Hermed være artiklen anbefalet den interesserede læser.....
Slaggeaftapningsovne i Danmark, udgravninger og forsøg
Henriette Lyngstrøm
Mange danske udgravninger, teoretiske diskussioner og eksperimentel-arkæologiske forsøg har taget sigte på at afgrænse jernudvindingsovnens kronologiske og typologiske udvikling.
Vi ved, at bønder i Danmark har udvundet jern af myremalm helt fra den tidligste jernalder, men det arkæologiske materiale fra ældre førromersk jernalder er begrænset til slagger, ristet myremalm og genstande af jern. Selve jernudvindingsovnen er kun kendt fra perioden mellem yngre førromersk jernalder og frem i ældre germansk jernalder - samt igen fra den tidlige middelalder. I disse to kronologiske forløb kan der identificeres tre typologisk forskellige ovne: Espevej-ovne, Drengsted-ovne og slaggeaftapningsovne, der alle tilhører gruppen af vesteuropæiske skaktovne, mens de i den centraleuropæiske typologi er repræsentanter for henholdsvis skaktovne og aftapningsovne.
På seminaret "Ovnskronologi og ovnstypologi i den nordiske jernvinna, Kittilbu 2009" blev de få danske fund af slaggeaftapningsovne vurderet og diskuteret, ligesom der blev gjort rede for, hvordan disse ovne fungerer i eksperimentel-arkæologiske jernudvindingsforsøg. Der blev også argumenteret for en nuancering af de definerede ovntyper og for, at ”typerne” ikke kun varierer i tid, men også i rum.
Problemer i den danske ovnskronologi og ovnstypologi
Også i Danmark indtager jernudvindingsovnen en helt central plads i den arkæologiske jernforskning. De danske bønder udvandt jern af myremalm fra den tidligste jernalder, men det arkæologiske kildemateriale fra år 500 til år 200 f . Kr. er begrænset til slagger, ristet myremalm og genstande af jern. Selve jernudvindingsovnen er i Danmark kun kendt fra omkring år 200 f . Kr. til år 550 e. Kr., samt igen fra 1100 til 1300 e. Kr.
Det er i disse to tidsforløb arkæologen Olfert Voss med forbilledlig klarhed har identificeret og dateret tre typologisk forskellige ovne: Espevej-ovne, Drengsted-ovne og slaggeaftapningsovne (Voss 1993:206). Og hans illustrative oversigt, hvor de numeriske værdier for Espevej-ovne og Drengsted-ovne siden er væsentligt forøget, er gengivet i adskillige sammenhænge og står som printet på alle danske arkæologers nethinder.
Gennemgangen af det arkæologiske materiale af jernudvindingsovne fra Danmark forleder da også til opfattelsen af et enstrenget typologisk udviklingsforløb. Fra endnu ukendte ovne i tidlig førromersk jernalder til Espevej-ovne i sen førromersk jernalder og ældre romersk jernalder, knyttet til gården og den lokale smeltemester; frem til de større, vestjyske landsbyer og enkeltgårde med Drengsted-ovne, hvor kyndige bønder i yngre romersk jernalder og ældre germansk jernalder producerede betydelige mængder jern; og videre, til en sandsynlig slaggeaftapningsovn i middelalderen - en ovn, der endnu kun er fundet ganske få steder, men som meget vel kan repræsentere et teknologisk højdepunkt i den danske jernudvinding.
Der er ingen tvivl om, at dette må være hovedlinjerne i den typologiske udvikling. Men betragter man etnografiske paralleller og det arkæologiske materiale fra landene omkring os, så er der ingen tvivl om, at det enstrengede forløb skal modificeres og de opstillede typer bør nuanceres.
Vigtigt er det, at jernudvindingen i hele Europa kontinuerligt - gennem jernalder og middelalder - synes at være organiseret omkring gården og landsbyen og som sådan er integreret i bebyggelsens helt centrale sociale og økonomiske strukturer. Men parallelt med landsbyens produktion af jern til nærområdet, så eksisterede der i perioder store jernudvindingspladser med adskillige, samtidige ovne, hvor produktionen må have været afhængig af interregionale mekanismer og sandsynligvis også af en højt specialiseret efterspørgsel på bestemte jernkvaliteter. Den efterspørgsel kan være kommet fra smedjer, der var knyttet til eliten og til militæret - og hvor jernet dermed blev et element i blandt andet den våbenteknologiske udvikling.
I den forbindelse kan det vestjyske - ganske fosforholdige myremalmsjern (ofte nær 0,9 % P) - have spillet en central rolle. Fosforjern er hårdt, sprødt og glinsende gråt. Men det kan ikke hærdes og er næsten umuligt at opkulle. Æggen på en kniv af fosforjern flosser nemt og kan være svær at holde skarp. Og tynde emner splintrer som glas, hvis de tabes på et hårdt underlag. I nutidens jernproduktion er fosfor et uønsket legeringselement, men i jernalderen synes smedene at have foretrukket fosforjern til en del opgaver. Et eksempel er de halvrunde knive, der i århundrederne omkring Kristi fødsel blev smedet af to stykker stærkt fosforholdigt jern og hvor svejsningen med stor sikkerhed er lagt i knivens midterlinje. Det var velsmedede, sarte redskaber. Fosforjern blev også kombineret med det rene jern i økser (Thomsen 1966:906) og knive (Lyngstrøm 2008:nr. 46), hvor det kunne erstatte eller supplere kulstofjern. Og i våbensmedjerne var fosforjern sandsynligvis efterspurgt til de mønstersmedede sværd. Mønstersmedning er teknisk forholdsvis let at udføre i fosforjern og resultatet fremstår smukt sølvfarvet på sværdenes ætsede og polerede klinger (Thomsen 1994:283).
Fosforjern er endnu ikke behandlet fyldestgørende i en nordisk eller i en europæisk kontekst, men det er sikkert, at fosforjern besad et overordentligt stort potentiale, som vi i dag endnu ikke forstår det fulde omfang og de fulde konsekvenser af. Men sikkert er det, at den smeltemester, der kunne fremstille stabile leverancer fosforjern af sin myremalm, havde en særdeles købedygtig kundekreds. Den må fortrinsvis have bestået af erfarne smede tilknyttet specialiserede værksteder.
