Järn- och stålproduktion

I fjället Kirunavaara bryts järnmalm, som fraktas på Malmbanan.

En masugn i Spanien. Masugnar är höga, och matas uppifrån med järn och kol.

Järnproduktion är konsten att framställa järn- och stålprodukter från järnmalm. Denna process har många steg, som har förändrats genom historien.

Gruvdrift

Järnmalm är mineral som innehåller grundämnet järn i sådan halt att den är brytvärd. Några vanliga järnmalmer är limonit, även känd som myrmalm, som finns i myrar och sjöbottnar, magnetit - svartmalm, och hematit - blodstensmalm. Magnetit och hematit bryts i gruvor.

Malmen är oftast blandad med gråberg, och behöver därför anrikas i anrikningsverk för att minska mängden slagg senare i processen. Anrikad malm iform av slig kan sintras till malmpellets som är anpassade för nästa steg - reduktionen. Man kan också rosta eller sintra malmen.

Reduktion

De flesta järnmalmer är oxider, där järnet är förenat med syre. För att avlägsna syret och reducera järnmalmen används ofta en masugn. I masugnen tillsätts kol i form av koks eller träkol, men det finns också masugnar som använder elektricitet för att reducera malmen. Masugnen producerar råjärn - järn som innehåller över 4% kol. Råjärn som stelnat i tackor kallas tackjärn.

Förr användes blästerugnar för reduktion. Temperaturen var lägre än i masugnen, men man undvek hög kolhalt. Efter att färskningsmetoder utvecklats, tog masugnsreduktionerna över.

En annan reduktionsmetod är direktreduktion. Då får man järnsvamp. Ytterligare en metod, som förekom i medeltidens Kina och under industriella revolutionen, är puddelprocessen.

Färskning

Processen att minska järnets kolhalt kallas färskning. Resultatet blir stål, som har mellan 0,15% och 2% kolhalt. Järn med mindre än 0,15% kol räknas som smidesjärn, och järn med mer än 2% kol räknas som gjutjärn.

Bearbetning

Det färdiga järnet eller stålet kan bearbetas genom till exempel smide eller valsning. Gjutjärn bearbetas genom gjutning.

Historik

Järnåldern inleddes när människan började använda järn. Stål var dyrt innan bessemerprocessen och andra färskningsprocesser uppfanns under 1800-talet. Stålet har vidareutvecklats under 1900-talet, och har till största delen konkurrerat ut smidesjärnet och gjutjärnet. Stålproduktionen i västvärlden ökade exponentiellt från 1800-talet till 1960-talet, men på 1970-talet kom stålkrisen då efterfrågan minskade och därefter stagnerade produktionen.

Järnproduktion i Sverige

I Sverige började järnåldern kring 1000 f. Kr.