Metalliska Material

Agendasteg 5. Öka resurseffektiviteten

Att se till att råvaror och energi används mest effektivt är utan tvekan en vinnande strategi i framtidens samhälle. Det omfattar allt ifrån smartare applikationer understödda av förbättrade produkter, via effektivare produktion och ökad användning av restprodukter till klok användning av viktiga resurser såsom metaller, mineraler och vatten.

2 juni, 2014 • 11 minuters läsning

Metalliska material har fördelen att de kan återvinnas, teoretiskt i all oändlighet. För både stål och aluminium är graden av återvinning, och kvaliteten på det återvunna materialet, av stor vikt för den totala resurseffektiviteten. Förbättrade återvinningstekniker och -system som ser till att metalliska material cirkulerar på ett så bra sätt som möjligt i kretsloppet är därför ett prioriterat område. Här arbetar återvinningsindustrierna efter en viktig strategisk agenda.

Bättre kunskap om hur en råvara kan substitueras med en annan, och hur råvaror och energi kan substituera varandra gör det möjligt att i varje läge välja den mest effektiva vägen till målet. Genom att utnyttja ny kunskap från materialutveckling och funktionskrav och utveckla allt bättre mät- och styrmetoder, baserade på modern it och anpassade till de människor som ska använda dem, kan processteg optimeras för högre utbyten och effektivare energi- och materialanvändning. Det innebär inte bara att använda energi effektivt i ett specifikt processteg, utan framför allt att kunna identifiera rätt systemgränser, och för det krävs insikt om hur energi och material flödar mellan olika processteg. Möjligheten att cirkulera olika material i processerna har ytterligare potential.

Det gäller även möjligheten att ta till vara användbara metaller och flera intressanta metoder för metallåtervinning har utvecklats på senare år. Stigande råvarupriser ökar utrymmet att prova nya tekniker för utvinning och rening.

Metallframställning använder mycket energi. En del av denna omvandlas till restenergi av lägre kvalitet. Att till exempel se till att temperaturen hos bortförd värme är så hög som möjligt ökar möjligheten att återanvända värmens energi.

Men kanske viktigast av allt är att kunna se det stora perspektivet. För att minimera det totala resursutnyttjandet när vi människor tar en viss funktion i bruk behövs insikt om hur resurser används i hela kedjan, och insikten behöver omsättas i åtgärder där de gör verklig nytta. Det är fullt tänkbart att resurseffektiviteten blir högre om ett material tillverkas med ökade insatser av energi och råvaror, genom att det då uppnår högre effektivitet senare i kedjan. Starkare material för lättare fordon eller förbättrat korrosionsskydd för längre livslängd är triviala exempel. För att förstå mer komplexa samband och därmed undvika suboptimeringar krävs förbättrade modeller över var och när olika resurser tas i anspråk och i vilka mängder.

Målet är att industrin ska sätta in nödvändiga resurser så effektivt som möjligt för att skapa största möjliga resurseffektivitet i ett livscykelperspektiv. Ett sätt att öka den totala resurseffektiviteten är att utnyttja restprodukternas och restenergiernas fulla potential. För att utnyttja dessa möjligheter krävs dock vidare systemgränser, samarbete över branscher och i vissa fall förändrad lagstiftning.

Målet är att svensk metallindustri ska vara globalt ledande på att använda alla resurser på ett sådant sätt att största möjliga resurseffektivitet i ett livscykelperspektiv uppnås.

Att jordens tillgångar är begränsade står klart för allt fler. Vi är för vår överlevnad beroende av naturresurser såsom metaller, mineraler, bränslen, vatten, mark, ren luft och biologisk mångfald. EU har lagt fast medel- och långsiktiga mål för ett resurseffektivt Europa inom ramen för Europa 2020-strategin för smart och hållbar tillväxt för alla. Nu finns en långsiktig vision för ett resurseffektivt Europa 2050 och mål för 2020, som visar vad som behöver göras för att gradvis uppnå resurseffektivitet och hållbar tillväxt. Viktiga huvudområden gäller förbättrade produkter, främjande av effektiv produktion, förvandling av avfall till resurs, forskning och innovation, hållbar användning av viktiga resurser såsom metaller och mineraler, vatten, mark, luft och ekosystem. Metalliska material är även i hög grad kopplade till utveckling av byggnader och rörligheten, två av tre särskilt utpekade nyckelsektorer i EU-arbetet.

I materialframställning används en rad olika resurser, som malmer och mineraler, skrot och energi, vatten och luft, och människors intellektuella och fysiska arbete. Nya material ställer nya och större krav på processerna. Att snabbt hitta den mest resurseffektiva produktionen för nya, avancerade material, är alltså en viktig forskningsfråga.

Precis som att grundläggande förståelse för processerna är avgörande för att kunna köra dem flexibelt är det avgörande för att kunna köra dem resurseffektivt. Därför är forskningsfrågorna av likartad karaktär. Det som skiljer är oftast tidsskalan: Medan ökad flexibilitet snarast är en affärsstrategisk fråga är resurseffektivitet en fråga som måste vara närvarande i det dagliga arbetet.

Här gäller till exempel att alltid kunna hitta bästa möjliga avvägning mellan efterfrågad kvalitet och processens resurseffektivitet avseende material, energi och exergi, men även mänskliga resurser och tid.

Utöver de primära produkterna – metaller av olika former och kvalitéer – produceras restprodukter i många former, till exempel slagg, glödskal, sliprester, damm, överskottsand och stoft av olika sammansättningar, och utsläpp sker till den omgivande miljön. I detta avsnitt behandlas material- och energieffektivitet. Ofta är det samma sak, men inte alltid.

Materialeffektivitet

För att öka materialeffektiviteten krävs att råvaruberoendet minskas genom att mängden jungfruliga råvaror per tillverkad enhet minskas. Initiativet SPIRE, ett så kallat Public Private Partnership (PPP) för process- och mineralindustrin inom EU, har till exempel satt som mål att minska användning av icke-förnybara, primära råmaterial med upp till 20 procent jämfört med dagens nivåer. Att hushålla med råvaror i processerna och på så vis minska förbrukningstalen är även en nyckel till god energihushållning och god driftsekonomi. Råvaruhushållning, återanvändning av restprodukter, smarta materialval i konstruktioner samt utveckling och förnyande av tillverkningsprocesserna är hörnstenar för en förbättrad material-effektivitet.

