MythBuster
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@D.Kraft
das mit dem Mangan kann man so nicht sehen. Mn ist sehr wohl durch Carbothermische Reduktion darstellbar (wie Achim schon sagt), aber eben nicht rein sondern legiert mit C (was nichts anderes heißt, als daß es in Form von Carbiden vorliegt). Auch in der von Dir zitierten Quelle (Hollemann-Wiberg Lehrbuch der anorganischen Chemie 100.te Aufl. S 1111) steht ein Absatz weiter unten: "Von technischer Bedeutung sind dagegen die Eisen-Mangan-Legierungen mit einem Mangangehalt von 2-5% (Stahleisen), 5-30% (Spiegeleisen) und 30-80% (Ferromangan). Sie werden aus einem Gemisch von Koks, Mangan-und Eisenerzen im Hochofen bzw. elektrischen Ofen gewonnen."
Auch nachzulesen hier und hier S.232.
Nach der gleichen Argumentation wäre Eisen auch nicht (rein) reduzierbar, stimmt, es auch nur in Form von Carbiden (C-legiert) im Hochofen, Rennofen zugänglich.
Ob und wieviel Mn im Rennofen reduziert wird ist wie ich schon weiter oben erwähnt habe eine Sache der Temperatur (und Schlackenzusammensetzung...).
Gruß
MythBuster
das mit dem Mangan kann man so nicht sehen. Mn ist sehr wohl durch Carbothermische Reduktion darstellbar (wie Achim schon sagt), aber eben nicht rein sondern legiert mit C (was nichts anderes heißt, als daß es in Form von Carbiden vorliegt). Auch in der von Dir zitierten Quelle (Hollemann-Wiberg Lehrbuch der anorganischen Chemie 100.te Aufl. S 1111) steht ein Absatz weiter unten: "Von technischer Bedeutung sind dagegen die Eisen-Mangan-Legierungen mit einem Mangangehalt von 2-5% (Stahleisen), 5-30% (Spiegeleisen) und 30-80% (Ferromangan). Sie werden aus einem Gemisch von Koks, Mangan-und Eisenerzen im Hochofen bzw. elektrischen Ofen gewonnen."
Auch nachzulesen hier und hier S.232.
Nach der gleichen Argumentation wäre Eisen auch nicht (rein) reduzierbar, stimmt, es auch nur in Form von Carbiden (C-legiert) im Hochofen, Rennofen zugänglich.
Ob und wieviel Mn im Rennofen reduziert wird ist wie ich schon weiter oben erwähnt habe eine Sache der Temperatur (und Schlackenzusammensetzung...).
Gruß
MythBuster
Zuletzt bearbeitet:
Stimmt schon ...nur wird hier von der modernen Stahlgewinnung geschrieben!
Oder ?
Ein Hochofen ist ebensowenig wie ein elektrischer Ofen mit einem Rennfeuer vergleichbar ......meiner Meinung nach .....deswegen habe ich das auch ausgeblendet.
Richtig ist natürlich das so die Legierungselemente aus dem Erz in den Stahl gelangen können ...aber eben mit den modernen Methoden.
Bei einem Rennfeuer meine ich das es da etwas anders aussieht. Deswegen ja auch meine Frage im vorangegangen Thema was für Bedingungen müßen gegeben sein damit eine Reduzierung überhaupt funktioniert und auch nachgewiesen werden kann. Danach muß geklärt werden ob solche Bedingungen im Rennfeuer sein können oder nicht.
Es völlig klar das hier einige Parameter mit ihren veränderlichen Größen beachtet werden müßen insbesonders das Wechsel und Zusammenspiel mit den anderen Elementen.
Das ist aber bei jedem Element etwas anders und eben nicht gleich.
MythBuster
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ich sehe übrigens keinen prinzipiellen Unterschied zwischen einem Rennofen und einem Hochofen. Beide beruhen auf dem Prinzip der Carbothermen Reduktion, nur die Betriebstemperaturen unterscheiden sich. Die sind beim Hochofen bei ca. 1600°C, während ein Rennofen so um die 1200°C-1300°C betrieben wird. Dies liegt hauptsächlich an der Verwendung von Koks statt Holzkohle und an einer Vorwärmung der Luft beim Hochofen. Ein Unterschied könnte noch im schnelleren Abfließen des flüssigen Metalls beim Hochofen begründet sein, wodurch das Metall schneller einem möglichen Gleichgewicht entzogen wird, während man beim Rennofen stundenlang auf die Luppe bläst.
Welche Elemente jetzt bei welchen Bedingungen reduziert werden, das ist zumindest im chemischen Gleichgewicht kein Geheimnis, aber dazu muss man sich etwas mit Therodynamik beschäftigen. Was natürlich schon unzählige Metallurgen schon vor uns gemacht haben, denn bei der Stahlherstellung geht´s um richtig viel Kohle (im wahrsten Sinne des Wortes) und da ist es schon wichtig zu wissen was dabei rauskommt.
Wer sich etwas mehr dafür interessiert kann ja mal einen Blick auf ein Ellingham Diagramm werfen.
Ohne das das jetzt eine Vorlesung wird, werde ich nur ganz kurz was dazu sagen. In dem Diagramm sind die (negativen) Gibb´schen Enthalpien gegen die Temperatur aufgetragen. Die Gibbs Enthalpie gibt an wie freiwillig eine Reaktion abläuft, also auf welcher Seite ihr Gleichgewicht liegt, d.h. je negativer sie ist desto mehr liegt ein Gleichgewicht auf der rechten Seite (einer chemischen Reaktion). Also kurz je weiter unten ein Element in dem Diagramm liegt desto unedler ist es. Die unteren Metalle können also die darüberliegenden Oxide reduzieren und umgekehrt. Jetzt sucht euch mal die Linie für die Reaktion 2C + O2 -> 2CO2, alles was darüberliegt wird also reduziert. Ich muss mir nur noch meine Temperatur auswählen. Also wähl ich 1200°C (Rennofen-Bedingung). Dann seh ich: Mn, V, Si, Ti liegen unterhalb, bleiben also als Oxide in der Schlacke. Fe, S, Co, Ni, Cu, Pb sind darüber und werden reduziert soweit im Erz oder Schlacke enthalten.
Das gleiche Spiel bei 1600°C (obere T-Skala): Cr, Mn, V, Si überholen hier die C-Linie, also werden diese bei der Temperatur auch reduziert
Obwohl das Ganze nur im chemischen Gleichgewicht gilt stimmt es doch ziemlich genau mit unseren bisher zusammengetragenen Ergebnissen überein!
