I økseprosjektet foredla vi råjernet berre ved smieforedling, men undervegs innsåg vi kor ekstremt arbeids- og ressurskrevjande dette var. Ein mykje meir effektiv foredlingsmetode ville vore å smelte om.
Prosessen
Ei stor esse eller ein liten omn blir fylt med trekol og oppvarma til høg temperatur. Mindre stykke råjern, eller helst stenger blir satt i kolet i toppen av omnen. Belgane blir blåst kontinuerleg og etter kvart som kolet forbrenn må ein tilsetje meir. Når bakenden av fyrste jernstong har søkkje ned under overflata tilførast ein ny. Framenden av jernstonga blir så varm nede i omnen at den smeltar, og dei påfølgjande stengene smeltar saman til ein seigtflytande jernpøl i botnen av omnen. Sluttresultatet er ei samanhengande, relativt kompakt og reinsa jernluppe. Slagget i jernet blir altså i stor grad skild ut, men det blir ikkje 100% slaggfritt.
Når ein ynskjer å foredle jern ved å smelte om, utan at dette blir kola opp og omdanna til stål, skal ein avgrense kor mye luft ein bles inn i omnen, for å halde temperaturen moderat. Omnen skal heller ikkje vera for djup under innblåsingsholet, for å hindre at luppas omgjevnader blir reduserande og karbongassrike. Det er også viktig med tilførsel av knust slagg for at dette skal smelte over og skjerme jernoverflata mot oksidering (forbrenning).
Ressurssparande
Ved omsmelting av 1 kg jern kan ein klare seg med 2-3 kg trekol, og ei brennetid på omkring 30 minuttar. Dette er mykje mindre ressurskrevjande enn ved smieforedlinga. Jernets vekttap er dessutan svært lite samanlikna med smieforedling. Ved omsmeltingsmetoden går langt mindre enn halvparten av materialet tapt, og dette tapet kan truleg relaterast til slaggmengda i råjernet. Ulike forsøk med såkalla aristotelesomn stadfestar dette (Sauder 2010). Tilsvarande erfaring ser det også ut til at Mads Jylov har hatt (Jylov 2009:123,127).
Ole Evenstad
Ei lærebok om jern- og stålutvinning frå myrmalm blei skrive av Ole Evenstad i 1782 og publisert i 1790. Her blir omsmelting både ved jernforedling og stålframstilling skildra detaljert i kapittel 8 og 9 (Evenstad 1790):
Ottende kapitel. Om blester- eller råjerns omsmeltning i smidden til finere jern
Det Jern, som ikkun er smeltet fra Malm til Rue-Jern i Blæsteren, det være endog af allerbedste Slags, er uskikket til al Brug; thi vel lader det sig smede og arbeide til grove Redskaper, men naar det gaar i Stykker, lader det sig ikke sveise sammen igien. Det har endnu nogle fremmede Deele hos sig, hvilke det maae skilles ved, førend det bliver fuldkommen got, hvilket kan skee ved Omsmeltning i Smidden.
Les meir her
Evenstads erfaringar med utbytte og materialtap ved omsmelting av råjern skildrast på denne måten (Evenstad 1790:439):
I den første omsmeltning tabes gjerne en del av jernets vægt [... men om ein tilfører rikeleg med knust slagg] og man holder ved at smelte, tabes lidet eller intet.
I kapittel 12 av læreboka gjer Evenstad ei kostnadsberekning der han oppgjer eit vekttap på berre 6-11 % når Blæster-Jern blir smelta om til finere Jern (Evenstad 1790:447). Han må i så fall ha hatt svært låge slaggnivå i råjernet. Det har blitt fremja også andre forklaringar på formålet med Evenstads omsmelting av råjernet, enn å berre redusere slaggnivået. Lee Sauder har vurdert reduksjon av fosfor.
Blei omsmelting utført i vikingtid?