Användning av vatten är en annan miljöaspekt vilken identifierats som kritisk för sektorn på Europanivå med krav på effektivisering och bättre hushållning. En ökad resurseffektivitet är nödvändig, samtidigt bör de olika geografiska förutsättningarna beaktas. Det finns också behov av att utveckla och anpassa verktyg kopplade till ekosystemtjänster som ger ny kunskap och medvetenhet om risker och möjligheter att bedriva verksamhet.

Tillgång av vatten är en ekosystemtjänst som vår industri är helt beroende av för kylning och andra processer. Företagen behöver därför införliva begreppet i sina verksamheter för att bättre kunna hantera risker. Anpassning och utveckling av metoder för att införa ekosystemtjänster i företagens verksamhet blir ett viktigt område.

Processerna

Att öka utbytet – det vill säga den andel av insatt material som faktiskt blir slutprodukt – är en ständig strävan i alla processindustrier. Genom att påverka reaktionsförlopp så att de drivs i önskad riktning kan man uppnå ökat utbyte och därmed förbättrad resurseffektivitet. Förluster av råmaterial, till exempel via avgaser, kan minska. Även utveckling av produktionsutrustning är en viktig faktor. Om exempelvis en brännare eller lans modifieras så att förbränningseffektiviteten ökar samtidigt som processen stabiliseras kan högre energieffektivitet uppnås.

Utvecklingen av olika mättekniker för att på så sätt övervaka och styra processerna för att öka dessas prestanda och tillförlitlighet måste därför fortsätta. Att ta fram bättre mätinstrument inklusive direkta och indirekta mätmetoder är centralt för att öka resurseffektiviteten i processerna. Genom att göra mätdata tillgängliga för beräkningar och modellereringar kan vi öka förståelsen om de förlopp som pågår i processutrustningarna, och öka graden av automatisering. Övervakningen av tillverkningsprocesserna bygger på provtagning som normalt sett utförs intermittent. Med ökad processkännedom minskar behovet av att stanna processen för provtagning och därmed minskar både material- och energiförluster.

Konstruktion och materialval

Produkternas konstruktion och smarta materialval i konstruktionerna kan minska den totala belastningen på naturen genom att en mindre råvarumängd per tillverkad enhet förbrukas eller genom att produkternas livslängd ökas. I EU:s färdplan för ett resurseffektivt Europa har ökad resurseffektivitet inom bygg- och transportsektorerna särskilt lyfts fram. Om det rör sig om rörliga konstruktioner kan avsevärda mängder drivmedel sparas genom rätt konstruktion i rätt material. Att redan i konstruktionsarbetet ta hänsyn till vad som kan uppnås med nya material och materiallösningar kan minska behovet av råvaror avsevärt. Livscykelanalyser för miljöpåverkan (LCA) liksom för de samlade ekonomiska konsekvenserna (LCC) av olika materialval blir allt viktigare att genomföra för att förstå var åtgärder bäst sätts in, och vilka de är. Begrepp som LCT (Life Cycle Thinking) bör värderas vid produktframtagningsarbete. Pulvermetallurgiska lösningar, där materialspillet är betydligt mindre än vid konventionell tillverkning, eller användande av speciallegeringar, till exempel rostfritt stål som initialt visserligen kräver stora andelar jungfruliga råvaror per tillverkad enhet men som i gengäld erbjuder långa livslängder, kan vara optimala materialval utifrån ett livscykelperspektiv även om de innebär att mera resurser används i tillverkningsprocessen.

På motsvarande sätt kan höghållfasta gjutjärn kräva mer energi i tillverkningsfasen vilket mångfalt kompenseras under produktens användningsfas.

Att ha kunskapen och förmågan att erbjuda kunden hjälp att genom kloka konstruktions- och materialval, kanske nyutvecklade material, hitta lösningar som verkligen reducerar den samlade miljöbelastningen kommer att innebära stora mervärden.

Restprodukter

Svensk metallindustri medverkar till ökad resurseffektivitet genom att på ett marknadsmässigt och miljömedvetet sätt nyttiggöra sina restprodukter. Det är egenskaperna hos den slutliga produkten som är det viktiga, inte materialets ursprung. Alla material ska ha samma förutsättningar i ett givet sammanhang.

Användandet av restprodukter, där det ur miljösynpunkt är lämpligt, till exempel sot, slam, slagg och stoft bör öka för att minska beroendet av jungfruliga material och öka materialeffektiviteten. Att helt förhindra uppkomst av avfall är en långsiktig målsättning – om än närmast ouppnåbar.

Ungefär 80 procent av de restprodukter som produceras vid järn- och ståltillverkning under 2010 användes, på olika sätt, genom försäljning, återvinning av metaller i stoft och slagg eller intern återföring till processerna. Det finns stora utvecklingspotentialer i att utveckla användningsområden för dessa material så att största möjliga resurseffektivitet nås samtidigt som miljöbelastningen minskar. Det finns en rad användningsområden som ännu inte är speciellt utvecklade i Sverige, till exempel är användningen av slagg som råvara vid cementtillverkning mycket mindre i Sverige än i många andra länder inom EU.

Inom gjuteriindustrin består restprodukterna av till exempel överskottssand, slagg och olika typer av stoft.

Här är dock bekymret med små enheter än större. Detta ställer särskilda villkor i form av hur stora kostnader som varje enskilt företag kan klara av för behandling av restprodukten.

Energieffektivitet

Metalltillverkning är energiintensiv. Stora mängder koks och kol förbrukas i reduktionsprocesserna, el används för utvinning av aluminium ur bauxit, skrotsmältning och drift av valsverk och används tillsammans med olja, gasol och naturgas i värmningsugnar, värmebehandlingsugnar och till förvärmning av metallurgiska kärl. Dessutom krävs stora mängder el vid tillverkningen av den vätgas som används i vissa värmebehandlingsugnar.