Gruß
MythBuster
Welche Elemente jetzt bei welchen Bedingungen reduziert werden, das ist zumindest im chemischen Gleichgewicht kein Geheimnis, aber dazu muss man sich etwas mit Therodynamik beschäftigen. Was natürlich schon unzählige Metallurgen schon vor uns gemacht haben, denn bei der Stahlherstellung geht´s um richtig viel Kohle (im wahrsten Sinne des Wortes) und da ist es schon wichtig zu wissen was dabei rauskommt.
Wer sich etwas mehr dafür interessiert kann ja mal einen Blick auf ein Ellingham Diagramm werfen.
Ohne das das jetzt eine Vorlesung wird, werde ich nur ganz kurz was dazu sagen. In dem Diagramm sind die (negativen) Gibb´schen Enthalpien gegen die Temperatur aufgetragen. Die Gibbs Enthalpie gibt an wie freiwillig eine Reaktion abläuft, also auf welcher Seite ihr Gleichgewicht liegt, d.h. je negativer sie ist desto mehr liegt ein Gleichgewicht auf der rechten Seite (einer chemischen Reaktion). Also kurz je weiter unten ein Element in dem Diagramm liegt desto unedler ist es. Die unteren Metalle können also die darüberliegenden Oxide reduzieren und umgekehrt. Jetzt sucht euch mal die Linie für die Reaktion 2C + O2 -> 2CO2, alles was darüberliegt wird also reduziert. Ich muss mir nur noch meine Temperatur auswählen. Also wähl ich 1200°C (Rennofen-Bedingung). Dann seh ich: Mn, V, Si, Ti liegen unterhalb, bleiben also als Oxide in der Schlacke. Fe, S, Co, Ni, Cu, Pb sind darüber und werden reduziert soweit im Erz oder Schlacke enthalten.
Das gleiche Spiel bei 1600°C (obere T-Skala): Cr, Mn, V, Si überholen hier die C-Linie, also werden diese bei der Temperatur auch reduziert
Obwohl das Ganze nur im chemischen Gleichgewicht gilt stimmt es doch ziemlich genau mit unseren bisher zusammengetragenen Ergebnissen überein!
Gruß
MythBuster
Zuletzt bearbeitet:
Das ist so nun aber mal überhaupt nicht richtig. Wo sollen denn die 1200 - 1300° C im Rennofen herrschen? Die Flammtemperatur im Bereich direkt vor der Luftzufuhr liegt jedenfalls deutlich höher. Dort können auch 1600° C und mehr problemlos erreicht werden.
Bezüglich der erreichbaren Ofen- und Flammtemperatur bei Verbrennung mit atmosphärischer Luft macht die Verwendung von Koks, Holzkohle, Holz, Öl oder Gas so gut wie keinen Unterschied. Die erreichbare Flammtemperatur bei optimaler Verbrennung liegt immer leicht jenseits der 2100° C.
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gast
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Es gibt an diesem Tread Beteiligte die um Längen Kleverer sind als ich, denoch kommen wir so nicht weiter.
Ich finde es unmöglich Sätze von Leuten zu lesen die ich über alles schätze wie ....Suche mal lieber nach ...dann wüsstest du dass....gerichtet an Leute die ich über alles schätze!
Nönö so wird das nichts.
Auch hat es keinen Sinn zu Interpretieren, Höchöfen könnten irgendwas mit Rennöfen zu tun haben.
Alles Blabla!
Ich erinnere mich an Gespräche mit einem Ingenieur der ex Arbed heute Arcelor Mittal der zuständig war für das Verhütten von Erzen. Ich konnte damals als Sclosser in jungen Jahren nicht viel mit seinen Erklärungen anfangen, aber ich weiss dass es solche Leute immer noch geben muss.
Diese sollte man bemühen.
Die Bekannte von D.Kraft wäre die richtige Richtung.
Es geht um die Chemie der Metalle.
Ich kann nur Empirische Versuche anstellen, und euch meine Erfolge bekanntgeben, nach Messungen bringe ich es fertig diese Leistungen mehr oder weniger zu wiederholen. Das machen die meisten so.
Wenn wir aber eine ausgestorbene Wissenschaft versuchen zu Interpretieren,sollten wir nach echten Fachleuten mit Erfahrung suchen. Man sollte sie zu gewöhnlichen Rennfeuertreffen einladen, mit Ihnen einen Rennofen fahren, Ihren theoretischen Wissensschatz mit einbringen, um so zu einem theoretischen Konsenz zu kommen.
Ich versuche einen solchen Artgenossen zu unserem Rennfeuertreffen in Neuhäusgen am 29/30.5.2010 einzuladen, um über Erze ,Elemente, Temperaturen, Kohlen zu debatieren.
Alle Interessierten sind herzlich eingeladen. Essen ,Trinken, gehen auf meine Rechnung!
Gruss unsel
Ich finde es unmöglich Sätze von Leuten zu lesen die ich über alles schätze wie ....Suche mal lieber nach ...dann wüsstest du dass....gerichtet an Leute die ich über alles schätze!
Nönö so wird das nichts.
Auch hat es keinen Sinn zu Interpretieren, Höchöfen könnten irgendwas mit Rennöfen zu tun haben.
Alles Blabla!
Ich erinnere mich an Gespräche mit einem Ingenieur der ex Arbed heute Arcelor Mittal der zuständig war für das Verhütten von Erzen. Ich konnte damals als Sclosser in jungen Jahren nicht viel mit seinen Erklärungen anfangen, aber ich weiss dass es solche Leute immer noch geben muss.
Diese sollte man bemühen.
Die Bekannte von D.Kraft wäre die richtige Richtung.
Es geht um die Chemie der Metalle.
Ich kann nur Empirische Versuche anstellen, und euch meine Erfolge bekanntgeben, nach Messungen bringe ich es fertig diese Leistungen mehr oder weniger zu wiederholen. Das machen die meisten so.
Wenn wir aber eine ausgestorbene Wissenschaft versuchen zu Interpretieren,sollten wir nach echten Fachleuten mit Erfahrung suchen. Man sollte sie zu gewöhnlichen Rennfeuertreffen einladen, mit Ihnen einen Rennofen fahren, Ihren theoretischen Wissensschatz mit einbringen, um so zu einem theoretischen Konsenz zu kommen.
Ich versuche einen solchen Artgenossen zu unserem Rennfeuertreffen in Neuhäusgen am 29/30.5.2010 einzuladen, um über Erze ,Elemente, Temperaturen, Kohlen zu debatieren.
