Über die Bronzezeit im Vorderen Orient unter den Aspekten der Metallgewinnung, der Waffentechnik und der Energiebasis Holzkohle. Eine Studie

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 Kapitel 4
Verhüttung von Erzen


 
Themen und Verzeichnisse von Kapitel 4
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(1)
Zum Begriff der Verhüttung
(2)
Arten der Verhüttungsöfen
(3)
Entwicklung der Verhüttungsöfen
(4)
Beschickung der Verhüttungsöfen
(5)
Zuschläge (Flußmittel)
(6)
Thermochemische Vorgänge im Verhüttungsprozeß
(7)
Erzaufbereitung
(8)
Angaben über einzelne Verhüttungsprozesse (Kupfererz, Zinnerz, Eisenerz)
(9)
Organisation der ägyptischen Metallurgie
(10)
Brennmaterial und Verhüttungskosten
(11)
Transportieren von Haufwerk, Erz und Holzkohle
(12)
Herstellung und Transport von Holzkohle im iranischen Bergland
(13)
Transport von Holzkohle und Metall auf dem Fluß Tigris in Mesopotamien
(14)
Bronzezeitliche Arbeitsprozesse mit großem Energiebedarf
(15)
Produktionsdaten
(16)
Quellenverzeichnis Kapitel 4
(17)
Kapitelverzeichnis Teil I

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( 1 )  Zum Begriff der Verhüttung
Unter Verhüttung werden thermisch-chemische Prozesse verstanden, in denen aus aufbereiteten, angereicherten Erzen Metall gewonnen wird. Das geschah in der Bronzezeit in speziellen Öfen mit und ohne Gebläse. Als Brennstoff wurde hauptsächlich Holzkohle sowie unter besonderen Umständen auch Holz verwendet. 
Wichtigste archäologische Spuren der Verhüttung sind  Schlacken, Ofenruinen und Reste von verhüttetem Metall. Das Alter der Schlacken läßt sich mittels der Thermolumineszenz-Methode bestimmen. Das Alter der in Schlacken eingeschlossenen Holzkohlenreste wird nach der C-14-Methode ermittelt.
Die Verhüttungsöfen befanden sich, von einigen Ausnahmen abgesehen, zumeist in demjenigen   Bergbaurevier, wo die zum Verhütten bestimmten Erze abgebaut wurden. Wegen der schädlichen Rauchgase der Öfen gab es jedoch immer einen angemessenen Abstand zu den Anlagen der Erzaufbereitung und gegebenenfalls zu Orten, wo Erzgewinnung im Tagebau stattfand.
Allerdings zwang Erschöpfung der Brennstoffressourcen (insbesondere der Ressource Holz für die Holzkohlenerzeugung) oft dazu, den Standort der Verhüttungsöfen an Orte zu verlegen, die sich relativ weit entfernt vom Bergbaurevier befanden. Die Entfernungen betrugen z,B. in der spanischen Sierra Morena 10-20 km. Um natürliche Winde für den Ofenzug zu nutzen, wurden bei entsprechendem Gelände Berghänge als Ofenstandorte gewählt.  vgl. 401 Meier
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( 2 )  Arten der Verhüttungsöfen
Unterschieden wird zwischen Tiegelöfen, Schalenöfen und Schachtöfen. Kupellationsöfen zur Silber- und Bleigewinnung bleiben in der vorliegenden Studie unberücksichtigt.
Kupellation (auch: Kupellationsverfahren) ist ein Verfahren zur Abtrennung von Edelmetallen, zum Beispiel Gold oder Silber, aus Legierungen mit unedleren Metallen. Der Prozess ist auch als Abtreiben oder Treibarbeit bekannt. Das verunreinigte Metall wird mit Blei legiert, welches die  Verunreinigungen in sich aufnimmt. Das entstehende Bleioxid wird mitsamt den unedleren Metalloxiden von einem porösen Tiegelchen, der Kupelle oder Kapelle aufgesaugt. Gold und
Silber lassen sich auf diese Weise nicht voneinander scheiden.   siehe 402 Kupellation
Tiegelöfen waren kleine, in Tiegel- oder Herdform gebaute Öfen, die ins Holzkohlenfeuer gestellt wurden. Die erreichbare Temperatur lag bei 800°C. Bei künstlicher Luftzufuhr mittels Blasrohren   (zum Beispiel in Ägypten) kam es zu noch höheren Temperaturen. Die Bestückung eines Tiegelofens bestand, wie nachgestellte Verhüttungsexperimente belegen, aus einem Gemisch von feinkörnigem Erz und sehr kleinen Holzkohlestücken
Ein Tiegelofen konnte auch aus einer lediglich in den Boden eingelassenen Mulde bestehen, wie Funde auf Siphnos zeigen.
vgl. 403 Meier ; siehe auch 404 Sifnos
 
