HAF j.nr. 51/93 Germanertidens jernknive – fra luppe til kniv, rensning af jernsvampen

Rensning af jernsvamp

På forsøgets første dag blev der renset 1.870 g jernsvamp til 503 g barrejern under anvendelse af 9 kg trækul. Vægten af de fremstillede barrer svarer til 27 % af det bearbejdede jernsvamp. Stykke C, F og G blev samlet til en barre på 349 g (Barre 1), mens D ikke lod sig sammensvejse med resten. For at udgå et unødvendigt materialesvind ved yderligere opvarmninger, blev den registreret som en barre på 17 g (Barre 2).
Trækullene i essen blev gennemset efter smedning A-G og der fandtes 100 g løst, magnetisk jern.

Soldning af essens indhold efter
trækul var fjernet

På forsøgets anden dag blev der renset 1.355 g jernsvamp, hvilket resulterede i 203 g barrejern (15 % af jernsvampens vægt). Forbruget af trækul og stenkul blev ikke registreret. De 203 g barrejern (Barre 3) stammer fra det samme stykke jernsvamp, stykke L, hvor barrejernet udgjorde 39 % af jernsvampens vægt. Alle andre stykker jernsvamp smuldrede helt – på trods af en omhyggelig behandling i esse og ambolt.
Efter rensningen af stykkerne H, I, K, M og L måtte det konkluderes, at det ikke var temperaturen, fordelingen af temperaturen i essen, eller trækul/stenkul, der forårsagede de mange vanskeligheder med smuldrende stykker jernsvamp. Det var jernsvampens indhold af jern, der lå for spredt. Samtidig måtte det erkendes, at jernsvampens indhold af smedbart jern lå væsentligt under de 5 kg, der var anslået ved forsøgets begyndelse. Ved smedning af de tunge, stærkt magnetiske stykker jernsvamp, hvor man tydeligt – inden den første varme – kunne se det sammenhængende jern, var der ingen eller kun ganske få problemer med rensningen: efter et par opvarmninger kom der hold på stykket og slaggetabet i esse og på ambolt stod i et rimeligt forhold til barrens vægt. Problemerne meldte sig i den ganske store del af jernsvampen, hvor der ikke var større (over 10 g), sammenhængende jernpartier. Små jernstykker mistedes nemt i essen. Og fik smeden fat på dem, så tabte de hurtigt varme på ambolten.

På forsøgets tredje dag blev der renset et stykke jernsvamp på 413 g, hvilket resulterede i 248 g barrejern (Barre 4), svarede til 60,5 % af jernsvampens vægt.

På forsøgets fjerde dag blev der renset 1.339 g jernsvamp, hvilket resulterede i 6 g barrejern (Barre 5), svarede til 0,4 % af den rensede jernsvamps vægt.

Det blev opgivet at rense 3.200 g jernsvamp.

Resultat af rensningen
Af en jernsvamp på 10.400 g gik 1.843 g tabt ved brydningen og 3.200 kunne ikke umiddelbart bearbejdes.
Ved forsøget blev 4.977 g jernsvamp renset. Til rensningen blev der anvendt 16 kg trækul samt 5 kg stenkul. Arbejdet udgjorde 15 timer for én mand. Resultatet af rensningen var 823 g barrejern fordelt på fem jernbarrer.

HAF j.nr. 51/93 Germanertidens jernknive – fra luppe til kniv, baggrunden for forsøget

Forsøget blev udført over 18 dage i perioden mellem 28. juni og 4. september 1993. Deltagere: Jens Christiansen, Arne Jouttijärvi, Michael Nielsen og Henriette Lyngstrøm.

Forsøgene i 1993 fandt sted i
smedjen i Lejre

Baggrunden for forsøget
Forsøgets overordnede mål var at kombinere teoretiske studier af forhistoriske jernknive med praktiske iagttagelser herunder at vurdere enkle smedeprocesser, uddybe kendskabet til germanertidens jernteknologi, nuancere kendskabet til de tidligere fremsatte udbytteberegninger samt arbejde videre med materialet fra jernudvindingseksperimenterne i Lejre.

