnet fördes genom göshuset till baksidan av smälthärden. I smälthärden färskades järnet så att kolhalten minskade. Smältmästaren bearbetade järnet med ett tungt spett. Kolet avgick i form av koloxid och man fick ett mjukt och smidbart järn. Man tog bara så mycket i taget som behövdes till ett stångjärn. Den färdiga smältan fick stelna en stund och slogs sedan samman till ett arbetsstycke. Mästerskap och vetenskap I huvudet på dem som arbetade i hyttor och hamrar samlades efter hand en allt större kunskap. Att ur malmen utvinna järn och andra metaller var en ”konst” som fordrade en allt större kunskap och skicklighet. Man visste vad som hände, men inte varför. Utvecklingen av kemin till en modern vetenskap i slutet av 1700-talet och början av 1800-talet innebar nya förutsättningar för förståelsen av de metallurgiska processerna. Många av de nya rön som gjordes kom att få stor betydelse för järnhanteringens tekniska utveckling, t ex upptäckten av syret. Under 1700-talet var den kemiska vetenskapen nära kopplad till bergshanteringens praktik. Övermasmästare Rinmans berättelse om försöken vid ”Tackjernsblåsningarna i Norrberke år 1751 och 1752” är ett för tiden typiskt exempel. Där gjordes en noggrann beskrivning av de olika malmernas utseende och kvalitet. Mittemot smälthärden låg räckhärden. Dit tog räckmästaren arbetsstycket som hettades upp så att det kunde smidas ut till stångjärn. Till härdarna behövdes en kraftig lufttillförsel. I början tog man hjälp av blåsbälgar. På 1840-talet installerades en blåsmaskin i ett separat maskinrum. Blåsmaskinen hade tre cylindrar med kolvar som pumpade luft via rör till härdarna. Blåsmaskinen drevs av ett vattenhjul inne i smedjan. Ett annat vattenhjul drev räckhammaren. Här smiddes eller ”räcktes” arbetsstycket ut till ett stångjärn som var ungefär två och en halv meter långt och en decimeter brett. Takten på hammarslagen kunde regleras genom att man ändrade på vattentillströmningen. Stångjärnet förseddes med brukets järnstämpel innan det fördes till järnboden. Smedjan var i drift från söndag kväll till lördag mitt på dagen. Två lag bytte av varann var tredje timme och man gick inte hem under arbetsveckan. Under sina friskift kunde man vila i det s k labbit, en särskild lokal i anslutning till smedjan. Där sov man på halmmadrasser. Matsäcken fylldes på av någon familjemedlem under veckans gång. Under 1800-talet fortsatte bergsmän och kemister sitt nära samarbete. Den s k bergsanalyslådan är ett exempel på hur kemister arbetade praktiskt ute på bruken och i gruvorna. Med blåsrörsanalysen hettades mineral upp och beroende på dess sätt att reagera kunde bergsmannen eller kemisten dra slutsatser om dess sammansättning. Efter en ekonomisk kris inom järnhanteringen bildade de svenska bruken Jernkontoret 1747. Jernkontoret skulle arbeta för skäliga priser och underlätta för järnhandels finansiering. Kontoret skulle också befrämja järnhanteringen tekniskt och vetenskapligt. Jernkontoret är fortfarande aktivt. Utvecklingen av de kemiska och metallurgiska vetenskaperna leder efterhand fram till nya tekniker och metoder. Götstålsprocessernas införande t ex måste ses i detta perspektiv. 19 Järnhantering från 1850 – en ny tid randas En efter en tystnar de små hamrarna. En ny bullrande och myllrande tid randas. I järnverken blåser luften dånande igenom den glödande smältan. Det är ett skådespel, ett fyrverkeri, med blå lågor och gula stjärnor. Järnet blir stål. I valsverket valsas det till stål i långa banor. Götstålsmetodernas införande från 1860-talet, tillsammans med övergången från stångjärnsmide till den moderna valsverkstekniken, blev av avgörande betydelse, inte bara för järn- och stålindustrin utan för hela industrialiseringen. Bessemer-, Thomasoch Martinmetoderna (uppkallade efter sina upphovsmän) gjorde det möjligt att tillverka stål direkt från flytande tackjärn. Därmed kunde stål tillverkas i mycket större mängd och till mycket lägre Bessermerblåsning vid Domnarvet omkring 1890. Teckning av H Feychting. kostnad, d v s mer och billigare stål. Detta blev en av orsakerna till den s k bruksdöden. Brukens dödskamp fick emellertid ett ganska utdraget förlopp. Vad som hände var att många små produktionsenheter försvann och att driften istället koncentrerades till större enheter – järnverken. Både produktion och antalet sysselsatta inom branschen ökar faktiskt under bruksdödens tid. Införandet av Thomas- och Martinmetoderna innebar också att fosforrik malm, som inte tidigare kunnat användas i någon nämnvärd utsträckning, nu kunde utnyttjas. Järnmalmsfyndigheterna i Grängesberg och i Norrbotten kunde börja brytas i stor skala. De elektriska metoderna för stålframställning, som utvecklades i början av 1900-talet drev ytterligare på rationaliseringen. Under 1800-talets andra hälft mångdubblas järnoch stålproduktionen i världen. Medan Sverige under perioden 1870-1914 ökar sin järn- och stålproduktion ca 50 gånger så ökar Englands produktion 80 gånger och Tysklands nästan 200 gånger. Under samma period ökar järn- och stålproduktionen i USA 4000 gånger. Det som sker under slutet av 1800-talet och i början av 1900-talet, det vi idag kallar för industrialiseringen, var ett skeende så omvälvande att vi omöjligt kan förstå hela dess vidd. Men det är klart att utan järn och stål hade industrialiseringen inte varit möjlig. Även Sverige omdanas efterhand, från bondesamhälle till industrination. Det återspeglas självfallet inom järnhanteringen, där allt större produktionsenheter tillverkar allt fler och mer avancerade produkter, en utveckling framtvingad av växande konkurrens, hemma och utomlands. Degelstål Brännstålet smältes ned i deglar, på så vis blev kolhalten absolut jämn. Hur gjorde man stål förr – före götstålprocesserna? Under 1800-talet importerade Sverige degelstål från England trots att råvaran, stångjärnet, producerades vid de svenska vallonbruken. Det var nämligen endast det svenska vallonjärnet som ansågs hålla måttet som råvara. Men 1870 bildades Dannemora gjutstålsbolag vid Österbybruk i ett försök att ersätta den engelska importen med inhemsk produktion. Degelstålmetoden var ett sätt. Konsten att tillverka stål genom att smälta brännstål i deglar uppfanns i Sheffield, England år 1740. Metoden var dyr och omständlig men gav ett stål av yttersta kvalitet för eggverktyg och fjädrar. För att tillverka ett hårt stål måste kolhalten i det mjuka stångjärnet höjas. Kol och stångjärn blandades i en ugn och hettades upp. Stålet smiddes sedan ut till brännstål. I degelstålugnen höjdes kvaliteten ytterligare. 