Som arkæologer må vi derfor være opmærksomme på, at den enkelte jernudvindingsovn og den enkelte gård eller landsby med jernudvindingsovne, kan repræsentere andet end blot et stadie i en kronologisk-teknologisk udvikling. Sikkert er det, at jernudvindingsovnens udformning - eller rettere: smeltemesterens valg af ”ovntype” - afspejler råstoffernes tilgængelighed og især deres beskaffenhed. Men smeltemesterens håndværksmæssige formåen, hans ekspertise og den tradition han var oplært i og arbejdede i, må ligeledes have haft stor indflydelse på hans valg. Videre kan man tænke sig den mulighed, at ”ovntypen” også afspejlede specifikke konsumentbehov, så en øget efterspørgsel og en øget produktion ikke alene behøvede at have resulteret i flere ovne og mere slagge - men også i ovne af et andet udseende og derfor også i slagge størknet i en anden form. For selvfølgelig kan en øget jernproduktion komme til udtryk i det arkæologiske materiale som større udvindingspladser, men den kan jo også finde sted som en omlægning af ressourceudnyttelsen. Det sker blandt andet i Jämtland og Dalarna i 400-tallet (Magnusson 1991:156) og i 700-tallet i Østnorge (Johansen 1979:89), hvor der findes spredte jagtredskaber og gravfund i ellers ubeboede fjeldstrøg. Og en ressourceomlægning til fordel for jernproduktion behøver ikke udelukkende have været et spørgsmål om at kunne overleve. Den kunne måske også udspringe af et ønske om at etablere og eller fastholde en kulturform, som var almindelig i centrale og økonomisk stærke områder af det nuværende Danmark. Ser vi igen mod nord til Norge, så var det måske derfor, at jernudvinding og dyrehold blev sidestillede aktiviteter i vikingetid og tidlig middelalder på Møsstrond (Rosenqvist 1983:134; Martens 1988:123). En væsentlig del af arbejdskraften fra gården kunne her, alt efter årstidens andre arbejdsopgaver, investeres i en produktion af jern udover egetforbruget. De samme forhold er iagttaget på Heglesvollen, hvor mellem ti og 15 mand i perioder var beskæftiget med jernproduktionen i fire værkstedsområder (Stenvik 1987:5). Denne sæsonmobilitet med rejse og ophold i udmarken kendes endnu ikke fra Danmark, hvor jernudvinding, rensning af jernsvamp og smedning altid synes at have været præget af nærhed og derfor er fuldt integreret bebyggelsen. Men derfor kan mobilitet godt have haft stor betydning for den danske jernproduktion. Det iagttages blandt andet i Sydvestjylland, hvor etableringen af jernproduktionen i ældre germansk jernalder sættes i forbindelse med en regulær kolonisering af området (Smekalova og Voss 2001:19).
Ovnen i Sønder Holsted – en ny ovntype, en undertype eller en lille del af mangfoldigheden?
Etablering af kronologier på baggrund af identificerede typer hører til arkæologens helt basale arbejdsmetoder. Det gælder, hvad enten det involverer fibler, lerkar, huse eller jernudvindingsovne. Og ovnskronologi og ovnstypologi er helt klart et brugbart redskab i arkæologien. Men desværre sker det alt for tit, at arkæologen - med typologien printet på nethinden - alene udgraver det forventelige.
Anderledes var det, da Olfert Voss og Ejvind Hetz i 2000 undersøgte en jernudvindingsovn på et bopladsområde fra ældre romersk jernalder (Kristi fødsel til år 150/60 e. Kr.) umiddelbart vest for Holsted Rådhus i Vestjylland. Ovnen blev udgravet på en lokalitet, hvor der såvel tidligere (1996) som senere (2002) er lokaliseret jernudvindingsovne. Ovnene fra Sønder Holsted synes at være forholdsvis ensartede anlæg, hvor specielt den ene var så velbevaret, at det kunne give adskillige oplysninger i forhold til en rekonstruktion. Her var ovnens slaggerum nemlig bevaret til ca. 30 cm over bunden, og åbningens sider var forstærket med sten, hvor den sten, der vendte mod nord, var 35 cm høj og tydeligt varmepåvirket på siden ind mod ovnrummet. I en senere forstyrrelse (plantegningen nr. 5) blev fundet skaktdele, der kunne sættes sammen til et stykke af skaktens væg, der har dækket et område fra omkring 12 cm under til 15 cm over jordniveau (Voss 2002:140). Arbejdsgruben foran ovnen (nr. 6) var nogenlunde cirkulær, næsten 1 m i diameter og placeret ca. 30 cm under den oprindelige jordoverflade. Gruben var skålformet og indeholdt mørk fyld med mange små slaggestykker og få, ganske små, stykker trækul. Fyldet i slaggeafløbet (nr. 3) var nogenlunde det samme, men her fandtes også en del større slaggestykker. Nogle slagger var flade og havde en tydelig løb-struktur, men ingen havde aftryk af trækul. Der var tilsyneladende ikke fremstillet en særlig bund i slaggeafløbet for afgrænsningen mod undergrunden viste sig kun i form af rødbrændt sand.
