Smedjor och smidesmetoder

Tackjärnet (från masugnen) var inte färdigt att användas till smide. För att bli smidbart måste det smältas och färskas (förädlas) och för denna förvandling till smidesjärn tillämpades olika metoder.


Se filmen om Strömbacka smedja.


Klicka på Jernkontoret, där finns det mesta om järnhantering och svenska masugnar

Använd sökfunktionen
Tryck ner Ctrl, håll kvar och tryck ner tangenten f och släpp. Nu kan du söka vad du vill i sökrutan upp till höger eller ner till vänster, beroende på vilken dator du har.


Mejladressen till oss hittar du längst ned på sidan

 

MEDELTIDA SMIDE
Med stolthet talar Olaus Magni på 1400 – talet om den svenska smedens skicklighet, särskilt dalkarlarnas och hälsingarnas. De förstå säger han, att med tillhjälp av sinnrikt inrättade vattenhjul uthamra det formlösa råämnet till betydande längd och på kort tid utföra storartade arbeten, såsom kärl av koppar och järn samt järnportar, fönsterluckor och gallerverk av så olöslig fasthet i fogarna, att maken till hållbart arbete knappt står att finna i hela Europa.


TYSKSMIDE
Tysksmidet infördes till Sverige under Gustav Vasas regering på 1500-talet och kom då att tränga ut det gamla osmondsmidet. Han inkallade tyska smeder som anlade hammarsmedjor där stångjärn tillverkades. Med lock och pock sökte han förmå allmogen att övergå till detta mera lönsamma arbetssätt. ”Kunnen I själva smida edert järn i stänger”, skriver han en gång, så haven I dubbelt större gagn därav än av det osmondsjärn, I hugga plägen”. En stor del av järnet bearbetades alltjämt inom landet till allehanda redskap som spik, plogar, vapen och värjor, bössor och harnesk.

År 1592 fanns det åtta hillebardsmeder i Modica (Moviken) som då tillhörde Norrbo. Tre hillebardsmeder fanns på Järnblästen vid samma tid.

Tysksmidet är antagligen den äldsta metoden att framställa smidbart järn (välljärn) genom smältning och färskning av tackjärn på en öppen härd med endast en forma (öppning för blästerluften).

Smidestekniken i områdena kring Rehn, i Baden och framför allt i Schwaben kom att bli inte bara för Tyskland utan för hela Europa den viktigaste färskningsmetoden. Man arbetade med en insats av 75 till 100 kg tackjärn. Härdens längd var omkring 50 cm och bredden 70 cm vid härdens botten. Sidorna var alltid av tackjärnshällar. Bottenhällen avkyldes underifrån av vatten eller bläster (av blåsa). På framsidan fanns nertill ett fyrkantig urtag för urtappning av slagg.

Vid arbetets början lade man först ett lager av färskslagg på bottenhällen och ovanpå detta den mängd tackjärn som behövdes för en smälta. När tackjärnet smälter oxideras innehållet från ett flytande tillstånd till en degartad konsistens som är nödvändig för processens fortgång. En bidragande orsak är bottenhällens avkylning och en ständig brytning. Vid halvsmält tillstånd lyftes smältan upp till den starkaste hettan där det än en gång nedsmältes. När hela massan underkastats denna behandling hade man på härdbotten fått en blandning av stålartat järn och slagg vilken för en andra gång bryts upp och smältes ned.

Vanligtvis fick man bryta fyra gånger, innan färskningen fortskridit så långt att ett mjukt järn och slagg fullständigt skilts från varandra. Därmed var första delen av färskningsprocessen avslutad.

Nu gjordes härden omsorgsfullt ren och mindre järnklumpar förenades med huvudmassan. Blästern som under föregående period hållits relativt svag, ökades kraftigt och massan lyftes upp med spett och krokar, så att den kom i den starkaste hettan framför forman,(öppningen för blästern) där den hastigt fick nedsmälta. Den nu erhållna smältan av mjukt järn, formades till innan den fördes till hammaren där den slogs ihop och delades upp i två lika delar, för att sedan uträckas (utsmidas) till plåtar eller stänger. I en härd tillverkades c:a 500 kg pr dygn och kolförbrukningen var 55 till 75 hl pr ton järn. Vid en tyskhärd arbetade tre man, smältaren, smältardrängen och smeden.

På 1600 och 1700 – talen bedrevs färskningen med något nödsatt, ljusgrått tackjärn gjutet i platta tackor eller galtar om 8 – 15 lispunds vikt, ca 60 – 110 kg. Av detta nedsmältes 100 – 150 kg i en öppen och ganska djup härd med endast en forma, och i vilken man på botten hade kvar färskslagg från föregående smälta. Medan tackjärnet smälte vällde (utsmidde) smeden i fokus framför forman, smältstycken från föregående smälta vilka han beströr med sand och räcker ut till stänger allt efter som de kommer upp i tillräcklig vällhetta.