Att förnya och förbättra utnyttjandet av de metallurgiska processerna så att energianvändningen effektiviseras är ett ständigt och långsiktigt mål. Insatser för att minska energianvändningen vid järnverken i Sverige finns dokumenterade ända sedan 1830-talet. Sedan 1900-talets början har energianvändningen per ton tillverkat stål sjunkit med cirka 75 procent, men fortfarande finns mycket mer att göra. EU har inom arbetet med Horizon 2020 satt som mål att minska användningen av fossila energislag med upp till 30 procent jämfört med dagens nivåer. EU:s 20/20/20 mål stipulerar också att energianvändningen skall effektiviseras med 20 procent. Utveckling av alternativa råvaror för tillverkning av koks samt alternativa reduktionsmedel i masugnsprocessen kommer att bli viktiga delar inom det arbetet.

En förbättrad energieffektivitet med ett brett perspektiv kan uppnås på olika sätt.

Förbättrat materialutbyte
Ökad produktivitet
Överhoppade processteg och värmningar
Rationellare produktion
Förbättrade egenskaper hos den färdiga produkten
Energieffektivisering hänförbar till insatsvaror
Förbättrat utnyttjande av restenergier och -produkter
Organisatoriska förändringar

Smältning av metaller kräver stora energimängder, även om skillnaderna mellan olika processer och verk kan vara stora. Olika insatsråvaror är olika energikrävande men kunskapen om dem är fortfarande för låg för att verken ska kunna styra produktionen efter detta. Det kanske viktigaste målet vid smältningsoperationen är att tids- och energiåtgång samt metallens kemiska sammansättning ska vara förutsägbara storheter. Produktiviteten spelar också stor roll för energiförbrukningen eftersom så kallade tomgångsförluster står för en betydande del av tillverkningsprocessens samlade energiförluster.

Gemensamma processer för både malm- och skrotbaserad ståltillverkning är efterbehandling av stålsmältan i gjutskänk samt gjutning. Val av metod och teknik för skänkbehandling och gjutning är avgörande för applikationens prestanda och materialnytta.

Möjligheter till framtida legeringsutveckling via befintliga modeller (inom till exempel ICME) är begränsade om detta sker utan koppling till industriförsök. Säkerheten hos de teoretiska data som ligger till grund för beräkningar som görs idag kan förbättras genom att utnyttja faktiska mätdata från industriförsök som verifieringsunderlag. Ett långsiktigt uppbyggande av verifierande data för framtida simuleringar förbättrar modellverktygens prestanda och innebär större möjligheter till ökad konkurrenskraft genom bättre produktkvalitet. Bättre verktyg för att förutsäga inneslutningars inverkan på legeringars egenskaper ger på sikt energi- och miljöbesparingar i form av det färre antal försökscharger som krävs vid framtagandet av nya produkter.

Vid bearbetning eller värmebehandling behöver rätt temperatur uppnås med minsta möjliga energiinsats och snabbast möjliga förlopp för att få maximal effektivitet. Höga temperaturer, i fallet stål uppåt 1300 grader, flöden av gaser och materialets ibland snabba förflyttning under värmningsprocessen, kräver beröringsfri temperaturmätning och noggranna modeller av ugnsrummets temperatur- och gasflöden, för att få en mer precis styrning av förloppen.

Restenergier

Inom metallindustrin finns stora mängder lågvärdig restenergi som idag inte finns ekonomiskt försvarbar teknik för att ta vara på. Exempel på detta är att ämnen ofta kyls snabbt från höga temperaturer för att uppnå de strukturella egenskaper som eftersträvas, eller för att säkra hög produktivitet. Det innebär att stora delar av den värme som tillförts åter måste transporteras bort. Ofta handlar det 400-1000 grader som omvandlas till en temperaturstegring på bara några grader i vatten. Stora kylmediemängder krävs och den låga temperaturen gör restenergin näst intill oanvändbar. Nya tekniker för effektiv kylning där en betydligt större del av energin kan tas tillvara behöver utvecklas för att öka värmebehandlingsprocessernas energieffektivitet samt minska behov och rening av kylvatten. Även i tillämpningar där kylprocessen inte kräver snabbhet, bör energi som skall avlägsnas omvandlas till nyttig energi.

Det mätbara målet för området är:

Företagens bidrag till resurseffektiviseringen i samhället har ökat med 30 procent inkluderat hela livscykeln.

Agendasteg 5. Öka resurseffektiviteten PDF

Analys

Vad blir stålets nästa försprång?

AI och bättre modeller kan göra materialutvecklingen snabbare och tillverkningen mer träffsäker. Men när fler får tillgång till samma verktyg blir frågan vad som ska ge svensk stålindustri ett försprång. Under Jernkontorets forskningsjubileum återkommer behovet av att koppla samman hela kedjan, från råvara till användning. Samtidigt väcks en fråga för den gemensamma forskningen: hur mycket kommer företagen att vilja dela med sig av sina data?

Mats Janson 22 oktober, 2026 • 11 minuters läsning

Hundra års samarbete har byggt upp kunskap som flera företag kan använda. Men om framtidens beräkningsverktyg blir tillgängliga för allt fler kan företagens egna data få större betydelse för konkurrenskraften. Det kan också göra dem mer försiktiga med vad de delar.

Eva Lindh Ulmgren, Alleima, lyfter frågan under det avslutande panelsamtalet vid Jernkontorets jubileumsseminarium den 20 oktober. Om många får tillgång till liknande modeller och AI-verktyg, vad gör då det enskilda företaget unikt? En möjlig skillnad ligger i informationen från den egna tillverkningen och kunskapen om hur produkterna fungerar hos kunderna.

Det är en möjlig spänning i den fortsatta forskningssamverkan. Verktygen kan göra det lättare att använda kunskap, samtidigt som värdefulla data blir något företagen vill skydda.