20 Degelstål var svårt att tillverka. Efter en trevande start kom produktionen i gång på 1800-talet. Under 1900talet började man tillverka legerat stål. Verksamheten lades ner 1932. Den ökade användningen av järn och stål som utgångsmaterial i alla möjliga sammanhang präglar livet och den fysiska miljön, i stort och smått, på makro- och mikronivå. Fartyg och lokomotiv, järnvägsstationer och utställningshallar, ångmaskiner, symaskiner, verktyg, redskap, stålpennor och knappnålar. Massproduktionen era hade inletts. Bessemerprocessen Möjligheten att tillverka stål direkt, utan att behöva gå via smedjan och brännstålugnen, innebar ett genombrott för stålframställningen. Henry Bessemer presenterade sin idé 1856, vid Association for the Advancement of Science i England. Luften pressades genom smält tackjärn för att åstadkomma en reducering av kolhalten. Det krävde en del experimenterande innan uppfinningen fungerade i praktiken. Den svenske brukspatronen Göran Fredrik Göransson köpte en femtedel av Bessemers patent. Göransson satsade hela sitt kapital och Jernkontoret bidrog med 50 000 riksdaler. Två år senare, den 18 juli 1858, genomfördes den första lyckade blåsningen vid Edskens bruk i Gästrikland. Bessemerkonverter i Vestanfors. Teckning av Ferdinand Boberg 1917. Processen går till på följande sätt: I en tippbar ugn, en s k konverter, hälls smält tackjärn, blästern dras på och konvertern reses i upprätt ställning. Den höga temperaturen alstras av att kol, kisel och mangan i tackjärnet förbränns. Blålysande koloxid strömmar ur mynningen. Lågan ljusnar för att till slut bli helt vit och när den börjar krympa vet man att kolhalten är den rätta. Tappningen sker i två steg, först tappas slaggen som flyter ovanpå järnet, sedan tappas det färdiga stålet i en skänk innan det gjuts i kokiller. Bessemermetoden spreds efter 1958. Sitt internationella genombrott fick metoden efter att ha presenterats vid världsutställningen 1862. Fram till början av 1880-talet hade metoden provats vid drygt tjugotalet järnverk i Sverige. Emellertid kom inte samtliga av dessa att behålla metoden under mer än ett fåtal år. I landskapet Gästrikland, metodens ”hem”, kom bessemerstål att tillverkas vid tre betydande järnverk, utöver vid Edsken; Sandviken, Forsbacka och Hofors. Långshyttan, Västanfors, Domnarvet i Borlänge och Hagfors var fyra andra viktiga verk där den nya stålmetoden kom att få stor betydelse. Thomasprocessen Thomasprocessen, som är en variant av bessemermetoden, introducerades i Sverige 1879. Konvertern fodrades med dolomit och därmed kunde tackjärn med hög fosforhalt användas. För Sveriges del innebar detta att malmfälten i Norrbotten med sin fosforrika malm kunde exploateras. Thomasprocessen var en av de viktigaste stålframställningsmetoderna i Sverige fram till 1960talet, då den s k LD-processen fick sitt genombrott. LD-processen innebar att man färskar järnet med hjälp av syrgas. 21 Martinprocessen Istället för bessemermetoden blev det den andra av de stora götstålsmetoderna, martinmetoden, som kom att innebära den stora expansionen för svensk stål industri. En ökad stålproduktion ställde ökade krav på återvinning av skrot. I bessemerkonvertern gick det inte att få upp värmen tillräckligt för att omsmälta skrot eller göra legeringar. Men Emile Martin och sonen Pierre löste problemet 1865. I en fast ugn tillfördes värme med föruppvärmd gas. Även i Sverige pågick försök att utveckla en fast ugn. Johan Fredrik Lundin, bruksförvaltare vid Munkfors bruk, var nära att lyckas. Munkfors i Värmland blev också det första järnverk i Sverige som införde metoden. Martinugnen består av ett ugnsrum med kanaler i vardera kortända för tillförsel av luft och gas. Tackjärn och skrot sätts in genom ugnsluckor på framsidan och det färdiga stålet tappas ut på baksidan. Under själva ugnen finns fyra kammare med tegelstaplar. Gas produceras i schaktugnar och leds via kamrarna in i martinugnen. Enorm hetta uppstår vid förbränningen. De varma förbränningsgaserna leds sedan tillbaka ner i kamrarna och värmer upp tegelstaplarna som i sin tur förvärmer gas och luft på väg in i ugnen. Genom denna förvärmning av gas och luft kunde ugnstemperaturerna höjas med flera hundra grader. Temperaturen i en martinugn är omkring 1700 grader. Martinugnen kan, precis som konvertern, vara sur eller basisk. På 1880-talet slog martinprocessen igenom på allvar. Under 1900-talet trängde den snabbt undan både bessemermetoden och lancashiresmidet. Framställningsmetoden var den dominerande processen fram till 1950-talet. Att smida stort och smått Att smida innebär att man med mekanisk bearbetning, med slägga eller ånghammare, ger metallen önskad form. I smått som stort – i bysmedjan, på bruket eller i järnverket var principen densamma. På många bruk hade man sedan länge tillverkat inte bara stångjärn, utan också redskap, verktyg och andra ting som liar, yxor, kätting, spik, hästskor o s v. Under 1800-talet mekaniserades smedjorna. Ångmaskinerna gav kraft året runt. Verktygsmaskinerna gjorde det möjligt att förenkla och öka produktionen. Delar blev utbytbara, muttrar och skruvar fick standardmått. Vid de nya järnverken, men också på en del av de äldre bruken investerade man i ångdrivna hammare av väldiga dimensioner, där man kunde smida de stora maskindelar som den nya tiden krävde. Sandvikens ånghammare, Sveriges största under slutet av 1800-talet, hade en slagvikt på 15 ton. Det krävdes stor skicklighet för att hantera de stora arbetsstyckena och få önskad precision. Effektivare masugnar Även masugnarnas konstruktion förändrades vid mitten av 1800-talet efter impulser från England. Den nya masugnen i Långshyttan, byggd av Håkan Steffansson 1859, bildade epok i tackjärnstillverkningens historia. Vid 1800-talets början fanns ca 400 masugnar i drift i Sverige. Tillsammans producerade de 70 000 ton tackjärn per år. År 1900 hade antalet ugnar minskat till 133, men produktionen hade ökat till 500 000 ton, samtidigt som kolåtgången halverats. Produktionsökningen berodde på flera förbättringar i driften. Rostugnen uppfanns, bälgarna ersattes av varmblästrar, blåsmaskiner konstruerades och masugnspiporna byggdes allt högre. 22 Tappning av masugnen vid Engelsbergs bruk. Teckning av Ferdinand Boberg. En helvetisk trygghet På bruken gick livet som en evig kretsgång i arbetets tecken. Man föddes till att vara en del av produktionen. Vare sig man var smed, hyttarbetare, piga eller valsverksarbetare så var, och förblev, man en arbetskraft som tillhörde bruket och brukspatron utan att ha något egentligt val. Man delade in livet i tre skift. Sex timmars arbete. Sex timmars vila. Sex timmars arbete. Detta pågick sex dagar i veckan. Masugnen och hammaren gick dygnet runt. Arbetet var så smutsigt att det var inte värt besväret att gå hem och tvätta samt träffa familjen på friskiftet. Bruket erbjöd sovplats i det s k labbit, och man stannade på så sätt på arbetsplatsen till lördagskvällen nalkades och det blev helg. Ledigheten användes till att arbeta med hustrun på familjens potatisåker, att hugga ved och kanske fiska. Hushållet och barnen var för övrigt en omfattade arbetsbörda för hustrun. När barnen var små hade de som uppgift att gå till smedjan eller hyttan med mat till pappa, samt bära vatten och ved. Brukets posthantering var ett annat arbete för barn, innan de började som piga i brukets ladugård eller som kolkase i smedjan. Lönen gavs i polletter som var giltiga just på det bruket. I brukets handelsbod kunde bruksledningen alltid sätta de priser man ville. Konkurrens fanns ju inte. Tillgång till läkare och apotek samt skola, gav arbetaren på bruket fördelar jämfört med andra grupper under samma tid. Tryggheten med naturalöner och bostad kunde säkert uppväga känslan av beroende och att vara