Jernsvampen var resultatet af en brænding i slaggeaftapningsovn i Lejre udført af Arne Jouttijärvi i sommeren 1991. Ved brændingen var der anvendt 72 kg ristet myremalm og omkring 125 kg trækul.
Ved smedeforsøgets begyndelse vejede svampen 10,4 kg i det omkring 4 kg allerede var udtaget til analyse af Arne Jouttijärvi. I snitfladen sås større sammenhængende partier af metallisk jern. Dens indhold af smedbart jern blev anslået til 5 kg af AJ.
Den blev indledningsvist brudt i 20 reelle stykker (stykkerne A-V) med mejsel og hammer på gulv. Stykkerne vejede mellem 100 og 1036 g og blev alle vurderet med magnet direkte på brudfladerne. Desuden blev der samlet 1843 g fragmenter, hvoraf 465 g var magnetisk. De sidste blev frasorteret til senere analyse.
Ved smedningen anvendtes fine bøgetrækul, specialbrændte på Tureby Trækulsfabrik, med en gennemsnitlig længde på omkring 7 cm, samt rent kvartssand.
Smedjen var inden forsøget grundigt rengjort. Således var esse og ambolt fejet gentagne gange med blød børste og pensel – ligesom gulvet i smedjen var renset for affald fra tidligere smedninger. Gulvet i smedjen var opdelt i seks zoner med ambolten som centrum: 50 cm fra ambolt zone 1 og 2, 100 cm fra ambolt zone 3 og 4, 150 cm fra ambolt zone 5 og 6. Smeden bevægede sig primært i zonerne 1 og 3 nærmest ambolten.

HAF j.nr. 5/92 Vikingetidens jernknive - smedningen

Smedning af knivtype IV, Lejre 1992

Smedningen
D. En barre af jern udvundet på Lindholm Høje 1992 blev smedet til en enkel hjørneskaftkniv. Barren vejede 72 g. Under smedningen blev stykket opvarmet seks gange i essen. Den færdige kniv (type I) vejede 51 g.

E. En barre af jern udvundet i Lejre 1991 blev forsøgt smedet ud i aflang barreform, med hensigt at bøje den om et midterstykke af kulstofjern (knivtype IV). Skønt barren var af udmærket kvalitet mislykkedes forsøget. Barren på oprindelig 104 g måtte opvarmes 20 gange og krakelerede til sidst helt. Stumperne vejede 76 g til sammen.

F. To barrer af jern udvundet på Lindholm Høje 1992 blev smedet ud i en flad rektangulær form. En barre med stort indhold af kulstof blev smedet ud i en lignende form. Barrerne blev svejset sammen med kulstofjernet i midten (knivtype IV). Det sammensvejsede jern blev smedet ud i knivform.
Barrerne vejede inden arbejdet 25 g, 38 g og 33 g (i alt 96 g).
Efter de var svejset sammen til ét stykke vejede de: 77 g.
Efter de var smedet ud i knivform på 8 gange varme: 57 g.

G. To barrer af jern udvundet på hhv. Lindholm Høje 1992 og i Lejre 191 blev smedet ud i en flad, rektangulær form. En barre med højt kulstofindhold blev smedet ud i en smal, flad form. Barrerne blev svejset sammen med den smalle barre af kulstofjern i midten (knivtype V). Det sammensvejsede jern blev smedet ud i knivform.
Barrerne vejede inden arbejdet: 34 g, 30 g og 40 g (i alt 104 g).
Efter de var svejset sammen til ét stykke vejede de: 84 g.
Efter de var smedet ud i knivform på 10 gange varme: 62 g.

H. To barrer af jern udvundet i Lejre 1991 blev smedet ud i en flad, rektangulær form og svejset sammen (knivtype II).
Barrerne vejede inden arbejdet: 35 g og 40 g.
Efter de var svejset sammen til ét stykke: 62 g.
Efter de var smedet ud i knivform på 6 gange varme: 52 g.

Resultater og perspektiver
Myremalmsjern er, på grund af dets store indhold af slagge, let og sejt at bearbejde under smedningen. Rensningen af jernsvampen viste sig at være en langt mere resursekrævende proces end selve smedningen.
En kniv fra vikingetiden vejer omkring 50 g, en vægt, der ikke er tilstræbt i forsøgene, men alligevel vejede forsøgsknivene det samme. Der tabtes omkring 20 % af vægten ved svejsning og 30 % af vægten ved smedeprocessen. Barrens kvalitet, antallet af opvarmninger i essen og valget af smedeteknologi må formodes at have indvirkning på vægttabet.
At smedeforsøg E mislykkedes må alene tilskrives vores manglende erfaring som smede. Vi forsøgte at kompensere for det med smedeforsøg J, der udførtes i almindeligt, moderne handelsjern. Smedeforsøg H efterfulgtes af en hårdhedsmåling tværs over et slib af klingen. Svejsesømmen viste en tydelig højere værdi end i jernet. Svejsningen kan således være placeret med fuldt overlæg. Knivtypen (II) må betragtes som en reel type.

