Eisen(erzeugung) und Verarbeitung  

 im Spessart - 

schon bei den Kelten?


von Joachim Lorenz, Karlstein a. Main



Schliffbild einer Schlacke Schmiedefeuer
Schlacke aus einem Rennfeuerprozess: In der sich abkühlenden glasigen Grundmasse kristallisierte Fayalit und darin skelettartig Wüstit-Kristalle,
Bildbreite 0,5 mm:

   



 
Die "Iron Smelting Days" am Eisenhammer (Historic Center Eisenhammer von kurtz ersa) in Hasloch bei Wertheim fanden am 13.-16. Juli 2023 statt. Auf einer nahen Wiese wurden Rennöfen erbaut und darin aus Eisenerzen Eisen erzeugt. Dieses konnte dann auch mit dem Hammer geschmiedet werden. Es war eine aufschlussreiche Veranstaltung, bei der Besucher wie auch die Teilnehmer lernen konnten. Die freundlichen Eisenmacher halfen sich gegenseitig untereinandern sehr kollegial, ohne dass es großer Absprachen bedurfte. Die Kantine der Fa. kurtz ersa (zum Schwarzen Bock im Herrenhaus) versorgte die Eisenmacher mit Essen und Trinken, die Belegschaft des Museums kümmerte sich um die organisatorischen Dinge. Ein Bericht vom Journalisten Matthias SCHÄTTE in der Tageszeitung Wertheimer Echo vom Donnerstag, den 13. Juli 2023 auf Seite 19 informierte die Öffentlichkeit über die geplante Veranstaltung. Die Besucher kamen aber nicht nur aus der unmittelbaren Umgebung, sondern teils über 250 km angereist. Am Sonntag waren keine Rennöfen mehr in Betrieb - dafür gab es Schmiedevorführungen von Otto HAAMANN im historischen Eisenhammer. 

Eisenmacher
Die über 30 Eisenmacher in allen Altersklassen aus Deutschland und den Nachbarländern nach der Vorstellungsrunde mit dem Initiator und Organisator Walter KURTZ vor dem Eisenhammer aus dem Jahr 1779 am 13.07.2023.
Es handelt sich damit um einen der ältesten Industriestandorte im Spessart mit einem nahezu unveränderten Gebäude.
Erze
Mühsam und in Handarbeit wurde das gestellte (aus der Grube Fortuna bei Solms-Oberbiel bei Wetzlar in Hessen) oder mitgebrachtes Eisenerz (Ti-haltig) aus Tansania (Pfannenschmied Ulrich BLAUT aus Mömlingen) und Goethit aus Westfalen (Matthias FISCHER) auf eine Größe von unter 10 mm Korngröße zerklopft. Das warme und trockene Wetter mit einem teils bewölkten Himmel förderte die Arbeiten, auch wenn man dabei schwitzte.
Dann wurde das Erz auch noch im offenen Feuer geröstet, so dass Verhüttung im Rennofen leichter möglich ist. In der Regel ist das Erz dann magnetisch, d. h. es besteht zumindest teilweise aus Magnetit.
Rennofenbau
Einzeln und in Gruppen wurden sehr unterschiedliche Rennofenkonstruktionen erbaut. Viele der Teilnehmer haben Erfahrungen durch das langjährige Herstellen von Eisen auf ähnlichen Veranstaltungen. Der relativ große Ofen hier im Foto wurde mit Ziegelsteinen und Lehm als Mörtel erbaut.
Da viele Rennöfen einst am Hang erbaut wurden (belegt durch archäologische Nachweise), um eine natürliche Luftströmung einer Thermik auszunutzen, hatten die Kollegen den auch am Hang errichtet. 
Rennfeuer
Dieser Ofen wurde einfach rechteckig aus Ziegelsteinen erbaut und er erbrachte eine prächtige Luppe von einigen kg Gewicht, die anschließend verdichtet und geteilt wurde.