Ovnen tilhører måske gruppen af tidlige ovne i Danmark: Espevej-ovnen, som blev anvendt i århundrederne omkring Kristi fødsel. Men det usædvanlige ved ovnen i Sønder Holsted er, at der aldrig tidligere er fundet ovndele med forslagget inderside ved udgravninger af Espevej-ovne. Det kunne altså tyde på, at der enten var tale om en ny type – eller, som Voss foreslår, at de tidligere rekonstruktioner af Espevej-ovnen skal revideres. Problemet er, at det i Sønder Holsted ser ud som om, at ”ovnrummet” i virkeligheden ikke var det sted, hvor reduktionen skete, men det sted, hvor slaggen løb hen: her havde temperaturen ikke været høj nok til, at ovnvæggen blev forslagget - den blev kun rødbrændt. Selve slaggesmeltningen - og dermed formodentlig også det sted, hvor lufttilførslen til ovnen skete - må være foregået højere oppe, et stykke over jordniveau. Med hensyn til konstruktionen af ovnen, så forestiller Voss sig, at der blev gravet en 40 - 45 cm dyb, fladbundet grube med en diameter på ca. 100 cm , der blev fyldt med ler. I midten blev der så udsparet en cylinderformet grube, ca. 30 cm i diameter med en ca. 25 cm bred grube ud til en større fladbundet grube. Siderne af åbningen er mellem den centrale grube og arbejdsgruben forstærket med 1-2 flade sten. Den indsnævring, der er mellem selve ovnskakten og slaggerummet må, som det ses på stykket fra Sønder Holsted sidde mindst 30 cm over bunden af slaggerummet og lige under jordoverfladen (Voss 2002:140). Diameteren i ovnens nederste del har højst været 35 cm . Ovnskaktens højde over jorden kendes ikke, men den er på rekonstruktionstegningen ført op i ca. 1 m højde.
Vi har prøvet at følge Voss’ anvisninger og er i gang med at rekonstruere ovnen fra Sønder Holsted i fuld skala. Endnu er vi langt fra færdige med forsøget, men vi har udgravet en 45 cm dyb, cirkelformet grube med en diameter på 1 m og foret den med ler. Foran gruben har vi gravet ud til en fladbundet 30 cm dyb arbejdsgrube. Den er næsten cirkelformet med en diameter på 1 m . Mellem slaggerummet og arbejdsgruben er der gravet en 35 cm lang forbindelse. Vi har brugt 230 liter undergrundsler æltet med vand og strå - og gravning af huller (med moderne spader), opgavning og æltning af ler samt bygning af ovnen har hidtil taget 24 arbejdstimer. Endnu er vi ikke nået til en rekonstruktion af ovnskakten, men vores diskussioner om ovnens nederste del har været særdeles frugtbare. For er det ”Espevej-typen”, der skal revideres? Er ovnen fra Sønder Holsted en helt ny type jernudvindingsovn? Eller er ovnen udtryk for en dygtig smeltemester, der har evnet at tilpasse ovnens form til de råstoffer han disponerede over og den ekspertice han besad: en lille del af den store mangfoldighed. Og er det så en ny ”ovntype”?
De foreløbige eksperimentel-arkæologiske erfaringer med ovnen fra Sønder Holsted er yderst perspektivrige og målet er at bygge den færdig, bruge den, udgrave den og sammenligne materialet med det originale. Forsøget er et godt eksempel på, hvordan eksperimentel arkæologi kan bidrage til en konstruktiv diskussion af ovnstypologien og dermed også af ovnskronologien.
Slaggeaftapningsovne i Danmark
Et vanskeligt dilemma for jernforskningen i Danmark er samfundets tilsyneladende stærkt øgende forbrug af jern gennem yngre germansk jernalder og vikingetid (år 550 til år 1000 e. Kr.) sammenholdt med den fuldstændige mangel på fund af samtidige jernudvindingsovne. Teoretisk kunne forbruget alene have været baseret på jern indhandlet fra andre områder, men med den omfattende og almindelige produktion kort tid forinden, synes argumentet ikke holdbart (Voss 1993, 209). Mange smeltemestre og smede må på overgangen mellem ældre og yngre germansk jernalder have besiddet en højt udviklet indsigt i de jernteknologiske processer. Denne indsigt må snarere – også under stabile politiske, økonomiske og sociale forhold – have resulteret i udvikling til ny og mere avanceret teknologi end til et stop for produktionen. Herkomstbestemmelse af jern på baggrund af jernets slaggeinklusioner i knive dateret til yngre germansk jernalder og vikingetid tyder da også på, at der stadig er produceret jern af den danske myremalm (Lyngstrøm 2008:tabel 14). Men hvorfor er der så ingen spor af jernudvindingsovne dateret til perioden mellem år 550 og 1100 e. Kr.?
Årsagen kan være, at man har anvendt ovne, der var så lidt nedgravede, at de kun undtagelsesvist vil være bevaret. Slaggeaftapningsovnene står kun svagt i det materielle levn fra Danmark, men kan være en af de ovne, der i fremtiden vil supplere det arkæologiske kildemateriale for perioden yngre germansk jernalder, vikingetid og den tidligste middelalder. Ovnen synes at være eksponent for en driftssikker ovn med stor kapacitet, hvis anvendelse ikke nødvendigvis behøver at være knyttet til de store forekomster af myremalm i Vestjylland. Forsøg har vist, at den kan genbruges adskillige gange og at den er forholdsvis enkel at styre reduktionsprocessen i. Men den efterlader næsten intet arkæologisk kildemateriale i et intensivt opdyrket kulturlandskab som det danske.
Ved udgravningerne af hallerne i Gl. Lejre på Midtsjælland blev der i et stolpehul fundet et større slaggestykke, der kan være en udvindingsslagge. Den er, ud fra trækul indesluttet i slaggen, C14-dateret til omkring år 600. Og på en bebyggelse fra 900-tallet på Mikkelsbakke på Limfjordsøen Mors er der udgravet en fuldstændigt bevaret slaggeblok, der lå lige under pløjelaget. Den er 30-35 cm i diameter og vejer 12,5 kg (Voss 2002:143f .). Måske er disse slagger dannet i slaggeaftapningsovne.
Fra den tidlige middelalder foreligger der skriftlige kilder om jernproduktionen. Som det gavebrev, ærkebiskop Absalon i 1197 udstedte til Sorø kloster. Heri omtales en landsby i Halland, Tvååker, hvor man kunne fremstille jern af jorden. Desuden nævnes flere teknologiske elementer som en molendino ubi fabricatur ferrum – en mølle, hvor jernet forarbejdes (Vellev 2004:fig. 38). Dette er udlagt som indicium på, at vandkraft blev udnyttet i produktionen, men arkæologiske udgravninger har vist, at billedet er mere komplekst og også omfatter små ovne med et indhold svarende til 30 liter . Ovnene er slaggeaftapningsovne og flere skaktdele har små, cirkulære huller – formodentlig beregnet til tuden af en blæsebælg (Strömberg 2004:fig. 18-19; Vellev 2004:fig. 14-15). Udbyttet af en brænding anslås til 7-8 kg jernsvamp. Jernsvampen blev formodentlig løftet ud af ovnskakten med lange tænger, således at anlægget kunne genbruges. Ovnene i Tvååker er C14-dateret til tiden omkring gavebrevets udstedelse.