ägd hela sitt liv. Brukspatronerna gjorde under långa perioder stora vinster på järnet. Dessa vinster kom inte arbetarna till del. De hade alltid för lite i lön för att klara de stora familjerna. Men man kunde alltid låna lite av bruket, ta ut lite lön i förskott. I den s k kontraboken fördes räkenskaperna med bruket; lönen i ena kolumnen och i den andra uttagen i brukets affär samt de förskott som tagits. När kolumnerna summerades vid årskiftet stod man ofta i skuld till brukspatron. Då var det inte läge att ställa krav på bättre vilkor eller flytta. Man var ju skuldsatt. Bruken hade dock tidigt en form av socialt skyddsnät. Den som blev sjuk, gammal, faderslös eller änka, hade möjligheter att klara uppehället. Dels satte smeder och arbetare själva av en slant till understödskassor för arbetsskadade och änkor, dels delade bruken ut ”gratial”, en form av pension till arbetsoförmögna och änkor. Arbetet på bruket var hårt, men det var det och andra sidan på många håll i Sverige under 1800-talet. Att arbeta på bruket hade en del fördelar. Man hade bostad i brukets arbetarbostäder eller smedsgårdar. Man hade tillgång till en egen odlingslott som gav grönsaker och rotfrukter. Betesmark eller fritt djurfoder och fri ved var andra former av naturalön. Man hämtade ut varor till hushållet i brukets handelsbod; säd, kött, mjölk, brännvin och tobak. Bruksledningen hade monopol på handeln. Även om levnadsstandarden och arbetsförhållanden för brukens arbetare var hårda och i vissa fall närmast outhärdliga, så gav bruken ett visst mått av trygghet och anseende till dess arbetare. Detta märks inte minst genom det faktum att smedspojkar och bruksarbetare stod i betydligt högre kurs hos de giftasvuxna flickorna, än en skogsarbetare eller bonddräng, som befann sig utanför brukets sociala trygghet. Valsverk och valsas till stång eller tråd i medium- och finvalsverk. Plåt görs i ett reversibelt kvartovalsverk. I universalverken tillverkas balkar med olika profiler t ex järnvägsräls. Att valsa ut järnet var mycket arbetsbesparande. Metoden hade varit känd förut, men det var vid lancashiresmidets genombrott på 1800-talet som valsverken började ersätta stångjärnsmedjorna. Med götstålsmetodernas införande fick valsverken sitt definitiva genombrott. Det blev den dominerande metoden för stålets vidare bearbetning. Det finns olika typer av valsverk. Valsverken benämns ofta efter antalet valsar. Reversibla verk går att köra i bägge riktningarna. Götvalsverket, vanligen ett reversibelt duovalsverk, levererar ämnen. Dessa värms upp Smedjebackens valsverk i Dalarna startades 1856. Verket fungerade som ett kooperativ för de omgivande små bruken. 1877 installerades Sveriges första universalverk vid Smedjebacken. Uppfinnare var Ernst von Zweigbergk. Verket bestod av en kombination av stående och liggande slätsvarvade valsar. Arbetsstycket gick från den ena sortens vals till den andra och kunde bearbetas samtidigt på alla fyra sidor. Produktionen av balkar med olika profiler ökade avsevärt och universalvalsverket installerades vid nästan alla svenska järnverk. 23 Upptäckterna – nya typer av stål Stål är som sagt järn med upp till 2% kol. För att förbättra stålets egenskaper prövade man att blanda in andra ämnen i det smälta järnet. I början av 1900-talet experimenterades det med olika typer av stållegeringar, vilket ledde till upptäckten och utvecklingen av rostfritt stål. Mest av en slump upptäckte man, ungefär samtidigt, i Storbritannien, Tyskland och USA att stål med kromhalter på 17-20% inte rostar. Kromatomerna bildar en tunn oxidhinna som skyddar mot korrosion. Skadas denna yta bildas genast en ny hinna genom inverkan av luftens syre. Till en början fick det nya materialet ganska begränsad användning. Framförallt var det inom de områden där hygienen var viktig som det rostfria stålet först kom att användas, t ex inom sjukvården. När den svenska stålindustrin under 1920-talet drabbades av allvarliga svårigheter, blev satsningen på rostfritt stål en väg ut ur krisen. Det blev också inledningen till en forsatt specialisering inom den svenska stålindustrin. Vid sekelskiftet lanserades snabbstålet, en stållegering med 10-18% wolfram och 3-6% krom, som kunde behålla sin hårdhet även vid temperaturer upp emot 500 grader. Det nya materialet skulle få stor betydelse. När man t ex borrar blir borren varm. Ju snabbare man borrar desto varmare bli den. Ett vanligt stål klarar inte värmen utan ”löper ut” redan vid 100 grader. 1898 anställdes Fredric Taylor vid Bethlehem Steel, USA. Vid denna tid, då järnvägen byggdes ut i snabb takt, rådde en stor efterfrågan på svarvade järnvägshjul. Taylors uppdrag var att utveckla ett stål som inte blev mjukt vid borrning eller svarvning vid högre varvtal på maskinerna. Tillsammans med en kollega uppfann han ett stål som kom att kallas ”highspeed steel”, snabbstål. Det nya stålet kunde presenteras på världsutställningen i Paris år 1900. Att uppfinningen såg dagens ljus redan efter två år berodde mycket på en slump. Försöken att härda legeringen skulle genomföras vid 850 grader. Härdmästaren råkade dock somna vid ett av försöken så att temperaturen steg till 1200 grader. Detta försök gav ett mycket positivt resultat. Till en början förstod man inte riktigt varför, eftersom härdmästaren naturligt nog hade svårt att erkänna att han somnat. Snabbstålet skulle få stor betydelse för verkstadsindustrin. Idag, i slutet av 1990-talet medger snabbstålet arbetshastigheter som är 8-10 gånger högre än de var i början av seklet. Massproduktionen, världskrigen och bilen Som tidigare nämnts så slog götstålsprocesserna igenom under slutet av 1800-talet. De nya framställningsmetoderna medförde att priset på stål kunde sänkas radikalt. Detta skapade en ny efterfrågan. Det billiga stålet möjliggjorde massproduktion av många varor. Under årtiondena kring sekelskiftet ökade den svenska stålproduktionen mycket kraftigt. Gjuteriindustrin hade tänt på sattes blåsmaskinen igång. Luftdraget gav en hög förbränning som smälte järnet. Gjuterinäringen expanderade kraftigt under slutet av 1800-talet. En ny teknik med kupolugnar innebar att gjuterierna inte längre behövde ligga intill masugnarna. Produktionen ökade från 20 000 ton 1875 till 120 000 ton 1905. Järnet tappades upp i en skänk som bars bort till gjutflaskorna för fyllning. Då järnet stelnat togs det färdiga gjutstycket ur formen och rensades från sand och smuts. Till sist putsades små skavanker bort i verkstaden. Arbetet i gjuterierna började med att man tillverkade trämodeller av föremålen som skulle gjutas. Sedan fylldes en låda, den s k flaskan, med lerbunden sand. Trämodellen pressades ner i lådan. När sanden hade torkats togs modellen bort och formen var färdig. Produktionen av järngjutgods för industrins behov i form av maskiner, maskindelar, byggnads- och konstruktionsmaterial var av avgörande betydelse för industrisamhällets framväxt och utveckling. När kupolugnen skulle tändas lades ett lager ved i botten och sedan fylldes ugnen med en blandning av koks och sönderslagna gjutjärnstycken. Efter att man 24 Massproduktion av en stor mångfald produkter i form av spisar, kaminer och