Då allt välljärnet var uträckt, hade vanligen det uppsatta tackjärnet smält och låg som en grötliknande massa på härdbottnens slagglager. Det blandas noga med slaggen genom brytning med spett. Spettningsarbetet började långsamt men övergick i raskare och kraftigare tag till det att den häftigt utvecklande koloxidgasen i massan kom i kok (kolet syresättes och avgår). Korn av mjukt smidesjärn började nu utskiljas ur den kokande blandningen av slagg och tackjärn. Dessa smidesjärnkorn som genom sin blåvita färg tydligt skilde sig från den övriga ljusröda massan, ökade alltmer i antal och började efter hand välla samman till färskor (smidbart järn). Slaggen rann ned till härdens botten medan smeden från härdens alla sidor förde in färskor mot fokus för att de skulle förena sig med det övriga järnet. När detta arbete var utfört, slogs blästern ifrån, kolen makades undan, och vatten kastades in i härden för att färskjärnet skulle svalna och bli fastare.

Sedan forman väl rensats övergick man nu till att göra smältan genom att omsmälta färskjärnet. Färskjärnet placeras på rena friska kol så att undersidan kom upp vartefter blästern påsläpptes mer och mer. Färskmassan smälte nu ned droppe för droppe och samlade sig på härdbotten, där det tyngre järnet låg skyddat av den ovanpå kvickflytande slaggen.

Till skillnad från andra färskningsmetoder utfördes tysksmides färskning och uträckning i samma härd.


SMEDYRKET
En 1800-talssmedja var en föga tilltalande arbetsmiljö. Inne i smedjan fanns med avsikt ingen annan belysning än skenet från härdarna, detta för att smederna av ljusskiftningarna från de glödande järnet skulle se, hur långt färskningsprocessen framskridit.

Smedernas tunga och hälsovådliga arbete i smedjorna, där de stod halvnakna i svett från söndag kväll klockan sex till samma tid på lördagen därpå, nästan helt avskilda från sin familj, hur de mellan skiften sov i ett unket, svettinpyrt labbi; när man läser om hur de blev krumma av arbetet och lomhörda av hamrarnas monotona dunkande, hur de drog på sig lunginflammation, då de sprang ut från den varma smedjan för att hacka vattenhjulen rena från is i vinternätterna, så är det inte undra på att bara en tredjedel av smederna nådde över 70 års ålder och en tiondel över 80 år.


FÄRSKNING
Det tackjärn som producerades vid en masugn innehåller ca 4 % kol och kan inte smidas, valsas eller härdas enbart användas till gjutning på grund av sin höga kolhalt Vid färskning (omsmältning) oxideras (syresätts) kolet och avgår som färskslagg.


HJÄLPBRYTARE
År 1895 uppfann Y. Lagerwall en roterande bygel som kunde föra ett nabbförsett spett, in och ut utefter härdbotten. Strömbacka fick första hjälpbrytaren 1898. Funktionen kom att utvecklas till två hjälpbrytare. Genom tryck på spettets bakre del kunde den andre hjälpbrytaren få spettändan inuti härden att brytas upp. Tidigare användes länsman, ett 60 kg tungt spett. Känn gärna på länsman när du besöker stångjärnssmedjan i Strömbacka.


VALLONSMIDE 
På vänstra sidan av nedre Rehn ligger de områden som tidigt var kända för sin framstående järnhantering. Det var områden kring Eifel, Liège och Namur som redan under 1500-talet lade grund till den färskningsmetod som utvandrande vallonska smeder sedan kallat vallonsmideDenna metod skiljer sig framför allt för att man förlagt uppvärmningen av smältstycken till en särskild ugn, så att färskningsprocessen kunde fortgå oberoende av vällningen (utsmidet).

Louis de Geer 1587 – 1652, finans-och industriman av europeisk betydelse och den mest framstående i sin tids Sverige. Han hade monopol på all kanongjutning, och ägde bl.a. Lövsta, Forsmark och Österby bruk och övertog driften av kronans alla faktorier. De Geer förnyade bruksdriften när han mellan åren 1643 och 1650 anskaffade många utländska smeder, smältare och masmästare, särskilt valloner från Flandern i Belgien.

Av den världsberömda Dannemoramalmen framställdes smidesjärn av sådan utomordentlig kvalité att det för vissa ändamål inte kunde överträffas. Vallonjärnet var dyrast av våra järnsorter att framställa, men det var av underordnad betydelse.

