Eisen ist weltweit das häufigste Schwermetall und am Aufbau der kontinentalen Erdkruste mit ca. 5,6 % beteiligt (in den Gewässern ist die Konzentration immer sehr klein). Deshalb sind wir nahezu überall von Eisen umgeben und die meisten Farben von Gesteinen (Sandstein, Gneise, Glimmerschiefer, Löss, Diorit, Amphibolite, Basalte, Tonsteine, Sand und Kies, Boden, usw.), die unsere Umgebung prägen, werden von Eisen als oxidischer Bestandteil verursacht. Wenn man einen Stein aufhebt und dann "schmutzige" Hände hat, dann ist das meist Eisen, welches die Farbe erzeugt. Besonders die roten und grünen Farbtöne werden vom Eisen erzeugt. Eisenoxide (z. B. Hämatit) und Eisenhydroxide (z. B. Goethit) sind sehr stabil, weshalb man diese als Farbpigment verwenden kann.
 

Das Vorkommen von metallischem Eisen in der Natur (gedigen Eisen) ist für den menschlichen Bedarf völlig unbedeutend; in Deutschland ist der Bühl bei Kassel ein berühmter Fundort. Ähnliche Massen sind aus Grönland und Sibirien bekannt. Hierbei kamen vulkanische Magmen mit Kohlvorkommen in Kontakt, was zu einer natürlichen Reduzierung der Eisenoxide zu metallischem Eisen führte.
In der Frühzeit der Hochkulturen wurden auch Eisenmeteorite zu Eisengegenständen verarbeitet. Eisen war teilweise so geschätzt, dass man anfangs in Ägypten Schmuck davon anfertigte. Da die Herstellung des Eisens bis ins 20. Jahrhundert mit einem hohen Aufwand verbunden war, schmolz man selbst im 19. Jahrhundert noch meteoritisches Eisen ein; so geschehen in der Eifel, wo 1802 ein bei Bitburg ein 1,5 t schwerer Eisenmeteorit gefunden wurde, den man einfach einschmolz! Erst 1814 erkannte man die wahre Natur und rettete wenige g Substanz, die sich heute in Museen befinden (z. B Berlin). 

Der Bedarf an Eisen und Stahl ist weltweit auf unvorstellbare 1.662 Millionen Tonnen pro Jahr (2014) gestiegen. Deshalb ist die Gewinnung von Eisen aus den Oxiden (Erzen) und die Weiterverarneitung zu Stahl ein sehr bedeutender Wirtschaftszweig. Dazu werden erhebliche Mengen an Energie aufgewandt. Infolge der hohen Affinität zu Sauerstoff der Luft oxidiert ("rostet") ein merklicher Anteil davon wieder zum Oxid und ist damit verloren.


Keltische Eisenherstellung im Spessart?
Die erste Herstellung von Eisen im Spessart verliert sich im Dunkel der nicht geschriebenen Geschichte. Es gibt Vermutungen und Sachzeugnisse, die einen solchen Prozess für den Spessart sehr wahrscheinlich werden lassen (wie z. B. die keltischen Ringwälle bei Kassel und auf dem Burgberg bei Bieber). Es erscheint auch sehr wahrscheinlich, weil alle dafür notwendigen Rohstoffe wie Erz, Brennstoffe und Wasser ausreichend vorhanden ist bzw. war. Aber der direkte Nachweis steht noch aus. So sind die Mitglieder der örtlichen Geschichtsvereine aufgefordert, diesen Beweis in Form von einem Ofenplatz, Schlacke, Eisen und Holzkohle (zum Datieren) zu liefern.  

Die Römer jenseits des Limes (von Seligenstadt bis Miltenberg) hatten eine bereits industrielle und qualitativ hochwertige Eisenerzeugung und eine verzweigte Handelstruktur aufgebaut und waren auf die seinerzeit noch potentiellen Lagerstätten jenseits des Limes nicht angewiesen.

Gesichert ist einen Eisenerzeugung und Eisenverarbeitung im Spessart erst seit dem Mittelalter. Vermutlich gingen die handwerklichen Aktivitäten von den Burgen aus. Den Aufschwung brachten dann die Hammerwerke im 18. Jahrhundert; dabei wurde der Spessart aufgrund seiner ungünstigen Lage vom Siegerland und Ruhrgebiet überflügelt. 