ugnar, jordbruksredskap, dekorativa byggnadsdetaljer, trädgårdsmöbler, husgeråd och mycket annat, revolutionerade tillvaron och satte sin prägel på den fysiska miljön. Nu lades grunden till det moderna konsumtionssamhället. Under de båda världskrigen inriktades den samlade industrins resurser mot tillverkning av vapen och ammunition. Kol och järn blev strategiska råvaror. Efter andra världskriget ivrade både franska och tyska politiker för ett närmare ekonomiskt samarbete mellan Frankrike och det dåvarande Västtyskland. Genom samordning av kol- och stålproduktionen skulle ett ömsesidigt nyttobero- ende uppstå, till fördel för såväl produktionen som för goda grannskapsförhållanden. Intresse för samverkan fanns även i andra västeuropeiska länder. Genom Parisfördraget 1951 bildades den s k kol- och stålunionen, en föregångare till dagens EU, som syftade till att ge nationerna gemensam kontroll över de för krigföringen viktigaste råvarorna. Titta på Rummet domineras av den stora bessemerkonvertern från Västanfors bessemerverk i Västmanland. Bessemermetoden innebar att man kunde framställa ett billigt stål och bidrog starkt till industrialiseringen. Den första lyckade framställningen, en världshistorisk händelse, sker i Edsken, i skogstrakterna mellan Gästrikland och Dalarna. Under 1800-talet växer industrisamhället fram. Man bygger järnvägar och ångbåtar. Snabbare trafik börjar sammanbinda olika länder. Nya fabriker byggs, nya städer växer upp. Men till allt detta behövdes mer och mer järn och stål. Hur skulle man kunna producera stora mängder stål till ett billigt pris? Fanns det inget annat sätt än den kostbara lancashiremetoden? Den engelske ingenjören Henry Bessemer hade länge brottats med problemet. Hans idé var att man skulle blåsa in het luft i flytande tackjärn. Elektriciteten och järnhanteringen Elektriciteten började i större omfattning utnyttjas som energikälla i början av 1900-talet. Elektrisk belysning, elektrifiering av järnvägarna och elektriska motorer för att driva maskiner inom industrin innebar nya möjligheter. Elkraften fick också stor betydelse för elektrostålprocesserna som utvecklades vid denna tid. Idag, cirka 100 år senare, svarar elektrostålet för närmare hälften av världens stålproduktion. De första försöken i Sverige med elektrostålugn ägde rum i Gysinge kring sekelskiftet. De relativt låga priserna på elkraft – ofta levererade av brukens egna kraftstationer – gjorde att ljusbågsugnarna övertog en allt större del av den skrotbaserade råståltillverkningen. Från och med 1920-talet började elektrostålet kunna på allvar konkurrera med martinstål. Bessemers försök hade fört honom så pass långt att han kunde ta patent på sin metod. Men metoden ville aldrig lyckas riktigt bra. Henry Bessemer mötte så den svenske brukspatronen Göran Fredrik Göransson, ägare av Edske masugn, som var på affärsresa i England. De kom överens om att Göransson skulle göra försök med Bessemers metod hemma i Sverige. Sommaren 1857 monterades en ”converter ” vid Edsken. Den stjälpbara ugnen fylldes med tackjärn, medan varmluften pressades in. Man gjorde den ena blåsningen efter den andra och skickade stålet till Högbo bruk för att utsmidas. Men från Högbo kom ständigt samma svar – stålet var inte bra. Stämningen började bli förtvivlad. Göransson hade försökt med alla möjliga justeringar, men utan resultat. Till sist provade man med större lufthål och större lufttillförsel i konvertern, igenom det flytande järnet. Götstyckena skickades till Högbo. Några dagar senare fick Göransson ett telegram med beskedet – ”en lyckad blåsning!”. Världen fick sitt billiga stål. Elektrostålugnen blev betydelsefull för tillverkningen av specialstål. Till en början användes den vid tillverkning av snabbstål och rostfritt stål. Idag är elektrostålmetoden, vid sidan av syrgasmetoden, den mest använda. I början av 1900-talet hade man stora förhoppningar om att den elektriska kraften skulle kunna användas också för stålframställning. Man hoppades på att kunna ersätta träkolet som energikälla i masugnen (även om man fortfarande använde träkolet som reduktionsmedel). Elektrohyttor byggdes först vid de stora kraftveken i Trollhättan och Porjus, men också vid några järnverk. På 1940-talet var produktionen av eltackjärn som störst. 1946 motsvarade den 23 % av den totala tackjärnsproduktionen. 1978 lades den sista elektrohyttan ner. 25 Med de moderna produktionsmetoderna kunde man som sagt sänka kostnaderna för att tillverka stål radikalt. Stål kom att användas till allt fler produkter. Massproduktionen och lägre priser gjorde dem tillgängliga för många människor. Vid sekelskiftet 1900 började allt fler fabriker tillverka bilar, i Sverige bland annat Scania (1901). I USA startade Henry Ford masstillverkning av TForden (1908). Det skulle dröja ytterligare några år innan personbilen i form av Volvos PV blev symbol för folkhemmet. Titta på Arbetsförhållandena vid bruken var hårda. Det skulle råda tukt och ordning. Olydnad och uppstudsighet straffades med böter, ibland också med våld. Förr existerade husbondens rätt till s k husaga, och brukspatron hade därför laglig rätt att handgripligen tukta den som bröt mot den ordning som gällde vid bruken. Rätten till husaga gällde fram till 1858, därefter fick husbonden endast aga pojkar under 18 och flickor under 16. Först 1920 togs också den rätten bort. Arbetarnas svåra förhållanden framgår också av den stora skuldsättning som nästan alla hade till sina arbetsgivare. Lönen räckte sällan till men arbetarna kunde ta ut mat i brukets butik i ”förskott”. Detta innebar i praktiken att arbetarna hela tiden arbetade sig djupare och djupare i skuld. De hårda vilkoren vid bruken illustreras i den högra montern i avdelningen från katekes till aktiebrev. Där kan du bland annat se 1841 års bruksliggare från Österbybruk samt en gummibatong från Forsmark bruk. Dagens järn- och stålhantering Från 1950-talet sker inom järn- och stålhanteringen, tack vare revolutionerade omvälvningar inom tillverkningstekniken, en övergång till allt större produktionsvolymer och allt mer kvalificerade produktegenskaper. Effektiviseringen av stål- och järnindustrin, medförde att många människor förlorade sina arbeten. I slutet av 1980-talet tillverkade 20 000 anställda inom stålindustrin lika mycket som 53 000 personer 1974. Effektiviseringen var ofta förödande för de orter som var uppbyggda kring och beroende av järnverken. Under femton år från mitten av 1960-talet och framåt, sker i Sverige en slutlig avfasning av de klassiska stål- och järnframställningsprocesserna. Den sista träkolsmasugnen, i Svartå, blåstes ned 1966. Den sista blåsningen i en thomaskonverter skedde på NJA i Luleå 1972. Martinprocessen slutade användas 1981, den sista basiska ugnen var i Boxholm och den sista sura i Sandviken. 