Vallonjärnet var rent från fosfor och svavel och användes därför främst vid tillverkning av stål. Denna smidesmetod använde två härdar, en för snabb nedsmältning och en för vällning av smältstycken för uträckning av stänger.

Vallonhärden där järnet färskas, hade en forma (öppning för blästerluft) medan Lancashire härden hade två forma. Råjärnet smältes ned och färskades inte på en gång, som vid tysksmide och Lancashire smide, utan tackjärnsgösen matades in från härdens baksida och fick smälta av under hela processen.


Strömbacka, världens sista vallonsmedja
Vallonsmidet infördes i Strömbacka 1829 efter det att Per Adolf Tamm blivit bruksägare. Vallonsmidet bedrevs till 1876 då det överflyttades till Österby bruk och härdarna vid Strömbacka ändrades om för Lancashire smide, som därefter drevs jämsides med Franche-Comté smide fram till 1881.

År 1881, när Forsmarks bruk lades ned, köpte Iggesunds Bruk brukets andelar i Dannemora gruvor samt brukets vallonstämpel F varefter vallonsmidet återupptogs vid Strömbacka i övre och nedre hamrarna. Franche-Comté smide pågick i mellanhammaren fram till 1893, därefter enbart vallonsmide.

År 1919 revs mellan-och nedre hamrarna och samtidigt byggdes överhammaren om och moderniserades. I smedjan uppfördes då tre vallonhärdar, en mumblingshammare, en vällugn jämte tvenne lufthammare.

Vallonsmedjan som eldhärjades den 6 feb. 1930 och den 29 mars 1937 återuppbyggdes omedelbart efter branden. Vallonsmidet och smältning av tackjärn lades ned den 29 mars 1945 och räckningen av stångjärn den 26 april 1947.

Vallongöten drogs från Moviken till Strömbacka med två oxar i par eller hästar. Från 1912 transporterades vallongöt och tackjärnstackor på den smalspåriga järnvägen ända fram till baksidan av smedjan. På baksidan av smedjan – den mot herrgården – kallad gösbacken, flyttades gösen med travers, fram till göshuset där de sedan makades fram till härden på utlagda järnrullar eller kovalt.

Ett vallongöt vägde omkring 1000 kg och var ca 4 meter långt ca 30 cm brett och ca 20 cm tjockt.

Göten fördes in två och två på järnrullar från baksidan av härden.

Götändarna är heta när de makas in i forman där de legat på förvärme inne i härden.

Sedan härden blivit rengjord efter föregående smälta fylles den med kol och valongöset makades fram en bit över forman. Till skillnad från en Lancashirehärd fanns bara en kallbläster på vallonugnen. Under blästerns fokus, med en precision av 100 – 120 mm, börjar gösjärnet droppa ner mot härdens botten.

Vartefter gösen blir avsmälta makas de längre fram och allt efter behov fylls det på med mera kol. Samtidigt pågår brytning av slagg och järnsulor från härdbotten. Detta fortgår till de att smeden anser järnet blivit färskat. Är det hårt utefter härdbotten och slaggen fortfarande trög, måste brytningen fortgå, till det att kvick slagg och järn s.k. \”stöpjärn\” eller en skålla som är kvick och gnistrande, fastnar på spettändan.

Under brytningen uppstår många små färskor i härden som noggrant krokas fram till formans smältfokus där det åter nedsmältes.

När alla småfärskor blivit omsmälta och smältan i härden blivit renblåst från träkolsparticklar och slagg som inte får smidas in i smältan, forslas den fram hammaren för att uträckas till stänger.

Vid framställning av stångjärn gjordes smältor på ca 20 kg. Den erhållna smältan uppvärmdes först en kort stund i smälthärden och sedan i räckhärden där den slutvärmdes och uträcktes till en stång. På 3 till 3½ timme han man med 6 sådana smältstycken och att räcka ut dem till stänger.

Enl. Strömbackas siste inspektor Aug. Hahne var arbetstiden för framställning av en smälta om 80 – 85 kg mellan 55 – 60 minuter.

Efter avklarad vägning transporteras smältstyckena först till vällugnen, för ny uppvärmning, därefter till räckhärden där det räckes ut till stångjärn. Smedjan i Strömbacka hade en räckhärd och två Lancashire härdar. Om kvaliteten i smältan var sämre smides den ut till råskenor 3 x 5/8 tum som sedan klipptes i halvmetersstora bitar.

