Römische Verhüttungstechnik

Rafail

Mitglied
Für alle die des Englischen nicht so mächtig sind, oder keine Lust haben, das in

http://www.messerforum.net/showthread.php?t=91854

verlinkte Paper

http://www.wealdeniron.org.uk/HCleereThesis.pdf

durchzuwälzen, hab ich mir die nicht uneigenützige Arbeit gemacht, den für mich relevantesten Inhalt zusammenzufassen:

Kurzer Abriss römischer Verhüttungstechnik:

Es gibt aus historischer Zeit keine genauen Aufzeichnungen der Art und Weise römischer Eisenproduktionstechniken, insbesondere was die Form und Betrieb von Rennöfen angeht: Plinius der Jüngere z.B. erwähnt, dass es verschiedene Arten (strictura; Plin. Nat. 34.41) von Eisen gab, die aus den Erzen erschmolzen wurden. Man kannte weiches Schmiedeeisen, Stahl und Varietäten von Gusseisen, die zu unterschiedlichen Zwecken verwendet wurden. Es gab zudem verschiedene Arten der Verhüttung, wobei manche Eisen in Form von Klumpen (nucleus), also einer Luppe erzeugten, welche sich besonders zur Stahlherstellung eignete (ad indurandam aciem). Weitere Details sind aber nicht aufzufinden, und somit bleibt nur die Archäologie uns Hinweise zu diesen Fragen zu geben.

Verhüttungsplätze aus römischer Zeit sind in Europa an zahlreichen Stellen bei damals bekannten Eisenvorkommen oder in der Nähe großer Waldgebiete gefunden worden. Handelt es sich manchmal nur um einzelne Exemplare gelegentlich erfolgter Eisenproduktion, finden sich auch Funde von bis zu tausend Öfen in systematisch angeordneten Mustern, die einen schon industriellen Maßstab der Eisenproduktion aufzeigen, auch wenn nicht alle Öfen zur gleichen Zeit in Betrieb waren. Vielerorts sind die römerzeitlichen Öfen und Schlacken allerdings durch mittelalterlichen und frühneuzeitlichen Bergbau und Verhüttungsbetriebe zerstört worden.

Bedeutende Funde römischer Öfen sind allerdings aus England bekannt, das mit seinen reichen (Eisen)-Erzvorkommen schon früh das Interesse der Römer geweckt hatte. Viele Informationen über die römische Eisenverhüttungstechnik liefert die ausführliche Studie von Henry Cleere (H. F. Cleere, The iron industry of roman Britain, (1981)), die hier im Folgenden als Hauptquelle gilt:
Demnach gab es in Europa zwei besonders wichtige Typen von Rennöfen:

Typ A.2, (Abbildung 2) der aus einer schachtartigen Lehmkonstruktion bestand, die durch 1 Düse belüftet und ohne Schlackenabstich betrieben wurde. Dieser Typ war insbesondere in Osten Europas vertreten. In diesen Gebieten findet sich auch, etwa im Siegerland ein weiterer Typ, B.1.ii, der durch 3-4 Düsen belüftet wurde.

Typ B.1.i (Abbildung 1 und 2) war hingegen der typisch römische Rennofen, der in Westeuropa fast ausschließlich zu jener Zeit verwendet wurde. Er bestand aus einem zylindrischen Schacht mit 30-35 cm Durchmesser, besaß nur eine Düse und ein Schlackenabstichloch. Der Ofen wurde auf einem Lehmbett etwa 80-100 cm hoch aus Lehm und großen Steinen errichtet. Die Innenseite dieser Öfen war mit Lehm verschmiert. Die Düse wurde bei fast allen Öfen genau über dem Schlackenabstichloch eingesetzt. Das Abstichloch und die Düse waren wiederum in einer dünnen Wand in einer Art „Torbogen“ des Ofens eingebaut, so dass nach beendetem Verhütten der Ofen an dieser Stelle leicht aufgebrochen werden konnte und nicht der ganze Ofen zerstört werden musste. Durch diese Entnahmeluke konnten scheinbar mindestens dreimal benutzt werden ohne dass der Ofen komplett neu errichtet werden musste. Die Düsen der Öfen waren aus Lehm und hatten einen Durchmesser von 30-50 mm, sie wurden wohl im ungebrannten, ledrigen Zustand eingesetzt, etwa 15-20 cm über dem Ofenboden. Die auffällige Regelmäßigkeit in der Ofenkonstruktion spricht für ein standardisiertes Verfahren, bei dem der Ofen über einer Matrix, etwa aus Weidengeflecht, errichtet wurde, die später verbrannte.

Analysen der Schlacken zeigten, dass bei der Verhüttung generell keine Zugaben von Flussmitteln, wie Kalk, erfolgten. Dieser Umstand ergab eine sehr eisenreiche Schlacke (Größtenteils aus Fayalit, einem Eisensilikat), was dazu führte, dass bis zu 50% des eingesetzten Eisenanteils nicht gewonnen wurde. (Dies bedingte die vielerorts erfolgte Wiederverwertung von römischen Schlackehalden bis in die frühe Neuzeit). Die Schlacke wurde während dem Prozess fortlaufend abgestochen und im noch glühendem Zustand aus der Schlackengrube entfernt. Dies deuten auf jeden Fall die teilweise zusammengeschmolzenen Schlackebrocken auf den Halden an.