Zaun aus Gusseisen-Stücken am ehemaligen Hüttenamt von 1822 in Bieber
(heute Biebergemünd) aus der Produktion des einstigen Hochofens
gegenüber (ein Teil in der Mitte ist aus Stahl rekonstruiert) ,
aufgenommen am 05.01.2013

Der Prozes der Eisenherstellung ist relativ einfach. Die Technik, die zum Stahl mit all seinen unterschiedlichen Facetten führt dann sehr komplex und nur wirklich zu verstehen, wenn man sich mit den Zustandsdiagrammen des Eisen-Kohlenstoff-Schaubildes beschäftigt. Hinzu kommen die Wärmebehandlungen des Anlassens, Härtens und Glühens. Hinzu kommen die Diffusionsbehandlungen wir Tempern, Nitrieren usw. Und nicht zu vergessen das Gießen von Werkstücken. Das wird als Werkstoffkunde gelehrt und so fühlen sich jedes Jahr tausende von Auszubildende, Schüler und Studenten der metallischen Berufe genervt. Aber die Eigenschaften des Eisens und der Stähle lassen sich nur dann erklären, wenn man die Wirkung der Legierungsbestandteile verstanden hat. Bis zum Ende des 18. Jahrhunderts war das nicht der Fall, denn man hatte das Wissen nur durch Erfahrung erworben. Erst mit den Forschungen von Carl (Johann Bernhard) KARSTEN (1782 - 1853) wurde die Eisenhüttenkunde auf eine wissenschaftliche Basis gestellt. Neben dem Kohlenstoff ist das auch Stickstoff, Wasserstoff und dann die Metalle Mangan, Chrom, Nickel, Vanadium, Niob, aber auch Magnesium, Aluminium oder Arsen, die als Legierungsbestandteile in das Eisen gemischt werden. Die mikroskopische Betrachtung von metallischen Schliffen führt dann zu den metallographischen Bestandteilen wie Austenit, Martensit, Ledeburit, Perlit, Zementit, Ferrit, Beinit und Graphit.
Die Metallurgie der Eisenwerkstoffe ist in seiner Komplexität kaum noch überblickbar, da es heute tausende von Legierungen (meist als Stahl) mit den sehr unterschiedlichen Wärmebehandlungsmöglichkeiten gibt.  

 
An der Seite wird noch geschmiedet!

• Rohstoffe (Ton, Zuschläge zur Schlackebildung)
  Zur Herstellung von Eisen mit einem Rennfeuerprozess (Direktreduktion) benötigt man neben dem Eisenerz mit einem Eisengehalt über 60% FeO noch einen stückigen und standfesten Brennstoff wie Holzkohle und einen Zuschlag zur Bildung der Schlacke; im schlechtesten Fall ist das der Ton bzw. ein Teil davor aus der Ofenwand. Verbreitet verwandte man zur Schlackebildung einfach Kalk, in unserer Region vermutlich auch den hier anstehenden Dolomit. Den Ton brauchte man für das Mauern der Ofenwand oder die Fugen im Mauerwerk und für die Düsen, über die die Luft (fachsprachlich Wind) mit einem Blasebalg in den Ofen eingeblasen wurde.
  
  Entgegen der landläufigen Meinung wurde kein Schwerspat zugesetzt. Dies kann auch gut daran ereknnen, dass die Eisenerze in Bieber, die stellenweise viel Schwerspat führen, verworfen und aufgehaldet wurden: 
  
  Für das Erschmelzen von Eisen ungeeignetes Erz (Goethit), weil der
  Schwefel im Baryt das Eisen in seiner Qualität schlecht machen würde,
  gefunden bei Bieber,
  Bildbreite 7 cm (Ausschnitt).
  Das angeschliffen und polierte Stück ist deutlich größer.
   
  
  
• Technik
  Man braucht für das Schmelzen einen Ofen. Der konnte einfach aus dem Sandstein oder Gneis gemauert sein, aber es gibt aus anderen Regionen auch Nachweise aus Ton - ein solcher Ofen aus Ton wurde bisher im Spessart nicht nachgewiesen. 
  
  Rennofennachbau aus Ton am 27.05.2007 in Mömlingen
  Reines Eisen schmilzt erst bei 1.538° C - die Temperatur kann in einem einfachen Ofen nicht erreicht werden. Im Rennofen werden gerade 1.250° C erreicht, so dass nur die Schlacke rinnt (daher der Name - vom Rinnen der Schlacke), das Eisen wird in einem oder vielen kleinen Teilchen erzeugt, was als Luppe bezeichnet wird. Daraus wird durch das anschließende, sehr arbeitsintensive Schmieden und das damit verbundene Aufkohlen im Feuer der begehrte Stahl. In der Regel kann das Eisen aus dem Ofen nur durch das Aufbrechen des Ofens gewonnen werden. Der Betrieb ist somit immer nur in einzelnen, durchgängigen Schmelzreise möglich. Der Prozess mit dem Rennfeuer ist auch sehr unwirtschaftlich, denn nur ein kleiner Teil des Erzes kann zu Eisen reduziert werden, so dass die Schlacke immer noch 50 % FeO enthält. Die Ausbringung an Eisen lag sicher unter 20 % bei einem Holzkohleverbrauch in der Höhe des 3fachen Eisengewichtes. Man kann die Schlacke im Hochofen dann nochmals einsetzen und hier Eisen gewinnen. Im Rennofen wird das Eisen praktisch in einer Art Direktreduktion erzeugt, da es aus dem Erz in fester Form zu Eisen reduziert wird.
  Im Mittelalter wurde der Rennofen durch den Stuckofen (oder auch Stückofen) verdrängt. Dabei handelt es sich um einen größeren Rennofen mit einem kontinuierlichen Gebläse, mit dem man ein Stück Eisen (Name!) erzeugen konnte. Zu dessen Gewinnung musste der Ofen aufgebrochen werden. Mit Beginn der Neuzeit wurden diese von den Floßöfen abgelöst. Sie waren größer und man konnte mit ihnen Eisen schmelzen und als Roheisen abstechen. Jedoch musste dies wieder nachbehandelt (Frischen) werden, da es nicht schmeidbar war. Solche Öfen sind im Spessart weder archivalisch noch durch Bodenfunde nachgewiesen, gleichwohl besteht die Vermutung, dass es diese gegeben haben wird. 
  Der Prozess wird selbst in Fachbüchern zur Technik oft nicht richtig dargestellt, wie z. B. in BAYERL (2013:151).
  In den letzten Jahren wurden in der Region unter großem Interesse der Besucher Rennofennachbauten z. B. in Mömlingen, Sommerkahl und Partenstein in Betrieb genommen und geringe Eisenmengen, teilsweise aus den örtlichen Eisenerzen erzeugt. Dies funktioniert in einer überschaubaren Zeit in der Regel nur mit einem Gebläse, so dass ausreichend Wärme und Kohlenmonoxid produziert werden kann. Für das Gelingen des Prozesses wäre ein Magnetit am besten als Eisenerz geeignet, aber dieser kommt im Spessart nicht in gewinnbaren Mengen für eine Ofenfüllung vor.
  