Vid vallonugnen arbetade två personer


PUDDLINGSMETODEN
Under 1700-talet hade Sverige 40 % av världens järnproduktion och 80 % av Englands. Det Svenska träkolsjärnet hade en överlägsen kvalitet, först 1784 fick England ett genombrott med sin stenkolsfärskning genom puddelprocessen. I början av 1800-talet ledde detta till en kännbar nedgång för Sverige.

Räddningen blev en omläggning från tysksmide till Lancashire smide


LANCASHIRESMIDE
Denna färskningsmetod har sitt ursprung i grevskapet Lancashire i England. Åren 1828 -29 företog Gustav Ekman som elev vid Jernkontoret en resa till England för att studera dels puddelprocessen dels det smide som bedrevs vid Ulwestone i Lancashire och Bunan i Skottland. Hemkommen började han 1830 vid Dormsjö med smidesförsök enligt Lancashiremetoden. Samma år gjordes liknande försök vid Söderfors och vid närmare 30 andra bruk med gott resultat.

Vid Bäckefors i Dalsland hade Fr. Waern redan 1829 anlitat smeder från Södra Wales för att införa en ny smidesmetod som hölls strängt hemlig.

Inte desto mindre var åsikterna mycket delade om metodens förtjänster, vilket bl.a. skall ha berott på arbetarnas motvilja mot denna metod, som var mera mödosam och ställde större krav på arbetarnas skicklighet och omdömesförmåga än de äldre smidesmetoderna. Färskbrytningarna måste ske mycket raskare än vid tysk – eller vallonsmidet.

Ett annat problem var när smältstyckena skulle upphettas inför utsmidet till stångjärn. Då hände det att smältstyckena blev återkolade när de kom i kontakt med kol. Problemet löstes

1845 då metallurgen och bruksdisponenten Gustaf Ekman vid Lesjöfors bruk, lyckades uppfinna en koltornsvällugn som drevs av en träkols – eller vedeldad gasgenerator, därmed behövde smältstyckena aldrig komma i kontakt med bränslekällan.

Denna tekniska innovation gjorde Lancashire smidet både effektivare och billigare dessutom kunde smältstyckena upphettas till så hög temperatur att det blev möjligt att valsa ut dem till stångjärn i stället för att smida ut dem. Nu kunde man också inleda järntillverkning i industriell skala. Flera valsverk anlades på 1850 – talet i kombination med Lancashire smedjor och efter 1860 kom det stora genombrottet.


LANCASHIREPROCESSEN

Beskriven av Barbro Brusell i boken ” Träskoadel”.

Så snart föregående smälta tagits ut ur härden rengjordes denna genom att smeden spettade loss all kvarbliven slagg från härdens botten, väggar och formor etc. Han skulle bedöma om han hade den mängd färskslagg som behövdes för att framställa en ny smälta. Fanns det för mycket slagg i härden avlägsnades den, men om smeden ansåg sig behöva mera hämtade han slagg från hammaren, där sådan pressades ut vid smältornas hopslagning. Smeden skyfflade nu in kol så mycket att det nådde över formorna. På denna kolbädd neddrogs därefter det på bryggan förvärmda tackjärnet. Tackjärnsgaltarna som tillsammans vägde 165 kg, placerades så att de låg vinkelrätt mot blästern och täcktes därefter med ytterligare träkol. Så drogs blästern på. Slutligen, med hjälp av en grissla lade smeden in nytt tackjärn till förvärmning i valvet.

Under tackjärnets nedsmältande skulle smeden se till att hålla formorna rena så att blästern hade fritt tillträde. Det gjorde han med spettet. Tackjärnets läge i härden var viktigt under nedsmältningen. Blästern borde förbränna kolen strax under galtarna och mellan dessa och formväggarna skulle nya kol kunna komma ned i de förbrändas ställe. Vid behov kastade smeden in mera kol i härden och för att förhindra onödig förbränning kunde han blöta dem med en skopa vatten.

Då tackjärnet smälte droppade det genom blästern syrerika gaser, varvid den kisel och mangan som fanns i järnet fullständigt oxiderades. Under detta moment gällde det för smeden att inte i onödan bearbeta tackjärnet och därigenom försena smältningen.

Tackjärnets kvalitet visade sig under nedsmältningen, då järnet kunde bli rågående eller färskgående. Rågående tackjärn blev kvickflytande och ville fastna vid härdens botten till vad smederna kallade hårdbasar av ofärskat järn. Sådana måste brytas loss innan de antog alltför stora dimensioner. Var tackjärnet å andra sidan färskgående, vilket var önskvärt, samlades det efter nedsmältningen i en lös och mjuk massa på härdens botten. Smältningen tog vanligen ca 15 minuter.