Alle Interessierten sind herzlich eingeladen. Essen ,Trinken, gehen auf meine Rechnung!
Gruss unsel
MythBuster
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@AchimW:
Das mit der Flammtemperatur stimmt zweifellos, die hab ich in meiner Gasesse auch und trotzdem schmilzt mir nicht gleich alles weg. Nein mal im Ernst selbst hier im Forum muss es auch Leute geben, die direkt an der Luppe die Temperatur gemessen haben. Man findet aber erstaunlich wenig belegbares darüber außer hier werden 10cm über der Luppe 1200°C gemessen. Ich weiß aber auch woher das kommt. Es ist einfach die Scheu ein 300€ teures Thermoelement direkt in die Schlacke zu halten, so ist es zumindest mir mit meinem geliehenen Thermofühler gegangen. Aber auch vom puren Ansehen der Glühfarbe waren das nie und nimmer 1600°C. Trotzdem muss es doch Leute geben, die ein Pyrometer in das Blasloch gehalten haben...
@unsel:
wenn Du die thermo-chemische Verwandschaft eines Rennofens mit einem Hochofen anzweifelst (wenn ich hier Dein Blabla richtig interpretiere), dann versuch doch bitte Deine Ansicht mit Argumenten zu untermauern. Grundsätzlich gebe ich Dir natürlich recht, daß es wenig Sinn macht sich gegenseitig unbelegbare Behauptungen um die Ohren zu hauen.
Gruß
MythBuster
Das mit der Flammtemperatur stimmt zweifellos, die hab ich in meiner Gasesse auch und trotzdem schmilzt mir nicht gleich alles weg. Nein mal im Ernst selbst hier im Forum muss es auch Leute geben, die direkt an der Luppe die Temperatur gemessen haben. Man findet aber erstaunlich wenig belegbares darüber außer hier werden 10cm über der Luppe 1200°C gemessen. Ich weiß aber auch woher das kommt. Es ist einfach die Scheu ein 300€ teures Thermoelement direkt in die Schlacke zu halten, so ist es zumindest mir mit meinem geliehenen Thermofühler gegangen. Aber auch vom puren Ansehen der Glühfarbe waren das nie und nimmer 1600°C. Trotzdem muss es doch Leute geben, die ein Pyrometer in das Blasloch gehalten haben...
@unsel:
wenn Du die thermo-chemische Verwandschaft eines Rennofens mit einem Hochofen anzweifelst (wenn ich hier Dein Blabla richtig interpretiere), dann versuch doch bitte Deine Ansicht mit Argumenten zu untermauern. Grundsätzlich gebe ich Dir natürlich recht, daß es wenig Sinn macht sich gegenseitig unbelegbare Behauptungen um die Ohren zu hauen.
Gruß
MythBuster
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gast
Gast
Blabla??
@ MythBuster, weswegen ich ja nach einem Fachmann mit Erfahrung in diesem speziellem Fach suche.
Ich möchte dich hiermit als mein Gast zu unserem Rennfeuertreffen nach Luxemburg einladen.
Gruss unsel
@ MythBuster, weswegen ich ja nach einem Fachmann mit Erfahrung in diesem speziellem Fach suche.
Ich möchte dich hiermit als mein Gast zu unserem Rennfeuertreffen nach Luxemburg einladen.
Gruss unsel
Hallo Allerseits,
ich habe das Gefühl, es wäre dringend nötig, dass mal wieder die Gemüter abkühlen.
Das größte Problem liegt meiner Ansicht nach darin, dass davon ausgegagen wird es gäbe "DEN" Rennofenprozess. Nur gerade bei Rennöfen wird die Temperaturführung extrem geschwankt haben und schwankt auch heute noch stark je nach Aufbau und Luftzufuhr.
Somit wird ein Rennofen manchmal mit einem Hochofen vergleichbare Temperaturen erreicht haben, daher werden auch mehr Elemente reduziert worden sein.
Bei anderen Rennöfen, wird man über Sintertemperatur kaum hinausgekommen sein und hat quasi Reineisen erhalten.
Das man in einer Gasesse genau so hohe Temperaturen hat ist schon klar, nur ist das Energievolumen deutlich geringer als in einem Rennofen.
Zum Thema Temperaturmessung. Ich habe bei einem Rennofenversuch ein Thermoelement hineingehalten und habe an der Luftdüse deutlich über 1300 Grad gehabt. Bevor mir das Thermoelement weggebrannt wäre habe ich es dann lieber entfernt....
Etwa 10 cm über der Luppe hatte ich um die 1150 und 20 cm darüber 950 Grad.
Ich habe von der damals gewonnen Luppe immer noch ein Stück liegen. Ich würde mich hiermit anbieten ein Stück samt Schlacke untersuchen zu lassen und den Rest nur unter der Zugabe von Kohlenstoff in einem frischen Graphittiegel zu schmelzen.
Es müsste interessant sein wie sich die Legierungszusammensetzung des Stahl verändert.
Ich habe nur zur Zeit recht viel um die Ohren. Sobald ich die Zeit finde werde ich den Versuch machen und dann hier davon berichten.
mfg
Ulrik
ich habe das Gefühl, es wäre dringend nötig, dass mal wieder die Gemüter abkühlen.
Das größte Problem liegt meiner Ansicht nach darin, dass davon ausgegagen wird es gäbe "DEN" Rennofenprozess. Nur gerade bei Rennöfen wird die Temperaturführung extrem geschwankt haben und schwankt auch heute noch stark je nach Aufbau und Luftzufuhr.
Somit wird ein Rennofen manchmal mit einem Hochofen vergleichbare Temperaturen erreicht haben, daher werden auch mehr Elemente reduziert worden sein.
Bei anderen Rennöfen, wird man über Sintertemperatur kaum hinausgekommen sein und hat quasi Reineisen erhalten.
Das man in einer Gasesse genau so hohe Temperaturen hat ist schon klar, nur ist das Energievolumen deutlich geringer als in einem Rennofen.
Zum Thema Temperaturmessung. Ich habe bei einem Rennofenversuch ein Thermoelement hineingehalten und habe an der Luftdüse deutlich über 1300 Grad gehabt. Bevor mir das Thermoelement weggebrannt wäre habe ich es dann lieber entfernt....
Etwa 10 cm über der Luppe hatte ich um die 1150 und 20 cm darüber 950 Grad.