Siphnos ist eine kleine Insel der Kykladen in der Ägäis. Kurz vor 3000 v.u.Z. begann dort der Blei- und Silbererzabbau.
Schalenöfen waren Öfen oder Herde, bei denen der Innendurchmesser des Ofens. größer war als die Seitenwandhöhe (Beispielmaße: Durchmesser 150 cm, Wandhöhe 60 cm). Am unteren Teil der  Seitenwand befand sich das Abstichloch mit einem ins Erdreich eingelassenen, vorgelagerten Abzugskanal für Schlacke und Schmelzgut. 
Die Ofenkonstruktion erlaubte keine genaue Einhaltung der Schmelztemperatur, so dass nur Metall von geringerer Qualität gewonnen werden konnte. Mittels Luftöffnungen am unteren Ofenrand ließ sich die Qualität des gewonnenen Metalls verbessern. Künstliche Luftzufuhr erhöhte die Temperatur des Holzkohlenfeuers sehr schnell auf mehr als 1100°C. Schalenöfen wurden lagenweise mit Brennmaterial (Holzkohle oder Holz) und Erz beschickt. Zum Verhütten eigneten sich nur Kupfer- und Bleierze. 
Schachtöfen waren schmale zylindrische Schmelzöfen mit hoher Seitenwand (Mantel). Die Innendurchmesser des sich nach oben verjüngenden Ofenschachtes waren wesentlich kleiner als die Ofenhöhe, sie betrugen zwischen 60 und 100 cm.. Die Wandstärken waren zur Wärmedämmung und aus statischen Gründen sehr dick. Sie maßen im unteren Teil des Schachtes 30-80 cm.
Die Ofenhöhen richteten sich nach der Art der Luftzufuhr (Gebläse oder natürlicher Wind).Sie betrugen meist 2-3 m. Erreicht wurden vermutlich Höhen bis zu 4 m. 
Alle Schachtöfen hatten unten mindestens 1 bis 2 Tondüsen zur Luftzufuhr.  Dort befand sich auch die Abstichöffnung für Schlacke und Metall. Die Ofenbeschickung erfolgte lagenweise mit Brennmaterial (Holzkohle), Zuschlägen und Erz. 
In nachgestellten Experimenten mit Schachtöfen wurden bei natürlicher Luftzufuhr Ofentemperaturen von 1290 bzw. 1400°C und bei Öfen mit Gebläsevorrichtungen 1200 bis 1300°C erreicht.
Schachtöfen kamen hauptsächlich bei der industriellen Erzverhüttung zum Einsatz (z.B. in den Revieren von Laureion (Griechenland) und Carthago Nova (Spanien). Sie waren die eigentlichen Vorläufer der neuzeitlichen Hochöfen. 
Als Baumaterial der Schachtöfen dienten je nach den örtlichen Gegebenheiten mit Kalkmörtel verbundene Quarzitblöcke, Glimmerschiefer, Gneis, Trachyt (vulkanisches Gestein) oder Ziegelsteine.  Der untere Teil des Ofenmantels war an der Innenseite meist mit feuerfestem Verputz ausgekleidet (z.B. einem Gemisch aus Lehm und Sand).
In grossen Verhüttungsarealen wie Laureion gab es durch Mauern getrennte Kammern, in denen Gruppen von 6 bis 10 Schachtöfen aufgestellt waren.   vgl. 405 ; siehe auch 406 Meier
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( 3 )  Entwicklung der Verhüttungsöfen
Die historische Entwicklung der Verhüttungstechnik begann mit dem offenen Herd, einem primitiven Ofen, der oft nur aus einer in den Boden gegrabenen Vertiefung bestand, die mit feuerfestem Material (Ton, Ziegel oder ein Gemenge von beiden) ausgefüttert wurde. Ziegel waren sowohl gewöhnliche an der Sonne getrocknete Lehmsteine als auch aus Ton gebrannte Steine.
 
Zur Zeit des babylonischen Königs Nebukadnezar (604-561 v.u.Z.) lag die Brenntemperatur für Ziegel in den altbabylonischen Brennöfen bei etwa 550-600 °C.  Die jetzige Brenntemperatur beträgt ca. 1000 °C. Wie der griechische Geschichtsschreiber  Herodot  (490/480 bis ca. 424 v.u.Z.) berichtet, verwendete man für die  Ziegel den Ton, der sich bei Aushebung des Stadtgrabens von Babylon ansammelte. vgl.407 Neuburger ; siehe auch 408 Bibel
Auf dem Sinai verwendete man zum Verhütten von Kupfererzen aus Sandstein aufgebaute Öfen, in die aus einem Gemenge von Quarz, Sand und Ton gefertigte Tiegel (Schmelztiegel) hineingestellt wurden. Das zum Betreiben dieser Öfen benötigte Brennholz mußte von weither geschafft werden, da der Sinai zu jener Zeit (ebenso wie heute) nicht bewaldet war.

Spuren von Blasebälgen wurden am Sinai nicht gefunden. Wie aufgefundene Schlacken zeigen, war der Ofengang schwerfällig und unvollkommen; der Prozess des Kupferausbringens verlief  nicht immer gleich und einheitlich. 