1997 fanns det fyra masugnar kvar i Sverige, två i Oxelösund och två i Luleå, och de producerade mer än dubbelt så mycket som de 28 masugnar som var i drift 1960. Oxelösund – ett modernt brukssamhälle I dag är större delen av Sveriges malmbaserade ståltillverkning lokaliserad till Luleå och Oxelösund. Många traditionella bruksorter drabbades hårt under den s k stålkrisen, men Oxelösund har hittills överlevt. Den första hyttan i Oxelösund anlades 1917. Vid denna tidpunkt var lokaliseringen ett radikalt brott mot traditionen. Tidigare hade alla hyttor legat nära malmfyndigheterna. Tillgång till en isfri hamn och järnväg till Bergslagen blev här istället avgörande. Att den nya masugnen var en koksmasugn, och därmed beroende av importerat kol, spelade också in. 26 Att tillverka stål idag Vid tillverkning kan stålet ges de mest skilda egenskaper. De skapas dels av stålets kemiska sammansättning, dels av hur stålet bearbetas och värmebehandlas. Konsten är att i ett och samma stål kunna kombinera flera önskvärda egenskaper. Att exempelvis förena god formbarhet med hög hållfasthet är som att förena eld och vatten. Likafullt är det möjligt. Att utveckla stålets egenskaper är därför en ständigt pågående uppgift för forskningen. Tillverkning av stål är en mäktig process. För att helt behärska den krävs mycket stor kunskap och skicklighet. Man måste kunna hantera flera tusentals ton med temperaturer på mer än 1500 grader i sekundsnabba produktionsförlopp. Genom hela processen, från det heta stålet i ugnarna till valsningen av den tunnaste plåt, krävs avancerad datastyrning och modernaste teknik men ändå känns mycket igen. I masugnens övre del tillför man järnmalm i form av till exempel pellets varvad med koks och kalk. Koksens uppgift är att befria järnmalmen från syre så att endast järnet återstår. Koksen är också bränsle. Förbränningen sker genom inblåsning av luft i masugnens nedre del. Luften har förvärmts upp till 1300 grader. Under reduktionen smälter järnet och tar upp ca 4% kol. Detta råjärn tappas ut i ugnens nedre del. I en s k syrgaskonverter färskas råjärnet. Genom tillsats av syrgas förbränns kolet som avgår i form av koloxid. Denna s k LD-process är idag den vanligaste metod för framställning av råjärn. LDVid förstatligandet av de lappländska malmfälten vid mitten av 1950-talet erhöll Grängesbergsbolaget ca 600 miljoner kronor som investerades i ett helt nytt integrerat stålverk i Oxelösund. Här tänkte man i första hand tillfredställa de svenska skeppsvarvens behov av grovplåt. Råvaran hämtades med järnväg från Stråssa, Grängesberg och andra mellansvenska gruvor. På kort tid omdanades Oxelösund från ett fiskeläge till en modern ”folkhemsk” industriort. Befolkningen ökade till 15 000 invånare 1965. 3 500 lägenheter byggdes varav hälften egnahem. Stora resurser satsades på utbyggnaden av skolan. När den svenska varvsindustrin lades ner under 1970talet började man istället att tillverka nya stålkvaliteter för andra ändamål. Att man övergick från den s k kaldoprocessen till syrgaskonverter på 1970-talet processen är en syrgasmetod som tekniskt är besläktad med Bessemermetoden. Den började användas i slutet av 1940-talet i Österrike. I Sverige fick metoden sitt genombrott kring 1960 och konkurrerade snabbt ut thomasprocessen. Kolhalten sänks på detta sätt till önskad nivå, som i det färdiga stålet uppgår till mellan 0,01 och 0,5 %. Justering av kolhalten sker i efterföljande processteg. Elektrostålugnar används för att smälta skrot. I ugnen finns tre grafitelektroder. De ljusbågar som bildas mellan elektroderna och stålskrotet ger tillräckligt höga temperaturer för att stålet skall smälta. Elektrostålugnar är särskilt lämpliga för tillverkning av specialstål med högt legeringsinnehåll. Stränggjutning började användas i början av 1960-talet. I slutet av 1990-talet stränggöts ca 85% av världens stålproduktion. Stränggjutning är en process där det flytande stålet långsamt gjuts i en lång sträng. Strängen stelnar efter hand och kapas till slut i lämpliga längder till stålämnen. Valsning syftar till att ge stålet olika form och egenskaper. Valsning innebär att stålämnet passerar mellan två roterande cylindrar ungefär som ett lakan i en mangel. Valsningen sker antingen i varmt tillstånd vid 800-1300 grader (varmvalsning) eller i rumstemperatur (kallvalsning). Valsning sker ofta till en början reversibelt vilket innebär att stålämnet passerar fram och tillbaka mellan valsarna flera gånger. Färdigvalsning sker ofta i en riktning då stålämnet passerar flera valspar efter varandra. Vad man hela tiden är ute efter är att ge stålet olika egenskaper beroende på dess användningsområde. Stål med hög hållfasthet tål hög belastning. Stål som är hårt har god motståndskraft mot slitage i betydde också mycket för överlevnaden. Stålverket har under 1990-talets senare del varit världens största tillverkare av höghållfast slitplåt. 1998 invigdes ett nytt kvartovalsverk i Oxelösund. Spännarhyttan – ett samhälle som försvann 1981 var Spännarhyttan i mediernas centrum. En lång masugnstradition skulle gå i graven. Spännarhyttan i Norberg skulle läggas ner efter en drifttid på nära 100 år. Trots nysatsningen under 1970-talet skulle stålkrisen i Sverige dra Spännarhyttan med sig. Därmed försvann inte bara en hytta och en arbetsplats utan också ett samhälle där människor haft sin hemvist i generationer. 27 form av exempelvis nötning och slag. Stål med god formbarhet tål att bockas i snäva radier eller att pressas till komplicerade former utan att brista. Stål med god svetsbarhet kan svetsas ihop utan att hållfasthetsegenskaperna vid svetsen försämras. Genom att tillföra olika legeringsämnen kan man förbättra bland annat stålets korrosionshärdighet (stålet rostar inte) eller varmhållfasthet (stålet förblir starkt även vid höga temperaturer) samt härdbarhet (stålet kan göras hårt och starkt). Olika typer av stål för olika användningsområden som t ex kirurgiska nålar, höftledsproteser, brandsläckare och krockbalkar i bilar. Det värdefulla skrotet Till skillnad från de flesta andra material kan stål återvinnas om och om igen utan att förlora några av sina ursprungliga egenskaper. Stålskrot kan således smältas om utan att järnet förstörs. Genom att i det flytande råstålet tillföra eller ta bort legeringsämnen kan man varje gång stålet smälts om styra det nya stålets egenskaper. Man är därför inte bunden till en bestämd skrotsort när man genom återvinning skapar nya stålprodukter. Titta på Idag kan man anpassa stålets egenskaper till de mest skilda användningsområden. I utställningen ges en rad spännande exempel. Bland annat kan du se hur man tillverkar brandsläckare. En brandsläckare måste vara lätt och stark. Lätt att bära och stark nog att stå emot trycket från det komprimerade släckmedlet. Tillverkningen sker med s k vändpressning. Plåten pressas omväxlande från behållarens ut- och insida utan uppehåll till dess att den får sin slutliga form. Under pressningen blir plåten hårdare och brandsläckaren får den hållfasthet som krävs. Ett annat område där stål har stor betydelse är inom sjukvården. Dels i verktyg och som proteser. Stål är ett billigt material och accepteras dessutom av kroppens vävnader. Spännarhyttan hade redan från början en modern masugn. 