Ich habe von der damals gewonnen Luppe immer noch ein Stück liegen. Ich würde mich hiermit anbieten ein Stück samt Schlacke untersuchen zu lassen und den Rest nur unter der Zugabe von Kohlenstoff in einem frischen Graphittiegel zu schmelzen.
Es müsste interessant sein wie sich die Legierungszusammensetzung des Stahl verändert.
Ich habe nur zur Zeit recht viel um die Ohren. Sobald ich die Zeit finde werde ich den Versuch machen und dann hier davon berichten.
mfg
Ulrik
MythBuster
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@unsel:
Das Angebot nehm ich gern dankend an. (wäre vor 2 Jahren sowieso schon mit der Neuburger Alchemisten (Chaoten) Gruppe dabeigewesen, wenn nicht was dazwischen gekommen wäre).
@Koraat:
ja, vollkommen richtig "den Rennofenprozess" hat es nie gegeben, vom Reineisen bis zum Gußeisen ist da die Variationsbreite.
Weißt Du noch was für ein Typ Thermoelement das war?
Das Angebot nehm ich gern dankend an. (wäre vor 2 Jahren sowieso schon mit der Neuburger Alchemisten (Chaoten) Gruppe dabeigewesen, wenn nicht was dazwischen gekommen wäre).
@Koraat:
ja, vollkommen richtig "den Rennofenprozess" hat es nie gegeben, vom Reineisen bis zum Gußeisen ist da die Variationsbreite.
Weißt Du noch was für ein Typ Thermoelement das war?
Ich hatte die Frage nach dem Weg der Legierungselemente aus dem Erz in das Eisen gestellt, weil sich aus den Darlegungen von Herrn Hollmann- wenn sie richtig wären- für die Stähle der Frühzeit eigentlich bis ins 18. Jhdt bedeutende Folgerungen ableiten ließen.
Schweißdamast in unserem Sinne, bei dem das Muster durch nicht diffundiierende Legierungselemente gebildet wird und der deshalb eine Vielzahl hochleistungsfähiger Kompositionen ermöglicht, wäre danach in der Zeit vor etwa 1850 nicht möglich gewesen.
Die beiden Literaturstellen, die ich im ersten Beitrag angesprochen habe, gehen auch in diese Richtung-trotz hoher Mangangehalte im Erz war bei dieser Versuchsdurchführung nichts in den Stahl gelangt.
Da sich viele Leute heutzutage mit "Rennfeuern" befassen, erwartete ich eigentlich schnelle, einfache und präzise Antworten. Es scheint mir aber so, daß die Ergebnisse der modernen Rennfeuer noch nicht umfangreich wissenschaftlich analysiert wurden.
Ich habe daher selbst ein bißchen nachgelesen und will ein paar Grundzüge dessen, was ich so gefunden habe, hier zur Diskussion stellen.
Als wesentlicheQuelle habe ich Johannsen: "Die Geschichte des Eisens"
3. Auflage 1953, Verlag Stahleisen mbH Düsseldorf benutzt.
An dem frühen Erscheinungsjahr sollte man sich nicht stören, da gerade dadurch noch die Nähe zu vergangenen Techniken und ihre Kenntnis gegeben ist. Sollte man das Thema weiter vertiefen wollen, wäre auch an das 5 Bände umfassende Werk von Ludwig Beck "Die Geschichte des Eisens" zu denken.
Der besseren Übersicht halber sollen drei Aspekte getrennt behandelt werden.
1. Die Feuer
Zu meiner Überraschung beschreibt Johannsen die Feuer, die wir allenthalben auf den Rennfeuertreffen sehen, nicht als Rennfeuer, sondern nennt sie Schachtöfen oder Stücköfen.
Rennfeuer sind nach seiner Darstellung Feuer, die mit einer relativ flachen Grube-25 cm tief und30-50 cm breit- arbeiten, über die Brennstoff und Erz aufgehäuft werden.
Das wird von den einfachsten afrikanischen Schmelzen bis ins hohe Mittelalter ganz ähnlich beschrieben. Nach Agricola: "de re metallica libri XII" erzielt man mit diesem Rennfeuer ohne Schacht in 4-8 Stunden1-3 Ztr. Luppe erzeugt, die mit Holzhämmern verdichtet wird, danach in passende Stücke zerteilt wird, die zu Schienen ausgeschmiedet werden können.
Schachtöfen mit natürlichem Zug oder Gebläse nennt er Stücköfen und gibt für diese Konstruktion schon Luppengewichte bis 400 kg an.
Eine weitere Fortentwicklung sind die Floßöfen, die sich von den Stücköfen nur durch größere Dimensionen unterscheiden und im Sprachgebrauch zur Zeit ihrer Nutzung von diesen nicht unterschieden wurden.
Rennfeuer und Stücköfen werden der Zeit von Beginn der Verhüttung- also ca 3000 vor Chr. bis ins 14.Jhdt., Floßöfen der Zeit ab 1300 zugeordnet.
2. Das Ergebnis der jeweiligen Verhüttungsverfahren.
Bei den einfachsten Rennfeuern fanden sich in der Schlacke Eisenkörnchen. Die mit Körnchen angereicherte Schlacke wurde nochmals im Rennfeuer behandelt und erst danach erhielt man eine mit Schlacken durchsetzte Luppe, die verdichtet und schließlich geschmiedet werden konnte.
Bei besser gesteuerten Verfahren, etwa dem von Agricola für das 15.Jhdt geschilderten erzielte man eine zentnerschwere Luppe, die verdichtet, zerteilt und geschmiedet werden konnte.
Neben der eigentlichen Luppe, die im C-Gehalt zwischen 0,1 bis 2 % schwanken konnte, gab es bei hoher C-Aufnahme oder hohen Temperaturen auch Roheisen, also ungereinigten Guß mit 2-4 % C.
Bei den hohen Stücköfen oder Floßöfen war der Anteil des geschmolzenen Materials höher.
In diesen Öfen konnte man auch ärmere und besonders phosphorreiche Erze verwenden, da der Phosphor den Schmelzpunkt herabsetzt.
Der Verfasser schildert hier Grenzpfähle, mit denen die Johanniter an der Grenze zwischen Neumark und Pommern ihr Gebiet abgesteckt haben ( 1354-1364), die 6,2 % Phosphor (in Worten: sechs-komma-zwei !) enthalten.
3. Die Weiterverarbeitung
Luppen aus dem Rennfeuer oder Stückofen mit günstiger Zusammensetzung-nicht zuviel C- konnten nach dem Verdichten geschmiedet werden. Zur Säuberung wird man sie mehrfach miteinander verschweißt haben.
