Die Produktion von Eisen aus Raseneisenerz und Klappersteinen

Abbildung 1. Raseneisenerz

Abbildung 2. Klappersteine

Schmiedeeisen aus Eisenerz produzieren ist gar nicht so einfach. Um der Vorgang zu verdeutlichen, muß zuerst etwas mehr über das Erz erzählt werden. Dieses besteht in den meisten Fällen hauptsächlich aus Eisen(hydr)oxid und Siliciumdioxid. Außerdem kommen noch unter anderem kleinere Mengen von Calcium, Mangan, Aluminium und Schwefel darin vor. Der Vorgang 'von Eisenerz zum Eisen' ist etwa folgendermaßen. Zuerst muß das Erz verglüht werden, wodurch es unter anderem entfeuchtet und entschwefelt wird. Dies findet in einem offenen Feuer statt. Danach muß das Erz zuerst abkühlen und dann wird es in kleinen Stücken geschlagen (Abbildung 3). 

Abbildung 3. Zuerst muß das Erz verglüht werden, wodurch es unter anderem entfeuchtet und entschwefelt wird. Dies findet in einem offenen Feuer statt. Danach muß das Erz zuerst abkühlen und dann wird es in kleinen Stücken geschlagen.

Schließlich geht es in den Lehmofen. Dieser Ofen wurde schon vorher aufgebaut und gut trockengeheizt. Beim Gewinnvorgang werden abwechselnd und mit Zwischenräumen Erz und Holzkohle in den Ofen geschüttet. Immer wenn diese Mischung wieder in den Ofen heruntergesunken ist, wird eine neue Menge hinzugefügt (Abbildung 4 + 5). 

Abbildung 4. Lehmofen mit Blasebalgen (oben links). Das Eisenerz ist zerstückelt (oben rechts). Kleine Stücke Holzkohle (unten).

Abbildung 5. Abwechselnd werden Erz und Holzkohle in den Ofen geschüttet. Mit Blasebalgen wird extra Luft hinzugefügt um das Feuer  stärker brennen zu lassen und größere Hitze zu erzeugen.

Die Holzkohle die bei diesem Vorgang benutzt wird, wird aus Holz gewonnen in sogenannten Holzkohlenmeiler (Abbildung 6 + 7). So ein Holzkohlenmeiler besteht aus einem großen Holzhaufen. Dieser wird luftdicht abgedeckt. Im Holzkohlenmeiler gibt es einige Luftlöcher die man abschließen kann. Wenn diese Konstruktion fertig ist, wird der Meiler entzündet. Zu beginn wird durch die Luftlöcher genugend Luft hinzugefügt wodurch die Verbrennung gut in Gang kommt und die Temperatur im Meiler steigt. Wenn die Temperatur richtig ist, werden die Luftlöcher geschlossen und dadurch die Sauerstoffversorgung beendet. Mit zuviel Sauerstoff  wurde das Holz verbrennen und das möchte man selbstverständlich nicht. Das Holz muß nämlich nur verkohlen. Während des Brennvorgangs von mehreren Wochen wird das Verkohlen im Meiler reguliert durch die Luftlöcher. Nach Vollendung von diesem Prozess läßt man den Holzkohlenmeiler abkühlen. Danach wird die Deckschicht entfernt und kommt die Holzkohle frei.

Abbildung 6. Der Aufbau eines Kohlenmeilers (links). - Im Kohlenmeiler verwandelt das Holz durch unvollständige Verbrennung in Holzkohle (rechts).

Abbildung 7.  Das Öffnen des Kohlenmeilers. Die Holzkohle ist gut sichtbar.

In jenem Ofen müssen zwei Sachen geschehen. Das Eisen kommt im Erz als eine Verbindung mit Sauerstoff als Eisenoxid vor. Der Sauerstoff muß zuerst vom Eisen getrennt werden. Dazu wird Holzkohle gebraucht. Der Sauerstoff bildet eine neue Verbindung mit dem Kohlenstoff aus der Holzkohle und dieser entweicht als Kohlenmonoxid und Kohlendioxid. Die Holzkohle ist also nicht nur Brennstoff. Danach folgt das Schmelzen. Das Eisen im Erz hat einen höheren Schmelzpunkt als das Siliciumdioxid (die Kieselsäure) und andere Stoffe die im Erz vorkommen. Das Siliciumdioxid und andere Stoffe schmelzen an irgendeinem Zeitpunkt und fließen aus dem Ofen als 'Schlacke' (Abbildung 8). So bleibt nur das Eisen im Ofen zurück. Die meist geeignete Temperatur im Ofen liegt bei etwa 1125 Grad Celsius.

Abbildung 8. Die Schlacke tropft unten aus dem Ofen (links). Schlacken aus einem Eisenofen (rechts). Die Fließmuster sind gut sichtbar.

Der gesamte Heizungs- und Schmelzvorgang kann einen ganzen Tag dauern. Danach muß der Ofen abkühlen und dann kann die schwammartige Eisenmasse, die durch den Gewinnvorgang entstanden ist, aus dem Ofen herausgeholt werden. Diese schwammartige Eisenmasse wird 'Lupe' genannt. Diese Lupe ist noch nicht ganz sauber, sie enthält noch Verschmutzungen (Abbildung 9). Diese müssen durch erneute Erwärmung und durch Schlagen entfernt werden. Vom Endprodukt konnten dann Gegenstände geschmiedet werden.

Abbildung 9. Die Lupe wird aus dem Ofen herausgeholt.

        

Neben diesem Vorgang gibt es Verfahren, wobei das Eisenerz vollständig flüssig gemacht wird, damit das Eisen vom Restgestein getrennt werden kann. Dies geschieht in sogenannten Hochöfen. Hochöfen kamen aber erst sehr spät in der Geschichte auf. Die Schlacken, die bei diesem Verfahren entstanden, sind ganz anders als die Schlacken, die wir von den primitieven Schmiedeeisenöfen kennen.

Text und Fotos: Jan Weertz;