Welkom in de ijzertijd!

De ijzertijd in Brabant

IJzerwinning, de praktijk

Dit is het eerste deel van een vierdelige serie over het winnen van ijzer in Nederland van voor de komst van de Romeinen in Nederland (Gegevens over mogelijke ijzerwinning in de Kempen voor de komst van de Romeinse industrie). Deze uiteenzetting tekst kent zijn oorsprong in 1992, toen een eerste versie werd geschreven voor het (toen nog) Prehistorisch Huis Eindhoven, tegenwoordig het Historisch OpenluchtMuseum Eindhoven. Zie ook:
Deel 1 - IJzerwinning, het voorwoord
Deel 2 - IJzerwinning, de theorie
deel 4 - IJzerwinning, de experimenten

Het ijzer winnen zal gedaan zijn door een kleine groep personen rond een specialist. Ze werken wellicht in het bos, waar voldoende hout voorradig is. IJzerwinning en ijzerbewerking werd grotendeels in één hand gehouden: het gewonnen ijzer werd zoveel mogelijk ter plekke verwerkt tot gebruiks-voorwerpen of tot halffabrikaten die gemakkelijk te transporteren en te verhandelen waren.

Voorbereiding

Het werk kent een langdurige voorbereiding met het maken van houtskool, het verzamelen en bewerken van ijzeroer en het bouwen van de ovens. Alleen al deze zaken vragen voldoende ervaring en organisatie.

Houtskoolwinning
Houtskool is de ideale brandstof bij het winnen van smeedijzer door de grote hitte die het oplevert en zijn reducerende werking. Om zo’n 10 kilo smeedbaar ijzer uit oer te kunnen winnen heeft men ruim 400 kilo houtskool nodig. Voor houtskool kan je beter harde dan zachte hout-soorten kiezen omdat dit minder snel verpulvert. Archeologen vinden houtskoolresten van beuk, berk, den, eik, els, wilg, hazelaar en jeneverbes.

Overal in Europa maakte men houtskool in grote voorraden, niet alleen voor het ijzer winnen, natuurlijk. Men maakte kuilen van een paar meter doorsnede, met een diepte van een halve meter in het midden. Het kleinste hout werd beneden gelegd en de vuistdikke stammen erbovenop. Als het goed brandde werden er graszoden opgelegd zodat het hout niet zou opbranden maar verkolen wegens zuurstofgebrek. Zo ontstonden kleine hopen, meilers genoemd. Na een vol etmaal werden de meilers geopend en de houtskool droog opgeslagen. De houtskoolbrander en de smid zullen wellicht dezelfde persoon geweest zijn.

IJzeroer of ijzererts
IJzererts bestaat in vele vormen en concentraties. Zoals er gedegen koper bestaat, zo bestaat er op deze aarde ook gedegen ijzer, afkomstig van meteorietinslagen. Het is zo zuiver dat het koud bewerkt kan worden. Het komt helaas erg zelden voor en waar het werd gevonden leidde het hooguit tot productie van een sieraad. De massaproductie van ijzer komt van ijzererts dat in onzuivere vorm ongeveer 5% van ons aardoppervlak vormt. We hebben het over ijzererts wanneer het om ijzerhoudend gesteente gaat. IJzeroer daarentegen bestaat uit samengekitte ijzerverbindingen uit moerassen. Het ijzer is daar in het water opgelost geweest en neergeslagen in “banken”. Dat is dé bron voor de Brabantse ijzerovens. Iedereen kent in de natuur plaatsen met roestig uitziend water of grondlagen. Men vindt ze bij vennen of beekjes en ze wijzen op de aanwezigheid van ijzer in de bodem.

De zwarte laag die op sommige duinen ligt is ijzererts, dit wordt door een magneet aangetrokken.

Het ijzergehalte van deze lagen is meestal erg gering en niet voor productie bruikbaar. Op sommige plaatsen heeft het ijzer zich vastgezet in banken, die hierdoor lijken op bruikbare erts, terwijl ze enkel bestaan uit hoofdzakelijk zand. De samenstelling van het erts of oer is afhankelijk van de streek.

