Verktyg

Tipsa en kompis
Share |

Metallbearbetning

Järnverktyg. Foto: Tekniska museets arkiv.

Järnverktyg. Foto: Tekniska museets arkiv.

Arbetet med metall har en lång historia. Det började med prydnadssaker i koppar eller guld. Sedan lärde vi oss framställa brons och järn. Så småningom möjliggjorde denna utveckling flera tekniska framsteg och den moderna industrin.

Människan upptäcker metall

De första redskapen som människan använde gjordes av trä eller sten. För cirka 9000 år sedan lärde vi oss att både utvinna och bearbeta metall, till att börja med handlade det främst om koppar och guld.  Koppargruvor fanns på berget Sinai i Israel redan år 5000 f. Kr. Metallföremål var på den tiden sällsynta och användes som prydnader eller statussymboler. Tillverkning av redskap och vapen i metall började omkring år 4000 f. Kr i dagens Iran och Sydeuropa. Koppar är en mjuk metall, men de tidiga smederna upptäckte att den kunde härdas genom kallhamring. Kallhamring innebar att man formar metallföremålet utan att hetta upp det.

Drygt tusen år senare upptäcktes nya kopparfyndigheter i området kring den Persiska viken. Kopparn i dessa gruvor var inte ren utan innehöll även nickel och tenn. Det visade sig att detta gjorde att kopparn blev ännu hårdare. Man började då framställa brons genom att blanda koppar och tenn. Smältugnen uppfanns också och människan kunde börja gjuta i koppar. Tidiga smältugnar brukade vara en stor grop i marken som var klädd med lera och fylldes med lager av malm och träkol.

Ett sätt att framställa finare metallföremål av brons utvecklades troligtvis runt 2000 f. Kr. Först tillverkades det önskade föremålet i vax och placerades i en behållare som fylldes med gips. Gipsen stelnade och hettades sedan upp, så att vaxet smälte och rann ut genom metallrör som placerats i gipset. Hålrummet fylldes sedan med smält metall och när den stelnade fick man fram en exakt kopia av vaxföremålet.

Järnåldern

Vi vet inte exakt när människan lärde sig att tillverka järnredskap, men det skedde någon gång mellan år 2500 och 2000 f. Kr. I början använde man sig av meteoritjärn och kvaliteten på de järnföremål som tillverkades då var mycket låg. Det var först runt tusen år senare som ett folkslag, hettiterna, vilka levde nära Svarta havet upptäckte att järnet kunde härdas genom uppkolning. Den här upptäckten kom att bli mycket betydelsefull och innebar början på järnåldern. Yxor, hackor och svärd i järn började tillverkas. Gjutjärn började framställas i Kina runt 500 f. Kr. Det är intressant att notera att den här tekniken nådde Europa först under 1300-talet efter Kr.

Antiken och medeltiden

I antikens Grekland gjordes få betydelsefulla tekniska framsteg. Många viktiga upptäckter fick inte heller någon större spridning. Slaveriet gjorde att man ständigt hade tillgång till billig arbetskraft och det upplevdes inte som nödvändigt att satsa på ny teknik. Vad gäller metallhantering brukade grekerna både järn och koppar som främst användes för militära syften.

Under medeltiden spelade järnbearbetning en mycket viktig roll. Järnmalmen smältes med hjälp av träkol i en smältugn. Den viktigaste innovationen kom under 1400-talet, nämligen masugnen. Den bestod av ett vattenkylt schakt som fylldes med malmen uppifrån medan varm luft blåstes in i den undre delen. Utvinningen av järnet från malmen blev då betydligt effektivare. Masugnar fick energi från vattenkraft. Vattenhjulöppnas i nytt fönster användes dessutom för att driva hammare och stampar som krossade järnmalmen.