1882 byggdes hyttan på en plats där vattenkraft saknades. Man litade på den nya tekniken, ångkraften. Malm och skog för hyttans drift fanns i omedelbar närhet. Spännarhyttan expanderade och 1910 togs två masugnar i drift. Masugnsanläggningen döptes till Queen Louise. Samtidigt växte ett samhälle fram på hyttområdet, hyreskaserner byggdes upp och köksträdgårdar anlades. Arbete och hemliv var tätt sammanflätade på gott och ont. Arbetarna hade vissa naturaförmåner såsom billig ved och mjölk. I hyttan fanns en badinrättning för familjerna. Spännarhyttan hade en egen skola och även en ungdomsklubb genom en driftig lärarinnas försorg. Hyttan genomgick under åren flera förbättringar, bland annat en övergick man till koksdrift 1950. Vid samma 28 Implantat av rostfritt stål har använts sedan 1962. Ett av exemplen längs väggen är en höftled av stål. På en höftled ställs krav på utmattningshållfasthet, styrka och motstånd mot rost. Kroppens salthalt är på 0,6% och stålet måste kunna stå emot denna korrosiva miljö. Specialstål används inom sjukvården även i kirurgiska nålar. För att en nål ska kunna slipas krävs ett hårt stål. Av en kirurgnål krävs mer än så. Den måste kunna böjas, ha minsta möjliga dimension och den får inte brista. Genom att smälta stål under vacuum och sedan utskiljningshärda det, har man lyckats förena dessa egenskaper. Du kan se hur dessa nålar används i en film om hornhinnetransplantation vid St: Eriks sjukhus i Stockholm. tidpunkt började man bygga moderna bostäder på annat håll, i Norberg. 1974 invigdes en helt ny masugn – en symbol för den nya tidens antågande. Järnframställningen var datastyrd och järnet transporterades till Surahammar. Nu upplöstes gamla livsmönster. Man bodde inte längre vid hyttanläggningen. Flertalet anställda med familjer flyttade till de moderna bostäderna i Norberg utanför hyttområdet. De sista bostäderna i Spännarhyttan brändes ner av dess egen brandkår 1976. Trots omfattande ny investeringar klarade man inte 1970-talets stålkris med vikande efterfrågan och fallande stålpriser. 1981 släcktes den nya namnlösa, moderna masugnen för gott. Idag finns på platsen endast några få rester kvar som vittnar om det som en gång var samhället Spännarhyttan. Fragmentering är en teknik som används för att skilja olika materialslag från varandra vid återvinning. I en stor kran slås föremål sönder till knappt knytnävsstora bitar. Eftersom järn är magnetiskt kan man därefter med hjälp av en elektromagnet skilja stålskrotet från annat material. Det tar 30 sekunder att på detta sätt förvandla en skrotbil till högvärdig råvara. 1998 baserades närmare hälften av världens stålproduktion på återvunnet material. Svensk järnoch stålindustri återvann då ca två miljoner ton skrot per år, vilket är långt mer än återvinningen av alla andra metaller tillsammans. Stålets inre hemligheter Stål är som sagt järn med högst cirka 2% kol. Liksom andra metalliska material är stål uppbyggd av ett stort antal kristaller eller korn tätt sammanbundna i s k korngränser. Atomerna i varje kristallkorn är ordnade i ett regelbundet mönster, en så kallad kristallstruktur. Det speciella med järn är att det kan anta olika kristallstrukturer, eller fastillstånd, beroende på temperatur och hur det legeras. De viktigaste faserna är ferrit och austenit. Genom att austeniten förmår lösa höga halter kol medan ferriten i jämvikt inte kan detta, skapas förutsättningarna för en unik rikedom av värmebehandlingar som kan ge stål med mycket mångsidiga egenskaper. Härdning av stål till mycket hög hållfasthet är kanske den mest kända formen av värmebehandling. Detta är den tekniska förklaringen till att stål idag är vårt dominerande konstruktionsmaterial. Legeringar och värmebehandlingar Den kemiska sammansättning har avgörande betydelse för stålets egenskaper. Därför tillsätter man olika ämnen i stålet, man legerar stålet. Den relativa mängden legeringsämnen varierar starkt. Ett av de vanligaste legerade stålen är det rostfria stålet som kan ha en tillsats på t ex 18% krom och 8% nickel. Legeringsämnet bor ger däremot effekt redan vid mycket små mängder. Här räcker en tillsats av 0,0002% (=20g/ ton) för att erhålla ett stål med förutsättningen för mycket hög hållfasthet. Värmebehandling innebär att stålet under noggrann kontroll av temperaturen först värms upp och sedan kyls ned. Det syftar till att skapa olika egen-skaper i stålet. Grundläggande är stålets förmåga att vid varierande temperatur anta olika kristallstrukturer och faser. Stålet i vardagen För över 2500 år sedan började järnhanteringen i Sverige. Då framställdes järn ur myrmalm med hjälp av enkla blästerugnar. Idag används masugnar som producerar 10.000 ton järn per dygn. Dagens samhälle vore kanske inte möjligt utan utvecklingen inom järnhanteringen. Det går knappt att tänka sig något område där stål eller järn saknar betydelse, trots att man ofta talar om dagens samhälle som det postindustriella samhället eller som informationssamhället. Även om mycket runt omkring oss inte är av järn eller stål, så har de flesta ting i vår vardag formats av stål. Allt från läskburkar till Lego och CD-skivor. Vi har stål i våra sängar, badrum, kök. Vi åker till skolan eller jobbet i fordon av stål. På vår fritid fiskar vi med ståldrag, påtar i trädgården med stålredskap eller åker skateboard med kullager av stål. Stål och järn finns överallt. Ingen känner gränserna för det framtida stålets prestanda. En ständig forskning öppnar möjligheterna för nya produkter och användningsområden. Titta på Idag använder vi, och har, stål runt omkring oss 24 timmar om dygnet. I utställningen kan du följa en dag i 26-åriga Sofies liv. I monterväggen kan du se hur Sofie kommer i kontakt med stål. Från morgonen till kvällen, på jobbet och på fritiden. Exempel på värmebehandling av stål är härdning och anlöpning. Genom att hetta upp stålet, så att strukturen blir austenitisk och sedan snabbt kyla ned det, kan de flesta stål härdas. Vid normal kylning omvandlas austenit till ferrit. Vid snabb kylning hinner inte detta ske. Istället bildas då martensit som vid hög kolhalt blir mycket hård. Martensit kan sägas vara ferrit i vilken kolatomer tvingats stanna kvar. Följden blir stora spänningar i kristallerna. För att ge stålet en balanserad hårdhet och seghet värms det upp till mellan 200 och 650 grader vid s k anlöpning. För kolrika stål är mjukglödgning en viktig värmebehandling eftersom dessa stål utan en sådan behandling är omöjliga eller i varje fall svåra att forma eller bearbeta. Genom mjukglödgning kan stål som efter härdning har exceptionell hållfasthet ändå göras formbara. 29 Mer att läsa Järn på nätet För fortsatt läsning och fördjupande litteratur kan vi rekommendera bland annat Tekniska museets årsbok Daedalus 1997 vars tema är Svenskt järn under 2500 år – Från gruvpigor och smeddrängar till operatörer. Boken innehåller en rad spännande artiklar, utav såväl arkeologer som ingenjörer och täcker många olika områden. Stålindustrins branschorganisation Jernkontoret har en omfattande hemsida. Där finns en länklista med adresser till hemsidor för båda svenska och utländska stålproducenter, järnets historia och branschutbildningar m m. En annan nyutkommen bok är historikern Hans Furuhagens Mercurius och Vulcanus - En krönika om järnet i Sverige från 1997, som på ett bra och lättillgängligt presenterar järnhanteringens historia. Det svenska järnet genom tiderna av Jalmar Furuskog från 1938 kan sägas vara en gammal ”klassiker”. Vill man veta mer om de sociala förhållandena samt människors föreställningar kring järn och järnhantering rekommenderas Carl-Herman Tillhagens Järnet och människorna från 1981. Alf Nordström skildrar den svenska brukskulturen i sin bok Bergsmän och brukspatroner från 1987. 