Naast het ijzergehalte (Fe) bevat het zuurstof (O) dat aan ijzer is verbonden_, in combinaties als Fe₂O₃ . Er is kiezelzuur of kwarts (SiO₂) aanwezig in groten getale, fosfaten en in de leemstreken aluminiumoxide (Al₂O₃) en kalk.

Het soort mineralen en de concentratie ervan in het oer is van invloed op het winproces. Zo zorgt een te hoog kwartsgehalte ervoor dat de smelttemperatuur van het ijzeroer zoveel hoger wordt, dat ijzer winnen op de gangbare manier niet meer mogelijk is.

In verschillende regio’s vindt men het oer in verschillende vormen. Zo vindt men in Vlaanderen en de Kempen poreuze oerbanken. Brokken die honderden kilo's kunnen wegen, roestbruin gekleurd zijn en sponsachtig van structuur, meestal in drassige beekdalen en moerassen, maar ook in heidevennen. In Oost-Nederland, vooral op de Veluwe vindt men klapperstenen op de heide. Ze werden in de ijzertijd en in de Middeleeuwen in grote hoeveelheden gewonnen en leidden zeker in de Karolingische tijd tot een exportindustrie naar vooral Duitsland. In de leemgebieden van Zuid Vlaanderen, Brabant en Zuid Limburg vindt men limoniet of bruinijzersteen in leemlagen. Door de aanwezigheid van leem zit er veel aluminium in de slak. In de Ardennen en in Luxemburg wordt erts opgedolven in mijnen. Dit gebied was in de ijzertijd in de Benelux het grootste industriële centrum. Behalve ijzer, werd er in het gebied ook goud gewonnen.

Voordat het ijzeroer gebruikt kan worden, moet het eerst gewassen, gedroogd en in kleine brokjes ter grootte van een hazelnoot geslagen worden. Vervolgens wordt het geroosterd zodat zwavel, vuil en vocht er uit brandt. Hierdoor is het oer licht en poreus geworden.

Ovens
Bij opgravingen zijn zelden complete ovens terug gevonden. Dit kan komen doordat ze niet diep in de grond zijn gegraven. De gevonden ovenfragmenten zijn te herkennen door de grote hitte waaraan het heeft blootgestaan en de restanten van ijzerslakken die er soms nog aan vast gekit zitten. De aanwezigheid van ferrooxide (roest), in de slak is steeds het bewijs dat we niet te maken hebben met potoven resten of met pannenovens uit de Romeinse tijd, maar met ijzerwinning. We kunnen de plaats van vele van die delen van de wand in de oorspronkelijke oven reconstrueren. De hitte waaraan de fragmenten hebben blootgestaan laat sporen na, waaraan afgeleid kan worden of de fragmenten hoog of laag in de oven hebben gezeten. Soms gaat het om

randfragmenten of restanten rond het slakkengat of het blaasbalggat. Soms vindt men een aardewerken tuit, die de blaasbalg moest beschermen tegen de ovenhitte. De ovens zijn wellicht op de grond gebouwd of hadden hooguit enkele centimeters in de grond hun vloer.

Er zijn in de ijzertijd in Noord-West Europa verschillende types ovens bekend. De kuiloven of komoven (bowl furnace) is een oven, gebouwd in een ondiepe kuil. In de kuil brengt men een laag leem aan, daarop een laag houtskool, deze wordt afgedekt met een laag klei (klei heeft een hoger smeltpunt dan leem). De drie lagen vormen een isolerende grondlaag. Op de klei werd dan gestookt. Als men klaar was met stoken kon men gemakkelijk het gewonnen ijzer uit het vuur verwijderen. Soms werd dan op de restanten een nieuwe kleilaag gelegd en verder gestookt. Deze techniek is moeilijk omdat men in een vrij open vuur moeilijk hoge temperaturen haalt.