Råbrytningarna var de moment som var mest påfrestande för smederna. Brytningarna utfördes på så vis att spettet, som vanligen hölls med vänster hand framför höger, stacks in under järnmassan invid lackhällskanten och sedan knycktes och sköts utefter härdbotten till askväggen. Där bröts spettet upp, varvid smeden använde lackhällskanten som stöd. Brytningarna fortsattes på detta sätt så att hela härdbotten överfors av spettet. Arbetet blev mer och mer ansträngande allt efter som järnmassan stelnade. Det var under detta moment som hjälpbrytarmaskinen medförde en så betydande arbetsbesparing för smeden. Beträffande arbetets påfrestning bör det noteras att smeden ofta måste stå djupt framåtböjd eftersom arbetsöppningen satt så lågt.

Råbrytningarna syftade till att järn och slagg skulle blandas väl med varandra och att kolet i tackjärnet skulle oxideras. Oxidationen skedde då järnet bröts upp i blästerhöjd men också genom att slaggen syresattes och gav syre till tackjärnets kol. Råbrytningarna ledde slutligen till en så kraftig oxidation av kolet att hela blandningen av järn, slagg och träkol i härden började att koka. Under koket bildades klumpar av järn med låg kolhalt, s.k. färskor.

Smeden skulle föra upp färskorna till blästern så att färskningsprocessen blev fullständig. Det var en stor konst att veta när färskningen var klar. Detta avgjordes genom att man studerade färskorna och slaggen som häftade vid spettet.

När färskningen var klar bildades på härdens botten, men skild därifrån av ett skyddande slagglager, den s.k. sulan av genomfärskat järn. Nu skulle samtliga färskor smälta under blästern och järnet droppa ned genom kolen till sulan där smältan bildades

För att undvika återkolning måste smältan hela tiden skyddas av slagg och eventuellt behövde smeden tillsätta mer sådant. Smältgörningen borde ske så snabbt som möjligt och utan att några osmälta färskor fastnade vid sulan. Detta förhindrade smeden genom att köra in spettet under färskorna och med en lång krok dra dem samman under blästern

Då smältan var färdig slogs blästern ifrån och med ett grovt spett vändes smältan upp och ned i härden. Därefter drogs blästern åter på och fick blåsa järnet rent från slagg. Smältan drogs nu ut ur härden, tippades över till en kärra och kördes till storhammaren eller mumblingshammaren (av eng. mumble = mumla). där den slås ihop och huggs upp i lämpliga storlekar eller smältstycken. Storhammaren sattes igång med hjälp av en stång, som lyfte upp dammluckan och släppte ut det vatten som behövdes för att sätta vattenhjulet i rörelse.

Den sammanlagda arbetstiden blev ca en timme.

För att bli hopslagare, dvs. ansvarig för smältornas hopslagning under hammaren, krävdes att man var en erfaren smed med goda kunskaper om Lancashire järnets alla egenskaper. Hopslagarna behövde också ha goda krafter för att orka vända de tunga järnstyckena på städet. Deras uppgift att hugga bort dåligt järn från smältorna innebar att de i likhet med smidesmästarna, utövade en viss kontroll över smedens arbete. Av den anledningen ville hopslagarna gärna hålla sig för lite för mer än en vanlig smed.


HÄRDSTÄLLNING
För att kunna framställa ett prima järn var det av största vikt att härden var riktigt ställd, så att löstagbara delar som bottenhäll, väggar och formor hade en absolut korrekt placering i härden. Delarnas läge var avhängigt av kvaliteten på det tackjärn som skulle färskas, av smältornas storlek, kolens beskaffenhet, blästertryck och blästervärme. Dessa faktorer var föränderliga och eftersom härdvirke och formor efter en tids användning blev slitna, var det nödvändigt att med jämna mellanrum ställa om härden och ersätta uttjänta delar med nya.

Först rensades det utrymme i grundmuren där vattenrören mynnade. Därefter lades vattenlådan på plats med hjälp av vattenpass och den omgavs med en eldfast mur, på vilken vattenlådsramen placerades. Så restes askväggen, som skulle nå något över formplåten. Med hjälp av tegelstenar stöttades hällen mot den bakre härdmuren och järnkilar höll den på plats. Också formväggarna skulle placeras i nivå med formplåten. De skulle luta en aning mot askväggen och in över härden, vilket skedde genom att järnkilar stoppades in på lämpliga ställen under dem.

Att lägga in bottenhällen kunde vara det mest tidsödande momentet vid ställningen. Proceduren måste ofta upprepas innan resultatet blev nöjaktigt. Hällen skulle passa in mellan formväggarna – avståndet mellan dem kallades härdens bredd – och vila på järnbitar som var anpassade så att bottenhällen fick en viss lutning mot askväggen och så att härdens djup i förhållande till formorna blev det önskvärda. Detta arbete krävde både erfarenhet och vana. Bottenhällen måste till sist vara absolut orubblig i sitt läge.