Trotz viel Erfahrung der Teilnehmer hatten am Ende der Ofenreise nicht alle eine schmiedbare Luppe heraus nehmen können. Dies war vermutlich auch im Mittelalter so und davon künden heute nicht oder schwer deutbare Befundlagen bei archäologischen Grabungen.
Erzpräsentation
Ich war mit einem Stand aus den verschiedensten Eisen- und Manganerzen zum Begreifen beteiligt und erklärte die Art, Entstehung und Abbau der Erze wie auch Fragen zur Eisenherstellung.
Besonders fasziniert war die Besucher von dem Meteoriten aus Eisen (mit etwas Nickel). Gezeigt wurden zusätzlich: gediegen Eisen, Magnetit, Hämatit, Siderit, Goethit, Fayalit, "Toneisenstein" als Konkretion, Wüstit im Dünnschliff, Bändereisenerz (BIF), Raseneisenstein, diverse Manganerze aus dem Spessart, aber auch Rennofenschlacke und der Teil einer Luppe, die noch nicht geschmiedet war.
Einige Eisenmacher hatten selbst Schaubilder, Muster und sowohl große Luppenstücke als auch Erze, Halbfabrikate wie Barren und daraus geschmiedete Werkzeuge zum Anschauen dabei.  
Fernsehen
Der Bayerische Rundfunk machte Filmaufnahmen vom Ofen des Mattias FISCHER vom Sachsenhof bei Greven nördlich von Münster in Westfalen. Nachdem man über 1 Stunde die Moderation mit dem Schmied Otto HAAMANN und dem Veranstalter Walter KURTZ geprobt hatte, konnte aus dem kleinen Rennofen eine massive Luppe vor laufender Kamera entnommen werden.

Die Veranstaltung wurde von Wolfgang BECKER von der Zeitschrift "Restaurator im Handwerk" aus Berlin begleitet. 
Ergebnis
Am Freitag, den 14.07.2023 konnten die Eisenmacher im Büro von Otto HAAMANN die Frankenschau aktuell unter dem Titel "Hammermuseum Hasloch Eisenmachen wie im Mittelalter" die kurze Sendung gegen 17.40 Uhr anschauen.
Inhaltlich ist es "sehr leichte Kost", also wenige Sätze ohne Erklärungen im Detail, vermutlich damit der Zuschauer nicht überfordert wird. 
Rennöfen
Auf dem Gelände neben den Wasserteich des Hammers wurden etwa 15 Rennöfen aufgebaut. Dazu wurden vom Veranstalter Ziegelsteine, Lehm und Holzkohle bereit gestellt. Die meisten Eisenmacher hatten ein umfangreiches Sortiment an Werkzeugen und Ausrüstungen dabei: Gebläse, Zangen, Hämmer, Maurerwerkzeuge, Stampfer, Luftleitungen, Eimer, Becker, Waagen, berührungslose Thermometer, Schaugläser, Rohre, usw.  Aber auch Zelte zum Beschatten der Arbeitsfläche und zum Übernachten.
Zuschauer
Am Samstag, den 15.07.2023 fand gleichzeitig noch der Tag der Offenen Tür bei der Fa. Kurtz ersa an allen Standorten des Unternehmens statt, so dass viele Mitarbeiter die Gelegenheit nutzten, auch das Hammermuseum mit den Rennöfen zu besuchen.
So kamen über 800 Besucher und die meisten erlebten erstmals, wie mühsam die Herstellung von Eisen war, bevor die mit Koks betriebenen Hochöfen - um etwa 1850 - verbreitet eingeführt wurden.
Unter den Besuchern waren auch solche, die demnächst einen Rennofen bauen und betreiben wollen und sich Informationen holen wollten:
Die Land- und Dampmaschinenfreunde Kahlgrund e. V. "Die Gußeisernen" werden beim Treffen in Omersbach vom 13.-14.07.2024 auch einen Rennofen anzünden und aus hämatitschem Eisenerz Eisen herstellen.   
Luppe
Das Resultat einer schweißtreibenden Arbeit, so dass sich Harald QUANTE aus Otzberg abtrocknen muss: eine etliche kg schwere und in 2 Hälften geteilte Luppe aus Eisen im bröseligen Schlackebett auf einem angekokelten Holzstock. 
Verdichten
Nach dem Verdichten der Luppe im Ofen wurden die noch glühenden Eisenstücke auf einem schweren Holzstock zusammen geschmiedet - hier halten 2 Mann mit langen Zangen (wegen der Strahlungswärme) das noch glühende Eisen und 3 Mann schlagen mit Hämmern die Luppe in eine kompakte Form.