Under dagen presenterar företrädare för Jernkontorets 14 teknikområden sina forskningsbehov och framtidsbilder, med sikte mot 2040. I panelen blickar Eva Lindh Ulmgren, Eva Pétursson från SSAB, Petter Damm från Uddeholm och Rose-Marie Yttergren från Höganäs vidare mot 2050.

Frågorna skiljer sig mellan metallurgi, valsning, analys och produktutveckling. Ändå framträder den gemensamma ambitionen att förstå hur det som händer i ett led påverkar nästa, och använda den kunskapen för att tillverka bättre produkter med mindre resursåtgång.

Nya råvaror förändrar fler än en process

För metallurgin innebär omställningen förändrade förutsättningar redan vid råvaruintaget. Olle Sundqvist, Alleima, beskriver hur nya järnbärare och en ökad användning av återvunnet material ställer andra krav på processerna.

Det handlar bland annat om att förstå hur olika råvaror påverkar energibehov, legeringsutbyte och kvalitet. Frågorna försvinner inte med nya ugnar eller bättre databehandling. Hans bedömning är att industrin även 2040 kommer att arbeta med klassiska metallurgiska problem, men med mer avancerade verktyg.

Förändringarna fortsätter genom tillverkningen. Karin Hansson, Alleima, lyfter behovet av att anpassa gjutningen till nya råvaror och specialstålsorter. Inom stång- och profiltillverkning beskriver Kalevi Vainikainen, Fagersta Stainless, hur större variation i råvarornas sammansättning kan kräva bättre processkontroll för att slutprodukten ska hålla jämn kvalitet.

Även materialen som uppstår vid sidan av stålet förändras. Jonas Larsson, Höganäs, pekar på att nya processer och insatsvaror kan ge andra restproduktflöden och egenskaper. Befintliga användningsområden kan därför behöva omprövas, samtidigt som nya möjligheter öppnas.

För teknikområdet Restprodukter är målet att bättre ta vara på materialens specifika egenskaper. Men det kräver mer än en teknisk lösning. Materialen behöver också uppfylla miljö- och säkerhetskrav och accepteras av användarna.

Sett tillsammans visar presentationerna att ett råvarubyte får följder långt utanför smältningen. Det påverkar vad laboratorierna behöver analysera, hur stålet kan bearbetas och vilka andra material som går att återvinna eller sälja.

Olle Sundqvist presenterar framtidsfragor for metallurgin — Olle Sundqvist, Alleima, presenterade framtiden för teknikområdet Metallurgi. Foto: Pia Nordlander.

Från enskilda modeller till en sammanhängande kedja

Digitaliseringen ger möjligheter att hantera dessa samband. Men flera presentationer beskriver ett avstånd mellan lyckade försök i enskilda processer och en tillverkning där informationen följer materialet genom hela kedjan.

Inom teknikområdet Digitalisering lyfts behovet av att koppla data till den smälta, det ämne eller den produkt som faktiskt bearbetas. Information från ett tidigare steg ska kunna användas när nästa process ställs in.

Det kräver både fungerande informationshantering och samarbete över organisationsgränser. Jernkontorets beskrivning av teknikområdet betonar också att nyttan av tekniken beror på hur ledarskap och organisation utvecklas.

Jonas Lagergren, SSAB, beskriver en närliggande uppgift för band- och plåttillverkningen: att föra samman modeller för flera processteg, exempelvis varm- och kallvalsning. Varje del behöver förstås, men också hur delarna påverkar varandra.

Pontus Hydén, Höganäs, för samma resonemang om ugnarna. En ugn kan inte optimeras enbart utifrån det som händer inne i den. Hänsyn behöver tas till materialets tidigare behandling och till vad som ska ske efteråt. Samtidigt måste elektrifiering och nya bränslen fungera med kraven på temperatur, kvalitet och kostnad.

I panelsamtalet beskriver Eva Pétursson möjligheten att kombinera fysikaliska modeller med data från produktionen och kundernas användning. Ambitionen är att knyta samman materialets mikrostruktur, tillverkningsprocesserna och egenskaperna i den färdiga produkten. En sådan modellkedja skulle kunna hjälpa industrin att förutsäga hur ett material beter sig och hur länge det fungerar i en viss tillämpning.

Mätningen måste gå att lita på

För att modellerna ska bli användbara behöver industrin kunna mäta rätt saker med tillräcklig noggrannhet.

Karin Hansson uttrycker vikten av att sensorer och modeller måste fungera i gjutningens krävande miljö. Hon visar också på grundforskningens betydelse: en digital beskrivning av processen behöver bygga på förståelse för de fysikaliska fenomen som faktiskt styr den.

Helena Ekström, SSAB, visar hur konkret kopplingen mellan analys och beslut är. Laboratorierna undersöker råvaror, processprover och färdiga produkter. I vissa delar av verksamheten behöver svaret komma inom några minuter. Samtidigt kan osäkerhet i analysen påverka både kvalitet och kostnad. Mer automation får därför inte ske på bekostnad av noggrannheten. Hennes framtidsbild handlar också om att digitalisering och automation kan avlasta personalen från återkommande moment och frigöra tid för mer kvalificerat analysarbete.

Inom oförstörande provning beskriver Anders Björk, Ovako, hur resultaten kan användas för mer än att avgöra om en produkt är godkänd. Genom att koppla provningsdata till tillverkningen kan företagen försöka förstå vilka tidigare förhållanden som har gett upphov till fel. Målet att utveckla provningen från slutkontroll till stöd för processtyrning finns också i teknikområdets verksamhetsbeskrivning.

Detta ger en viktig precisering av dagens tal om datadriven industri. Att samla in information är ett första steg. Nästa är att förstå vad den betyder och vilket beslut den ska förbättra.

Eva Lindh Ulmgren återkommer till behovet av att fortsätta utveckla materialanalysen. AI kan hjälpa till att hitta samband i tillgängliga data, men forskningen behöver också tillföra nya observationer och ny kunskap.

Snabbare utveckling kräver kundernas medverkan

En återkommande förväntan är att modeller och AI ska korta tiden från materialidé till användbar produkt.