Die Luppenteile, die durch eine zweite Behandlung im Rennfeuer- hier ist das "echte" Rennfeuer des Verfassers gemeint, weiter gereinigt werden sollten, verhielten sich dabei je nach C-Gehalt unterschiedlich:
Die kohlenstoffreichsten Teile schmolzen nämlich ab, wurden durch den Windstrom des Frischfeuers entkohlt und bildeten eine eigene Luppe, die mit der Restluppe wieder vereinigt wurde.
Konsequenzen aus diesen Befunden ergeben sich für mich wie folgt:
Von "dem" Rennfeuer mit der immer gleichen exakten Temperatur X kann man nicht sprechen. Je nach Brennmaterial, Luftzufuhr u.s.w. gab es in verschieden geführten Feuern unterschiedliche Temperaturen, die in vielen Fällen jedenfalls ausreichten, aufgekohlten Stahl zu schmelzen.
Ein ganz interessantes Beispiel bietet eine Untersuchung des Ergebnisses der tatara: In 68 Stunden wurden 12.370 kg Erz und 13.490 kg Holzkohle durchgesetzt. Das Ergebnis war wie folgt:
1.575 kg Roheisen (= ungereinigter Guß, also voll geschmolzen)
1.126 kg Stahl
1.012 kg Schmiedeeisen.
Das Roheisen, das entstanden war, hat man nicht einfach weggeworfen. Durch Windfrischen konnte es entkohlt und in Stahl oder Schmiedeeisen verwandelt werden.
Eine andere, ganz aparte Art der Nutzung ist aus der Zeit von vor etwa 2000 Jahren aus Merv an der Seidenstraße berichtet worden. Dort hat man das "Wasser des Eisens"- also Rohstahl, der flüssig geworden war- zerbröckelt und mit Eisenfeilspänen im Tiegel auf ca. 1200 Grad erhitzt.
Dabei schmolz der Rohstahl, umfloß die Eisenspäne, gab an diese einen Teil seines Kohlenstoffs ab und es entstand das Mittelding zwischen Roheisen und Schmiedeeisen, nämlich härtbarer Stahl.
Daraus ergibt sich die weitere Konsequenz, daß in den Fällen, wo Schmelzerscheinungen aufgetreten waren, eine Reduktion von Legierungselementen zu erwarten ist.
In welche Richtung man da zu denken hat, hat Mythbuster meiner Ansicht nach korrekt dargelegt.
Freundliche Grüße
U. Gerfin
Schweißdamast in unserem Sinne, bei dem das Muster durch nicht diffundiierende Legierungselemente gebildet wird und der deshalb eine Vielzahl hochleistungsfähiger Kompositionen ermöglicht, wäre danach in der Zeit vor etwa 1850 nicht möglich gewesen.
Die beiden Literaturstellen, die ich im ersten Beitrag angesprochen habe, gehen auch in diese Richtung-trotz hoher Mangangehalte im Erz war bei dieser Versuchsdurchführung nichts in den Stahl gelangt.
Da sich viele Leute heutzutage mit "Rennfeuern" befassen, erwartete ich eigentlich schnelle, einfache und präzise Antworten. Es scheint mir aber so, daß die Ergebnisse der modernen Rennfeuer noch nicht umfangreich wissenschaftlich analysiert wurden.
Ich habe daher selbst ein bißchen nachgelesen und will ein paar Grundzüge dessen, was ich so gefunden habe, hier zur Diskussion stellen.
Als wesentlicheQuelle habe ich Johannsen: "Die Geschichte des Eisens"
3. Auflage 1953, Verlag Stahleisen mbH Düsseldorf benutzt.
An dem frühen Erscheinungsjahr sollte man sich nicht stören, da gerade dadurch noch die Nähe zu vergangenen Techniken und ihre Kenntnis gegeben ist. Sollte man das Thema weiter vertiefen wollen, wäre auch an das 5 Bände umfassende Werk von Ludwig Beck "Die Geschichte des Eisens" zu denken.
Der besseren Übersicht halber sollen drei Aspekte getrennt behandelt werden.
1. Die Feuer
Zu meiner Überraschung beschreibt Johannsen die Feuer, die wir allenthalben auf den Rennfeuertreffen sehen, nicht als Rennfeuer, sondern nennt sie Schachtöfen oder Stücköfen.
Rennfeuer sind nach seiner Darstellung Feuer, die mit einer relativ flachen Grube-25 cm tief und30-50 cm breit- arbeiten, über die Brennstoff und Erz aufgehäuft werden.
Das wird von den einfachsten afrikanischen Schmelzen bis ins hohe Mittelalter ganz ähnlich beschrieben. Nach Agricola: "de re metallica libri XII" erzielt man mit diesem Rennfeuer ohne Schacht in 4-8 Stunden1-3 Ztr. Luppe erzeugt, die mit Holzhämmern verdichtet wird, danach in passende Stücke zerteilt wird, die zu Schienen ausgeschmiedet werden können.
Schachtöfen mit natürlichem Zug oder Gebläse nennt er Stücköfen und gibt für diese Konstruktion schon Luppengewichte bis 400 kg an.
Eine weitere Fortentwicklung sind die Floßöfen, die sich von den Stücköfen nur durch größere Dimensionen unterscheiden und im Sprachgebrauch zur Zeit ihrer Nutzung von diesen nicht unterschieden wurden.
Rennfeuer und Stücköfen werden der Zeit von Beginn der Verhüttung- also ca 3000 vor Chr. bis ins 14.Jhdt., Floßöfen der Zeit ab 1300 zugeordnet.
2. Das Ergebnis der jeweiligen Verhüttungsverfahren.
Bei den einfachsten Rennfeuern fanden sich in der Schlacke Eisenkörnchen. Die mit Körnchen angereicherte Schlacke wurde nochmals im Rennfeuer behandelt und erst danach erhielt man eine mit Schlacken durchsetzte Luppe, die verdichtet und schließlich geschmiedet werden konnte.
Bei besser gesteuerten Verfahren, etwa dem von Agricola für das 15.Jhdt geschilderten erzielte man eine zentnerschwere Luppe, die verdichtet, zerteilt und geschmiedet werden konnte.
Neben der eigentlichen Luppe, die im C-Gehalt zwischen 0,1 bis 2 % schwanken konnte, gab es bei hoher C-Aufnahme oder hohen Temperaturen auch Roheisen, also ungereinigten Guß mit 2-4 % C.
Bei den hohen Stücköfen oder Floßöfen war der Anteil des geschmolzenen Materials höher.