  
  
• Eisenerze (Art, Herkunft)
  Eisenerze sind auch im Spessart weit verbreitet und konnten in geringen Mengen an vielen Orten im Spessart gewonnen werden. In größeren Mengen sind diese nur im westlichen Spessart anzutreffen
  
  Bedeutende Eisenerzvorkommen im Spessart (markiert
  durch einen gelben Stern (Seidenrot, Hailer, Bieber,
  Sommerkahl, Laufach/Sailauf, Mömlingen, Eisenbach),
  Grafik Jürgen JUNG, Spessart GIS.
  
  In der Hauptsache wurden im Spessart hyroxidische Eisenerze verwandt, meist der häufige Goethit. Diese meist derben, braunen Massen sind leicht zu bearbeiten (zerkleinern) und dann auch einfach zu verhütten.
  
  
  Eisenerz als Goethit mit Romanechit aus einem Tagebau in Bieber,
  Bildbreite 13 cm
  
  
  Derber Goethit von der Grube Heinrich zwischen Eichenberg und
  Sailauf mitweißem Baryt. Das Erz hätte man ohne weitere Behandlung in
  einem Rennofen, aber nicht in einem Hochofen verhütten können.
  Bildbreite 13 cm
  
  Hämatit ist im Spessart zu selten, als man ihn in den benötigten Mengen hätte finden können; außerdem ist der für ein Rennfeuer nicht gut geeignet, weil die kompakten Massen sich nicht so leicht verhütten lassen wie die porösen Eisenhydroxide.
  So wurden meist mit Goethit vererzte Partien aus dem Buntsandstein bzw. Bröckelschiefer bzw. die Erze aus den Zechstein-Sedimenten gewonnen. Die ältesten Abbaue liegen im Raum Hailer, aus der Ahlsberger Platte, bei Sommerkahl, Laufach bzw. Sailauf. Die Vorkommen von Eisenbach (Mömlingen), Großostheim und Großwallstadt beruhen auf dem Eindringen von basaltischen Schmelzen in den Sandstein, die später von hydrothermalen Lösungen vererzt wurden. Dies gilt auch für die stellenweise vorkommenden Schlottuffe, die Erzträger sein können.
  
  
  
  Der Bieberer Eisenstein: metasomatisch aus den Zechstein-Carbonaten entstandener Siderit (helle Partien), teils in Goethit (schokoladenbraun)
  umgewandelt und von Pyrit durchsetzt. Links: Unscheinbare Rückseite im Fundzustand, rechts angeschliffen und poliert,
  Bildbreite 18 cm
  
  Man hätte auch den Siderit verwenden können, aber der muss erst geröstet werden, wes zusätzlichen Brennstoff und einen weiteren Verfahrensschritt bedeutet. Die Verwendung der Bieberer Eisenerze in der Krupp´schen Periode beruhte in der Hauptsache auf Siderit. Diese wurden aber nicht in Bieber verhüttet, sondern mit der Bahn abgefahren. Und man gewann diese Erze im Bieber vor allem wegen der hohen Mangangehalte; dafür nahm man die störenden Arsengehalte in Kauf.
  