Der Rennofen wurde mit einem Wind versorgt, der von einem elektrischen Gebläse erzeugt werden konnte, weil auf der Wiese elektrischer Strom vorhanden war.
Dass es auch mit dem Handblasebalg - wie im Mittelalter und davor - geht, zeigte Gruppe aus den Niederlanden - siehe das Foto direkt darunter. 
Es dauert halt etwas länger. 
Brandschutz
Infolge der anhaltenden Trockenheit hatte die Feuerwehr von Hasloch eine betriebsbereite Feuerlöschkreiselpumpe des Typs 8/8 mit Saug- und Druckschläuchen mit einem Verteiler und weiteren Rollschläuchen vorbereitet, so dass man ein Schadenfeuer ohne Zeitverlust hätte bekämpfen können.
Im Gegensatz zum Untermain war hier am Haslochbach sogar noch grünes Gras zu sehen und auch die Lufttemperaturen hielten sich in erträglichen Grenzen.
Aufgrund der Wolken wurden die vom Wetterbericht
alarmistisch angekündigten hohen Werte von 37 °C bei weitem nicht erreicht, so dass es einfach ein warmer Sommertag war. Die Kinder hatten Spaß im nahen Bach, der auch zum Kühlen der Getränke genutzt wurde. 
Schmieden
Ein Teil der Luppen wurden vor Ort auf einem schweren Amboss ausgeschmiedet, so dass die Verunreinigungen aus Schlacke und Kohle verschwinden. Hier wurden im Beisein der Besucher Stäbe geschmiedet und Bänder feuerverschweißt.

Bei dem Schmieden geht durch das Abfallen des Zunders (Eisenoxid) wieder wertvolles Eisen verloren, so dass das Gewicht des Stahls um so mehr abnimmt, je intensiver ein Schmiedestück bearbeitet werden muss.
Dies erhöhte früher den Preis für das fertige Produkt aus Stahl. 
Stolze Eisenmacher
Eine Profi-Gruppe aus den Niederlanden betrieb einen klassischen Rennofen aus Ton mit Blasebälgen aus Holz und Leder, die abwechselnd von Hand bewegt wurden. Auch sie konnten sich am Ende über eine stattliche Luppe freuen, die hier in der Zange gehalten, mit dem Hammer verdichtet wurde. Man beachte den großen hölzernen Hammer rechts zum anfänglichen Verdichten der Luppe!  
Halo
Am Freitag erschien zur Mittagszeit - bei hoch stehender Sonne am Himmel - eine Halo um die Sonne, die von gelichsinnig orientierten Eiskristallen in der oberen Atmosphäre verursacht wird. Es ist normalerweise ein Zeichen für eine Wetteränderung, oft mit Regen.

Diese Schlechtwetterfront kam dann am späten Samstag-Nachmittag mit anfänglichem Regen, Gewitter, Blitz und Donner, so dass die Eisenmacher staubfrei abbauen konnten.
 
Eindrücke von der Veranstaltung im Juli 2023 am Eisenhammer in Hasloch.



Dazu gibt es seit Oktober 2022 den Band 112 der Nachrichten des Naturwiss. Vereins Aschaffenburg:

Band 112
                  TitelseiteBand 112
                  Rückseite
LORENZ, J. & Naturwissenschaftlicher Verein Aschaffenburg [Hrsg.] (2022): Eisen & Mangan. Erze, Konkretionen, Renn- und Hochöfen.- Nachrichten des Naturwissenschaftlichen Museums der Stadt Aschaffenburg Band 112, 164 S., 430 Fotos, 12 Tab., 3 Karten, 1 Profil, [Helga Lorenz Verlag] Karlstein a. Main (brillanter Offsetdruck auf Bilderdruckpapier mit festem Einband und Lesebändchen).

In dem Buch sind auch in einem umfangreichen Artikel zahlreiche Eisen- und Manganerze wie auch ein Hochofen aus dem Spessart beschrieben. 


 



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. Ja, Eisen kann auch grün färben, sio wie wir es beim grünen Flaschenglas kennen; grüne Mineralien, wie z. B. Epidot, enthalten kein Kupfer, dafür aber Eisen. 
 
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 (man bestaune den großen Brocken im Museum für Naturkunde in Kassel). Ähnliche Massen sind aus Grönland und Sibirien (GRITSENKO 2022:47ff) bekannt. Hierbei kamen basaltische Magmen mit Kohlevorkommen 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 zu Beginn des 19. Jahrhunderts noch meteoritisches Eisen ein; so geschehen in der Eifel, wo 1802 bei Bitburg ein 1,5 t schwerer Eisenmeteorit gefunden wurde, den man einfach einschmolz! Erst 1814 erkannte man die wahre Natur bzw. den Ursprung und rettete wenige Gramm Substanz, die sich heute in Museen befinden (z. B. im Museum für Naturkunde in 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 Weiterverarbeitung 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.