Få ovne med slaggeafløb er professionelt undersøgt og det arkæologiske kildemateriale efter dem er oftest registreret som slaggepletter eller slaggedynger og de er kun bevaret i gamle skovområder (Voss 1986a:29) og der har endnu ikke været resurser til at opspore alle de lokaliteter, som de gamle jernforskere Niels Nielsen (1924) og Rasmus Mortensen (1940) omtaler. Derfor har de tilhørende ovne heller ikke kunnet bestemmes eller dateres.
Et eksempel på en arkæologisk undersøgelse stammer fra Jels Skov i Sønderjylland. Det er en halv meter høj slaggedynge, der oprindeligt blev lokaliseret af Rasmus Mortensen, men siden er udgravet af Haderslev Museum i 1989. Det arkæologiske materiale fra Jels Skov omfatter såvel aflange aftapningsslagger, plankonvekse slagger som keramikfragmenter (Voss 1986a:29). En prøve af det trækul, der lå mellem slaggerne blev C14-dateret til år 1030-1220 e. Kr. (Voss 1995:28).
Aftapningsslagger og plankonvekse slagger er også fundet i Nyvænge Skov på Sydvestfyn. I bunken, der var 6 m i diameter fandt H.C. Frydendahl (1928:61) også nogle få keramikfragmenter, der senere har kunnet dateres til 1300-årene. Han iagttog ingen spor af ovn- eller essekonstruktioner på stedet.
Og i Løgager Skov i Midtjylland har Olfert Voss efter Niels Nielsens beskrivelse lokaliseret en slaggedynge med aftapningsslagger. I 1924 dannede slaggepletten en skarpt afgrænset Højning. Da Marken henlaa i vedvarende Græsning, var Plettens Bevaringstilstand bedre end de øvrige Silkeborgpletters. Dimensionerne var ret betydelige, største Tværmaal 9 m, mindste 6 m; største tykkelse 86 cm. Dyngens Volumen var i hvert Fald ikke under 20 m3, med en vægtfylde på 3,5 vil den altsaa veje mindst 70.000 kg (Nielsen 1924:83).
Aftapningsslagger er aflange slaggestykker, ofte med en brudflade i hver ende. De er karakteriseret ved en glat overside, hvor slaggen er størknet i løbstruktur, som stearin fra et lys, og på undersiden er der ofte fastsmeltet sand- eller gruskorn. Det er slagge, der er størknet i ovnens afløbsrender. Og slaggeaftapningsovnen er da også, som navnet siger, en gruppe ovne, hvor slaggerne ikke, som i de fleste andre ovne, samler sig inde i ovnen, men ledes ud. Under indtryk af det øvrige skandinaviske materiale og af eksperimentel-arkæologisk arbejde må det empiriske materiale fra ovnen netop forventes at være karakteriseret af slagger størknet i ”løb” på deres vej ud ad ovnen.
Men på grund af den ødelæggelse af slaggedynger, som har fundet sted gennem tiderne og stadig finder sted i et intensivt opdyrket kulturlandskab som det danske, er det meget vanskeligt at belyse omfanget af jernproduktionen i slaggeaftapningsovne. Måske vil en gen-registrering og undersøgelse af de tilbageværende dynger af slagger kunne føre til en nærmere beskrivelse af de ovne, de blev dannet i forbindelse med.
Slaggedyngen i Vattrup – en anden ovntype eller aftapningsslagger størknet i en anden form?
Slaggedyngen i Vattrup i Midtjylland er ”den betydeligste Slaggeforekomst” af de 91 lokaliteter Niels Nielsen registrerede for snart hundrede år siden. Det skete i forbindelse med doktordisputatsen Studier over Jærnproduktionen i Jylland (Nielsen 1924). Dengang var bunken i Vattrup en ellipseformet Forhøjning, 20 x 10 m stor. Slaggelagets Tykkelse er i Midten 1 m og derfra jævnt aftagende ud mod Randene. Dets Volumen er i hvert Fald over 50 m3, og hvis Slaggernes Vægtfylde sættes til 3,5, bliver Vægten af det nuværende Slaggeindhold ca. 170,000 kg. Men Nielsen samlede også efterretninger om, at en stor del af den allerede var fjernet inden opmålingen og han gravede flere prøvehuller samt et 10 m langt og 3 m bredt snit i gennem den: Dyngens Indhold var næsten udelukkende Jærnslagger, af ret smaa Dimensioner, i Regelen under 10 cm; imellem Slaggerne fandtes lidt sort og stærkt sværtende Jord, samt enkelte Lerklumper, Smaasten og Myremalmsklumper… (Nielsen 1924:71f ).
Allerede Nielsen arbejdede med forskellige ovntyper: herdgruber og lergryder. Og slaggerne i Vattrup, der var små og størknet i tyndtflydende tilstand, karakteriserede han som et resultat af en udvinding i lergryde. De plankonvekse slagger så han som dannet i lergrydeovnens bund, 15-25 cm i diameter, og de mange ”krumme Flager af magret Ler” tolkede han som som den øverste del af lergryden, 40-50 cm i diameter. Til lergrydeovnen hørte endvidere ”ejendommeligt formede Lerindretninger, der maa tydes som en Tud, der førte Luften fra Blæsebælgen ind i Ovnen” (Nielsen 1924:146). Dem fandt han 92 af.
Interessant er det, at slaggebunken i Vattrup er genudgravet af Olfert Voss og Viborg Stiftsmuseum i 1992. Gravningen bekræftede til fulde Nielsens iagttagelser, idet der i det nu meget nedslidte anlæg blev fundet de samme kalotformede slagger, de samme krumme randstykker og de samme aftryk af blæsetude. Udgravningen blev suppleret af Robert Thomsens analyserer af et tværsnit af randstykkernes slaggelag og det viste sig, at det metalliske jern her udgjorde op imod 50 % af slaggelaget. Thomsen udførte også en analyse af det materiale, der havde sat sig omkring blæsetudene, der formodentlig har raget ind i ovnen. Også dette materiale indeholdt en ganske stor mængde metallisk jern. Randstykker og tude kan altså udmærket stamme fra samme anlæg. Vigtigt var det også, at Voss indsamlede trækul mellem slaggerne. Det blev C14-dateret til år 1305 - 1380 e. Kr. (Voss 1995:31).