Thomas Müller, SSAB, beskriver behovet av att utveckla stålsorter i takt med kundernas förändrade produkter. Materialutvecklingen behöver bli snabbare, samtidigt som stålet måste kunna tillverkas och uppfylla kraven i användningen.

Anders Östlund, Alleima, pekar på möjligheten att förena kunskap om legeringssammansättning, mikrostruktur, korrosion och svetsning i mer tillförlitliga materialmodeller. Företagen har samlat stora mängder information genom åren. En framtida uppgift är att göra den användbar i utvecklingen av nya material.

Anders Ostlund presenterar framtidsfragor for rostfria stal — Anders Östlund från Alleima presenterade framtiden ur perspektivet Rostfria stål. Foto: Pia Nordlander.

I panelen beskriver Eva Lindh Ulmgren hur krävande tillämpningar inom bland annat energi och rymd kan driva utvecklingen. Material behöver tåla högre temperaturer, högre tryck eller andra belastningar. Hennes bedömning är att kundrelationen därmed också förändras.

– Nu köper kunder egenskaper, säger hon och menar att de på sikt, i större utsträckning, kommer att köpa lösningar, där funktion och livslängd får en tydligare plats. Det kräver att materialtillverkare och användare utvecklar kunskapen tillsammans.

Det räcker heller inte att ta fram ett material snabbare om kunderna inte kan bedöma om det är säkert och tillförlitligt i deras verksamhet. Hon lyfter digitala modeller av materialets beteende och åldrande som ett möjligt stöd för att introducera nya material i tillämpningar med höga säkerhetskrav.

David Eidhagen, Alleima, berör samma möjlighet från rörtillverkningens perspektiv. Bättre modeller av produkten och dess tillverkning kan på sikt också ge ett bättre underlag för att diskutera hur röret fungerar hos kunden.

Thomas Muller presenterar framtidsfragor for stalutveckling och applikationer — Thomas Müller från SSAB gav sin framtidsvision för teknikområdet Stålutveckling och applikationer. Foto: Pia Nordlander.

När kunskapsförsprånget utmanas

Petter Damm för diskussionen vidare till vad nya beräkningsmöjligheter skulle kunna betyda för konkurrensen. I ett långsiktigt scenario ser han möjligheter att kombinera AI med kvantteknik för att undersöka komplexa materialsystem.

Det är en framtidsspaning. Men frågan han ställer är relevant redan när mer tillgängliga verktyg börjar förändra utvecklingsarbetet: hur försvarar ett etablerat företag sitt försprång om även mindre aktörer kan få tillgång till avancerad materialmodellering?

Eva Lindh Ulmgren ser företagens egna data som en möjlig konkurrensfördel. Samtidigt befarar hon att just det kan göra samarbete svårare. Om värdet ligger i att använda gemensamt tillgängliga verktyg på unik information blir det mer känsligt att öppna den informationen för andra.

Där möter framtidsdiskussionen kärnan i hundraårsjubileet. Gemensam forskning bygger på att företagen hittar frågor som de tjänar på att undersöka tillsammans. Med mer datadrivet utvecklingsarbete kan gränsen mellan gemensam kunskap och företagsspecifik information behöva dras på nya sätt.

Panelen ger inget färdigt svar på hur det ska ske. Däremot återkommer betydelsen av nära kundrelationer, materialkunnande och samarbete längs värdekedjan. Tillgång till en modell är en del av arbetet. Företaget måste också kunna tillverka materialet, förstå användningen och leverera det som kunden behöver.

Eva Petursson och Petter Damm i panelsamtal om stalindustrins framtid — Eva Pétursson och Petter Damm ingick i panelen som bidrog med framtidsspaningar. Foto: Pia Nordlander.

Olika bilder av den globala marknaden

Teknikutvecklingen sker dessutom på en marknad vars framtida struktur paneldeltagarna bedömer olika.

Eva Pétursson uttrycker en förhoppning om att världen åter ska bli mer globalt sammanlänkad. Samtidigt behöver företagen anpassa sig till de förhållanden som råder nu.

Eva Lindh Ulmgren är mindre övertygad om en återgång. Hon beskriver hur kunder i bland annat Kina och Indien efterfrågar lokal tillverkning. När sådana värdekedjor väl har byggts upp tror hon att utvecklingen kan bli svår att vända.

Det kan påverka hur företagen organiserar både produktion och kompetens. Att samla verksamhet ger fördelar, men närhet till marknaden kan kräva andra lösningar.

Hon varnar också för att utgå från att svenska tillverkares kvalitetsförsprång består. Hennes bedömning är att konkurrenter i Kina och Indien utvecklas snabbt och att företagen därför måste fortsätta förbättra sig.

– Men vi får inte bli så självgoda, säger hon.

Kompetensen måste utvecklas med verktygen

Rose-Marie Yttergren ser en framtid där nya användningsområden och andra råvaror behöver hanteras tillsammans med ett bredare hållbarhetsarbete. Men hon påminner också om att framtidens forskning kan bygga på sådant som redan har undersökts och senare lagts åt sidan. Förändrade förutsättningar kan göra äldre spår intressanta igen.

Det kräver både bevarad kunskap och beredskap att lära nytt.

Samma behov återkommer i teknikområdenas presentationer. Helena Ekström beskriver risken att laboratorier förlorar erfarenhet när kunniga medarbetare slutar. Joachim Törnfeldt, Hjulsbro Steel, lyfter betydelsen av att hålla forskning och utbildning inom trådteknik levande, samtidigt som tillverkningen behöver automatiseras och effektiviseras.

Petter Damm menar att industrin också behöver bli bättre på att ta till vara de färdigheter som yngre medarbetare för med sig, inte minst när det gäller att använda digitala verktyg. Rekrytering handlar då både om att väcka intresse för branschen och om att skapa arbetsuppgifter där nya kunskaper faktiskt får användas.