  
  Mit Goethit vererzter Sandstein der Eisensandsteinbank im oberen
  Bröckelschiefer, Baustelle der Autobahn A3 bei Waldaschaff,
  Bildbreite 10 cm
  
  Die Eisenerze sind im Spessart in der Fläche weit verbreitet. Dies betrifft auch den Sandstein, der lagenweise Eisenhydroxid (meist Goethit) führt, meist als Eisensandsteinbank bezeichnet. Diese Lagenn finden sich im Bröckelschiefer und lokal auch im Buntsandstein. Die messbaren Eisengehalte liegen meist unter 10 % FeO, so dass eine direkte Verwendung zum Eisenschmelzen in einem einfachen (Renn-)Ofen nicht möglich ist; diese Erze konnten ohne Aufbereitung aber in den Hochöfen eingesetzt werden. Infolge von hydrothermalen Prozessen kann eine Anreicherung stattgefunden haben, die Goethite mit höheren Eisengehalten erzeugt haben. 
  
  Raseneisenerze wurden im Spessart wohl nicht verwandt. Diese sind lokal zwar ind en Sümpfen des Maintals wohl in geringem Umfang vorhanden, aber da es genug andere Erze gab, war eine ausreichende Versorgung gegeben. Anders ist das in der Norddeutschen Tiefebene, wo nördlich der Mittelgebirge nur glaziale Schotter vorkommen und keine Erze anstehen. Hier wurden die sich in den Mooren und Sümpfen bildenden Konkretionen aus Eisenhydroxiden gewonnen und verhüttet. 
  
  
  
• Holzkohle/Steinkohle
  Zur Eisenherstellung in einem Renn- oder Hochofen kann nur Holzkohle zum Einsatz kommen. Einerseits benötigt man die Stützfunktion, dann die Abgabe von Kohlenmonoxid und das Gemisch des Ofeneinsatzes muss Gasdurchlässig bleiben, so dass Sauerstoff durchströmen kann. Die Holzkohle wurde auf den zahllosen Köhlerplatten im Spessart von den Köhlern hergestellt. Dazu wurde das entrindete Holz zu einem Meiler zusammen gestellt, mit Erde oder Grassoden bedeckt und dann unter kontrolliertem Sauerstoffmangel verkohlt. Die stückige Holzkohle wurde dann verkauft.
  Steinkohle stand im Spessart nicht zur Verfügung und gelangte als Koks erst mit der Eisenbahn in den Spessart. Mit Braunkohle - wie im Raum Großwelzheim - Kahl - Großkrotzenburg einst vorkommend - kann man keinen Hochofen betreiben. 
  
  rauchender Kohlenmeiler bei Oberndorf,
  aufgenommen am 04.08.2013
  
  Die Asche der Holzkohle liefert in geringem Umfang (~3 Gew.-%) nicht brennbare, mineralische Bestandteile wie CaO, K₂O, MgO und Na₂O, die zur Schlackebildung beitragen. Zusammen mit den Verunreinigungen des eingesetzten Erzes wie auch der Ofenwandung (oft aus Ton) bildet sich daraus Schlacke, auch wenn keine Massen gezielt zur Schlackebildung hinzugefügt werden. Ein Aufschlüsseln nach der Schlackenzusammensetzung ist sehr schwer oder nicht möglich. Unter Umständen, also nach Gehalt und Tempertaur, wandern auch Bestandteile wie der Phosphor in das Eisen; je nach Verwendungszweck muss das kein Nachteil sein.
  
  
  
• Rennfeuer (Funktion)
  Der Prozess ist eine frühe Form der Direktreduktion, bei der ein relativ reines Eisen selbst aus fremdmetallreichen Erzen bereitet werden kann. Es ist die älteste Form der Eisenherstellung aus Erzen. Infolge der geringen Temperaturen kann kein größerer Schmelzkuchen hergestellt werden. Im Ofen wird das Eisenerz durch Kohlenmoxid in fester Form zu Eisen reduziert und in der Schlacke fixiert. Je nach Größe des Ofens und Einsatzmenge dauert die Schmelzreise etwa einen Tag. Wichtig für den Erfolg ist das reichtige Verhältnis aus Eisenerz, Brennstoff, Luftführung und Material zur Schlackebildung, aber auch die Korngröße des Einsatzes. Die Form des Ofens dabei nicht so bedeutend, wie man aus den archäologischen Befunden weiß. Die Eisenmasse einer Schmelzreise liegt bei maximal etwa 30 bis 50 kg. Die Eisenausbringung ist verfahrensbedingt sehr klein und liegt bei etwa 50 kg Eisen pro Tonne Eisenerz (SONNECKEN 2013:289).
  Die Nachfolger waren die Stücköfen. 
  
  Hinweis.
  In einem Rennfeuer kann kein Gusseisen erzuegt werden!
   