Men ganske bemærkelsesværdigt er det, at hverken Nielsen eller Voss i fandt aflange aftapningsslagger som de, der blev fundet i Jels, Nyvænge og Løgager Skov. Måske er slaggerne i Vattrup ikke dannet i en slaggeaftapningsovn. Eller måske er de, som Voss åbner mulighed for, tappet - ikke i render - men i fordybninger foran ovnen (Voss 1995:34). Hvis det er tilfældet, er ovnene i Vattrup så en undertype af slaggeaftapningsovnen? Eller er de blot det materielle udtryk for en lille del af de mangfoldige måder smeltemestrene kunne arbejde på?
Forsøg med slaggeaftapningsovne
I Danmark er der foretaget adskillige forsøg ikke alene med slaggeaftapningsovne, men også med flere andre forskellige ovne. De tidligste egentlige eksperimentel-arkæologiske jernudvindinger fandt sted i 1963, da Robert Thomsen fra A/S Varde Staalværk besøgte en arkæologisk udgravning. Thomsen besigtigede udgravningerne på Drengsted i Sønderjylland på opfordring af Olfert Voss, der i begyndelsen af 1960’erne havde afdækket massive spor af jernudvinding på en bebyggelse fra ældre germansk jernalder (Voss 1986b; Mikkelsen og Nørbach 2003). Og under indtryk af de mange udvindingsslagger, havde Voss rekonstrueret et par ovne med en grube under jorden og et lerrør - inspireret af det bemærkelsesværdige fund fra Scharmbeck (Wegewitz 1957) - over jorden (Voss 1962). Dernæst havde han inviteret ledelsen fra Varde Staalværk til at overvære et forsøg med at forvandle den lokale myremalm til jern.
Da Thomsen så de rekonstruerede ovne, mente han nok, at det ville være muligt at fremstille jern i dem. Men han mente også, at Voss havde brug for mere avancerede måleinstrumenter, hvis det skulle lykkes. Og dem havde Thomsen hjemme på stålværkets laboratorium. Så han gik op til stålværkets direktion og bad om 4000 kr. til et jernudvindingsforsøg. Og det fik han. Stålværkets murermester gravede slaggegruber og byggede ovne inde på værkets område og myremalmen hentede Thomsen, efter først at have analyseret den og fundet den velegnet, på mangansulfatfabrikken i Bolderslev. Den kostede ikke noget. I det hele taget mødte Thomsen en stor interesse for forsøgene. Mange mennesker bidrog med arbejdskraft og ekspertise - også Danmarks Radio fandt vej til Sydvestjylland og producerede fjernsynsudsendelsen Højovnen på mosebund, der i programomtalen for 27. oktober 1963 beskrev udsendelsen som ”et forsøg, der skulle efterprøve en teori om, hvordan jernaldermennesket smeltede jern i Danmark.”
For Thomsen og Voss blev rekonstruktionen af ovnene fra Drengsted begyndelsen til et langvarigt og frugtbart samarbejde om blandt andet eksperimentel jernudvinding, hvor resultaterne af deres forsøg besvarede to helt centrale spørgsmål for 1960’ernes akademiske diskussion om jernalderens jernudvinding:
For ja - det var muligt at udvinde jern af myremalm i en ovn rekonstrueret på baggrund af et arkæologisk materiale. Det lykkedes nemlig Thomsen at vedligeholde reduktionsprocessen kontinuerligt i 60 timer og at reducere 46 kg ristet myremalm og 110 kg trækul til 5 kg jernsvamp. Af jernet smedede han 15 pilespidser, af samme form og størrelse som de, der var udgravet i det store våbenofferfund i Ejsbøl mose.
Og ja - reduktionsprocessen forløb anderledes, end man hidtil havde forestillet sig. Det var nemlig Thomsen og Voss, der som de første så, hvordan jernet i de rekonstruerede ovne dannede sig som en fast jernsvamp over den flydende slagge og ikke - som man ellers havde ment, som flydende jern under en flydende slagge. Derved kom slaggen til at ligne den, man fandt ved de arkæologiske udgravninger og de kunne konkludere, at langt hovedparten af slaggeblokkene i Drengsted lå, som de var efterladt efter udvindingen - og ikke var væltet om, som man ellers antog den gang for 50 år siden.
Thomsens arbejde kom til at trække et betydningsfuldt spor gennem dansk jernforskning. Op gennem 1970’erne og 1980’erne besøgte han udgravninger, museer og symposier for at samle komparativt materiale. Først til sine forsøg, senere til sine mange metallurgiske analyser af forhistoriske jerngenstande. Thomsen var en pioner inden for den eksperimentelle jernforskning og hans arbejder viste eksperimentets fulde potentiale for den humanistiske videnskab og understregede betydningen af et kontinuerligt tværvidenskabeligt samarbejde (Lyngstrøm 2002a).
I Danmark er forsøgsarbejdet fortsat med rekonstruerede Espevej-ovne, Drengsted-ovne, slaggeaftapningsovne og grubeovne. Mange forsøg er udført af spejdere, aftenskolehold eller af personale på landets mange oplevelsescentre, hvor jernudvinding og smedning er aktiviteter, der trækker et stort besøgstal (Egeberg 1998:11). Egentlige videnskabelige eksperimenter er udført
på Danmarks Tekniske Universitet (Buchwald 1991), på Aarhus Universitet, Moesgård (Lund 1988; Lund og Jouttijärvi 1999) og på Historisk-Arkæologisk Forsøgscenter i Lejre – der fra 2009 hedder Sagnlandet Lejre (Lyngstrøm 2002a:51 ff.).