In diesen Öfen konnte man auch ärmere und besonders phosphorreiche Erze verwenden, da der Phosphor den Schmelzpunkt herabsetzt.
Der Verfasser schildert hier Grenzpfähle, mit denen die Johanniter an der Grenze zwischen Neumark und Pommern ihr Gebiet abgesteckt haben ( 1354-1364), die 6,2 % Phosphor (in Worten: sechs-komma-zwei !) enthalten.
3. Die Weiterverarbeitung
Luppen aus dem Rennfeuer oder Stückofen mit günstiger Zusammensetzung-nicht zuviel C- konnten nach dem Verdichten geschmiedet werden. Zur Säuberung wird man sie mehrfach miteinander verschweißt haben.
Die Luppenteile, die durch eine zweite Behandlung im Rennfeuer- hier ist das "echte" Rennfeuer des Verfassers gemeint, weiter gereinigt werden sollten, verhielten sich dabei je nach C-Gehalt unterschiedlich:
Die kohlenstoffreichsten Teile schmolzen nämlich ab, wurden durch den Windstrom des Frischfeuers entkohlt und bildeten eine eigene Luppe, die mit der Restluppe wieder vereinigt wurde.
Konsequenzen aus diesen Befunden ergeben sich für mich wie folgt:
Von "dem" Rennfeuer mit der immer gleichen exakten Temperatur X kann man nicht sprechen. Je nach Brennmaterial, Luftzufuhr u.s.w. gab es in verschieden geführten Feuern unterschiedliche Temperaturen, die in vielen Fällen jedenfalls ausreichten, aufgekohlten Stahl zu schmelzen.
Ein ganz interessantes Beispiel bietet eine Untersuchung des Ergebnisses der tatara: In 68 Stunden wurden 12.370 kg Erz und 13.490 kg Holzkohle durchgesetzt. Das Ergebnis war wie folgt:
1.575 kg Roheisen (= ungereinigter Guß, also voll geschmolzen)
1.126 kg Stahl
1.012 kg Schmiedeeisen.
Das Roheisen, das entstanden war, hat man nicht einfach weggeworfen. Durch Windfrischen konnte es entkohlt und in Stahl oder Schmiedeeisen verwandelt werden.
Eine andere, ganz aparte Art der Nutzung ist aus der Zeit von vor etwa 2000 Jahren aus Merv an der Seidenstraße berichtet worden. Dort hat man das "Wasser des Eisens"- also Rohstahl, der flüssig geworden war- zerbröckelt und mit Eisenfeilspänen im Tiegel auf ca. 1200 Grad erhitzt.
Dabei schmolz der Rohstahl, umfloß die Eisenspäne, gab an diese einen Teil seines Kohlenstoffs ab und es entstand das Mittelding zwischen Roheisen und Schmiedeeisen, nämlich härtbarer Stahl.
Daraus ergibt sich die weitere Konsequenz, daß in den Fällen, wo Schmelzerscheinungen aufgetreten waren, eine Reduktion von Legierungselementen zu erwarten ist.
In welche Richtung man da zu denken hat, hat Mythbuster meiner Ansicht nach korrekt dargelegt.
Freundliche Grüße
U. Gerfin
Mit Rennfeuern befassen tun sich schon einige Leute ........aber das eben nach der Methode Trial and error.
Ziel ist in erster Linie eine Luppe zu erzeugen.
Wenn dann dabei noch härtbares Material am Ende bei rauskommt ...Hurra.
Das ist ja schon mal was. Und genau das ist es ja was man seid über 2000 Jahren haben wollte.
Wenn man aber jetzt solche Fragen wie Legierungselemete und Ihre Fähigkeiten in den Stahl einzuwandern beleuchten will und das noch mit einem überprüfbaren dokumentierten Ablauf unter Rennfeuerbedingungen.......
Sowas ist ein anderes Kaliber und dürfte die Mehrheit der Rennfeuerbegeisterten in Ihren Möglichkeiten bei weitem übersteigen.
Von daher werden präzise Antworten hier wohl allerhöchstens auf theoretische Überlegungen aufgebaut sein.
Ziel ist in erster Linie eine Luppe zu erzeugen.
Wenn dann dabei noch härtbares Material am Ende bei rauskommt ...Hurra.
Das ist ja schon mal was. Und genau das ist es ja was man seid über 2000 Jahren haben wollte.
Wenn man aber jetzt solche Fragen wie Legierungselemete und Ihre Fähigkeiten in den Stahl einzuwandern beleuchten will und das noch mit einem überprüfbaren dokumentierten Ablauf unter Rennfeuerbedingungen.......
Sowas ist ein anderes Kaliber und dürfte die Mehrheit der Rennfeuerbegeisterten in Ihren Möglichkeiten bei weitem übersteigen.
Von daher werden präzise Antworten hier wohl allerhöchstens auf theoretische Überlegungen aufgebaut sein.
G
gast
Gast
@ Mythbuster (Oliver? ) Manfred hat mich auf dich aufmerksam gemacht, ich freue mich über unser Treffen im Mai.
Also Chaotisch fand ich deine Alchemistenfreunde nicht, die waren echt Sympatisch
Du fragst mich nach Argumenten zu der thermochemischen Verwandschaft zu den Hochöfen. Ich weiss dass du mehr darüber weisst als ich.
Was ich allerdings weiss ist dass ich im Rennofen kein Rohstahl produzieren soll, auch wenn dies zum Teil möglich ist, wie in vorigen Posts beschrieben wurde. Diese Technik ist hier einfach nicht gefragt.
Natürlich gibt es in dem Sinne eine Verwandschaft da schlussendlich Erze reduziert werden.
Was mich persönlich brennend Interessiert ,ist mit welchen variablen Modalitäten, man die verschiedenen Erze reduziert.
Die Bemerkung von U.Gerfin dass es ganz niedrige Rennöfen gab, die beinahe aussehen wie eine erhöhte Bodenesse, mit rundherum Düsen, ist zb. so eine Sache.
Das Rasenerz welches ich hier in meinem Nachbardorf aus den Feldern auflese, lässt sich "ausschliesslich" in niedrigen Feuern verhütten.
Zb. in einer Esse mit erhöhten Seiten.
Kippt man es in den uns bekannten Rennöfen (Schachtofen) wird es Gusseisen.
Ich glaube fast dass es soviele Bauformen von Rennöfen gab,liegt an den vielen Arten von Erzen. Das ist natürlich nur eine vermutung von mir ,und bedeutet nichts.