Die eigentlichen Schmelzöfen für Kupfer waren hohe Schachtöfen,die insbesondere auf Zypern verwendet wurden. Die Beschickung dieser Öfen erfolgte, ähnlich wie beim modernen Hochofen, über eine Arbeitsbühne (Gicht) von oben. In die Gicht wurden abwechselnd Schichten von Kupfererz und Holzkohle eingegeben. Während des anschliessenden Schmelzvorganges wurde von unten mittels Blasebälgen Luft zugeführt.
Zur gleichen Zeit kamen auch noch Tiegelöfen zur Anwendung.. Generell wurden für die Kupferverhüttung in den verschiedenen Ländern sehr unterschiedlich konstruierte Schmelzöfen eingesetzt.

Das im Hüttenprozess gewonnene Kupfer war unrein und musste zur Erzielung grösserer Reinheit mehrfach umgeschmolzen werden, wofür es verschiedenartig gestaltete Schmelzöfen gab. Endprodukte waren Kupferplatten und -blöcke.
Die Ausbeute bei der Kupferverhüttung war noch unbefriedigend. Sie betrug oft nur 15 bis 25% des in den Erzen wirklich vorhandenen Kupfers. Häufig verblieben über 50% des Kupfers in der Schlacke. vgl.409 Neuburger

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( 4 )  Beschickung der Verhüttungsöfen
Angaben über die Ofenbeschickung stützen sich mangels älterer Schriftdokumente und infolge des Fehlens von Funden beladener Öfen der Bronzezeit (mit Ausnahme von Röstöfen in der spanischen Sierra Morena) vornehmlich auf nichtantike Quellen. Es kann angenommen werden, daß sich die Verhüttungstechnik und -technologie von der Antike bis zum Ausgang des Mittelalters nicht grundsätzlich verändert hat, so daß die Bezugnahme auf jüngere Daten zum Beschreiben der alten Beschickungsmethoden gerechtfertigt ist.   siehe 410 Meier
Schachtöfen mussten zu Beginn der Inbetriebnahme mit Holz vorgeheizt werden.Danach folgte das Einfüllen von Holzkohle und von etwas Schlacke aus einem früheren Verhüttungsprozess. Sobald die Holzkohle glühte, begann das lagenweise Beschicken des Ofens mit Röstgut und aufbereitetem Erz unterschiedlicher Stückgrösse sowie mit Zuschlägen und weiterer Holzkohle.bis zur vorgegebenen maximalen Füllhöhe. Das Gewichtsverhältnis von Holzkohle und Erz lag ungefähr bei 1:1 (hier bezogen auf Bleierz). 
Der Holzkohleverbrauch hing wesentlich von den Raten an zugeführter Luft (natürlicher Luftzug oder Gebläse) sowie vom Metallgehalt des Erzes (reiches oder armes Erz) ab. Dementsprechend uneinheitlich war die Schmelzdauer. Sie betrug bei Naturzugöfen 20-40 Stunden.  Agricola nennt für das Verhütten von reichen Bleierzen eine Dauer von 8 Stunden.
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( 5 )  Zuschläge (Flußmittel)
Zuschläge waren Gesteine, Mineralien, zur Metallgewinnung nicht benutzte Erze oder Schlacken, Sie wurden den zu verhüttenden Erzen beigegeben, um den Verhüttungsprozeß optimal zu gestalten und die Schlackenbildung sowie den Schlackenfluß zu unterstützen. 
Die Anwendung von Zuschlägen geschah auf rein empirischer Basis, wobei die jeweilige Qualität der Schlackenbildung das wichtigste Signal war bezüglich der zu erwartenden Qualität des Endprodukts Metall. 
Das Ziel bestand darin, eine möglichst metallarme und leichtflüssige  Schlacke zu erhalten. Dementsprechend wurden im Verhüttungsprozeß solche Zuschläge bzw. Flussmittel eingesetzt, welche die im geschmolzenen Erz immer noch vorhandenen Gangmineralien durch schlackenbildende Substanzen banden.Hierbei spielte das Verhältnis von Basen und Säuren eine grosse Rolle. Beim Verhütten von Bleierz sollte dieses Verhältnis im Bereich von 2,3 bis 1,2 liegen, was durch gezielte Beigabe von Zuschlägen erreicht wurde. 
Die entsprechenden Verfahrensweisen im Verhüttungsprozess wurden von Plinius in bezug auf die Bleigewinnung im Detail beschrieben.  vgl. 411 Meier