Slagghällen restes och fastkilades framför bottenhällen och slutligen lades lackhällen på plats på särskilda stöd utanför arbetsöppningen. Därmed var härdvirket på plats.

Nu återstod att ställa in formorna och de inuti dem belägna munstyckena, tättorna För att formorna skulle få den rätta infallsvinkeln eller stupningen in i härden lades små järnbitar under deras bakända. Andra järnbitar placerades mellan formorna och upphöjningar i härdens sida så att formorna sköt in lagom mycket i härdrummet. Sedan formornas läge blivit bestämt i förhållande till askväggen, fastkilades de ordentligt. Därefter riktades tättorna in, varvid det bl.a. var viktigt att de skulle peka rakt in mot formornas mynningar. Formor och tättor hade rätt position om de båda blästerstrålarna kom att mötas ungefär fem tum över bottenhällen.

Förutom justeringar av härdmåtten innebar arbetet ofta att bottenhällen och brösten som formorna vilade på måste bytas ut. Formornas infallsvinklar hade enligt smederna avgörande betydelse för smidesresultatet och därför krävde dessa alltid noggrann översyn. Till hjälp hade smederna vissa mätinstrument, gradbåge och korsmått samt vattenpass och rätskiva. Alla delar skulle ha sin rätta vinkel eller lutning. Ett exempel är formornas stupning som fastställdes med gradbågen, vars visare skulle peka på 12-13 grader om påsättningen var 165 kg. Var påsättningen större ökades gradantalet så att formorna fick en brantare lutning.

Vanligen tog det ett par timmar att ställa härden, men om smeden måste vidtaga omfattande åtgärder som t.ex. att demontera hela härden, tog arbetet åtskilliga timmar i anspråk

Man kan undra hur smederna lärde sig att ställa en härd på rätt sätt och variera ställningen allt efter råmaterialets beskaffenhet. Ibland var tackjärnet nödsatt och rågående dvs. kiselrikt, lagomsatt eller helvitt. Varje tackjärnskvalitet krävde sin speciella härdställning men duktiga smeder kunde avläsa och blanda olika sorter på lämpligt sätt. Det fanns talesätt bland smederna som att ”ingen smälta är den andra lik” eller ”en smed blir aldrig fullärd”.


LABBI
Eller ”labbe” som vi säger, kommer från fanskans ”Pabri” = skydd. Det var vallonerna som förde in namnet i landet.


FRANCHE-COMTÉ – SMIDE
I Bergund i nordöstra Frankrike och i Belgien utvecklades tidigt ett från tysk – och vallonmetoderna något avvikande härdfärsknings förfarande som blev kallat Franche-comté-smide. Det liknade vallonmetoden där tackjärnet infördes i härden, i form av långa tunga gösar, men skilde sig genom att smältans framställande och de erhållna smältstyckenas uppvärmning för utsmidning, skedde i samma ugn i likhet med tysksmidet.

I vårt land infördes franche-comtésmidet först år 1852 och fick från början ganska stor utbredning sedan gösarna blivit ersatta av tackjärn

Den som verkligen införde franche-comté – smidet hos oss var sedermera brukspatronen på Dalfors, A V Didron. Didron i sällskap med C J Böss, ledde provsmidet när de vistades en tid vid Nianfors år 1862. Vid Nianfors bruk tillverkades under 1850 – 1860-talen huvudsakligen plåtämnesjärn.

Orsak till franche-comté–smidets framgång var att det behövdes bara en ugn, och mindre kol, vilket gav mer utsmide per ugn och vecka. Detta tilltalade i synnerhet de mindre smedjorna.


BESSEMERPROCESSEN
Engelsmannen Henry Bessemer tog 1855 patent på en process som innebar att luft blåstes genom smält tackjärn i en tippbar ugn – konverter – varvid huvuddelen av kolet i tackjärnet oxideras och lämnar smältan i form av koloxid (tackjärnet färskas till stål med 0-1.7 % kol )

Han var en av Englands största uppfinnare, och dog 1898, 85 år gammal.

Den här uppfinningen började med en krigisk konstruktion; den roterande projektilen. Han försökte sälja idén till den brittiska krigsmakten men fick avslag. Då for han över Kanalen till Frankrike – hans släkt var ursprungligen fransk, hugenotter. Där var man mera positiv. I Krimkriget använde de allierade kanoner med räfflade rör och roterande kulor, vilket gav såväl längre skottvidd som ökad precision och större slagkraft. Vid belägringen av Bomarsund på Åland kunde de förenade fransk-brittiska flottorna ligga utom skotthåll för ryssarnas gamla slätborrade kanoner och skjuta hela fästningen sönder och samman.