Von Achim Wirtz weiss ich dass er und seine Bekannten/Freunde schon viel in diese Richtung gemacht haben, auch gemessene Ergebnisse haben müssten...den Bildern nach zu Urteilen.
Vieleicht haben wir ja die Ehre
dich begrüssen zu dürfen AchimW?
und Koorat....es gab bisher noch keine erhitzte Gemüter sei nicht so..
Gruss Rom.Bohr
Also Chaotisch fand ich deine Alchemistenfreunde nicht, die waren echt Sympatisch
Du fragst mich nach Argumenten zu der thermochemischen Verwandschaft zu den Hochöfen. Ich weiss dass du mehr darüber weisst als ich.
Was ich allerdings weiss ist dass ich im Rennofen kein Rohstahl produzieren soll, auch wenn dies zum Teil möglich ist, wie in vorigen Posts beschrieben wurde. Diese Technik ist hier einfach nicht gefragt.
Natürlich gibt es in dem Sinne eine Verwandschaft da schlussendlich Erze reduziert werden.
Was mich persönlich brennend Interessiert ,ist mit welchen variablen Modalitäten, man die verschiedenen Erze reduziert.
Die Bemerkung von U.Gerfin dass es ganz niedrige Rennöfen gab, die beinahe aussehen wie eine erhöhte Bodenesse, mit rundherum Düsen, ist zb. so eine Sache.
Das Rasenerz welches ich hier in meinem Nachbardorf aus den Feldern auflese, lässt sich "ausschliesslich" in niedrigen Feuern verhütten.
Zb. in einer Esse mit erhöhten Seiten.
Kippt man es in den uns bekannten Rennöfen (Schachtofen) wird es Gusseisen.
Ich glaube fast dass es soviele Bauformen von Rennöfen gab,liegt an den vielen Arten von Erzen. Das ist natürlich nur eine vermutung von mir ,und bedeutet nichts.
Von Achim Wirtz weiss ich dass er und seine Bekannten/Freunde schon viel in diese Richtung gemacht haben, auch gemessene Ergebnisse haben müssten...den Bildern nach zu Urteilen.
Vieleicht haben wir ja die Ehre
dich begrüssen zu dürfen AchimW?und Koorat....es gab bisher noch keine erhitzte Gemüter sei nicht so..
Gruss Rom.Bohr
G
gast
Gast
@ D.Kraft, dein letzter Satz ist sicher richtig, es stimmt schon man muss es theoretisch angehen.
Deswegen wäre es fein wenn wir wenigstens einen Ofen messen würden um eine auswertbare Ofenreise besprechen zu können.
Ich benutze bereits ein Radialgebläse das den nötigen Druck aufbaut, und einY-Rohr mit Schauglas und Druckmesser in mmB, um eine gewisse Kontinuität seitens der O2 zufuhr zu haben.
Wenn eine Sonde mit im Spiel wäre die hohe Temperaturen schafft, wäre dies noch besser. Dass die teuer sind ist klar, aber vielleicht werden wir uns ja einig und legen zusammen. Wir geben sie dann jeweils an denjenigen weiter der gerade eine Ofenreise macht, evtl. per Post?
Einen Spruch den Louis Baumanns letztens auf einem unserer Treffen losgelassen hat, möchte ich euch noch mitteilen....Romain tu sais....wenn du einmal einen Ofen mit den Massen xy gebaut hast, mit dem Gebläse xy, und den Zeiten der Beschickungxy, deinem Erz.....und es hat geklappt, dann lass es so, ändere nichts mehr, denn es gibt soviele Faktoren an denen du nichts ändern kannst, dass das Risiko zu gross ist zu experimentieren um keinen Erfolg zu haben.....
Das stimmt sicher, und es wurde in der Antike möglicherweise nicht viel anders gemacht, aber als es darauf ankam zu Zeiten der Auseinandersetzungen, wie zb, dem Expandieren des Römischen Reiches, und überlegenere Materialien her mussten, musste man theoretisch herangehen, Erfahrungen, Beobachtungen sammeln, sich besprechen, Versuchen etc.
Gut dass es diesen Tread gibt
Rom.
Deswegen wäre es fein wenn wir wenigstens einen Ofen messen würden um eine auswertbare Ofenreise besprechen zu können.
Ich benutze bereits ein Radialgebläse das den nötigen Druck aufbaut, und einY-Rohr mit Schauglas und Druckmesser in mmB, um eine gewisse Kontinuität seitens der O2 zufuhr zu haben.
Wenn eine Sonde mit im Spiel wäre die hohe Temperaturen schafft, wäre dies noch besser. Dass die teuer sind ist klar, aber vielleicht werden wir uns ja einig und legen zusammen. Wir geben sie dann jeweils an denjenigen weiter der gerade eine Ofenreise macht, evtl. per Post?
Einen Spruch den Louis Baumanns letztens auf einem unserer Treffen losgelassen hat, möchte ich euch noch mitteilen....Romain tu sais....wenn du einmal einen Ofen mit den Massen xy gebaut hast, mit dem Gebläse xy, und den Zeiten der Beschickungxy, deinem Erz.....und es hat geklappt, dann lass es so, ändere nichts mehr, denn es gibt soviele Faktoren an denen du nichts ändern kannst, dass das Risiko zu gross ist zu experimentieren um keinen Erfolg zu haben.....
Das stimmt sicher, und es wurde in der Antike möglicherweise nicht viel anders gemacht, aber als es darauf ankam zu Zeiten der Auseinandersetzungen, wie zb, dem Expandieren des Römischen Reiches, und überlegenere Materialien her mussten, musste man theoretisch herangehen, Erfahrungen, Beobachtungen sammeln, sich besprechen, Versuchen etc.
Gut dass es diesen Tread gibt
Rom.
MythBuster
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@unsel:
ja richtig vermutet. Das mit den Chaoten wirst Du anders sehen, wenn ich erst dabei bin
.
Erzähl bitte noch was über Dein Erz, dass sich nur in niedrigen Öfen verhütten lasst. Warum? Liegt´s an der Schlacke?
Zur analytischen und messtechnischen Begleitung der Rennofen-versuche kann ich bestimmt auch einiges beitragen, aber um diesen Thread nicht zu sehr zu überladen, sollten wir das Wie, Was ,Warum evtl. in einem neuen Thread besprechen. Was ich bisher seh, ist dass wir 2 identische Rennöfen mit 2 verschiedenen Temperaturen betreiben sollten, um eine Auswirkung auf die Legierungszusammensetzung zu sehen. Auch wenn dann bei dem einen nur Gusseisen rauskommen sollte (das wir dann auch noch Frischen könnten).