 
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( 6 )  Thermochemische Vorgänge im Verhüttungsprozeß
Das Verhütten ist ein thermischer Prozess, bei welchem aus dem Erz (Kupfererz, Zinnerz, Bleierz, Silbererz, Eisenerz u.a.) das reine Metall ausgeschmolzen wird. Einstufige Erze, wie unter anderem die oxidischen und karbonatischen Kupfererze,  konnten in einem einzigen Schmelzgang zu Metall reduziert werden. Aus den komplexeren sulfidischen Erzen mussten jedoch erst die schwefligen Bestandteile entfernt werden, da sie sonst die Reduktion des Erzes (siehe unten) behindert hätten. Dazu wurde das Erz  in speziellen Öfen geröstet, bevor es in die Erz-Schmelzöfen gelangte. Das sulfidische Erz wurde durch das Rösten zu oxidischem Erz. Der Röstprozess folgte damit dem von der Kalkbrennerei vorgegebenem Muster. EGe ; vgl.412 Neuburger
Oxidation ist eine chemische Reaktion bei der im einfachsten Falle Sauerstoff aufgenommen wird.  Mit der Oxidation geht immer eine Reduktion einher. Reduktion ist eine chemische Reaktion bei der im einfachsten Falle Sauerstoff  abgegeben wird. siehe 413 Glossar Aus hüttenmännischer Sicht ist Reduktion ein Ausdruck für das Erschmelzen von Erzen, deren Metallgehalte in Form von chemischen Verbindungen mit Sauerstoff  vorliegen. Bei starkem Erhitzen reagiert der als Reduktionsmittel wirkende Kohlenstoff  (Holzkohle und später Koks) mit dem im Erz enthaltenen Sauerstoff  und setzt unter Abgabe von Kohlenmonoxyd das Metall frei.   siehe 414 stolberg
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( 7 )  Erzaufbereitung
Die im Bergbau gewonnenen Erze mussten in den meisten Fällen für den Verhüttungsprozess aufbereitet werden. Je nach Art des Erzes und nach Leistungsfähigkeit der zum Einsatz kommenden Schmelzöfen gehörten zur Erzaufbereitung folgende Tätigkeiten:
  • Aussortieren (Klauben) nicht metallhaltiger Gesteinsbrocken (taubes Gestein), 
  • Rösten zum Umwandeln schwefliger Erzbestandteile in Oxide (zum Rösten siehe oben), 
  • Zerschlagen des entstandenen Röstkuchens in verhüttungsfähige Grössen, 
  • Zerkleinern bzw. Pulverisieren der Erzbrocken durch Stampfen oder Pochen in Mörsern und Mühlen, 
  • Sieben der Erze zum Trennen von grossen, mittelgrossen und kleinen Erzbrocken,. 
  • Waschen oder Schlämmen des Erzes zum Trennen der schweren metallhaltigen von leichteren tauben Teilchen. 
Diese Aufzählung der verschiedenen Tätigkeiten zur Erzaufbereitung gibt keinen Aufschluss über Anzahl und Reihenfolge der in der Aufbereitungspraxis tatsächlich durchgeführten Arbeiten. 
Informationen über antike Erzwäschen liefern die Anlagen des Silberbergbaus von Laureion mit ihren beeindruckenden Einrichtungen der Wassernutzung durch Stau und Rückgewinnen des Brauchwassers. vgl. 416 Lexikon

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( 8 )  Angaben über einzelne Verhüttungsprozesse
  • Verhütten von Kupfererz
Um Kupferze zu reduzieren ist eine Temperatur von 1100 °C erforderlich. Es dürfte dies wohl die höchste Temperatur gewesen sein. die man im Altertum bei hüttenmännischen Prozessen zu erreichen vermochte.
Die Einrichtung aller aus jener Zeit bekannten Öfen läßt darauf schließen, daß man trotz der später allgemeiner gewordenen Verwendung von Gebläsen nicht auf  höhere Temperaturen kam.  vgl. 417 Neuburger
  • Verhütten von Zinnerz 
"Die Gewinnung des Zinns geschah im Altertum durchweg aus Zinnerzen, die wohl zum größten Teil aus Britannien bezogen wurden, in dem man die alten "Zinninseln" erkennen will. Nach anderer Ansicht soll Indien das Land der Zinninseln gewesen sein. ... Jedenfalls scheinen die Phönizier ihr Zinn bestimmt aus Indien erhalten zu haben. Später wurden dann auch die spanischen Zinngruben ausgebeutet sowie vor allem - nach der Eroberung Britanniens durch die Römer - die des heutigen Cornwall."
Über die Art und Weise der Zinngewinnung im Altertum sind keine unmittelbaren Überlieferungen erhalten. Aus gefundenen Resten von Öfen läßt sich aber erkennen, daß diese Gewinnung "ein einfacher Reduktions- und Schmelzprozeß " war. Die Zinnerze wurden über einem Holzfeuer erhitzt, wobei das im Erz vorhandene Zinnoxyd reduziert und das damit gewonnene metallische Zinn ausgeschmolzen wurde.    siehe 418 Neuburger
Experimentelle Zinnerzverhüttung und Bronzeherstellung 