De schachtoven (shaft furnace) is een oven waarop een schoorsteen is gebouwd, voor de (natuurlijke) trek. De schoorsteen is gebouwd van leem vermengd met stro en koeien- of paardenmest. In de late ijzertijd vindt men onder aan de oven bovendien meestal een opening voor het laten weglopen van de slak. Hoe hoog temperaturen oplopen bij natuurlijke trek is ons niet bekend. Een andere manier om te zorgen voor de aanvoer van voldoende zuurstof is het gebruik van blaasbalgen. Deze zijn al heel lang bekend, zo vindt men ze al op de oudste Egyptische wandtekeningen. Bewijzen zijn er ook door vondsten

van aardewerken tuitjes die de blaasbalg moeten beschermen. In Zuid-Denemarken is een blaasbalg uit de ijzertijd teruggevonden. Er zijn in Europa ook oventjes gevonden zónder lucht-toevoergaten. Deze moeten dan zijn aangeblazen van bovenaf. De vraag is of je met deze techniek eenvoudig dezelfde temperatuur kunt behalen. Deze methode, het van bovenaf aanblazen, ziet men echter nog steeds wel eens in Azië en Afrika.

Doorsnee van een schachtoven (klik voor een uitvergroting)

Het procédé

Het bouwen van de oven
De ovens worden opgebouwd uit leem, die is vaak vermengd met stro en/of zand. Als de leem gemengd is worden er broden van gemaakt. Allereerst wordt er op de grond een laag leem aangebracht, hierop wordt vervolgens een laag broden in een cirkel neergelegd. Die onderste laag is meteen ook de breedste, 8 tot 10 cm. In de onderste laag wordt een opening gelaten

Hierdoor kan de slak straks naar buiten stromen. Nu kan de volgende laag aangebracht worden, hierin worden twee smalle gaatjes opengelaten voor de blaasbalgen. De oven wordt naar boven toe een beetje smaller en de muren worden ook iets dunner. Als je met natte leem werkt moet je het eigenlijk tussendoor laten drogen, anders zakt de oven door z’n eigen gewicht uit elkaar. Om het droogproces van de leem te versnellen kan er in de oven een klein vuurtje gestookt worden.

Op temperatuur brengen en stoken van de oven
Bij het winnen van ijzer, begint de smid met het geleidelijk aan goed heet stoken van de oven. Als de oven goed heet is brengt men een stevige laag houtskool op het brandende hout aan. Tegelijkertijd maakt men het slakkengat dicht met een leemprop en begint men zacht aan te blazen met de blaasbalg. Als de laag houtskool gloeit wordt de oven verder gevuld met houtskool,

uiteindelijk tot aan de rand. De houtskool begint geleidelijk aan te gloeien zonder dat het teveel doorbrandt en instort. Op de gloeiende houtskoollaag kan nu het eerste ijzeroer worden aangebracht. Als de inhoud van de oven voldoende gezakt is word er opnieuw houtskool en ijzererts toegevoegd. Na een aantal van die cycli begint de slak te lopen, het slakkengat moet nu telkens vrijgemaakt worden zodat de slak ook daadwerkelijk naar buiten kan komen.

Het leeghalen van de oven
Als de oven gestookt is, laat men deze meestal eerst helemaal afkoelen voordat de oven opengebroken wordt om te kijken wat het resultaat is. In de oven vind je slakresten, niet verbrande houtskool en als het goed is ook de wolf. Deze wolf is meestal ook nog enigszins vervuild, bijvoorbeeld met houts-koolresten. Die kan de smid eruit krijgen door de wolf opnieuw te verhitten in een smidsvuur en te behameren, op die manier komen de vervuilingen naar de oppervlakte. Het opnieuw verhitten van de wolf vraagt heel veel energie, vandaar dat er ook voor gekozen kan worden de oven open te breken als deze nog heet is, en de wolf meteen te verwerken terwijl deze nog gloeit.