HAF j.nr. 5/92 Vikingetidens jernknive - jernsvampen og rensningen af den

Materialet
Ved forsøgene blev der anvendt jern udvundet af myremalm fra Ikast, Danmark. Myremalmen var hentet fra to forskellige lokaliteter i samme område og udvundet ved to forskellige udvindinger, begge ledet af civilingeniør Arne Jouttijärvi.
1. En forholdsvis ren myremalm, der inden udvindingen blev skønnet til at have et indhold af jernoxid på omkring 60 %. Myremalmen blev brugt til et jernudvindingsforsøg på Historisk-Arkæologisk Forsøgscenter i Lejre i 1991 (HAF j.nr. 81/88). Arne Jouttijärvi anslog, at den producerede jernsvamp havde et jernindhold på 70 %, hvoraf 15 % formodentlig var fosforjern og 15 % kulstofjern. Et stykke på 1½ kg af denne jernsvamp blev anvendt i forsøgsarbejdet med rensning og smedning.
2. En ganske sandholdig myremalm, der inden udvindingen blev skønnet til at indeholde under 40 % jernoxid. Myremalmen blev brugt til en jernudvindingsdemonstration på Lindholm Høje 1992. Jernudbyttet var beskedent – dog må myremalmen alligevel have haft et indhold på mere end 40 %, da der blev fremstillet en jernsvamp på 4 kg. Hele jernsvampen blev anvendt i forsøgsarbejdet med rensning og smedning.

HAF j.nr. 5/92 Rensning af jernsvamp

Rensningen
Jernsvampens kerne fremstår oftest som en kompakt masse af rent jern, fosforjern og kulstofjern. Uden om kernen sidder større eller mindre områder af ganske porøse jernklumper. Her er jernet blandet med urenheder, hvis indhold kan mindskes eller fjernes ved rensning. Rensningen af jernsvampene blev ved forsøgene foretaget i den samme åbne, sideblæste esse som anvendtes til smedningen. Varmekilden var små bøgetrækul (diameter omkring 3 cm) og der blæstes kontinuerligt – med støvsuger. Til rensningen blev der anvendt 15 arbejdstimer og 25 kg trækul.

A. Rensningsforsøg: 1.500 g jern udvundet i Lejre 1991 (HAF j.nr. 81/88) blev renset og smedet i rektangulær barreform. Barrerne vejede i alt 555 g, således var 945 g gået tabt i form af slagge og jernholdigt, men ikke smedbart materiale.

B. Rensningsforsøg: 4.000 g jern udvundet på Lindholm Høje 1992 blev renset og smedet i rektangulær barreform. Barrerne vejede i alt 1.500 g, således var 2.500 g gået tabt i form af slagge og jernholdigt, men ikke smedbart materiale.

HAF j.nr. 5/92 Vikingetidens jernknive

Baggrunden for forsøget
I hver anden dansk jordfæstegrav fra vikingetiden ligger der en kniv. En enægget, kort jernkniv. De éttusinde år i jorden har sjældent bevaret rester af dens skaft og skede, men jernet er der endnu. Forhistoriske jernknive har dog - på trods af deres mangfoldighed - aldrig fristet arkæologerne til en systematisk analyse og ved en overfladisk betragtning synes dette ydmyge hverdagsredskab da heller ikke særligt spændende. Så i magasinerne rundt om på landets museer ligger de nu, som en hidtil helt upåagtet indfaldsvinkel til vikingetidens samfund og kulturhistorie. For der er aldrig udarbejdet en typologi for forhistoriske jernknive i Danmark.
De gravfundne knive kan relateres til begge køn, samtlige aldersgrupper og næsten alle samfundslag. Dermed vil en knivtypologi kunne knytte en del af den restgruppe af grave, der altid bliver ved de traditionelle, kronologisk-stilistiske analyser af vikingetidsgravfelter, til et allerede veldokumenteret materiale. Det må kunne lade sig gøre, at kønsrelatere adskillige fattige eller svagt karakteriserede grave ligesom gravanlæg med kronologisk signifikante knivtyper må kunne dateres præcist. Forsøget Vikingetidens jernknive blev udført, fordi knivene foruden den rent arkæologisk-typologiske værdi rummer et omfattende kildemateriale til belysning af vikingetidens smedeteknik, råstofudnyttelse og jernteknologi. Og ved at kombinere traditionel arkæologi med metallurgiske analyser og smedetekniske iagttagelser vil en typologi kunne underbygges.
Med Vikingetidens jernknive ønskede jeg at kombinere teoretiske studier af jernknive med en praktisk vurdering af smedeprocessen.
Jernsvampene fik jeg overladt af civilingeniør Arne Jouttijärvi, der havde udvundet dem dels i Lejre ved forsøget Jernteknologiske eksperimenter (HAF j.nr. 81/88) dels i forbindelse med en demonstration på museet på Lindholm Høje.
Forsøget blev udført i smedjen i Historisk-Arkæologisk Forsøgscenter i Lejre i perioden mellem den 6. og 12. juli 1992.