Bei oxidischen Erzen erfolgte ein relativ leichtes Gewinnen im Schachtofen bei 1300 °C und einem Erz-Holzkohle-Verhältnis von Eins  zu Zwei. Wenn die Sauerstoffzufuhr zu stark war, mußte wegen Reoxidation vor den Düsen allerdings mit großem Zinnverlust gerechnet werden.
Die Schachtöfen hatten einen quadratischem oder länglichem Grundriß (40x70 cm) und eine Gesamthöhe bis zu 2 m. Das Beschicken der Schachtöfen erfolgte von oben mit nur geringer Luftzufuhr. Die Ofenwandung bestand aus aus hitzebeständigen Steinen in Verbindung mit Lehm oder mit Schlacken zur Isolation.
Nach  dem Abstechen des Metalls, das am Boden des Ofens oder in einer Vorgrube stattfand, mußte die Ofenbrust jedes Mal erneuert werden.

Eine relativ einfache direkte Bronzeproduktion erfolgte in kleinen Schmelzgruben mit angebauter Hitzeschutzwand und einer ins Zentrum der Grube gerichteten Düse. Zuerst wurd bei 1150 °C  das Kupfer geschmolzen. Anschließend wurde gemahlenes Cassiterit direkt auf die Kupferschmelze gestreut. (siehe Anmerkung) Beim Entstehen der Zinnbronze und der Bronzeschlacke kommt es zu keinem größeren Zinnverlust.   siehe419 Experimente

Anmerkung: Gemahlenes Cassiterit ist wegen der Nebenbestandteile des Minerals kein reines Zinn. Das Aufstreuen würde demzufolge zu einer Verunreinigung der Schmelze führen. (Hinweis von Frank Trommer, Blaubeuren Jan. 2011)
  • Verhütten von Eisenerz
Entstehung der Eisenproduktion
Eisen scheint zunächst ungewollt produziert worden zu sein, als Abfallprodukt beim Schmelzen solcher Kupfererze, die einen hohen Anteil an Eisenerzen hatten.
Die Eisenproduktion hat vermutlich in den nördlichen Karpaten  (der slowakischen Tatra) und im georgischen Kaukasus etwa gleichzeitig  um 1700 v.u.Z. begonnen, gegen Ende einer Zeit bemerkenswerter Neuerungen in der damaligen Metallurgie, die in einem breiten Gürtel quer durch Eurasien stattfanden.   vgl.420 Cunliffe
Siehe hierzu die Ausführungen über die an der pontischen Küste des Schwarzen Meeres im zweiten Jahrtausend v.u.Z. sesshaften Chalyber. ( E.Gering: Holzkohle und Kohlenbrennen in ur- und frühgeschichtlicher Zeit. - In: Freiberger Forschungsforum, Agricola-Kolloquium 2008, Heft D 227 Geschichte, Seiten 5-28, Kapitel 3.3 ). Siehe auch Quelle 201 im Kapitel 2 der vorliegenden Studie.
Eisenverhüttung und Holzkohle
Eisenerz wurde im einfachen Tagebau und gelegentlich auch unter Tage abgebaut. Holzkohle zum Verhütten des Eisenerzes wurde mittels Grubenverkohlung gewonnen. Neuere Versuchsverhüttungen ergaben, daß für 1 kg verwertbarem Eisen etwa 10 bis 30 kg Holzkohle benötigt wurden.   vgl. 421 Hägermann

( 9 )  Organisation der ägyptischen Metallurgie
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Vermutlich war bereits zum Beginn des Alten Reiches (2600 v.u.Z.) in Ägypten eine eigenständige Metallurgie  vorhanden. Begründen läßt sich diese Vermutung mit dem schon zu jener Zeit existierenden Kupfererzabbau  und dem anschließenden Verhütten der Kupfererze im Sinai (unter anderem im Revier Maghara). 
Die vom ägyptischen Kernland ausgehenden Expeditionen zu diesen Kupferminen waren stets staatlich organisiert. Kupferverhüttung und Kupferschmelzen waren staatliches Monopol.

Wie in Mesopotamien seit der Ur -III-Zeit unterlagen auch in Ägypten die Erzlieferungen einer behördlichen Kontrolle. Das Aufbewahren des Erzes erfolgte zentral in den Schatzhäusern. siehe 415 Wilde, S.140)

 
Das Wort "Erz" ist mehrdeutig. Zunächst wird unter "Erz" jedes Mineral verstanden, welches eines der nutzbaren schweren  Metalle in gewinnbarer Menge enthält. Hierbei kann  das betreffende Metall im jeweiligen Mineral entweder in gediegener Form oder in  Verbindung mit anderen Elementen (Sauerstoff, Schwefel, Arsen u.a.) auftreten. In älteren  griechischen Schriften ( ausgenommen die Werke von Homer) ist bei Verwendung des griechischen Wortes für Erz meist das Kupfer selbst gemeint. In noch älteren  und dann wieder in späteren Zeiten wird die Bronze als "Erz" bezeichnet.
Meyers Konversations-Lexikon, 5. Auflage Band 5, Leipzig und Wien 1894, S.984. Siehe auch Kapitel 3 der vorliegenden Studie : "Zur unterschiedlichen Bedeutung des Wortes Erz"
Der überregionale Erzhandel fand im gesamten ostmediterranen Raum in Form normierter Barren statt. (Anmerkung: Es ist zu vermuten, daß sowohl erschmolzenes Kupfer als auch unbearbeitete Bronze in Barrenform gehandelt wurden. EGe