Men för att göra de roterande projektilerna riktigt effektiva måste kanonernas gods förbättras. Det var då Bessemer uppfann bessemersmidet; metoden att framställa stål genom att luft blåses in i smältan.

Processen fick sitt verkliga genombrott efter att ha presenterats vid världsutställningen i London 1862.

Den som introducerade bessemerprocessen i Sverige var Göran Fredrik Göransson grundare av Sandvikens Järnverk 1868. Han var först med att i nov.1857 genomföra bessemerprocessen vid Edskens bruk i Gästrikland. Dessförinnan hade han vid besök i England köpt en femtedel av Bessermers svensk/norska patent för 2000 pund.

Den första utexperimenterade götstålsprocessen var bessemermetoden. Från 1870- talet kom metoden att användas i Iggesund. Smält tackjärn tappades direkt från masugnen i tippbara stålugnar, s k konvertrar. Det gällde att färska det smälta tackjärnet vid en mycket het temperatur, som ställde stora krav på konverteras hållfasthet. Det skedde genom att luft pressades in genom flera hål i konventens botten. Processen avbröts när önskad kolhalt hade vunnits. Ett oförglömligt skådespel var att en mörk vinterdag se gnisterkvastarna från en konverter spruta upp mot himlen

Bessemermetoden ställde stora krav på malmens sammansättning. Fosfor – eller svavelhaltiga malmer kunde inte användas. Processen gick fort och bränslekostnaderna var låga, då inget värme behövde tillföras utifrån, men järnavbränningen var hög. Den var betydligt högre än vid martinprocessen, som dessutom ställde mindre anspråk på malmens sammansättning i masugnen och kunde förbruka skrot i stora mängder.

Flera besvärliga tekniska problem var förbundna med bessemerprocessen; smältan upptog lätt syre ur luften, vilket gjorde stålet mindre tätt. Så småningom kom den sura bessemermetoden att helt undanträngas av de två yngre götstålsmetoderna, martinprocessen och Thomas processen. Den senare gav de fosforhaltiga malmerna en oanad värdestegring.


MARTINPROCESSEN
Uttalas ”martäng” var en färskningsmetod för bl.a. järnskrot (järnvägsräls o dyl.) för framställning av stål i en regenerativt eldad flamugn, konstruerad 1861 av bröderna Friedrich och Wilhelm Siemens. Pierre Martin som givit namn åt processen, var den som 1864 först framställde stål i ugnstypen.

Den första Svenska martinugnen byggdes 1869 i Kilafors och därefter byggdes en ugn på 1870-talet vid Bofors av disponent Carl Danielsson. Vid dessa ugnar genomfördes processen med sur infodring.

År 1876 uppfanns Thomasprocessen som innebar att fosforhaltigt tackjärn med upp till 2,5% fosfor äntligen kunde förädlas till smidbart järn. Den som löste problemet var engelsmännen Sidney G. Thomas och hans kusin Percy C. Gilchrist. Fosfor är ett ”gift” i stålsammanhang .

I slutet på 1880-talet började man bygga ugnar med basisk infodring ( bränd dolomit eller magnesit) Dolomit är kalk och magnesit eller magnesium tillsattes som reduktionsmedel. Allt efter ugnsinfodringen och därmed ugnsslaggens natur kallas processen sur eller basisk martin. Den första basiska ugnen uppfördes 1890 vid Domnarvet.

Vid processen smältes råjärn (tackjärn) och eller skrot i en flamugn eldad med gas eller olja.

Gas och förbränningsluft förvärms i tegelfyllda regeneratorer. Stålsmältans kemiska sammansättning påverkas under processen genom reaktion med slagg, infodring och ugnsatmosfär (via slagg) så att kolhalt kan regleras och föroreningar av svavel och fosfor bortraffineras.

Martin/Thomasprocessen slog snabbt ut bessemerprocessen genom att den kunde tillgodogöra sig stora mängder skrot, var bättre reglerbar och medförde mindre järnförluster.

Efter 1953 introducerades syrgasprocessen i världsproduktionen och martin/Thomasprocessen och till viss del Kaldo – processen, OMB – processen, som varit de viktigaste stålprocesserna utgick ur produktionen och avlöstes av LD – processen

(Professor Robert Durrer utvecklade syrgastillförsel i metallurgiska smältugnar vid stålverket i Linz och senare i Donawitz, båda i Österrike. LD – processen är uppkallad efter Linz och Durrer).