Genom presentationerna löper därmed en mer krävande uppgift än att införa enskilda digitala verktyg. Mätningar måste vara tillförlitliga, modellerna måste beskriva relevanta samband och resultaten måste kunna användas i tillverkningen. Kompetensen behöver finnas för att bedöma när de fungerar och när de ger missvisande svar. Det är i dessa kopplingar som mycket av den framtida forskningsnyttan finns. Samma samband mellan kemi, process, struktur och egenskaper behöver fortfarande förstås. Och slutprodukterna behöver möta verkliga behov hos kunderna. Nästa försprång måste byggas hela vägen från förståelsen av materialet till nyttan hos kunden.

Goran Carlsson staller en fraga under Jernkontorets jubileumsseminarium — Göran Carlsson, en engagerad frågeställare under jubileumsseminariet. Foto: Pia Nordlander.

Fjorton teknikområden blickar framåt

Jernkontorets gemensamma forskning är organiserad i 14 teknikområden, TO. Här sammanfattas de viktigaste framtidsfrågorna från presentationerna under jubileumsseminariet. Översikten återger talarnas prioriteringar och framtidsbilder, inte en gemensamt beslutad färdplan.

Teknikområde	Frågor som lyfts inför framtiden
TO 23 Metallurgi	Anpassa processerna till nya järnbärare och mer återvunnet material. Bättre mätning och modeller ska stödja styrningen av bland annat energi, legeringsutbyte och stålets renhet.
TO 24 Gjutning och stelning	Gjutningen behöver klara förändrade råvaror och mer avancerade stålsorter. Robusta sensorer och bättre förståelse för flöden och stelning ska bidra till färre defekter.
TO 31 Band och plåt	Koppla samman modeller för flera bearbetningssteg. Bättre mätning och simulering ska underlätta tillverkningen av alltmer krävande material med rätt form, yta och egenskaper.
TO 32 Stång och profil	Öka processernas flexibilitet och stabilitet när materialens sammansättning varierar. Bättre förståelse för uppvärmning och valsning ska minska förluster och säkra kvaliteten.
TO 33 Tråd	Optimera samspelet mellan material, smörjning, kylning och verktyg. Automation och återkoppling från sensorer ska effektivisera dragningen, samtidigt som forskning och kompetens behöver säkras.
TO 34 Rör	Förena operatörernas erfarenhet med mätbara samband och modeller, exempelvis vid riktning. Målet är bättre förutsägbarhet och processer som kan anpassas till materialets variationer.
TO 41 Stålutveckling och applikationer	Utveckla material snabbare utifrån kundernas krav. Frågor som väteförsprödning, korrosion, formbarhet och utmattning behöver kopplas till hur produkterna ska användas.
TO 43 Rostfria stål	Utveckla mer tillförlitliga modeller för sambanden mellan sammansättning, mikrostruktur och egenskaper. Historiska data och nya analyser ska ge stöd för effektivare materialutveckling.
TO 44 Oförstörande provning och mätteknik	Använda provningsresultat för att förbättra tillverkningen, utöver att kontrollera slutprodukten. Kopplingen mellan detekterade fel och tidigare processförhållanden är central.
TO 45 Analytisk kemi	Utveckla analyser för nya råvaror och material utan att förlora noggrannhet när arbetet automatiseras. Referensmaterial, kvalitetssäkring och överföring av erfarenhet förblir viktiga.
TO 51 Energi- och ugnsteknik	Utveckla kostnadseffektiv elektrisk uppvärmning och användning av alternativa bränslen. Ugnarnas styrning behöver ta hänsyn till både tidigare och efterföljande processteg.
TO 55 Restprodukter	Hitta användningar där sekundära råvarors egenskaper ger nytta. Förändrade materialflöden kräver kunskap, spårbarhet och kvalitetssäkring samt uppfyllda miljö- och säkerhetskrav.
TO 60 Digitalisering	Gå från lösningar för enskilda maskiner till sammanhängande informationsflöden. Datahantering, digital spårbarhet och samarbete mellan teknik, organisation och människor blir avgörande.
TO 80 Pulvermetallurgi	Förbättra karakterisering, renhet och kontroll genom kedjan från pulver till komponent. Standardisering, återvinning och kunskapsöverföring ska också underlätta fler användningsområden.

Reportage

Hundra år av kunskap i stålet

Nya stålsorter, effektivare processer och möjligheten att undersöka materialets minsta beståndsdelar har förändrat svensk stålindustri. Samtidigt har arbetet och samhällena kring verken omformats. När Jernkontoret uppmärksammar hundra år av gemensam forskning visar Olle Wijk, Maths Isacson och Bevis Hutchinson hur utvecklingen har gått till, och varför nästa steg fortfarande kräver förståelse för både material och människor.

Mats Janson 22 oktober, 2026 • 9 minuters läsning

En mikroskopbild från 1926 visar stålets struktur i tretusen gångers förstoring. Nästan ett sekel senare tycker Bevis Hutchinson fortfarande att bildkvaliteten håller måttet. Forskarna hade lärt sig att slipa, polera och etsa fram strukturer som annars var osynliga.

Bilden ingår i hans tillbakablick vid Jernkontorets jubileumsseminarium i Stockholm den 20 oktober. Den påminner om att stålforskningens historia också är en historia om att göra materialet möjligt att undersöka. Vad händer när stålet värms, deformeras och kyls? Vilka partiklar finns inuti det? Varför håller ett material för en viss belastning medan ett annat brister?

Under dagen beskriver också metallurgen Olle Wijk hur nya processer har förändrat tillverkningen. Maths Isacson, professor emeritus i ekonomisk historia vid Uppsala universitet, följer förändringen ut genom verksportarna till bostäderna, familjerna och brukssamhällena. Bevis Hutchinson, forskare vid Swerim och verksam inom materialforskningen i fem decennier, visar hur instrumenten har gjort allt fler samband synliga.

Tillsammans ger deras berättelser en bild av en industri där framstegen har krävt att material, tillverkning och kunskap utvecklas samtidigt.

Samarbete i en tid av kris

När Jernkontorets gemensamma forskning fick sin nya organisation 1926 hade svensk järn- och stålindustri gått igenom svåra år. Maths Isacson beskriver en period av nedläggningar, sammanslagningar och konflikter på arbetsmarknaden. För de anställda och orterna kring bruken var industrins fortsatta utveckling långt ifrån självklar.