  
  
• Hochofen (Funktion) 
  Nachdem man lernte, dass in größeren Öfen (Flossöfen) höhere Temperaturen erreicht werden konnten, wurden noch größere Öfen - ausgehend von Oberitalien - gebaut. Damit konnte man erstmals flüssiges Eisen in größeren Mengen erzeugen. In den ersten Hochöfen (ca. 5 - 8 m hoch) konnte mit dem Einblasen von riesigen Mengen Luft durch ein kontinuierliches (wasserradgetriebenes) Gebläse erstmals die Schmelztemperatur des (reinen) Eisens von 1.538° C erreicht (bzw. durch den legierten Kohlenstoff wurde die Schmelztemperatur erniedrigt) und so Roheisen erzeugt. Dies konnte durch eine Öffnung abgestochen werden. Das Problem dabei ist, dass ganz im Gegensatz zum Rennfeuerprozess die unerwünschten Stoffe in der Eisenschmelze gelöst werden, statt in der Schlacke fixiert zu werden. So nahm zwar die Quantität zu, aber man war viel mehr auf reine Erze und Brennstoffe angewiesen. Dort wo man mit Holzkohle, reinen Eisenerzen und reinen Kalken arbeiten konnte, waren die Qualitäten auch gut. Hatte man aber schwefelreiche Steinkohle und Spurenelementreiche Erze (wie im Spessart), so konnte die erzeugten Eisenmassen nur für gering belastbare Werkstücke verwandt werden. Der Grund dafür war den Hüttenleuten bis ins 19. Jahrhundert nicht bekannt. Dies konnte erst mit den komplexen Nachbehandlungen (Frischöfen) und in einem industriellen Umfeld (wie z. B. Bessemer-Birne) elemeniert werden. Die produzierten Eisen-Mengen aus solch einem Hochofen des 18. Jahrhunderts waren sehr klein; in Bieber erzeugte man bei 7 Tagen pro Woche um das Jahr 1800 etwa 1 t Eisen - pro Woche!
  .
  
  Hochöfen im Stahlwerk Völklingen (Saarland)
  aufgenommen am 21.07.2013
  
  Zum Vergleich:
  Heute ist ein großer Hochofen ca. 75 m hoch, hat einen Gestelldurchmesser von 15 m und erzeugt 12.000 t Roheisen am Tag. Dazu braucht man etwa 20.000 t Eisenerze mit Kalk (Möller), 4.000 t Koks, 1.750 t Einblaskohle und 11 Millionen m³ Luft. Dabei fallen dann ca. 3.500 t Schlacke an - wohlgemerkt am Tag!
  Ein solcher Hochofen steht beispielsweise bei der Salzgitter AG in Peine wo man 2011 etwa 12.500 t Rohstahl am Tag erzugte. Oder der Ofen Schwelgern 2 der Fa. Thyssen Stahl  in Duisburg mit 12.000 t Roheisen am Tag (RASCH 2015:278f). 
  
  Hätte man einen solchen Hochofen in Bieber betrieben, so wären alle je abgebauten Eisenerze dort in etwa 1 Jahr eingeschmolzen worden. 
  
  
  
• Schlacke (Bestandteile)
  Die Schlacken bestehen in der Regel aus Glas, Eisenoxid (Wüstit; FeO) und silikatischen Bestandteilen (Fayalit; Fe²⁺₂[SiO₄]). Der Gehalt an Eisenoxiden ist in der Regel noch so hoch, dass man diese nach heutigen Vorstellungen als Erz in einem Hochofen verwenden könnte. Die Ausbringung an Eisen im Rennfeuer ist sehr klein, so dass der größte Teil des Eisen als nicht sichtbarer Bestandteil in der Schlacke verbleibt. Bei den Öfen aus Ton schmolz ein Teil der Wand innen ab und trug zur Schlackebildung bei. Auch die Erzfremden Anteile und die Aschen der Kohle finden sich in den Schlacken wieder. Das Zusetzen von Kalk (oder im Spessart Dolomit) ist eine sehr junge Praxis; im Mittelalter und vorher wurde sicher kein Kalk zugegeben, wie man aus den Schlackeanalysen ableiten kann.
  
  Schlacke aus der Elsava bei Hobbach,
  Bildbreite 5 cm
  
  Leider ist es nicht sehr leicht, eine gefundene Schlacke einem bestimmten Prozess zuzuordnen, auch wenn die Erwartungshaltung der Finder sehr hoch ist, den Beweis einer Eisenerzeugung in den Händen zu halten. Zu vielfältig sind die Einflussfaktoren: Ofentyp bzw. dessen Wandung, Temperatur, Abkühlung, Länge der Schmelzreise, Rohstoffe und Brennstoffe, Luftführung, usw; ja selbst die Korngröße spielen in diesem Fall eine Rolle. Oder an welcher Stelle im Ofen ist die Schlacke entstanden. Das ist im Innern anders als am Rand, in der Gicht wieder anders wie im Gestell. War es ein Versuch oder ist es die Produktion? Oder war es eine fehlerhafte Produktion. Hinzu kommen Schlacken aus den Öfen zum Schmieden, zur Stahlerzeugung und weiterer Verfahren.
  All das lässt sich kaum durch Anschauen ergründen, sondern man muss sehr umfangreiche und damit auch teure Untersuchungen anstellen. Das beginnt mit einem Anschliff, einem Dünnschliff, einer Phasenanalyse und einer chemischen Analyse, da einer der Hauptbestandteile von Schlacken Glas sind. Das kostet zusammen etwas 300 - 400 €. Dabei sind noch keine Kosten für eine Altersbestimmung enthalten.
  