Kupferne Werkzeuge und Waffen wurden im offenen Herdguß gefertigt. Als Brennstoff für die Kupferverhüttung und für die nachfolgenden Schmelzprozesse wurde Holzkohle verwendet.
Seit der 4. Dynastie (um 2500 v.u.Z.) existieren bildliche Darstellungen der Metallverarbeitung.    vgl. 415 Wilde



 
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( 10 )  Brennmaterial und Verhüttungskosten 
Bei der Ofenbeschickung kam Holzkohle von etwa 100 mm Stückgrösse für die unteren und bis 10 mm Stückgrösse für die obersten Schichten zur Anwendung. Für den Holzkohlenbedarf  spielte hierbei auch der jeweilige Ofendurchmesser eine große Rolle. 
Es wurde gewichtsmässig ebensoviel Holzkohle wie Erz benötigt. 
Um 1 kg Holzkohle zu erzeugen, brauchten die antiken Köhler ca. 4-5 kg luftgetrocknetes Holz. Das bedeutete für das Verhütten von einer Tonne Erz einen Bedarf von 4 bis 5 Tonnen Holz.
Wenn das gewachsene Holz durch die Köhlerei verbraucht war,  mussten die Hüttenstandorte dorthin verlegt werden, wo es noch genügend Holz gab. Der Wald kam nicht mehr wie anfänglich zu den Hüttenstandorten, sondern das zu verhüttende Erz musste zwecks Senkung der zunehmenden Holztransportkosten dorthin gebracht werden, wo in der Natur noch möglichst unverbrauchte grosse Bestände an Kohlholz wuchsen. Das erforderte wiederum wachsende Aufwendungen für die Transporte der Erze zu den neuen Verhüttungsplätzen.
Der Anteil an Kosten, die mit dem Erzeugen und Bereitstellen der Holzkohle an den Verhüttungsplätzen verbunden waren, wuchs dadurch auf etwa 50 Prozent der gesamten Verhüttungskosten..
Um die spezifischen Verhüttungsaufwendungen zu verringern, wurden in der Phase der Erzaufbereitung nicht nur das taube Gestein, sondern auch Erze, die erkennbar nur sehr wenig Metall enthielten, aus dem Verhüttungsprozeß herausgenommen. 
Kostenreduzierend war auch das Erzrösten, bei dem durch Verbrennen der sulfidischen Bestandteile des Erzes schon vor der eigentlichen Verhüttung eine grössere Dichte an Metall erzielt und zugleich eine höhere Qualität des Endprodukts der Verhüttung gesichert wurde. Für das Erzrösten kam anstelle der Holzkohle das billigere Holz als Brennstoff zum Einsatz. vgl. 422 Meier 
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( 11 )  Transportieren von Haufwerk, Erz und Holzkohle
Mit „Haufwerk“ sind im Bergbau die herausgebrochenen und in Haufen geschichteten Gesteinsbrocken gemeint, die keine verwertbaren Anteile enthalten (synonym: taubes Gestein). 
Verfahren für die Förderung des Haufwerks vom Gewinnungsort bis über Tage waren:
 
das Weiterreichen von Hand zu Hand in Tragkörben, Trögen oder Säcken;
das Tragen in Rucksäcken;
das Weiterreichen schwerer Stücke von Schulter zu Schulter;
das Schleppen und Ziehen von Ledersäcken, Holztrögen und Netzen;
die  mechanische Hebung mittels Seilen und Rollen.
Besonders im prähistorischen Bergbau wurden vor allem wegen der Enge der Grubenbaue Kinder für die Förderarbeit eingesetzt. 
vgl. 423  Meier
Plinius berichtet vom Goldbergbau, wo Bergleute taubes Kieselgestein in etwa 150 Pfund schwere Stücke hauen und diese "auf ihren Schultern in der Finsternis dem Nächsten zureichen; auf diese Weise sehen erst die letzten von ihnen das Tageslicht." 
siehe 424 Plinius
Das oft über grosse Entfernungen erfolgende Transportieren von Holzkohle und Erz  geschah im Orient vornehmlich mit Mauleseln und Kamelen. Der Einsatz von Kriegsgefangenen sowie auf andere Weise versklavten Menschen als Träger von Erzen und Holzkohlen ist bei derartigen Landtransporten gleichfalls zu vermuten.  EGe

Holzkohlentransport in Säcken 
In der von dem Griechen Aristophanes (ungefähr 450 bis 380 v.u.Z.) stammenden Komödie "Die Acharner" heißt es: : 