Det tekniska samarbetet inom Jernkontoret var då redan gammalt. Men efter ett besök hos den tyska systerorganisationen Verein Deutscher Eisenhüttenleute, VDEh, som precis börjat med gemensam forskning, föreslog Alf Grabe, metallurg, forskare och bland annat redaktör för Jernkontorets Annaler, en ny organisation. I maj 1926 beslutade fullmäktige att samla forskningen i fyra utskott, med uppgifter från gruvbrytning och anrikning till bearbetning och värmebehandling. Syftet var att engagera både brukens ägare och personal tydligare i arbetet.

Olle Wijk beskriver en industri där tillverkningsmetoden i sig länge hade fungerat som en kvalitetsbeteckning. Processen berättade något om vilket stål kunden kunde förvänta sig. Under det följande seklet blev möjligheterna att styra sammansättning, renhet och struktur allt mer avancerade.

Hans återkommande poäng är att ett nytt material måste kunna tillverkas med rätt och jämna egenskaper. En fin anläggning räcker inte utan kunskapen att använda den. Han jämför med en fiol: instrumentets kvalitet hjälper inte om den som håller i det inte kan spela.

En gammal väg till järnsvamp

Ett av Olle Wijks historiska exempel är Wibergprocessen, ett tidigt svenskt försök att framställa järnsvamp genom gasbaserad direktreduktion.

För att göra metalliskt järn av järnmalm måste syret avlägsnas. I Wibergprocessen som patenterades 1918 skedde detta med en reducerande gas i en schaktugn. En viktig del av lösningen var att återföra och regenerera gasen. Jernkontoret bidrog till utvecklingsarbetet, och metoden prövades och användes vid flera svenska järnverk.

Dagens intresse för vätgasbaserad järnframställning ger historien aktualitet. Wibergprocessen var kolbaserad, men den hör till de tidiga exemplen på att reducera malm med cirkulerande gas och framställa järnsvamp utan att först smälta järnet i en masugn.

För Olle Wijk är detta också en personlig historia. Han berättar om underhållsarbete i anläggningen i Sandviken, där han och en arbetskamrat klättrade ned på repstegar och arbetade med spett för att bända loss järn från ugnens insida. Det är en annan bild av metallurgisk utveckling än den som ryms i ett processchema: teknik som skulle fungera behövde också skötas, rengöras och underhållas.

Exemplet visar dessutom hur frågor kan återkomma med nya förutsättningar. Att en process har en lång historia innebär inte att dess problem är lösta. Råvaror, reduktionsmedel, energiförsörjning och produktionsskala påverkar vad som blir tekniskt och ekonomiskt möjligt.

När skänken blev ett processverktyg

Med skänkmetallurgin förändrades möjligheten att styra det flytande stålets kvalitet. Skänken, behållaren som förde stålet från smältugn till gjutning, fick en aktiv roll i behandlingen.

Olle Wijk lyfter ASEA-SKF-processen, som kombinerade möjligheter till uppvärmning, elektromagnetisk omrörning och vakuumbehandling i skänken, alltså under steget mellan smältning och gjutning. Stålets temperatur och sammansättning kunde justeras och lösta gaser avlägsnas. Samtidigt frigjordes själva smältugnen för nästa smälta.

Det gav också bättre förutsättningar att påverka de icke-metalliska inneslutningarna: små partiklar vars storlek, sammansättning och form kan få stor betydelse för materialets egenskaper. Kraven ser olika ut beroende på om stålet exempelvis ska tåla långvarig upprepad belastning eller vara lätt att bearbeta.

Jernkontorets forskningsprogram inom skänkmetallurgi under 1980-talet fördjupade kunskapen om processerna och metoderna för att framställa renare stål.

Stränggjutningen innebar en annan stor förändring. Stålet kunde gjutas kontinuerligt till långa ämnen, i stället för att först stelna i en form till enskilda göt som krävde ytterligare bearbetning. Materialutbytet förbättrades och antalet processteg kunde minska.

Men Olle Wijk använder också gjutningen för att visa hur känslig en fungerande process kan vara. Han beskriver ett fall där gjutpulvret inte fungerade som avsett. Pulvret ska bland annat bidra till smörjningen mellan stålet och kokillen. När förhållandena förändrades försämrades ytan successivt och material behövde kasseras.

Det stora tekniksprånget följdes alltså av ett långvarigt arbete med flöden, kylning, skydd mot luft och kontroll av inneslutningar. En etablerad metod behöver fortsätta utvecklas när nya stålsorter och kvalitetskrav tillkommer.

Framstegen nådde också bostäderna

Utanför verken hade industrins utveckling andra måttstockar. Maths Isacson beskriver hur arbete och bostad länge var tätt sammanbundna på bruksorterna. Bruket var som regel både arbetsgivare och hyresvärd och hade ett omfattande inflytande över ortens sociala liv.

Bostaden kunde ingå som en del av ersättningen för arbetet. Naturasystemet gav tillgång till bostad men gjorde också den anställde mera beroende av sin arbetsgivare. Trångboddhet och brist på vatten, avlopp och moderna bekvämligheter präglade många arbetarfamiljers vardag.

När bostadsbyggandet tog fart under efterkrigstiden förändrades detta. Kommuner, företag och andra aktörer byggde nya bostäder, samtidigt som samhällsfunktioner som tidigare hade legat hos bruken fick andra huvudmän. I Maths Isacsons genomgång blir moderna kök och tvättmöjligheter konkreta exempel på förändringar som lätt hamnar utanför den industrihistoriska berättelsen.

För kvinnorna, som bar en stor del av hushållsarbetet, kunde bättre bostäder innebära att tungt och tidskrävande arbete underlättades. Industrins expansion tog också form i bibliotek, Folkets hus och idrottsanläggningar. Bruksorterna var platser där människor skulle leva hela sina liv.

Samtidigt var arbetet i verken riskfyllt. Maths Isacson använder bland annat konstnären och tidigare industriarbetaren Johan Ahlbäcks bilder för att skildra arbetsvillkoren. Han beskriver hur tekniska förändringar och arbetsmiljöarbete kunde minska riskerna, men också hur olycksfallen åter ökade under perioder av stark expansion så sent som på 1970-talet.