  
  
• Eisen (Zusammensetzung)
  Das Eisen aus dem Rennfeuer ist in der Regel ein reines Eisen, denn all die unerwünschten - aber auch potentielle Legierungsbestandteile - gehen bei der niedrigen Temeperatur in die Schlacke, mit zunehmender Temperatur aber ins Eisen. Dazu gehören insbesondere die Elemente As, Mn, Ni, Cr und V. Aus diesem Grund muss das Eisen zu durch Aufkohlen zu Stahl geschmiedet werden. Eine Zuordnung aufgrund von Gefüge oder chemischer Zusammensetzung ist bisher nicht erfolgt, da es kaum Analysen noch gefügekundliche Untersuchungen gibt; das liegt auch daran, dass es keine mittelalterlichen Referenzproben gibt, die man sicher einem bestimmten Ort der Erzeugung zuordnen kann. Durch Hinzufügen von Eisenschrott können chemische Signaturen verändert werden. 
  
  
  
• Legierungsbestandteile
  Chemisch reines Eisen ist sehr weich. So weich, dass man es für technische Zwecke (mit wenigen Ausnahmen) nicht verwenden kann. Deshalb legiert (bewusstes Zusetzen von anderen Elementen) man es mit anderen Elementen, die gewünschte Eigenschaften wie Rostfreiheit, Zähigkeit, Härte, usw. erzeugen. Wichtigster Bestandtei des Eisens ist der leicht verfügbare und kostengünstige Kohlenstoff. Weiter werden zugesetzt: Mangan (Mn), Chrom (Cr), Vanadium (V), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Stickstoff (N), usw. in allen erdenklichen Variationen. Das gezielte Legieren erfolgte erst mit der industriellen Stahlerzeugung und der chemisch-physikalischen Kenntniss der Hüttentechnik im 19. Jahrhundert.
  Unerwünscht sind Arsen (As), Wasserstoff (H), Schwefel (S), usw. Sie vermindern die Qualität eines Eisens erheblich.
  
  
  
• Gusseisen (Produkte)
  Gusseisen wurden wohl in sehr kleinen Massen auch Ende des Mittelalters hergestellt; aber sie waren Luxusgüter mit exorbitanten Preisen, da der Aufwand zur Herstellung sehr große war. Gusseisen in großen Mengen konnte erst hergestellt werten, als man große, hohe Öfen ("Hochöfen") bauen konnte, die mit einer dauerhaften Belüftung (Wind) betrieben wurden. Als Brennstoff wurde nach der Holzkohle meist Steinkohle und Koks verwandt. Hier lief die Schlacke und das Eisen getrennt ab und es ließen sich mit einer Schmelzreise bis zu Tonnen an Eisen erschmelzen. Diese wurden dann entweder direkt vergossen oder in einem Coupolofen (heute Kupolofen) zu Grauguss, mit einigen Gew.-% C, der in Lamellenform ausgeschieden wird, weiter verarbeitet. Später konnte durch das Impfen der Schmelze auch erreicht werden, dass der Graphit in Kugelform (globularer Graphit) ausgeschieden wird, was mit einer erheblichen Steigerung der Festigkeit des Gusses (GGG) einher geht, weil die Kerbwirkung der Lamellen fehlt. 
  
  Das funkenstiebende Ausschütten (Eisenausgabe) des elektrisch betriebenen
  Schmelzofens  in der Gießerei für Grauguss bei der früheren manroland AG
  in Offenbach. Das flüssige Eisen aus dem Elektoofen wird in Pfannen mit
  einem Gabelstapler von der neu gebauten Schmelzerei in die Gießhalle
  verfahren.
  
  Infolge des hohen Arsen-Gehaltes in den Bieberer Eisenserzen konnte man das Eisen aus dem Hochofen nur als Gusswerkstoff verwenden, die keine hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt waren. Dies waren beispielsweise Ofenplatten. 
  
  Gusseiserne Platten im Spessart-Museum in Lohr. Solche mehr oder minder
  verzierte Platten wurden auch in Bieber produziert. Direkt aus Bieber stammende
  und mit einem Vermerk versehene Platten sind nicht bekannt.
  
  
  
• Stahl (Probleme bei der  Herstellung)
  Man konnte mit einem Rennofen nur Eisen herstellen, welches erst in einem weiteren Prozess zu Stahl  wurde.
  
  Ein Schmied auf der Burg Partenstein am 26.06.2011
  Eisen ist sehr weich, so dass man es kaum für technische Zwecke (Geräte, Werkzeuge oder Waffen) verwenden kann. Aus diesem Grund lässt man Kohlenstoff eindiffundieren, der sich im Eisen löst, so dass daraus Stahl wird. Damit kann man die Härte und Zähigkeit steuern, was die Schmiede der Vergangenheit empirisch lernten und oft zu einer wahren Meisterschaft entwickelten (man braucht sich dazu nur die Waffen in den bekannten Sammlungen der Burgenmuseen anschauen). Die Herstellung war arbeitsintensiv und damit war der Stahl sehr teuer.   
  