Den beste skriftlege kjelda vi har til omsmeltingsmetoden er Ole Evenstads lærebok frå slutten av 1700-talet. Dette er dessverre lenge etter vikingtid, men vi har eit par kommentarar i eldre kjelder som antydar bruk av metoden også bakover i tid. Ei slik kjelde er frå førromersk jernalder, i teksten Meterologica av Aristoteles. Ei annan er frå ca. 1120, i boka De diversis artibus av munken Theophilus. Du kan lese meir om desse eldre skriftlege kjeldene i seksjonen om stålframstilling ved omsmelting.
Sikker identifisering av omsmeltingsmetoden i arkeologiske funn er noko krevjande. Tradisjonelt har ein i arkeologien nytta nokre vekslande omgrep om råjernet frå blestringsframstillinga (Martens 1979, Hauge 1946, Mortensen 1940). Nemningar som luppe, blesterjern og fellujern har gått att. Differensieringa mellom desse omgrepa er noko flytande. Omgrepet blesterjern viser truleg til sjølve råjernsluppa. Desse er gjerne noko ujamne og forma som ein klump, nesten like høg som den er brei. I tillegg finn ein også flatare lupper, som truleg er det middelalderske kjelder kallar fellujern. Desse flatare luppene kan minne om Evenstads skildring av sluttproduktet frå omsmeltinga:
Naar Jern-Klumpen og Slaggen er smeltet, og faldet ned i Smidde Avlen, bliver Jernet til en fladagtig Klump, jo fladere den er, jo bedre bliver Jernet. Denne Klump tages strax op med Tangen, og paa en stor Steen, som man maae have ved Haanden i Smidden, holdes paa Kanten, og hugges i Stykker, som man vil have dem. Dermed er det færdigt at forarbeides til hvad Brug man vil.
Dei historiske kjeldene, slik som den islandske 1200-tals lovboka Grágás, er opphavet til omgrepa blesterjern (NO: blástrjárn) og fellujern (NO: fellujárn):
Vétt blástrjárns fyrir 5 aura. Vétt fellujárns fyrir 6 aura.
Ein vett blesterjern for 5 øre. Ein vett fellujern for 6 øre. [vett = ei vekteining]
Her er altså prisen på fellujern noko høgare enn tilsvarande vekt av blesterjern. Dette viser at fellujern er noko meir foredla, og at dei to omgrepa representerar ulike jernkvalitetar. Omgrepet blesterjern viser truleg til råjernslupper, men spørsmålet er altså om omgrepet fellujern viser til omsmelta jern. Ein kan kanskje anta det, men eit meir endeleg svar bør søkjast ved samanlikning av arkeologiske funn og eksperimentelle resultat, vurdert ved analysar. Det ligg utanfor dette prosjektets rammer.
Litteratur
- Evenstad, Ole (1790): Afhandling om Jern-Malm, som findes i Myrer og Moradser i Norge, og Omgangsmaaden med at forvandle den til Jern og Staal. Det Kgl. Danske Landhusholdningsselskab, København.
- Jylov, Mads Rohde (2009): Fra malm til stål. Jernudvindingsteknologi i perioderne vikingetid og tidlig middelalder belyst ved eksperimentelarkæologiske forsøg og metallurgiske analyser. Afdelingen for Middelalder- og Rænæssancearkæologi, Aarhus Universitet Moesgård.
- Hauge, T. Dannevig (1946): Blesterbruk og myrjern. Universitetets oldsaksamlings skrifter bind III. Oslo
- Martens, Irmelin (1979): Blåsterjern og fellujern. Noen synspunkter på en lite påaktet funngruppe. Universitetets Oldsaksamlings Årbok 1979, side 190-197. Oslo.
- Mortensen, Rasmus (1940): Jysk jærn. Undersøgelser vedrørende den gamle Jærnudvinding af Myremalm.
- Sauder, Lee (2010): Making Steel in the "Aristotle Furnace" (20.04.2016).
- Sauder, Lee: Remelting Bloom Iron for Phosphorus Reduction (27.05.2016).