Järn är ett grundämne (Fe) som gärna binder sig med andra ämnen och finns lite över allt omkring oss – och i oss. Järnet är också den viktigaste metallen för vår tekniska utveckling. Konsten att nyttja järn kommer från Asien och nådde Skandinavien ca 500 år före vår tideräkning.
Hur tillverkas metallen?
Järn utvinns ur sten som innehåller mycket järn – järnmalm. Den äldsta tekniken att framställa järn innebär att man bränner malmen i en blästerugn som är en enkel ugn med inblås av luft. Får man upp temperaturen tillräckligt högt under tillräckligt lång tid brinner allt organiskt material upp och järnet i malmen smälter ihop till en klump. Denna järnklump är full av så kallad slagg, bland annat från sand och småsten som delvis blivit glas. Med hög värme och hammarslag går det att pressa ut slaggen och slutligen få ett smidbart material.
De stående masugnarna som kom på medeltiden gav ett smält stål utan slagg och kunde framför allt köras kontinuerligt och på så vis ökade produktionstakten. Något utvecklad är det fortfarande samma princip som används vid järnframställning idag.
Vad är det för skillnad på järn och stål?
Järn är ett grundämne och stål är en legering (blandning) av järn och kol. Är kolhalten högre än 0,4% går stålet att härda, annars inte. Den gränsen kan påverkas av andra legeringsämnen som antingen ökar eller minskar härdbarheten. Flera ämnen ger även stålet andra egenskaper som att öka hårdheten eller skydda mot rost. Stål som har en betydande mängd andra ämnen kallas höglegerade stål, medan stål som huvudsakligen består av järn och kol kallas kolstål.
Inom traditionellt smide kallas icke härdbart stål för järn, även om det rent tekniskt är stål. Inom industrin heter det stål oavsett härdbarhet och kolhalt.
Järn har hög duktilitet/förmåga att omformas utan att spricka. Kan böjas, vridas och till viss del pressas samman. Högre kolhalt ger lägre duktilitet vilket innebär att ett stål inte går att böja alls lika långt och knäcks om det tvingas. Det har också en tendens att vilja fjädra tillbaka.
Historik
Järn började tillverkas i Sverige kring 400 – 500 år före vår tideräkning. Det framställdes då av malm som hittades i sjöar och myrar. Malmen brändes i en ugn som ofta gjordes i en grop i marken och drevs med blåsbälgar. Slaggämnen smiddes bort för hand med värme och slägga.
På medeltiden uppfanns masugnen – en stående ugn där järnet smälts och tappas ut nedtill. Ugnen kunde fyllas på med ny malm och nytt bränsle kontinuerligt och på så vis ökade produktionstakten.
Det smälta järnet göts i tackor och kallades därför tackjärn. Detta järn hade en så hög kolhalt att det inte var smidbart utan krävde ytterligare bearbetning, kallad färskning. Under medeltiden började man även bryta malm i gruvschakt istället för att använda malm från sjöar och myrar.
På 1600- och 1700-talet blev svenskarna världskända för sin tillverkning av järn. Detta tack vare vår goda tillgång till järnrik malm och stora skogar som användes för att göra kol till eldning av ugnarna. Dessutom fick vi stor draghjälp av mycket skickliga smeder från andra länder, till exempel Vallonien (motsvarar ungefär nuvarande Belgien).
De svenska framgångarna vände på 1800-talet när England bröt järnmalm och stenkol i gruvor och ledde den industriella revolutionen.
Mot mitten av 1800-talet kom en ny metod, en snabbare och billigare teknik där slutna ugnar användes. Järn framställt med denna metod har kommit att kallas Lanchashirejärn. Idag finns mycket sådant järn kvar i gamla kättingar, vagnshjul med mera och är väldigt populärt att återanvända bland smeder då det är mjukt och tacksamt att smida i.