Først ristes malmen på et åbent bål, ganske som beskrevet af Ole Evenstad (Evenstad 1790). Ved ristningen gennemgår myremalmen en række fysiske og kemiske ændringer, der er til gavn for den efterfølgende reduktionsproces. Således fordamper vandet og alle organiske bestanddele forkuller. Derved øges porøsiteten. Ristet myremalm knuses let i de små stykker, der er den mest hensigtsmæssige størrelse i ovnen og myremalmens kemiske sammensætning ændres
fra en dårligt defineret mineralblanding til en relativt veldefineret blanding af hæmatit, goethit og magnetit (Buchwald 1991:2). Ristet myremalm er mørk rødbrun, porøs, let og magnetisk. Samtidigt forvarmes ovnen. Derefter fyldes den med trækul samt myremalm og temperaturen øges ved kunstig eller naturlig blæst. Når temperaturen er steget til nær 1200oC begynder slaggen at flyde. Der fyldes trækul og ristet myremalm i ovnen gentagne gange – ofte i vægtforholdet 1½:1 eller 1:1. Processen varer mellem 10 og 30 timer, afhængig af forsøgets målsætning og processens forløb.
Ved de danske forsøg med jernudvinding er det sket, at ovnen ikke er blevet tilstrækkelig, eller for ujævnt, varm og slaggen derfor er størknet oppe i skakten. Man har derfor eksperimenteret med forskellige størrelser trækul, måder at fylde ovnene på og med udformningen af halmproppen i Drengsted-ovnen. Der er desuden eksperimenteret med anvendelsen af træ i stedet for trækul, med tilførslen af luft, med ovnskaktens højde og med fyldningsrytmen.
Skønt tilsvarende forsøg er udført i blandt andet Norge (Jacobsen et al.1988; Berre 1985; Larsen 2010:22ff), Sverige (Englund 2002), Tyskland (Leineweber og Lychatz 1998), England (Cleere 1990; Crew 1990), Estland (Peets 2003:131 ff.), Polen (Nosek 1992), Tjekkiet (Pleiner 1991) og Ungarn (Souchopova & Stransky 1990) så er Danmark stadig centralt placeret i den eksperimentel-arkæologiske udforskning af jernudvindingsprocessen.
På baggrund af de få danske slaggefund og med blik for de samtidige norske ovne, har man forsøgt at konstruere en skaktovn med slaggeafløb. Skakten blev her bygget over en lav fordybning i jorden, ikke mere end 10 cm , og ovnen blev med fordel placeret på et let skrånende terræn. Der giver et naturligt afløb for slaggen. Omkring fordybningen bygges en knap en meter høj lerskakt, der i faldretningen forsynes med en et hul i jordniveau. Under udvindingen løber slaggen gennem hullet ud i en rende og videre ned i en lille fordybning foran ovnen. På den måde dannes såvel aflange og plankonvekse aftapningsslagger, der, efter som processen skrider frem, brydes op for at give plads til ny slagge. Ovnskakten kan bruges flere gange, da kun en lille del af skakten slås i stykker efter brændingen og jernsvampen fjernes gennem hullet. Inden næste brænding sættes repareres ovnen nemt (Lyngstrøm 2002a:47). I det følgende skal omtales to forsøgsrækker, der er udført i Lejre, 2008 og 2009.
Forsøg med slaggeaftapningsovne i 2008 og 2009
Forsøgene i 2008 (HAF j.nr. 17/08) og 2009 (HAFF j.nr. 04/09) blev begge udført på baggrund af tidligere forsøg i Historisk-Arkæologisk Forsøgscenter (fra 2009 Sagnlandet Lejre), hvor det primære mål var at dokumentere en mulig sammenhæng mellem den kemiske sammensætning i jernets slaggeinklusioner i det færdige redskab og den kemiske sammensætning i udvindingsslaggerne (Blakelock et al. 2009). Der blev derfor ikke alene udvundet jern ved forsøgene, men jernsvampene blev også renset til jernbarrer og barerne smedet til redskaber, hvis slaggeinklusioner blev analyseret. Det sekundære mål med forsøgene var at karakterisere forskellene geografisk.
Målet for udvindingen var således ikke at producere så meget jern som muligt, men 1) at producere en moderat mængde jern til a) videreforarbejdning og til b) metallurgisk analyse af slaggeinklusionerne som referenceramme for et større arbejde med herkomstbestemmelse af dansk myremalmsjern; og 2) at producere en slagge, der såvel morfologisk som kemisk kunne fungere som komparativ referenceramme i forhold til forhistoriske og tidligt historiske slagger.
Forsøgene med jernudvinding blev foretaget i slaggeaftapningsovne alene af den grund, at det er den ovn, vi har størst erfaring med og fordi den ved tidligere forsøg har vist sig som en meget driftssikker ovn.
Begge år blev der bygget to slaggeaftapningsovne. I 2008 fordi vi ville prøve at drive to ovne samtidigt, i 2009 fordi ovnen blev udsat for hærværk og måtte genopføres.
Ovnene blev bygget på en sydvestvendt skråning ned mod en sø tæt udenfor jernalderlandsbyen i forsøgscenteret. Området har tidligere været anvendt til jernudvinding. Den første ovn i 2008, anvendt til brændingerne 2008:I og 2008:II, blev bygget som slaggeaftapningsovn uden forplade af 90 liter ler gravet ud af skrænten bag smedjen i værkstedsområdet. Leret blev æltet med tre bundter (diameter ca. 15 cm )10 cm fordybning og havde en indre bunddiameter på 40 cm . Dens vægge var 8 cm tykke og dens højde var 90 cm . Den indre diameter i toppen var 30 cm . Ovnen var forsynet med to indblæsningshuller, der var placeret under hensyntagen til bælgenes placering i terrænet og 5 cm over jordniveau. På den første arbejdsdag blev ovnen bygget op i 50 cm’s højde og dækket til med presenning. Fire dage senere blev ovnen bygget færdig og der blev gravet ud til ristningsbål.