Das Erz selbst wurde vor der Verhüttung scheinbar immer geröstet. Dies meist weniger damit unerwünschte Stoffe wie Schwefel ausgetreiben wurden, sondern damit es poröser wurde und sich leichter zerkleinern ließ. Das Erz wurde dann in gekörnter Form mit 5-40 mm eingesetzt. Staubförmiges Erz wurde hingegen auf die Halde geworfen, wie dicke Fundschichten davon andeuteten. Als Brennmaterial wurde quasi ausschließlich Holzkohle verwendet, und zwar aus nahezu allen Hölzern, die in der Umgebung der Verhüttungsplätze vorkamen. Auch die Holzkohle für Rennfeueröfen wurde zerstückelt auf Brocken von nicht unter 20mm Durchmesser.

Über die Art der verwendeten Blasebälge ist wenig bekannt, und da keine Funde von solchen vorliegen, liegt zumindest die Vermutung nahe, dass diese komplett aus organischem Material bestanden. Gelegentliche Funde von Düsen, die sich Y-förmig aufteilen, können ein Indiz für die Verwendung von einfachen Schlauchgebläsen aus etwa Ziegenbälgen sein. Diese haben keine Ventile und müssen daher paarig mit separaten Luftröhren ausgestattet sein. Abbildungen solcher (fußbetriebener) Typen sind zumindest aus Ägypten bekannt. Fortschrittlichere Gebläse mit Ventilen und der Möglichkeit, einen kontinuierlichen Luftstrom zu erzeugen, sind nicht belegt. Da die Mehrzahl der gefundenen Düsen im Zusammenhang mit Rennfeueröfen jedoch ohne Verzweigung sind, können solche Gebläse nicht ausgeschlossen werden. Eine Abbildung auf einer griechischen Vase (Abbildung 3) des 4. Jhd. v.Chr. (H. Hoges, Technology in the ancient world, (1970),Fig. 160, 161), die Cleere anspricht, zeigt einen Schmied der Blasebälge verwendet, die seiner Ansicht nach Ventile haben müssen. Dass Ventile den Römern bekannt waren, steht indes außer Zweifel. Die Windzuleitungen zu den Düsen werden, da solche nie gefunden/ identifiziert wurden, aus Holz bestanden haben.

Als Produkt wurde eine inhomogene Masse aus Eisen mit Schlacke-Einschlüssen erhalten. Der Kohlenstoffgehalt variierte bei diversen gefundenen Luppen zwischen 0,35-1,60%. Da besonders viele der vollständig gefundenen (also unverarbeiteten und verworfenen) Luppen einen Kohlenstoffgehalt von 1,1-1,7 % hatten, waren solch hohen Gehalte wohl nicht erwünscht und Eisen mit weniger als 1% das meistverwendete. Die über 800.000 Eisennägel, die bei Inchtutil gefunden wurden (N. S. Angus, G. T. Brown, H. F. Cleere, The iron nails from the legionary fortress at Inchtuthil, Perthshire, J. Iron Steel Inst. 200 (1962), 956-68) geben Zeugnis davon, dass in den allermeisten Fällen die Luppen ohne großartige Homogenisierung weiterverarbeitet wurden. So finden sich an vielen Nägeln unterschiedlich stark kohlenstoffhaltige Bereiche (0,35-1,35% C), ohne dass darin ein System zu erkennen wäre. Manche Nägel zeigen Hohlräume und Spalten auf, die neben Korrosion, auf Einschlüsse von Schlacke zurückzuführen sind. Nur ein geringer Anteil der Luppen wird gezielt durch Falten und Hämmern homogenisiert worden sein, etwa für Schwertklingen. Eine Produktion von Stahl durch Aufkohlen von Eisen in glühender Holzkohle (durch Diffusion von Kohlenstoff in das Eisen) ist nicht belegt. Der Fund eines Ofens bei Closterworth in Lincolnshire (I. C. Hannah, Roman blast furnace in Lincolnshire, Antiq. J. 12 (1932), 262-8) könnte laut Cleere jedoch als Ofen zum Diffusionshärten von Eisen zu Stahl gedeutet werden, da seine Verwendung als Rennofen schon rein kontruktionsbedingt mehr als fragwürdig erscheint. Wie auch immer, die Stahlerzeugung scheint gegenüber der Direktverwendung von Eisenluppe eine untergeordnete Rolle gespielt zu haben. Die hergestellten Luppen wurden vor Ort in aller Regel nur Verdichtet und zu Halbzeug wie Barren oder Stangen ausgeschmiedet. Teilweise kamen die Luppen auch roh in den Handel. Die Halbzeuge wurden zuletzt von professionellen Schmieden zu den fertigen Waren weiterverarbeitet.

Abbildung 1: Siehe im pdf Paper von Cleere, Seite: 59
Abbildung 2: http://www.wealdeniron.org.uk/Images/Excav/2.JPG
Abbildung 3:http://books.google.de/books?id=2xc...&resnum=1&ved=0CBgQ6AEwAA#v=onepage&q&f=false Seite: 172

Falls irgendwelche Fehler auffallen sollten=> Info erbeten.
Wer irgendwas aus der aktuellen Forschung dazu beizutragen hat: immer her damit :D
 
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