was successfully added to your cart.

IJzerbewerking

De geboorte van ijzer

IJzerwinning: de benodigdheden

IJzerwinning: de benodigdheden

De komst van ijzer bracht op het einde van de prehistorie een grote verandering in het sociale leven. Hoewel we de ijzertijd volgens de tijdslijn situeren van 800 tot 50 voor onze jaartelling (v.o.j.), gaan geleerden ervan uit dat het nieuwe metaal enkele eeuwen voordien al werd vervaardigd en gebruikt. Algemeen wordt 1100 v.o.j., dus ten tijde van de bronstijd, aanvaard als de periode waar ijzer voor het eerst in onze gewesten opduikt. Toch zal het nog tot de middenijzertijd (ca. 450 v.o.j.) duren voordat ijzer gemeengoed wordt. De oudst gekende ijzeren voorwerpen zijn speerpunten en ornamenten, gevonden in Egypte en het Midden-Oosten en daterend van rond 4000 v.o.j.

In dit artikel schetsen we in drie fasen de geboorte van ijzer: reduceren, zuiveren, smeden. Het gebruik van ijzeren voorwerpen voor agrarische, ambachtelijke en militaire doeleinden of als betaalmiddel zal in een volgend Legia Bulletin verder uitgediept worden.

De grondstof

Breken van het ijzeroer

Breken van het ijzeroer

Om ijzer te vervaardigen heb je uiteraard een ijzerhoudende grondstof nodig. Een vrij eenvoudige taak als je weet dat de aardkorst voor 5 % uit ijzer bestaat. Zo bevatten de Belgische Ardennen roodijzersteen, beter gekend als hematiet. In Vlaanderen zijn de getuigenheuvels in de Westhoek, de Vlaamse Ardennen en het Brabantse Hageland gevormd met ijzerzandsteen, rijk aan limoniet.

Uit de veel voorkomende moerasgebieden die het prehistorische Vlaanderen en Nederland rijk waren, kon men ook moerasijzererts winnen. In de Veluwe had men dan ijzerertsknollen, ook wel klapperstenen genoemd, en won men ijzeroxide uit ijzeroer, een zandsoort.

Reduceren

Het samengeklitte ijzer, ook wel de wolf genoemd, wordt uit de laagoven gehaald.

Het samengeklitte ijzer, ook wel de wolf genoemd, wordt uit de laagoven gehaald.

Reduceren is het ijzer in de steenbrokken scheiden van andere elementen zoals aarde en zuurstof door middel van een chemische reactie. Men breekt eerst de stenen tot kleinere stukken en wast die in water. Hierdoor wordt de meeste aarde al oppervlakkig weggewassen. De chemische reactie verkrijgt men door de steenbrokken bij een temperatuur van 900 tot 1000 °C in contact te brengen met koolstof. Dit proces gebeurt in een halfopen oven of laagoven die in de grond is uitgegraven. Door houtskool, die in de ijzertijd lokaal werd vervaardigd, aan het vuur toe te voegen,voegt men de noodzakelijke koolstof toe. Blaasbalgen zorgen voor een constante temperatuur en de toevoer van de noodzakelijke zuurstof om de houtskool te verbranden. Wanneer de temperatuur urenlang rond 900 à 1000 °C blijft, vindt de chemische reactie plaats: de zuurstof in de steenbrokken scheidt zich van het ijzer op het moment dat het de koolstof verbrandt. Dit noemen we de reductie. Wat rest, is ijzer. Maar ijzer heeft de neiging om bij verhitting samen te klitten, dus het resultaat van de reductie is een grillig gevormde klomp ruwijzer, soms ook ‘spons’ of ‘wolf’ genoemd. Dit half afgewerkt product zit nog vol met ijzerslakken (onzuiverheden) en luchtbellen. Deze worden in het volgende proces verwijderd door zuivering.

Verschillende smeden hameren op de gloeiende wolf om de onzuiverheden uit te slaan en het ijzer compacter te maken.
De vijf vormen van ijzeren halffabricaten, verspreid gevonden op het Europees continent. © Marion Berranger
De vindplaatsen van de halfabricaten type dubbele piramide en platte baar met opgerold eindstuk. © Marion Berranger

Zuivering

Het ruwe ijzer in de vorm van een grillige klomp moet nu worden gezuiverd van alle resterende onreinheden. Dit zijn vooral ijzerslakken (een glasachtige massa) en luchtbellen die zich op en in de klomp bevinden. Om deze te verwijderen wordt de klomp ijzer roodgloeiend verhit en mechanisch bewerkt door er intensief op te hameren. Door het ijzer te verhitten zet het zich uit waardoor de onzuiverheden gemakkelijker worden uitgehamerd. Als het ijzer teveel is afgekoeld, wordt het opnieuw verhit en verder gehamerd. Bij dit proces kunnen 3 tot 4 smeden urenlang ritmisch op het zelfde stuk ijzer hameren tot het metaal een homogene structuur krijgt. Tijdens het zuiveringsproces wordt het half afgewerkte ijzer ook in een bepaalde vorm gehamerd. Opmerkelijk is dat er naar steeds terugkerende vormen werd gehamerd. Deze werden gevonden doorheen West-, Centraal- en Oost-Europa. In totaal zijn er 5 verschillende vormen bekend (van links naar rechts):

  • de dubbele piramide
  • de haak
  • de vierkante baar
  • de rechthoekige baar
  • de platte baar met opgerold eindstuk

De dubbele piramide en de platte baar vormen 90 % van het gevonden materiaal. In het kader van haar thesis onderzocht studente Marion Berranger van de Universiteit van Parijs, in samenwerking met de Universiteit van Belfort-Montbéliard en IRAMAT (Onderzoeksinstituut voor Archeologische Materialen) van het CNRS (Nationaal Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek) meer dan duizend half afgewerkte ijzerproducten. Sommige van deze halffabricaten werden doormidden gezaagd om een beter inzicht te krijgen in de kwaliteit en de structuur van het ijzer. De studie bracht aan het licht dat het zuiveringsproces niet altijd dezelfde kwaliteit opleverde.

Maar waarom de verschillende vormen? Onderzoek wees uit dat elke vorm een ander type kwaliteit bezat. Zo blijken de dubbele piramidevormen minder van kwaliteit dan de platte baar met opgerold eindstuk, die de beste kwaliteit vertegenwoordigde. Men kan er dus van uitgaan dat er tussen de fabrikant van de halffabricaten en de aankoper gedragscodes bestonden waarbij de vorm van het halffabricaat de kwaliteit van het metaal verzekerde. Gelet op de verspreiding van deze halffabricaten moet deze code over het ganse Europese continent gekend geweest zijn. Dit betekent dat in het Europa van de ijzertijd een omvangrijk handelsnetwerk bestond waarbij handelsafspraken werden gemaakt tussen alle volkeren en deze ook werden opgevolgd.

IJzeren halffabricaat type platte baar

© Marion Berranger

IJzeren halffabricaat type platte baar
© Marion Berranger

Smeden tot eindproduct

smeden van de tang aan het mes waarrond later het handvat komt.

Smeden van de tang aan het mes waarrond later het handvat komt.

De kenmerken van de halffabricaten verstrekken meer informatie over hun gebruiksomstandigheden. De dubbele piramides zijn massieve halffabricaten (2 tot 6 kg) die weinig geschikt zijn voor het smeedwerk. Men vermoedt dat dit type voor massaproductie werd gebruikt waarbij zowel lichte als zware objecten werden gesmeed en de kwaliteit van het ijzer minder belangrijk was. De platte baren met opgerold eindstuk dienen dan eerder voor specifieke producten van uitzonderlijke kwaliteit. Hun zeer hoge zuiverheidsgraad en het opgerolde uiteinde bewijzen een zeer goede geschiktheid van het ijzer voor het smeden. Deze halffabricaten komen vanaf de 3e eeuw v.o.j. voor en heeft alles te maken met een verhoogde vraag naar (kwaliteitsvol) ijzer. Parallel hiermee ontstaan waarschijnlijk de ‘ijzermarkten’ waar de specialisatie onder smeden wordt getoond.

De smeden gebruiken dus naargelang de functie van het eindproduct de typische halffabricaten. Om deze tot hun gewenste vorm te smeden worden de halffabricaten roodgloeiend opgewarmd in een smidsevuur en op een vierkant aambeeld gesmeed. De gekende vondsten tonen aan dat de smeden uit de ijzertijd hoogwaardige producten konden afleveren.

Bronnen

  • BERRANGER M., Dossiers d’Archéologie nr.335, Le commerce de fer, 2009
  • CREW P., Currency bars in Great Britain, typology and function. In: MANGIN M., SERNEELS V., La sidérurgie ancienne de l’Est de la France dans son contexte européen, Archéologie et archéométrie. Fragmenten uit het colloquium van Besançon (F), 10-13 november 1993. Jaarboek Universiteit van Besançon (F), Les Belles Lettres, Parijs, 1994, pag. 175-176
  • DOSWALT C., Les lingots de fer en Europe occidentale: problématique générale. In: MANGIN M., SERNEELS V., La sidérurgie ancienne de l’Est de la France dans son contexte européen.
    Jaarboek Universiteit van Besançon (F), Les Belles Lettres, Parijs, 1994, pag. 333-343
  • MANGIN M. dir., Le fer. Parijs, Éditions Errance, 2004 (collections archéologiques)
  • TESTART A. dir. Aux origines de la monnaie. Parijs, Éditions Errance, 2001