30 http://www.jernkontoret.se Frågeuppgifter: Ferrum Årskurs 4 – 6 1. I det första rummet hittar du sju olika metaller. Under antiken gav man varje metall ett tecken. Dessa tecken hade dessutom andra betydelser. Rita av tecknet för järn. Vilka andra betydelser hade detta tecken? __________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 2. I en av montrarna kan du se ett svenskt mynt som räknas som världens största. Vilken metall är myntet tillverkat av? Under vilket århundrade användes det? ______________________________ ____________________________________________________________________ 3. Innan man började bryta järnmalm i gruvor hämtade man malmen från annat håll. Varifrån hämtades den?______________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 4. Varför togs sjömalmen ofta upp på vintern?_________________________________________ ____________________________________________________________________ 5. Av vilka material byggde man en blästerugn? _______________________________________ ____________________________________________________________________ 6. I en blästerugn blandas malm och kol. Kolet gör att malmen delar sig så att järnet blir fritt. Med kol får man också en hög temperatur i ugnen. Vad mer tillförs för att ytterligare höja temperaturen? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 7. Vad kallas restprodukten från en blästerugn? ________________________________________ 8. Vad kallas det järn som framställs i en masugn? _______________________________________ 9. Vilken är skillnaden mellan järnet från blästerugnen och järnet från en masugn? _____________ ____________________________________________________________________ 10. Till vad används en karvstock? _________________________________________________ 11. Vad tillverkade man på ett styckebruk? ___________________________________________ 12. I masugnarna gick det åt väldigt mycket träkol. Vad kallas den ”anläggning” där man framställde träkol? ________________________________________________________________________ 13. Järnet som framställdes vid masugnen fraktades till en stångjärnsmedja för färskning. Vad menas med att färska järnet? ______________________________________________________ ____________________________________________________________________ 14. Varför var järnbruken tvungna att stämpla stångjärnet? ______________________________ ____________________________________________________________________ 15. Under 1600-talet invandrade duktiga smeder till Sverige för att hjälpa oss att göra bättre järn. Vad kallades de? Från vilket land i Europa kom de? _______________________________________ 16. I Lanchashiresmedjan hör man något som dunkar i bakgrunden. Vad är det? ______________ ____________________________________________________________________ 17. Varför är smederna klädda i tunna vita skjortor? ___________________________________ ____________________________________________________________________ 18. Stångjärn från Sverige exporterades till England för omvandling till stål (stål har en högre kolhalt än järn). Vad hittar du i reseschatulet som är tillverkat i Sheffield 1837? _______________________ ____________________________________________________________________ 19. I mitten av 1800-talet kom de s k götstålsprocesserna, som gjorde det möjligt att snabbt och bil- ligt framställa järn och stål. I vilken av götstålsprocesserna användes den stora behållaren som står mitt på golvet? _________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 20. Varifrån kom järnet som tappades i den stora behållaren? ____________________________ ____________________________________________________________________ 21. Vad togs bort ur järnet i den stora behållaren? _____________________________________ ____________________________________________________________________ 22. Eiffeltornet i Paris byggdes till en stor utställning 1889. Varför byggdes det inte 100 eller 200 år tidigare? ______________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 23. Rostfritt stål uppfanns i början av 1900-talet. Vilken annan metall har man blandat i för att järnet inte skall rosta? _________________________________________________________________ 24. När man tillverkar stål kan man använda skrot. Vad är det för fördelar med att använda skrot jäm- fört med att inte göra det? _________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Frågeuppgifter: Ferrum Årskurs 7 – 9 1. På 500-talet f Kr. började man framställa järn i Sverige. I vilka områden? ___________________ ____________________________________________________________________ 2. Varför tror du att man började framställa järn i just dessa områden? _______________________ ____________________________________________________________________ 3. Vad är skillnaden mellan direkt och indirekt järnframställning? __________________________ ____________________________________________________________________ 4. Malm är egentligen inte ett geologiskt begrepp utan ett ekonomiskt. Vad menas med begreppet ”malm”? _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 5. Nämn några verksamheter som förändrades i och med att man mer och mer började använda järnföremål? ______________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 6. Under tidig medeltid börjar man använda masugnar för järnframställning. Varför tror du man började använda masugnen istället för blästerugnen? ________________________________________ ____________________________________________________________________ 7. Beskriv hur järnframställning med masugn går till? ___________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 8. Från 1860-tal infördes de s k götstålsmetoderna. Dessa metoder hade stor betydelse för industrialiseringsprocessen. Varför? _________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 9. Hur fungerar Bessemermetoden? ________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 10. Tack vare Thomasmetoden kunde man börja bryta malm i Norrland. Varför? ______________ ____________________________________________________________________ 11. Vad var fördelarna med Martinmetoden? _________________________________________ ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 12. Vad är det som gör att rostfritt stål inte rostar?