"Wär´ ich jung noch wie einst,
  Da ich trug den Kohlensack"  siehe 425 Aristophanes
In der griechischen Antike war auch Steinkohle bekannt. Der Philosoph und Naturforscher  Theophrast von Eresos (371-287 v.u.Z.) erwähnt in einem kleinen Buch über die Steine jene "Steinarten, die von selbst brennen". Überliefert ist auch, daß griechische Schmiede Steinkohle, die sie auf den Bergen des Olymp fanden, im Schmiedefeuer gebrauchten.   vgl.426 Ress
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( 12 )  Herstellung und Transport von Holzkohle im iranischen Bergland
In den aufgeforsteten Regionen des Kaspischen Meeres und der nördlichen Berge Irans wurde Holzkohle oft in oberirdischen Stapeln oder Brennöfen (Meilern) produziert. Für die Ebenen und Hänge des trockeneren Zentralen Plateaus waren Erdgruben (Grubenmeiler)  typischer. Die Gruben waren von unterschiedlicher Grösse. Im Gebiet von Shiraz waren sie klein - 1 bis 1.5 Kubikmeter - und produzierten je Grube nur 60 kg Holzkohle. In Tabas maßen die Gruben bis zu 10 Kubikmeter und brachten jede 500 bis 700 kg Holzkohle. Die Gruben in Tauran waren von etwa der gleichen Größe. 

Die Unterschiede in den Grubengrössen und den prodzierten Holzkohlemengen können an der Methode des Transports der Holzkohle gelegen haben. In Shiraz wurden das Holz und die Holzkohle von den Arbeitern auf dem Rücken getragen, da es keine Lasttiere gab. Die Holzkohle wurde in 30 kg-Säcke gefüllt und zur Straße getragen, wo sie auf Karren geladen und zur Stadt gebracht wurde. In Tabas und Tauran wurden Holz und Holzkohle auf Kamelrücken transportiert. 500 kg waren zwei oder drei Kamelladungen.Daß die Art des Transportes die (oben genannten) Unterschiede ausmachte, ist nur Vermutung. Andere Faktoren wie die Natur des Terrains können wichtiger gewesen sein. Gruben befanden sich eher an Standorten mit viel Wald und Unterholz (und in Shiraz auch so nahe wie möglich an der Straße) als in möglichst geringen Abständen zu menschlichen Siedlungen. vgl.427 Lee Horne

Alle von der Autorin Lee Horne gemachten Angaben beruhen auf ethnologisch fundierten Vergleichen zwischen gegenwartsnahen Beobachtungen und anzunehmenden analogen Tätigkeiten in der Antike. EGe

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( 13 )  Transport von Holzkohle und Metall auf dem Fluß Tigris in Mesopotamien
Sachverhaltsinformation mit altbabylonischem Beschwörungstext
Sachwörter Holzkohle, Holzkohlentransport, Metalltransport, Beschwörung, Tigris
Zeit Altertum
Ort Mesopotamien (Altbabylonien)
Sachverhaltstypen Fakten (Text), Fiktion (Beschwörung)
Sachverhaltsbeschreibung "In dem altbabylonischen Beschwörungstext VAS 17, 23 [...] soll der Tigris dem, für den der Beschwörer die Beschwörung rezitiert, Holzkohle (upellûm), sangû ( [...] ´ein Metallggst.´[...] ), Kupfer und eventuell Blei bringen: VAS 17, 23, 4-7: _ ú-pe-el-li-a-am, i-di-ig-la-at, sà-an-gi-i we-ri-a-am  a-ba-ri šu-ši-im, li-ib-lam - " "Holzkohle soll der Tigris, sangû, Kupfer (und) ?? soll er mir bringen."
Sekundärquelle Die Metalle im Alten Orient: unter besonderer Berücksichtigung altbabylonischer Quellen / Karin Reiter . - Münster 1997  vgl.428 Reiter
Erfasser, Jahr E.Gering, 2006
Anmerkung: upelûm (im obigen Text upellûm) akkadisch Holzkohle. - siehe Verzeichnis akkadischer Wörter im Anhang zum Originaltext (hier nicht wiedergegeben). 
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( 14 )  Produktionsprozesse mit hohem Energiebedarf

Arbeitsgebiet: Verhüttung von Erzen
Beginn: Mesolithikum (Mittelsteinzeit)

Arbeitsprozess Hauptarbeitsmittel Arbeitstemperatur Hauptenergiequellen
Erzverhüttung Tiegelofen 800°C Holzkohle, Holz
Erzverhüttung Schalenofen > 1100°C bei künstlicher Luftzufuhr Holzkohle u.vermutlich Holz
Erzverhüttung Schachtofen bis 1400°C bei natürlicher Luftzufuhr Holzkohle u.vermutlich Holz
1200-1300°C mit Gebläse Holzkohle u.vermutlich Holz
Kupferschmelzen Schmelzofen 1150°C Holzkohle
Rösten sulfidischer Erze Röstofen
zum Vergleich: Ziegelbrennen altbabylonischer Brennofen 550-600°C
EGe