Også i maj 1992 blev der udvundet jern i Lejre - læg mærke til, hvordan
de besøgende på centeret blev holdt bag en snor. Når vi ikke arbejdede,
stillede vi et skilt op: Forskningsområde - ingen adgang! Det var dengang.

Lejre-forsøgene - en oversigt

Smedning - fra det første forsøg i 1992
Foto: M. Nielsen

En fintælling viste, at jeg ikke har udført ti men 11 forsøg i Lejre. Her er en oversigt.

HAF 05/92: Vikingetidens jernknive, rensning af to jernsvampe, smedning af fem knive.

HAF 51/93: Germanertidens jernknive - fra luppe til kniv, rensning af én jernsvamp og smedning af ti knive blandt andet kopier af knive fundet i Lousgaard, Bækkegaard, Melsted, Kobbeaa, Birkely, Rytterkær, Glasergaard, (smed: Jens Christiansen).

HAF 46/94: Forsøg med rensning og smedning af luppejern rensning af jernsvampe og smedning af 11 knive blandt andet kopier af knive fundet på Lønhøjvej, Vogn, Baggesvognmark, Birket, Idskov og Stengade (smed: Jens Christiansen).

HAF 23/96: Forsøg med forhistorisk jernudvinding, forsøg med tre forskellige ovntyper udvinding i Espevej ovn, slaggegrubeovn og slaggeaftapningovn.

HAF 30/98: Forsøg med smedning af romertidens jernknive smedning af fire knive - kopier af knive fundet i Vendehøj og Farre (smed: Aron Hvid).


HAF 12/00: Guldforhovedforsøget Udvinding af myremalm fra Guldforhoved i slaggeaftapningsovn, rensning af jernsvamp (smed: Jens Christiansen).

HAF 07/01: Dansk jern, tre brændinger (Guldforhoved, Store Dyrehave x 2), rensning af jernsvamp (smed: Aron Hvid).

HAF 09/02:  Forsøg med dansk myremalmsjern 2000-2002, tre brændinger (Bording, Højby x2) smedning af 11 nåle, der blandt andet var kopier af nåle fundet i Schwissel x2, Aarre x3, Grarup, Ris, Måde, Vejle og Vandet skole samt kopi af en fiskekrog fra Århus (smed: Aron Hvid).

HAF 17/08: Forsøg med herkomstbestemmelse af dansk myremalmsjern, tre brændinger (Guldforhoved, Gødsvang og Usserød). Rensning af jernsvamp og smedning af ni knive, der balndt andet var kopier af knive fundet på Løhøjhøjvej x5, Rebild, Dusihøj og Raskmølle-Eistrup (smede: Aron Hvid og Jokum Lind Jensen).

Rensning af jernsvamp - fra det første forsøg i 1992
Foto: M. Nielsen

HAFF 04/09: Ringbrynjer fra danske jernalderkulturer - klipning, trækning og svejsning af myremalmsjern, to brændinger (Rønkilde I og Guldforhoved). Forsøg med bygning af Sønder Holstedovn, trækning af jern til ringe blandt andet som kopier af ringene i Hedegård og Thorsbjerg (smede: Jokum Lind Jensen og Roar Helweg Clod).

HAFF 14/10: Forsøg med jernudvinding og smedning, seks brændinger (Bording x3, Usserød, Asminderød og Hvidhøjgård) rensning af jernsvamp, smedning af saks fra Rosenholmvej og kniv fra Gamst (smed: Markus Hvass).

Lejre forsøgene - mit nye projekt

Lejre, som indgangen så ud i 1992, da jeg fik min første bevilling fra Forskningssummen
Foto: M. Nielsen

Efterhånden som manuskriptet til Thomsen-bogen kapitelvist overlades i andres varetægt har jeg taget hul på et nyt projekt, hvor jeg gennemskriver mine forsøg fra Lejre.
Lejre var stedet, hvor jeg i perioden mellem 1992 og 2010 foretog ti formaliserede forsøg med fremstilling, rensning og smedning af myremalmsjern. Ved forsøgene er der anvendt myremalm fra otte forskellige steder i Danmark og der blev tilstræbt en høj grad af videnskabelighed. Nu bagefter kan jeg se, hvordan jeg bevægede mig fra det strengt kontrollerede forsøgsdesign mod et mere kontekstuelt og refleksivt.
Rapporter og beretninger over samtlige forsøg ligger i Forskningsarkivet i Lejre, men er aldrig publiceret. Det vil jeg råde bod på i 2012.