  
  
• Hammerwerke (Schmieden) 
  Im Mittelalter und der beginnenden Neuzeit wurde aus der Luppe Eisen und dann Stahl geschmiedet (Hinweis: in einem Hammerwerk kann kein Gusseisen verarbeitet werden, da es nicht schmiedbar ist). Dies geschah zunächst von Hand und es bildeten sich zahlreiche Berufe für spezielle Produkte heraus, die handwerklich organisiert waren. Sie alle benötigten Eisen oder Stahl:
  Blechschmiede, Hufschmiede, Hackenschmiede, Zirkelschmiede, Zeugschmiede, Klingen- und Messerschmiede, Nagelschmiede, Sensen- und Sichelschmiede, Pfannenschmiede, aber auch Schlosser, Nadler, Spengler, Feilenhauer, Plattner, Bogner, Schwertfeger, Büchsenmacher, Sporer, Uhrmacher und Drahtzieher.
  Da das Schmieden von Hand ungemein schwer ist, ersann man eine Einrichtung, bei der ein Wasserrad einen Hammer betrieb. Dabei wurde neben Roheisen auch hauptsächlich Schrott aus anderen Regionen verarbeitet. Es gab in Spessart insgesamt 18 Hammerwerke, die in der Regel bis zum Bau der Eisenbahn in den Spessart existierten. Der Hammer bei Hasloch (Kreuzwertheim) wurde bis 2012 betrieben und somit auch das einzige Hammerwerk des Spessarts und ganz Deutschlands welches noch funktionfähig und nahezu unverändert aus dem 18. Jahrhundert erhalten ist.
  
  Das Hammerwerk von Hasloch, erbaut 1779
   
  Hier bei Hasloch bestand mit Armin HOCK als Schmied das einzige noch in Betrieb befindliche Hammerwerk zur Herstellung von Glockenglöppel bis 2012, heute ist es ein Museum. Die Bilder stammen von einem Besuch mit der Wetterauischen Gesellschaft am 25.03.2012
  
  Die Fa. Kurtz ersa hat im Jahr 2014 das Gebäude renoviert und weitere historische Gebäude in ein einzigartiges Hammermuseum verwandelt, welches am 1. Juli 2014 eröffent wurde. Gleichzeitig konnte die 235jährige Firmengeschichte in einem Begleitband nieder gelegt (MEIER 2014) werden. Der zweisprachige Band (deutsch/englisch) kostet nur 19,95 €. Das Museum ist in den Monaten April - Oktober außer Montag 10 - 16 Uhr geöffnet, Nov.-März von Freitag bis Sonntag zu den gleichen Zeiten. Der Eintritt kosten für Erwachsene 4 €. Für Gruppen werden weiterhin Schmiedevorführungen angeboten. 
  
  Hammerwerke mit einem oder mehreren Standorten und Hämmern gab es in:
  
  • Bieber
  • Laufach
  • Heimbuchenthal
  • Hobbach
  • Wintersbach
  • Hafenlohrtal
  • Lohr
  • Waldschaff
  • Frammersbach
  • Fellen
  • Laufach
  • Weyberhöfe
  • Oberndorf
  • Hasloch.
  Die ehemaligen Hammerstandorte Lohr (Rexroth), Laufach (Düker), Weilbach (Linde) und Hasloch (Kurtz) wurden als Gießerstandorte fortgesetzt und produzieren noch heute Graugussprodukte. Alle anderen mussten wegen Brennstoffmangel und zu hohen Transportkosten in der Mitte bis Ende des 19. Jahrhunderts schließen.
  
  
  
• Bieber (Hochofen)
  In Bieber bestand lange Zeit ein Hochofen, dessen Eisenproduktion im 2. Drittel des 19. Jahrhunderts eingestellt wurde. Leider gibt es keine Bilder oder Zeichnungen, sondern nur Beschreibungen von der Anlage, so dass man davon ausgehen muss, dass der wie viele andere der Zeit auch aussah. In Bieber zeugen zahlreiche Reste (Friedhofkreuze, Zäune, Fehlgüsse und wahrscheinlich auch Ofenplatten) von der einstigen Eisenproduktion.
  
  Hochofenschlacke aus Bieber, Bildbreite 23 cm
  
  
  Gusskreuz im Sandsteinsockel auf dem Friedhof der
  Laurentius-Kirche aus dem 12. Jahrhundert in Bieber,
  hergestellt aus dem Eisen der bieberer Hochofenproduktion,
  aufgenommen am 21.04.2007.
  