Hans genomgång visar att högre produktion och bättre levnadsvillkor inte följde varandra automatiskt. Bostadsbyggande, arbetsmiljöåtgärder och samhällsplanering krävde egna beslut och insatser.

Krisen förändrade bruksorterna

När stålindustrins villkor försämrades under mitten av 1970-talet fick omställningen följder långt utanför företagens ekonomi. Maths Isacson beskriver hur internationell konkurrens och förändrade marknader bidrog till rationaliseringar och minskad sysselsättning.

På orter som hade byggt för fortsatt tillväxt kunde hela bostadsområden gapa tomma. Företagens behov förändrades, samtidigt som samhällen och familjer behövde hantera följderna.

Han påpekar också att sysselsättningsstatistiken behöver läsas med omsorg. Arbetsuppgifter inom exempelvis transporter, underhåll och service fördes över till externa företag. En del arbete försvann ur stålföretagens personalstatistik utan att för den skull upphöra.

Historien har en direkt koppling till dagens kompetensförsörjning. En industrietablering kan behöva ingenjörer, ekonomer och operatörer, men den som ska flytta behöver också en fungerande vardag. Bostad, möjligheter för en medföljande partner och barnens situation påverkar om rekryteringen leder till en varaktig inflyttning.

Maths Isacson återkommer därför till behovet av att se utvecklingen i verken tillsammans med utvecklingen på orten.

– Produktion, företag och samhälle måste gå hand i hand för att man ska ha chans att utveckla, säger han.

Maths Isacson talar om manniskorna och samhallena kring stalindustrin — Maths Isacson från Uppsala universitet berättade om människorna och samhällena runt stålindustrierna. Foto: Pia Nordlander.

Instrumenten öppnade stålets inre

Medan produktionen och bruksorterna förändrades flyttade forskarna gränsen för vad som gick att undersöka i materialet.

Bevis Hutchinson följer utvecklingen från optisk mikroskopi till elektronmikroskopi och metoder som både kan avbilda och analysera mycket små områden. Hans berättelse rymmer avancerade instrument, men också det praktiska kunnande som krävs för att få användbara resultat.

Att framställa ett prov med rätt yta, tjocklek och orientering är en del av undersökningen. Den tidiga mikroskopbilden från 1926 visar vad skicklig provberedning kunde åstadkomma. Elektronmikroskopen gjorde det senare möjligt att studera detaljer bortom ljusmikroskopets upplösningsförmåga.

När lokal kemisk analys blev möjlig kunde forskarna också identifiera små inneslutningar i stålet. De kunde börja koppla partiklarnas sammansättning till hur de hade bildats och hur tillverkningsprocessen behövde förändras. Jernkontorets gemensamma forskning tog bland annat upp mikrosondtekniken i en särskild kommitté 1960.

Här möts Bevis Hutchinsons och Olle Wijks berättelser. Processutvecklaren behöver kunna påverka inneslutningarna och materialforskaren behöver kunna upptäcka, mäta och beskriva dem. Kunskapen från laboratoriet får sitt industriella värde när den kan användas för att förbättra tillverkningen.

Men större och mer avancerad utrustning gav inte alltid de genombrott som man hade hoppats på. Bevis Hutchinson berättar om ett opraktiskt stort högspänningselektronmikroskop från omkring 1970 som öppnade möjligheter att undersöka tjockare prov och följa förändringar i materialet. Ett viktigt värde som inte var lika lätt att tillskanska sig var dock möjligheten att studera större områden och därmed få ett mer representativt underlag. Även när instrumenten blev mer avancerade kvarstod alltså frågan om det som syntes i provet verkligen beskrev materialet som helhet.

Från provbit till pågående process

Mot slutet av sin tillbakablick lämnar Bevis Hutchinson mikroskopen för en metod som kan användas medan stålet fortfarande är varmt: laserultraljud.

En laserpuls alstrar ultraljud i materialet. Ett andra lasersystem registrerar rörelsen vid ytan. Eftersom ljudvågornas dämpning påverkas av kornstrukturen kan signalerna, med rätt kalibrering, användas för att uppskatta kornstorleken.

Det ger möjlighet att följa förändringar under uppvärmning och bearbetning. I laboratoriet kan forskarna kombinera tekniken med en termomekanisk simulator och undersöka hur kornstrukturen förändras under kontrollerade förhållanden.

Nästa steg är att mäta i själva produktionen. Bevis Hutchinson beskriver installationen i SSAB:s varmvalsverk i Borlänge, där laserultraljud används för att följa kornstorleken längs det varma bandet. Metoden och mätningarna finns också beskrivna i en forskningsartikel av forskare och industriföreträdare, med honom själv som en av författarna.

I exemplet han visar kan variationer i strukturen kopplas till hur ämnet tidigare har värmts i ugnen. Där hade stöden under ämnet påverkat uppvärmningen. Spåren kunde finnas kvar i kornstrukturen även när temperaturen senare hade blivit jämn.

– Metaller har mycket långa minnen, säger Bevis Hutchinson.

Bevis Hutchinson beskriver metallurgiska analysmetoder — Bevis Hutchinson från Swerim berättade om metallurgiska analysmetoder. Foto: Pia Nordlander.

Det är ett konkret exempel på varför en mätning i slutet av processen kan behöva förstås genom det som hände långt tidigare. Materialet bär med sig följderna av sin behandling.

Bevis Hutchinson, som vid jubileet tilldelas Jernkontorets Rinmanmedalj, framhåller också hur kunskapen har förts vidare genom industriprojekt, kurser och människor som lämnat institutet för arbete i företagen. Instrumenten har varit viktiga. Detsamma gäller förmågan att använda dem och tolka resultaten.

Från mikroskopbilden 1926 till mätningar i varmvalsverket löper en strävan att förstå stålet tillräckligt väl för att kunna påverka det. Olle Wijks uppmaning knyter ihop den historien:

– Jobba med att ta fram material, men tillsammans med produktionen.