( 15 )  Produktionsdaten

Siehe Verzeichnis von Produktionsdaten ==>



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( 16 )  Quellenverzeichnis zu Kapitel 4 (Verhüttung)
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Quellennachweis-
nummer
Quellennachweis Rücksprung 
zum Text
401
Stefan W. Meier: Bleibergbau u. Verhüttung in der Antike, Fortsetzung 8. - In: Bergknappe 2/98, S. 28 T401
402
Wikipedia, Kupellation. Version vom 3.8.2009 T402
403
Stefan W. Meier, a.a.O., S.28-29 T403
404
Wikipedia, Sifnos, Version vom 15.11.2010 T404
405
Stefan W. Meier, a.a.O., S. 31-32 T405
406
Stefan W. Meier, a.a.O., S. 29-30 T406
407
Albert Neuburger: Die Technik des Altertums. -  4. Auflage, Leipzig 1929 (Reprint 1987), S. 136-137 T407
408
Die drei jungen Männer im Feuerofen. - In: Die Bibel - Das Buch Daniel. - Stuttgart 2003, S.993-1002 T408
409
Albert Neuburger: a.a.O., S. 16-17 T409
410
Stefan W. Meier: Bleibergbau und Verhüttung in der Antike, Fortsetzung 9. - In Bergknappe 3/98, S. 23 T410
411
Stefan W..Meier: Bleibergbau und Verhüttung in der Antike, Fortsetzung 9. - In: Bergknappe 3/98, S.24 und 25 T411
412
Albert Neuburger:  a.a.O., S.16 T412
413
http://www.archaeometallurgie.de/impressum/glossar.html    Stand 21.11.2010 T413
414
http://www.stolberg-abc.de/htdocs/rtxt.htm   Stand 22.11.2010 T414
415
Heike Wilde: Technologische Innovationen im zweiten Jahrtausend vor Christus: Zur Verwendung und Verbreitung neuer Werkstoffe im ostmediterranen Raum. - Wiesbaden, 2003, S. 72-73 u. 140] T415
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Helmut Wilsdorf in: Lexikon der Antike, Leipzig 1977, S.72 T416
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Albert Neuburger: a.a.O., S. 25-26 T417
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Albert Neuburger: a.a.O., S. 25-26 T418
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Einführung in die Bronzezeit - Wintersemester 2008/2009.  Experimente der Arbeitsgruppe "Experimentelle Archäologie" in Österreich, S.15 T419
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Barry Cunliffe (Hrsg.): Illustrierte Vor- und Frühgeschichte Europas. - Köln 2000, S. 420 T420
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Dieter Hägermann: Technik im frühen Mittelalter zwischen 500 und 1000..  Eisenerzeugung und -verarbeitung. -. In: Wolfgang König (Hrsg.): Propyläen Technikgeschichte, Frankfurt am Main und Berlin, 1991 S.422 T421
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Stefan W..Meier: Bleibergbau u. Verhüttung in der Antike, Fortsetzung 9. - In: Bergknappe 3/98, S.23 T422
423
Stefan W..Meier: Bleibergbau ..., Fortsetzung 4. - In:  Bergknappe 2/97, S.27 T423
424
Plinius: Naturalis Historiae, Buch 33, 71 T424
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Aristophanes: Die Acharner. - In: CD Dichtung der Antike von Homer bis Nonnos, S. 1239]. (vgl. Aristophanes: Komödien, Aufbau-Verlag Berlin, Band 1, S. 11 T425
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Geschichte der Kokereitechnik / Franz Michael Ress. – Essen 1957, S. 21 T426
427
Lee Horne: Fuel for the Metal Worker. The Role of Charcoal and Charcoal Production in Ancient Metallurgy (Brennstoff für den Metallarbeiter. Die Rolle der Holzkohle und der Holzkohlenproduktion in der alten Metallurgie). - In: Expedition Bd. 25, Nr. 1, Herbst 1982, S. 6-13. - Universität von Pennsylvania Museum, Philadelphia T427
428
Die Metalle im Alten Orient: unter besonderer Berücksichtigung altbabylonischer Quellen / Karin Reiter . - Münster 1997, S. 118, Fußnote 30 T428

Erläuterungen zu den Quellennachweisnummern und zum Quellenverzeichnis ===>


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Ende von Kapitel 4 (Verhüttung)

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Kapitelverzeichnis Teil I
Kapitel Thema Kurzbezeichnung
0
Prolog Prolog
1
Anlegen und Beherrschen von ortsfesten Feuern Feuerbeherrschung
2
Holzkohle als Energiebasis der historischen Montanindustrie Holzkohle
3
Suchen, Finden und Abbauen von Erzen Erzabbau
4
Verhütten von Erzen zur Metallgewinnung Verhüttung
5
Bearbeiten und Weiterverarbeiten von Metallen Metallverarbeitung



 
 
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