_____________________________________ ____________________________________________________________________ 13. Vad heter den kristallstruktur som uppkommer då man härdar? ________________________ ____________________________________________________________________ 14. Idag används en rad olika tekniker för att tillverka stålföremål. En av dessa är den s k pulvertekni- ken. Varför används pulverteknik? ___________________________________________________ ____________________________________________________________________ 15. Nämn några användningsområden för modernt stål? ________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ vinning saknas. I ren form är silver nästan lika smidbart som guld. Alkemisternas sju metaller I centrum för alkemin stod de sju kända metallerna: Guld, silver, järn koppar, kvicksilver, tenn och bly. För alkemisterna var metallerna av gudomligt ursprung. För dem var talet sju magiskt och fyllt med hemlig kunskap. Guld • Apollon • söndag 3 Guld är en av de mest sällsynta metallerna i naturen och den enda som förkommer i rent tillstånd. Guld var också den första metallen människor kände till. Den är mjuk och den lättast smidbara av alla metaller. Guld kan valsas till bladguld med en tjocklek av 0,0000001 m. En guldklimp på 25 kg kan dras ut till en tråd som är närmare 75 000 m lång Guldföremål tillverkades i Europa redan 5000 f Kr.. Guld är i princip oföränderlig. Flera tusen år gamla guldföremål ser ut som de är nytillverkade, därför kallas guld också för ”den eviga metallen”. Guld har i alla tider varit en värdemätare och symbol för makt och rikedom. De första guldmynten tillverkades ca 500 f Kr av den rike kung Krösus. Silver • Artamis • måndag 4 Som maktsymbol och värdemätare har silvret intagit andra platsen efter guldet. Silver förekommer mycket sällan i ren form utan utvinns oftast som en biprodukt vid koppar och blyframställning. Silver är dock vanligt i naturen, men bara i små mängder. I världens hav finns sammanlagt ca 1 miljard ton silver men lönsamma metoder för ut- I minst 6000 år har människor använt silver som smyckemetall. Från antiken fram till vårt århundrade var silver den värdemässigt viktigaste myntmetallen. Silver i bitar har länge använts som internationellt betalningsmedel, både före och parallellt med myntsystemet. Man hackade loss silver från smycken eller mynt. Formen spelade ingen roll. Man betalade efter vikten. Otaliga är de vikingatida silverskatter som vittnar om detta i Sverige. Järn • Mars • tisdag 7 Järn är världens vanligaste metall. Jordskorpan består till 6% av järn, i jordens inre finns ännu mer järn. Hela jordklotet består av 35% järn. Det är det vanligaste av alla grundämnen. Att järn är ganska vanligt i universum, vet vi genom meteoriter som fallit till jorden. Rent järn är en silvervit, plastiskt formbar och inte särskilt hård metall. Den förkommer dock sällan i ren form, då den lätt förenar sig med andra grundämnen. Järn är ett livsnödvändigt mineral för de flesta levande organismer. Även för människan. Järnets egenskaper varierar kraftigt med halten kol. Vid järnframställning tar järnet upp kol som gör järnet hårt och sprött. När kolhalten understiger 0,4% får man smidbart järn. Järnet är relativt mjukt och kan inte härdas. Ökar kolhalten blir järnet till stål. Stål är hårdare och kan härdas, vilket är nödvändigt när man vill smida eggverktyg. Överstiger kolhalten 2,0% är materialet inte smidbart men går att gjuta – gjutjärn. Som så ofta i förhistorisk tid är det svårt att bestämma exakt när man började framställa järn ur malm. Senast 1300 f Kr utvecklade hettiterna konsten att framställa järn. Men redan innan man hade lyckats framställa järn tillverkades föremål av järn som hade kommit till jorden med meteorer. Då var järn mer kostbart än guld. I vårt land började järn användas ca 600 f Kr. Långt senare, på 1800-talet, kom tidperioden 600 f Kr-1050 e Kr att benämnas: järnålder. Kvicksilver • Merkurius onsdag 5 Kvicksilver framställs till största delen av cinnober, som inte är en särskilt giftig malm. Kvicksilver har en rad unika fysikaliska och kemiska egenskaper. Kvicksilver är den enda metallen som är flytande i rumstemperatur och är vattenlöslig. Kvicksilver har varit känt länge. Det har hittats kvicksilver i egyptiska gravar från 1600 f Kr. Den första kända beskrivningen av kvicksilver kommer från Aristoteles. Han berättar hur grekerna använde metallen för att utvinna guld och silver. De arabiska kaliferna i Spanien på 900-talet anlade, som extravagant lyx, spegeldammar av kvicksilver i sina trädgårdar. Kvicksilver är mycket giftigt för de flesta former av liv. Främst är det kvicksilverånga som redan vid rumstemperatur är starkt hälsovådligt. Trots detta har kvicksilver och kvicksilverföreningar länge använts för medicinskt bruk. På 1400-talet användes kvicksilver bland annat för att bota syfilis. Tenn • Jupiter • torsdag 8 Tenn förkommer i naturen främst som föreningar i mineralet tennsten. I gedigen form har tenn endast hittats i enstaka förekomster tillsammans med guld. Tenn utmärker sig genom låg smältpunkt, god smidbarhet, ringa giftighet, lågt pris och sin förmåga att bilda legeringar med andra metaller. På grund av dessa egenskaper har tenn utnyttjats av människan till varierande ändamål. Tillsätter man tenn till koppar får man brons, som är mycket hållbart. Redan 3000 f Kr gjorde man brons i östra medelhavsområdet och Mesopotamien. Tenn användes också för framställning av kärl och prydnadsföremål, kanske främst för att det liknar silver. Tenn hade då på grund av sin relativa sällsynthet ett relativt högt värde och man bedrev en omfattande tennhandel. Efter medeltiden blev tennföremålen vanliga i Sverige. År 1790 fanns det ca 57 tennmästare i 40 olika städer. Koppar • Afrodite • fredag 6 Koppar finns både i gedigen form och som kemiska föreningar i jordskorpan. I Sverige har man funnit koppar i gedigen form bland annat i Värmland. Av alla metaller är kopparen, näst silver, den bästa ledaren för elektricitet och värme. Koppar är även en livsnödvändighet för alla levande organismer. Koppar var jämte guld, silver och bly, en av de första metallerna som bearbetades av människan. Liksom guld var de första kopparföremålen dyrbara prestigeobjekt. Spår av kopparhantering finns redan från 7000 f Kr i nuvarande Turkiet. Från ca 3500 f Kr började man utvinna koppar på Cypern, som var den antika världens främsta kopparkälla. Ordet koppar betyder för övrigt: metall från Cypern. Blandar man 1/10 tenn och 9/10 koppar får man en legering: brons. Brons lämpar sig för gjutning och år hårdare än koppar, varför den i stor utsträckning användes till redskap, vapen och smycken. Tidsperioden 1800 f Kr-600 f Kr brukar benämnas för bronsåldern. Bly • Saturnus • lördag 9 Rent bly är ovanligt i naturen och utvinns huvudsakligen ur ett mineral, s k blyglans. Bly är en mjuk och lätt formbar metall med hög densitet, d v s bly är tungt. Den kan lätt gjutas, valsas och smidas i önskade former. Bly och blyföreningar är giftiga för människor, djur och växter. Bly tillhör jämte guld, silver och koppar de metaller som människan först använde. Babylonierna och romarna använde blytavlor att skriva på. I Grekland och Rom förekom bly som material till mynt, vikter, kokkärl, och vattenledningsrör. Vattenledningsrör av bly har man funnit i Rom och i Pompeji. I England finns fortfarande blyrör från den romerska tiden i bruk. Vattenrör av bly kan leda till blyförgiftningar. Något som troligen var vanligt under antiken. Den italienska filosofen Ficino ansåg att melankoliska människor skulle undvika bly och ting associerade med Saturnus. Tekniska museets lärarhandledningar 1. Gruvan 2. Ferrum – svenskt järn och stål genom tiderna 3. Från kula till dator