Tekniska framsteg under 1600- och 1700-talen

I Västeuropa växte befolkningen under 1600- och 1700-talen. Efterfrågan på järn ökade, vilket innebar att fler tekniska lösningar behövdes. Masugnar blev större, fick bättre bälgar och började byggas i sten. Då kunde de klara av fler påfrestningar och placeras vid kraftiga strömmar, vilket gjorde masugnarna mer effektiva. I Sverige hade järnhantering gamla anor och började redan under 1300-talet i Bergslagen. Under 1600-talet började man utvinna järnmalm i Gästrikeland och Hälsingeland och under 1700-talet byggdes fler järnbruk i Ångermanland och Västerbotten. En av dem som gjorde betydande insatser för svensk industri var köpmannen Louis de Geer (1587-1652). Han investerade en del av sitt kapital för att grunda företag i Sverige. 1618 började man anlägga masugnar i Finspång och bearbeta järnmalm. Järnkanoner började tillverkas. För att förbättra metoderna kallade man in kunniga franska och vallonska (det vill säga de som kom från ett område i Belgien som kallades för Vallonien) bergsmän och smeder. Även mässingsbruk och gevärsfaktori grundades tack vare de Geers investeringar. Så småningom bosatte sig Louis de Geer i Sverige och adlades av den svenska regeringen som tack för sin gärning. Den svenska järnindustrin blev snabbt betydande och 1750 stod Sverige för cirka 30 % av världens järnproduktion.
Järnbearbetning krävde dock stora mängder trä som började bli en bristvara i Europa under den tiden. Även i Sverige gick vedpriserna upp. Energikrisen gjorde att makthavarna började sträva efter bättre kontroll över järntillverkning. Intresse av att hitta effektiva sätt att utnyttja bränsleresurser och finna andra bränslen än träkol växte. Det visade sig att stenkol som hettas upp i en ugn ger ett koncentrerat bränsle, koks. Koks gav tillräckligt hög temperatur för att järnmalmen skulle smälta. År 1709 lyckades engelsmannen Abraham Darby framställa järn med hjälp av koks. Det var ett stort genombrott inom 1700-talets järntillverkning. Fler framsteg gjordes under 1760-talet, när John Smeaton uppfann en blåsmaskin som gjorde att masugnarna kunde hålla ännu högre temperaturer. Tack vare Darbys och Smeatons arbete blev järnet betydligt billigare och av högre kvalitet. Järnet började nu användas på flera nya sätt, bland annat byggdes världens första järnbro 1781, i byn Ironbridge i Storbritannien.

Modell av F.A. Kjellins induktionsugn. TM10931. Foto: Tekniska museets arkiv.

Modell av F.A. Kjellins induktionsugn. TM10931. Foto: Tekniska museets arkiv.

1800- och 1900-talen

Massproduktion började bli möjlig under 1800-talet tack vare tillgången på billigt stål. Flera metoder för ståltillverkning upptäcktes, bland annat Bessemermetoden, Martinprocessen och Thomas-Gilchristprocessen. I Sverige utvecklade och förbättrade Göran Fredrik Göranssonöppnas i nytt fönster Bessemermetoden och med denna framgång grundades svensk stålindustri.
Man var även intresserad av att tillverka stål med hjälp av elektricitet. Många experiment gjordes ibland annat Tyskland, Frankrike, England och Sverige, men framgångarna uteblev. Gustaf Benedicks som ägde bruket i Gysinge ville gärna utveckla metoden och frågade den unge ingenjören Fredrik Adolf Kjellin (1872-1910) ifall han var intresserad av uppdraget. Efter att ha blivit klar med ett annat projekt (Luxlampan som la grunden till företaget Electroluxöppnas i nytt fönster) kom Kjellin till Gysinge på sommaren 1899. Problemet med tidigare försök att framställa stål i en elektrisk ugn var att elektroderna som användes då kunde förorena stålet. Kjellins idé var att bygga en induktionsugn, där järnet som skulle smältas omgavs av en spole som utsattes för växelström. Detta skapade ett magnetfält som i sin tur gjorde att även järnet utsattes för elektrisk ström som gav värme. Efter många misslyckade försök lyckades Kjellin och hans medarbetare med elektroframställningen av stål för första gången i världshistorien. Detta skedde på våren 1900. Stålprover skickades till både Stockholm och London och väckte beundran. Det nya stålet såldes i hela världen och kom att heta Gysinge Electro-Steel. Tekniska museet har modellen av Kjellins induktionsugn i sina samlingar och köpte originalet redan under 1920-talet. Det står dock kvar i Gysinge.

Alexandra Selivanova

Källor:

Bosse Sundin. Den kupade handen. Helsingborg 2004.

Staffan Hansson. Teknik-historia: teknikhistorisk översikt från äldsta tid fram till 1900-talet. Luleå 1987.
http://jernbruk.ifokus.se

Senast uppdaterad: 2011-10-17

Hitta hit

Museivägen 7, Gärdet i Stockholm.
Buss 69 till Museiparken.

Vackra promenad- och cykelvägar utmed Djurgårdsbrunnskanalen.

Öppettider & priser

Alla dagar kl 10 – 17. Ons till kl 20
Bibliotek & arkiv: boka tid

Barn 0 – 6 år gratis | 7 – 19 år: 40 kr
Vuxen: 120 kr

Grupp- och andra rabatter

Kontakt

Tekniska museet
Box 27842 | 115 93 Stockholm
Tel: 08-450 56 00

info[at]tekniskamuseet.se

Kontakta medarbetare