Den anden ovn i 2008, anvendt til brændingen 2008:II, blev bygget som slaggeaftapningsovn uden forplade af 85 liter ler gravet ud af skrænten bag smedjen i værkstedsområdet. Leret blev æltet med fire bundter (diameter ca. 15 cm )10 cm fordybning og havde en indre bunddiameter på 35 cm . Dens vægge var 8 cm tykke og dens højde var 95 cm . Den indre diameter i toppen var 30 cm . Ovnen var forsynet med to indblæsningshuller, der var placeret under hensyntagen til bælgenes placering i terrænet og 5 cm over jordniveau. På den første arbejdsdag blev ovnen bygget op i 40 cm’s højde og dækket til med presenning. Syv dage senere blev ovnen bygget færdig.
De dage, hvor vi brændte, begyndte vi tidligt med at forvarme ovnen og riste myremalmen. Ovnene blev forvarmet med kløvet brænde af løvtræ og til ristningen anvendtes brænde i større dimensioner, men ligeledes løvtræ. Ved selve brændingen anvendte vi specialbrændte kul af bøgetræ, der blev sorteret til en mindste størrelse på 5 cm’s længde.
I 2008 omfattede forsøgene tre udvindinger med myremalm gravet op i henholdsvis Guldforhoved (i Midtjylland), Gødsvang (i Sydvestjylland) og Usserød (i Nordsjælland), hvoraf de to første forløb tilfredsstillende og der blev fremstillet henholdsvis 5 og 4 kg jernsvamp. Den tredje slaggeaftapningsovn, den med myremalmen fra Usserød, brændte sammen.
Lejre 12.08.08 | Myremalm fra Guldforhoved | |||||||||
Trækul | 18 | 7 | 4½ | 4 | 4 | 37½ | ||||
Ristet malm | 10 | 11 | 8 | 7 | 36 | |||||
Blæst | x | x | x | x | 4 | |||||
Tid | 0 | 2:05 | 2:10 | 3:20 | 3:40 | 4:10 | 5:25 | 5:55 | 7:10 | 7:45 |
Tab. 1. Udvinding 2008:I, hvor der af 36 kg ristet myremalm fra Guldforhoved blev udvundet en jernsvamp på 5 kg . Jernsvampen blev renset til 455 g jernbarrer
Lejre 11.10.08 | Myremalm fra Gødsvang | |||||||||
Trækul | 10 | 10 | 8 | 10½ | 10 | 48½ | ||||
Ristet malm | 3 | 10 | 7 | 20 | ||||||
Blæst | x | x | x | 3 | ||||||
Tid | 0 | 1:25 | 1:55 | 2:40 | 3:25 | 5:25 | 6:40 | 7:05 | 7:45 | |
Tab. 2. Udvinding 2008:II, hvor der af 20 kg ristet myremalm fra Gødsvang blev udvundet en jernsvamp på 4 kg .
Lejre 11.10.08 | Myremalm fra Usserød | |||||||||
Trækul | 10 | 11 | 9 | 37½ | ||||||
Ristet malm | 6 | 5 | 11 | |||||||
Blæst | x | x | 2 | |||||||
Tid | 0 | 1:40 | 2:35 | 4:00 | 7:45 | |||||
Tab. 3. Udvinding 2008:III, hvor 11 kg ristet myremalm fra Usserød brændte sammen.
Til brænding 2008:I og 2008:II anvendtes samme ovn og vi blæste begge gange diskontinuerligt og ovnen blev hurtigt ensartet varm. Efter anden blæsning begyndte slaggen at løbe. Ovnen kunne godt have været anvendt til flere brændinger, da vi kontinuerligt reparerede den med en opslemmet lerblanding.
Brænding 2008:III mislykkedes primært fordi vi var for uopmærksomme og nok også, fordi vi havde for mange uerfarne på holdet den dag. Heldigvis var omstændighederne ved sammenbrændingen de bedst mulige: den skete i skumringen, netop som en familie fra den rekonstruerede jernalderlandsby og Lejres fotograf var på besøg på pladsen. Fotografen fik et par fine stemningsbilleder af en jernalderdragtklædt familie samlet om den gnistrende ovn med søen og landsbyen som baggrund.
Jernsvampen 2008:I blev efterfølgende renset til jernbarrer og smedet til genstande. I rensningsprocessen var målet at 1) producere en jernbarre egnet til videreforarbejdning og 2) at karakterisere rensningsslaggen (såvel esseslaggen som amboltslaggen) morfologisk og metallurgisk. I smedeprocessen var målet at 1) efterligne og reflektere over forhistoriske og tidligt historiske smedeprocesser og 2) at karakterisere smedeslaggen (såvel esseslaggen som amboltslaggen) morfologisk og metallurgisk.
Jernet i de 5 kg jernsvamp var ikke sammenhængende, men der blev udvalgt 3.975 g jernsvamp fordelt på syv stykker. De blev renset til i alt 455 g jernbarrer. Efter rensningen blev der opsamlet 1.007 g frasprængte stykker jernsvamp, slaggeflager og slaggekugler. Amboltslaggen blev indsamlet og beskrevet zone for zone og prøver udtaget til metallurgiske analyse. I essen lå en slagge på 359 g .
Derefter smedede smedene Jokum Lind Jensen og Aron Hvid 13 emner af disse jernbarrer og af jern udvundet af myremalm fra St. Dyrehave (i Nordsjælland, HAF j.nr. 12/00) og af en anden jernsvamp af myremalm fra Guldforhoved (HAF j.nr. 07/01). De fleste af emnerne var kopier af knive, der er fundet i de sen førromerske jernaldergrave på Lønhøjgårdsvej i Vestjylland. Men der blev også smedet genstande, der ikke var kopier, men alene blev smedet for at prøve myremalmsjernets egenskaber i forbindelse med smedning af snoede og meget tynde emner (skafter, fiskekroge og nåle). De fleste genstande var kopier af førromerske knive og derfor smedet af ét lag jern med lavt indhold af kulstof. Rensning og smedning blev udført i en ’moderne’ smedje.