  
  
• Laufach (früher Hochofen, bis heute Kupolofen)
  In Laufach bestand wie in Bieber ein Schmelzerei, in der neben Eisen auch der Kupferschiefer aus Sailauf und Laufach verhüttet worden ist. Heute erzeugt die Fa. DÜKER in einem Kupolofen Eisen zur Herstellung von Röhren und Armaturen, die mit einem patentierten Verfahren mit sehr beständiger Emaille überzogen werden, so dass die Rohre auch von Säuren und anderen aggressiven Stoffen nicht angegriffen werden.
  Die Besonderheit ist, dass die Kupolöfen zum Schmelzen des Eisens ausschließlich mit Erdgas befeuert werden - und nicht wie sonst üblich mit Koks. Dieser kokslose Kupolofen wurden bei der Fa. DÜKER entwickelt, patentiert und dann auch an andere Gießereien verkauft, so dass etwa 30 Gießereien einen Ofen aus Laufach verwenden oder verwandt haben.
  
  Werkstor aus einer Kombination zwischen Schmiedeeisen und Gusseisen,
  vermutlich aus dem 19. Jahrhundert,
  aufgenommen am 11.06.2013
  
  Der "Rohrmann" vor der Fa. Düker,
  aufgenommen am 03.08.2015
  
  Die noch vor 20 Jahren vorhandene Ofensau aus dem Hochofen war in dem Betriebsgelände bei Nachfrage nicht mehr vorhanden. Durch einen freundlichen Hinweis konnte der Verbleib der Ofensau geklärt werden. Der chemischer Vergleich eines Eisens aus dem Hochofen von Laufach mit einem Eisenerz der Umgebung erbrachte keine so eindeutige Signatur, als dass man das Eisen einfach einem Erzvorkommen zuordnen könnte.
  
  
  
• Hailer (Reste einer Eisenverarbeitung) 
  Nach den Ausgrabungen von Herrn Hans Kreutzer aus Meerholz bestand in Hailer eine Eisenverarbeitung. Die Untersuchungen dazu sind noch im Gange. Neben größeren Eisenmassen und Schlacken sind auch zahlreiche Urkunden vorhanden.
  
  Die historische Museums-Schmiede der Famile DESCH in Hailer ist seit
  1854 in deren Besitz und wird liebevoll gepflegt.
  aufgenommen am 24.06.2012 
  
  
  
• Seidenroth (Steinau an der Straße) (Rennfeuer)
  Nahe einer mittelalterlichen Wüstung am Eisenberg oder Eisenkopf (Name!) bei Seidenroth bestand sicher  mind. ein Rennofen, der leider bei der Entdeckung zerstört und nicht dokumentiert wurde (LORENZ 2010:742). Die Bergkuppe ist Teil der Alsberger Decke und diese ist aus einem Basalt aufegbaut. Das Gelände ist von sehr vielen und dicht nebeneinander liegenden Schachtpingen überzogen, die einen Duckelbergbau auf Eisenerze bezeugen.
  Auf Initiative von Rainer GESCHWINDNER wurde von Laura HARTENSTEIN 2018 begonnen, punktuell im ehemaligen "Industriegebiet des Mittelalters" nach Sachzeugen zu graben. Dabei kam reichlich blasige Schlacke, aber kaum Eisenerz zu Tage. Dabei handelt es sich um ein sehr unscheinbares Erz, welches in der älteren Lagerstättenliteratur als "Basalteisenstein"  bezeichnet wird - heute werden diese Vorkommen, auch international, nicht mehr abgebaut. Solche goethitischen Eisenerze wurden in bescheidenem Umfang bis in die 1980er Jahre im und am Vogelsberg gewonnen, wo sehr ähnliche Lagerstätten vorkommen.
  
  
  Der Leiter der Ausgrabung, Claus BERGMANN von der Denkmalpflege des Main-Kinzig-Kreises, erläutert den Besuchern das zu dem Zeitpunkt etwa 4 m tiefe Loch in der Pinge. An den Containern der Grabung versuchen mittelalterlich gekleidete Bürger mit Eisenerz und Holzkohle (im Vordergrund) in einem Rennofen aus Ton metallisches Eisen zu erzeugen. Die Blasluft wird dabei von Hand über ein Gebläse erzeugt.
  Aufgenommen zum Grabungsfest am 24.06.2018. 
  
  
  
• Heimbuchenthal (Rennfeuer)
  Bei den Ausgrabungen der mittelalterlichen Burg Mole durch Harald Rosmanitz und seine Helfer wurden typische Rennfeuerschlacken gefunden, die eine Eisenverarbeitung belegen (siehe LORENZ 2010:740f), aus der wahrscheinlich in der Tradition und später das berühmte Hammerwerk der REXROTH´s mit dem gleichnamigen Weiler Höllhammer hervor gegangen ist.
  
  Harald Rosmanitz erklärt am 26.07.2009 den Besuchern die Mauerreste
  der Burg Mole.
  
  
  
• Haibach: Ketzelburg
  Die bei archäologischen Grabungen gefundene Schlacke aus der Ketzelburg ist entgegen der anders lautenden Pressemeldungen keine Schlacke aus einem Rennfeuerprozess. Die Untersuchungen sind noch nicht abgeschlossen.