Magneteisenstein Lodestone
Links:
Der Inbegriff für ein sehr hochwertiges Eisenerz: Magnetit (früher Magneteisenstein Fe3O4). Wie der Name ausführt, ein magnetisches Eisenerz. Die oktaedrischen
Kristalle sind typisch für Magnetit, aber auch die Eigenschaft sich bei ändernden Bedingungen in geologischen Zeitspannen in Hämatit (Fe2O3) umzuwandeln; man nennt
das Produkt "Martit", so dass es sich eigentlich um eine Pseudomorphose von Hämatit nach Magnetit handelt. Das Stück mit den schönen Kristallen und Augit stammt aus
einer Skarnlagerstätte bei Milford, Utah, USA.
Bildbreite 9 cm
Rechts:
Ein stark magnetischer Magenetit ("Lodestone") aus St. George im Südwesten des US-Bundesstaates Utah. Solche Eigenschaften kennt man ausschließlich von oberflächen-
nahen Magnetiten, die dazu noch Maghemit oder/und Titanoxid-Einschlüsse führen. Der Erdmagnetismus reicht nicht aus, um eine solche Magnet-Wirkung zu erzeugen
(dass die Büroklammern aus Stahl darauf haften), so dass man davon ausgeht, dass dies von Blitzen bzw. von den deren Magnetfeldern induziert wird, 
Bildbreite 7 cm.


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. Die Römer erschmolzen Eisen und stellten daraus dann Stahl her. 

Gesichert ist einen Eisenerzeugung und Eisenverarbeitung im Spessart erst seit dem Mittelalter. Die nach den Geländefunden umfangreichste wurde östlich von Steinau an der Straße betrieben und auch 2018 ausgegraben. Vermutlich gingen die handwerklichen Aktivitäten von den Burgen aus. Den Aufschwung brachten dann die zahlreichen Hammerwerke im 18. Jahrhundert; dabei wurde der Spessart aufgrund seiner ungünstigen Lage vom Siegerland und Ruhrgebiet überflügelt, so dass bis ins 20.Jahrhundert nur wenige Betriebe als Gießereistandorte überlebten (Laufach, Loh, Weilbach, Hasloch). 


Gusszaun Bieber
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 Prozess der Eisenherstellung im Rennfeuer ist relativ einfach, wenn man weiß, wie es geht, so dass man dieses Verfahren auch über lange Zeit nicht veränderte. 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. Darüber hinaus gibt es die Diffusionsbehandlungen wir Tempern, Nitrieren usw. Und nicht zu vergessen das Gießen von Werkstücken.


Gusskugel Gusskugelrost
Gusseiserne Kugel aus dem Schlachtfeld der Schlacht bei Dettingen von 1743 mit einem Durchmesser von 25 mm:
Links: Eine Kugel wurde für eine Analyse des Metalls vorbereitet. Die korrodierte Kugel zerbrach und zeigte Lunker und eine starke Korrosion im Innern; Bildbreite 5 cm.
Rechts: Ausschnitt aus der Bruchfläche zeigt einen Rasen aus Rhodochrosit; Bildbreite 1,5 mm.
Die Kugel stammt aus dem Museum in Karlstein.  
 
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 als wesentlicher Legierungsbestandteil sind das auch Stickstoff, Wasserstoff und dann die Metalle Mangan, Chrom, Nickel, Vanadium, Niob, aber auch Magnesium, Aluminium oder Arsen, die als Legierungskomponenten gewollt in das Eisen gemischt werden. Die mikroskopische Betrachtung von metallischen Schliffen führt dann zu den metallographischen Bestandteilen wie Austenit (Fe), Martensit (Gefügebezeichnung), Ledeburit (eutektisches Gefüge), Perlit (Phasengemisch aus Ferrit und Zementit), Zementit (Fe3C), Ferrit (Fe), Beinit (Zwischenstufengefüge) und Graphit (C). Das ist eine eigene Wissenschaft geworden. Und es gibt z. B. hoch warmfeste und spezielle Werkstoffe mit stahlähnlichen Eigenschaften, bei denen die Legierungsbestandteile den Eisengehalt überschreiten. Trotzdem machen einfache Baustähle den größten Teil der produzierten Stähle aus.
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 immer noch geschmiedet!



Literaturhinweise:
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Elefant aus Gusseisen
Kleiner Elefant aus Grauguss - gusseiserner Sympathieträger für das Gewerbe der
Eisengießereien, hergestellt in der Graugießerei bei der ehemaligen MAN Roland
Druckmaschinen AG in Offenbach um 1995,
Gewicht 240 g


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