Den sista svenska martinugnen i drift var en sur ugn i Sandviken som lades ned i dec. 1981. Den sista basiska ugnen, en ugn i Boxholm, lades ner något tidigare samma år.

Numera har båda dessa processer ersatts av basiska syrgaskonverterprocesser eller elektrostålprocesser. I syrgaskonverterprocesserna används ren syrgas i stället för att oxidera (luft – blåsa) bort råjärnets kolinnehåll.


SMEDJORNA UPPHÖR 

År 1845 lyckades metallurgen och bruksdisponenten Gustaf Ekman vid Lesjöfors bruk, uppfinna en koltornsvällugn som drevs av en träkols eller vedeldad gasgenerator.

Denna tekniska innovation gjorde Lancashire smidet både effektivare och billigare dessutom kunde smältstyckena upphettas till så hög temperatur att det blev möjligt att valsa ut dem till stångjärn i stället för att smida ut dem. Därmed kunde man inleda järntillverkning i industriell skala vilket kom att revolutionera järntillverkningen. Flera valsverk anlades på 1850 – talet i kombination med Lancashire smedjor och efter 1860 kom det stora genombrottet. 1861 i Smedjebacken och 1871 i Munkfors.

Försök att i liten skala att smälta järn genom elektrisk uppvärmning hade gjorts redan på 1830-talet. Men det var först genom upptäckten av dynamoprincipen 1867 som man kunde framställa elektrisk energi i tillräcklig mängd för industriell tillämpning i järn- och ståltillverkning. I den äldsta typen, ljusbågsugnen, alstras strålningsvärme av en ljusbåge mellan två elektroder av kol eller mellan en elektrod och det järn som skall smältas. En annan, senare, princip är induktionsugnen där värmen alstras av en stark växelström som uppkommer i smältgodset genom induktion.

Båda typerna av elektriska ugnar utvecklades, under åren kring sekelskiftet och kom att få ökad användning i takt med utbyggnaden av det elektriska kraftledningsnätet.

Från 1862 till 1887 sjönk antalet stångjärnsbruk från 440 till 191 samtidigt som produktionen nästan fördubblades.

År 1887 nådde det härdfärskande järnet sin höjdpunkt med 406 Lancashire härdar vid 113 bruk. Samtidigt fanns 30 vallonhärdar vid 10 bruk, 90 Franche-Comté härdar vid 67 bruk och tre puddelhärdar vid Surahammars bruk. Totalt framställdes 221 000 ton stångjärn i landet.

År 1892 hade stångjärnsproduktionen sjunkit till 218 000 ton och 1913 till 143 000 ton, från 36 Lancashire bruk.

En smed kunde genom hårt arbete vid en Lancashire härd på en timme framställa ca 150 kg smidbart järn medan en bessemer konverter, som betjänades av några få man,
tillverkade 5 000 – 10 000 kg smidbart järn på tredjedelen av denna tid.

Vid järnbruken kom mästersmedernas roll att ersättas av verkmästare med metallurgisk sakkunskap och därmed kom också ingenjörernas intåg inom järnhanteringen.

Skillnaden mellan välljärn och götstål gällde främst kolhalten. Järnet var kolfattigt, mjukt och segt, stålet hade högre kolhalt och var mycket hårdare.

Vid både välljärn – och götstålsprocesserna utgick man från tackjärn

På många håll upphörde man helt att tillverka stångjärn och inriktade sig i stället på försäljning av smältstycken och råskenor (halvfabrikat direkt från mumblingshammaren) 3 x 5/8 tum som sedan klipptes i halvmetersstora bitar.

År 1948 tillverkades vallonjärn bara i Strömbacka och lancashirejärn vid åtta bruk: Iggesund, Boxholm, Gisslarbo, Horndal, Karmansbo, Munkfors, Ramnäs och Strömbacka, och 1964 avslutades Lancashire –och även välljärnets historia när driften vid bruket i Ramnäs lades ner.

 

 

Rättelser och kompletteringar mottar vi varmt och tacksamt

Om du gillar den här sidan och vill stödja vårt arbete är en gåva eller en donation senare, mycket välkommen till Dellenportalens konto 6408-619 968 508 Handelsbanken Delsbo
Du kan även Swisha din gåva till 073-600 42 78

Tack för din gåva – tillsammans kan vi glädja andra

Tack för ditt besök och välkommen åter!

Sammanställt av Åke Nätterö


Tillbaka till toppen till Hedvigsfors-Österbo – till Strömbacka bruk -till Movikens masugn.

Dellenportalen | Åke Nätterö | Anderbo 62 | 824 78 Bjuråker | Tel 0653-600 62

Leave a Reply

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *