Im Frühjahr 2000 wurde auf Anregung des Arbeitskreises Historischer Hauberg Fellinghausen in unmittelbarer Nähe des Meilerplatzes eine Rekonstruktion eines latènezeitlichen Verhüttungsofens errichtet. Als Grundlage der Rekonstruktion dienten Ergebnisse von Ausgrabungen solcher Öfen im Siegerland sowie neuere Erkenntnisse und Theorien über die Benutzung und Bedeutung dieser Öfen.
Ab dem 30.Juni bis zum 2.Juli 2000 fand in dieser Rekonstruktion ein Verhüttungsversuch statt. Dabei sollte versucht werden, mit den Mitteln, die den latènezeitlichen Kelten zur Verfügung standen, aus Eisenerz Roheisen in Form einer Luppe (d.h. eines schmiedbaren Eisen-Schlacke-Schwammes) zu gewinnen. Als Erz dienten Brauneisen-Molterstücke aus einem Pingenzug (Serie flacher Tagebaue) bei Mudersbach in Rheinland-Pfalz. Zur Feuerung und Reduktion des Eisens diente Holzkohle aus dem Meiler, welcher in der Zeit vom 14.-24.06.2000 mit Haubergsholz betrieben worden war.
Am 30. Juni wurde zunächst das Eisenerz geröstet, d.h. in einem
offenen Holzfeuer erhitzt. Dabei wurden die einzelnen Erzklumpen bis zur Rotglut
aufgeheizt.
Dieses Rösten diente der chemischen und physikalischen
Vorbereitung des Erzes. Zum einen wurden dadurch die flüchtigen Bestandteile wie
Wasser und ein Großteil des enthaltenen Schwefels ausgetrieben. Zum anderen
wurde das Erz durch den Prozess so spröde, dass es im Folgenden leicht auf
Walnussgröße zertrümmert werden konnte. Letzteres diente zur Vergrößerung der
Erz-Oberfläche und damit zur Beschleunigung der im Ofen ablaufenden chemischen
Reaktionen.
Uhrzeit | Beschreibung | Beschickung | Temperatur[°C]1 | ||
---|---|---|---|---|---|
u | m | o | |||
01.07.2000 06:00 |
Anheizen | Teilweise verkohltes Holz vom Holzkohlemeiler | |||
07:05 | 820 | 480 | 480 | ||
07:12 | 1000 | 480 | 480 | ||
07:18 | 900 | 580 | 560 | ||
07:53 | Verschliessen der Feueröffnung, Grundbeschickung mit Holzkohle | 30kg Holzkohle | 740 | n.b. | n.b. |
08:00 | 380 | 60 | 200 | ||
08:02 | 12kg Holzkohle 6kg Erz |
400 | 60 | n.b. | |
08:07 | 12kg Holzkohle, 6kg Erz |
380 | 60 | n.b. | |
08:30 | 430 | n.b. | n.b. | ||
08:51 | 500 | 200 | 100 | ||
09:26 | 620 | 220 | 140 | ||
09:39 | 630 | 250 | 150 | ||
09:44 | 650 | 330 | 150 | ||
10:12 | 680 | 700 | 320 | ||
10:21 | 690 | 900 | 360 | ||
10:33 | n.b. | 1050 | n.b. | ||
10:44 | 12kg Holzkohle, 6kg Erz |
700 | 1100 | n.b. | |
12:15 | n.b. | 950 | n.b. | ||
12:45 | 720 | 860 | 600 | ||
13:05 | 700 | 780 | 500 | ||
13:25 | Sonde 2(m) hatte einen Knick. Lag an der Außenwand an. Nach Korrektur etwa 5 cm von der Wand entfernt. | 730 | 1120 | 630 | |
13:40 | 12kg Holzkohle, 6kg Erz |
n.b. | n.b. | n.b. | |
13:50 | 760 | 160 | 560 | ||
14:20 | Schüttung an die Vorderwand | 12kg Holzkohle, 6kg Erz |
n.b. | 620 | n.b. |
14:32 | n.b. | 700 | n.b. | ||
15:11 | Schüttung an die Vorderwand | 12kg Holzkohle, 6kg Erz |
n.b. | 920 | n.b. |
15:49 | n.b. | 1000 | n.b. | ||
16:08 | 620 | 1140 | n.b. | ||
16:10 | Sclackenloch und untere Düse verschlossen | ||||
16:18 | letzte Beschickung | 11.5 kg Holzkohle, 7kg Erz |
n.b.3 | 1140 | n.b. |
22:00 | Ofen geschlossen | n.b. | 1000 | n.b. | |
Total: 123,5kg Kohle 43kg Erz |
Das Ergebnis der Verhüttung war eine Schlacken-Luppe mit Eisenanteilen mit
einem Gesamtgewicht von ca. 27 kg.
Eine genaue Analyse der Luppe sowie ein
Versuch, den Eisen-Anteil auszuschmieden, stehen noch aus. Eine vorläufige
Analyse hat jedoch ergeben, dass in der Luppe nur sehr wenig metallisches Eisen
in sehr kleinen Einschlüssen enthalten war. Bei einem Aufschmelzversuch wurde
sogar nur Eisenoxid aus der Schlacke gewonnen. Dieser Fehlschlag hat vermutlich
mehrere Ursachen, hauptsächlich wohl ein Übermaß an Sauerstoff während der
Verhüttung bzw. ein Mangel an CO (siehe auch Chemische
Vorgänge). Einen genauen Aufschluss über die Gründe kann erst eine genae
Analyse sowie die systematische Wiederholung des Schmelzversuchs unter
veränderten und kontrollierten Bedingungen liefern. Beides ist geplant, genaue
Termine stehen jedoch noch nicht fest.
Die Rekonstruktion und der Verhüttungsversuch wurden gefördert von der Nordrheinwestfalen-Stiftung Naturschutz, Heimat-undKulturpflege, der Stadt Kreuztal und fachlich unterstützt durch das Westfälische Museum für Archäologie , Außenstelle Olpe. Das Unternehmen wäre aber ohne die Mitarbeit zahlreicher Freiwilliger nicht durchführbar gewesen, hierunter die Haubergsgenossen Kurt Becker und Arnold Schneider.
Das Eisen lag im verwendeten Erz als Eisenhydroxid ( Fe(OH)3 ) und im gerösteten Zustand als ein Gemisch von Fe2O3 und Fe3O4 vor. Wesentliche Voraussetzung für die Reduktion zu metallischem Eisen war die unvollständige Verbrennung der Holzkohle in sauerstoffarmer Atmosphäre. Dabei verbrennt der Kohlenstoff teilweise zu Kohlenmonoxid.
2 C + O2 -> 2 CO
Das Kohlenmonoxid reduziert das Eisenerz in ein bzw zwei Schritten weiter zu metallischem Eisen.
3 Fe2O3 + CO -> 2
Fe3O4 + CO2
Fe3O4 + 4
CO -> 3 Fe + 4 CO2
Wie schon an der Zahl der beteiligten Moleküle zu erkennen ist, benötigt der zweite Prozess eine höhere Temperatur. Er läuft erst ab etwa 1000°K ab. Neben der erwähnten Reduktion durch Kohlenmonoxid tritt auch noch in wesentlich geringerem Umfang die direkte Reduktion durch elementaren Kohlenstoff auf.
3 Fe2O3 + C -> 2
Fe3O4 + CO bzw.
Fe3O4 + 2 C
-> 3 Fe + CO2
und weitere, ähnliche Reaktionen. Die Holzkohle hat also eine doppelte Bedeutung:
Letzteres kann aber nur bei einer unvollständigen Verbrennung funktionieren. Würde die Luftzufuhr am Ofen nicht reduziert, so würde der überschüssige Sauerstoff sowohl den gesamten Kohlenstoff zu Kohlendioxid verbrennen als auch eventuell bereits erzeugtes Eisen wieder zu Eisenoxid oxidieren.