I 2009 blev ovnene bygget på den samme sydvestvendte skråning i Lejre. Den første, anvendt til brændingen 2009:I, blev bygget som slaggeaftapningsovn med forplade af 100 liter ler gravet ud af skrænten bag smedjen i værkstedsområdet. Leret blev æltet med en balle snittet halm og vand hentet fra søen. Skakten blev bygget over en 10 cm fordybning og havde en indre bunddiameter på 49 cm . Dens vægge var 9 cm tykke forneden og 5 cm tykke foroven. Skaktens højde var 98 cm . Den indre diameter i toppen var 45 cm . Forpladen var 30 cm bred og dens maksimale højde var 25 cm . Ovnen var forsynet med to indblæsningshuller, der var placeret under hensyntagen til bælgenes placering i terrænet og 4 cm over jordniveau. Huller til temperaturmålinger var placeret hhv. 30 og 60 cm over jordniveau.
På den første arbejdsdag blev ovnen bygget op i 50 cm’s højde og dækket til med presenning. To dage senere blev ovnen bygget færdig og der blev gravet ud til ristningsbål.
Da denne ovn blev ødelagt af hærværk, blev der bygget en ny til 2009:II. Også den blev bygget som slaggeaftapningsovn med forplade af 100 liter ler gravet ud af skrænten bag smedjen i værkstedsområdet. Leret blev æltet med en balle snittet halm og vand hentet fra søen. Skakten blev bygget over en 23 cm fordybning og havde en indre bunddiameter på 47 cm . Dens vægge var 9 cm tykke forneden og 7 cm tykke foroven. Skaktens højde var 115 cm . Den indre diameter i toppen var 25 cm . Forpladen var 30 cm bred og dens maksimale højde var 25 cm . Ovnen var forsynet med to indblæsningshuller, der var placeret under hensyntagen til bælgenes placering i terrænet og 4 cm over jordniveau. Huller til temperaturmålinger var placeret hhv. 30 og 60 cm over jordniveau.
På den første arbejdsdag blev ovnen bygget op i 50 cm’s højde og dækket til med presenning. To dage senere blev ovnen bygget færdig og der blev gravet ud til ristningsbål.
De dage, hvor vi brændte, begyndte vi tidligt med at forvarme ovnen og riste myremalmen. Ovnene blev forvarmet med trækul og til ristningen anvendtes brænde af løvtræ i store dimensioner. Ved selve brændingen anvendte vi igen specialbrændte kul af bøgetræ, der blev sorteret til en mindste størrelse på 5 cm’s længde.
I 2009 omfattede forsøgene to udvindinger med myremalm gravet op i henholdsvis Rønkilde og Guldforhoved (begge Midtjylland). Begge forløb tilfredsstillende og der blev fremstillet henholdsvis ½ og 1½ kg jernsvamp.
Lejre 21.06.09 | Myremalm fra Rønkilde | |||||||||
Trækul | 10 | 20 | 5½ | 6 | 5 | 5 | 3½ | 5 | 10 | 60 |
Ristet malm | 1½ | 1½ | 1½ | 1½ | 1½ | 1½ | 9 | |||
Blæst | kontinuerligt | |||||||||
Tid | 0 | 3:25 | 4:45 | 5:25 | 5:55 | 6:25 | 6:40 | 7:45 | 8:10 | |
Tab. 4. Udvinding 2009:I, hvor der af 9 kg ristet myremalm fra Rønkilde blev udvundet en jernsvamp på ½ kg.
Lejre 22.08.09 | Myremalm fra Guldforhoved | |||||||||
Trækul | 5 | 25 | 6 | 6 | 6 | 6 | 54 | |||
Ristet malm | 4,4 | 4,3 | 4,3 | 1,5 | 14½ | |||||
Blæst | x | x | x | x | 4 | |||||
Tid | 0 | 1:30 | 2:15 | 3:25 | 4:05 | 5:55 | 6:30 | 8:25 | 8:50 | 9:20 |
Tab. 5. Udvinding 2009:II, hvor der af 14½ kg ristet myremalm fra Guldforhoved blev udvundet en jernsvamp på 1½ kg.
Efterfølgende blev der fra 2008:II udtaget 1,5 kg jernsvamp og 3,4 kg slagge. 0,5 kg af jernsvampen blev renset til 300 g jernbarre, mens slaggen blev karakteriseret, udvalgte stykker gemt og prøver udtaget til metallurgisk analyse. Det var blandt andet 63 g af dette jern, der blev anvendt i forsøg med trækning af myremalmsjern.
Udvindingerne i 2008 og 2009 producerede en sværm af prøvemateriale, der nu opbevares på SAXO-instituttet, Københavns Universitet. Analyser af myremalm, slagge fra rensning og slagge fra smedning fra de klart definerede lokaliteter vil kunne bidrage til at sandsynliggøre en kemisk sammenhæng mellem udvindingsslaggen og slaggeinklusionerne i forhistoriske genstande af jern. Og slaggeaftapningsovnen viste sig som en pålidelig leverandør af jernsvamp.
Ovnskronologi og ovnstypologi
Det er vigtigt, at vi som arkæologer fastholder, at ovnskronologi og ovnstypologi alene er et redskab for udforskningen af den tidlige jernteknologi. Ikke målet i sig selv. Den enkelte jernudvindingsovn og den enkelte gård eller landsby med jernudvindingsovne, repræsenterer andet end blot et stadie i en kronologisk-teknologisk udvikling. For smeltemesterens valg af ”ovntype” - afspejler råstoffernes tilgængelighed og beskaffenhed. Men den afspejler også hans håndværksmæssige formåen, hans ekspertise og den tradition han var oplært i og arbejdede i. Det er muligt at valget af ”ovntype” ligeledes afspejlede specifikke konsumentbehov: en øget efterspørgsel – eller en efterspørgsel efter jern i bestemte kvaliteter.
De hidtidige fund af slaggeaftapningsovne i Danmark er få og næsten udelukkende identificeret på slaggerne. Årsagen kan være, at det var ovne, der var så lidt nedgravede, at de kun undtagelsesvist vil være bevaret i et intensivt opdyrket kulturlandskab som det danske. Men ovnen synes i at være eksponent for en driftssikker ovn med stor kapacitet, hvis anvendelse ikke nødvendigvis behøver at være knyttet til de store forekomster af myremalm i Vestjylland. Forsøg har vist, at den kan genbruges adskillige gange og at den er forholdsvis enkel at styre reduktionsprocessen i.