Gruß
MythBuster
ja richtig vermutet. Das mit den Chaoten wirst Du anders sehen, wenn ich erst dabei bin
.Erzähl bitte noch was über Dein Erz, dass sich nur in niedrigen Öfen verhütten lasst. Warum? Liegt´s an der Schlacke?
Zur analytischen und messtechnischen Begleitung der Rennofen-versuche kann ich bestimmt auch einiges beitragen, aber um diesen Thread nicht zu sehr zu überladen, sollten wir das Wie, Was ,Warum evtl. in einem neuen Thread besprechen. Was ich bisher seh, ist dass wir 2 identische Rennöfen mit 2 verschiedenen Temperaturen betreiben sollten, um eine Auswirkung auf die Legierungszusammensetzung zu sehen. Auch wenn dann bei dem einen nur Gusseisen rauskommen sollte (das wir dann auch noch Frischen könnten).
Gruß
MythBuster
G
gast
Gast
@ Mythbuster, die Analyse meines Erzes, sowie die Analyse des daraus verhüttetem Eisen ,findest du in diesem Tread, in Post 42 ,43 beschrieben (Seite 2) .
Warum ich es noch nicht hinbekommen habe, dieses Rasenerz in einem hohen Ofen zu verhütten kann ich nur vermuten.
Wir unterhalten uns im Mai darüber ok?
Gruss Rom.
Warum ich es noch nicht hinbekommen habe, dieses Rasenerz in einem hohen Ofen zu verhütten kann ich nur vermuten.
Wir unterhalten uns im Mai darüber ok?
Gruss Rom.
G
gast
Gast
http://books.google.lu/books?id=iio...ook_result&ct=result&resnum=6&ved=0CEsQ6AEwBQ
Hab was zum durchblättern gefunden.
Es ist schon etwas älter aber es gibt Interessante kapitel.
Gruss unsel
Hab was zum durchblättern gefunden.
Es ist schon etwas älter aber es gibt Interessante kapitel.
Gruss unsel
Richard Rechsteiner
Mitglied
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Hallo
Da die Diskussion um die Legierungselemente in vorindustriellen Eisen- bzw. Stahl in den letzten Tagen wieder intensiviert wurde, möchte ich den aktuellen Stand meiner Erhebungen zu den archäometallurgischen Analysen von Eisen- bzw. Raffinierstahlobjekte wiedergeben. Bei den nachstehenden Daten handelt es sich ausschliesslich um Mittelwerte von Analysen antiker bis spätmittelalterlicher Schwertklingen (primär aus der Zeit der Antike bis Frühmittelalter). Die Werte inkl. Vergleichsobjekten (inkl. VO) beinhalten zusätzlich Eisen- und Raffinierstahl-Artefakte (Halb- und Fertigfabrikate) aus der Antike bis Spätmittelalter sowie verschiedene Eisenluppen.
Zwischenstand 28.2.2010 (mögliche Fehleingaben sind nicht ganz auszuschliessen, Danke für Euer Verständnis):
C - Kohlenstoff: 0.220%, inkl. VO 0.243%
P - Phosphor: 0.140%, inkl. VO 0.134% (unleg. nach DIN EN 1020 Gehalt < 0.045%)
Mn - Mangan: 0.031%, inkl. VO 0.033% (unleg. Nach DIN EN 1020 Gehalt < 1.650%)
Si - Silizium: 0.010%, inkl. VO 0.074% (unleg. nach DIN EN 1020 Gehalt < 0.600%)
Cr - Chrom: 0.001%, inkl. VO 0.007% (unleg. nach DIN EN 1020 Gehalt < 0.300%)
Ni - Nickel: 0.059%, inkl. VO 0.047% (unleg. nach DIN EN 1020 Gehalt < 0.300%)
S - Schwefel: 0.014%, inkl. VO 0.030% (unleg. nach DIN EN 1020 Gehalt < 0.045%)
Cu - Kupfer: 0.052%, inkl. VO 0.059% (unleg. nach DIN EN 1020 Gehalt < 0.400%)
Co - Kobalt: 0.053%, inkl. VO 0.047%
AS - Arsen: 0.040%, inkl. VO 0.040%
Zn - Zink: 0.040%, inkl. VO 0.040%
Die Befunde von archäometallurgische Analysen legen weiterhin nahe, dass mit Ausnahme des Kohlenstoffs und Phosphors, die übrigen Legierungselemente anscheinend nur in geringsten Mengen bzw. in Spuren auftreten. Der Hauptmerk der Diskussionen geht aber in die Richtung, dass man versucht zu begründen, wie die Legierungselemente von den Erzen in die Eisenluppe bzw. in den Stahl übergehen.
Ich Frage mich deshalb, ob man die Fragestellung dieser Diskussion wie folgt umformulieren könnte: „Warum gehen ausser Kohlenstoff und Phosphor, die anderen Legierungselemente kaum von den Erzen in die Eisenluppe über?“
Bei der Beurteilung der Gehaltsmengen von Legierungs- bzw. Spurenelemente in Eisen- bzw. Stahlartefakte müsste vermutlich zwischen den Rohprodukten (Eisen-Luppe), Halbfabrikaten (Schmiedeeisen, Barren) und Fertigfabrikate (Raffinierstahl, Klingen) unterschieden werden. Je nach Weiterverarbeitungsart der Roh- und Halbfabrikate können sich vermutlich nochmals Änderungen in der chemischen Zusammensetzung ergeben.
Für weitere Hinweise auf archäometallurgische Analysedaten bin ich Euch dankbar.
Grüsse Longbow64
Da die Diskussion um die Legierungselemente in vorindustriellen Eisen- bzw. Stahl in den letzten Tagen wieder intensiviert wurde, möchte ich den aktuellen Stand meiner Erhebungen zu den archäometallurgischen Analysen von Eisen- bzw. Raffinierstahlobjekte wiedergeben. Bei den nachstehenden Daten handelt es sich ausschliesslich um Mittelwerte von Analysen antiker bis spätmittelalterlicher Schwertklingen (primär aus der Zeit der Antike bis Frühmittelalter). Die Werte inkl. Vergleichsobjekten (inkl. VO) beinhalten zusätzlich Eisen- und Raffinierstahl-Artefakte (Halb- und Fertigfabrikate) aus der Antike bis Spätmittelalter sowie verschiedene Eisenluppen.
Zwischenstand 28.2.2010 (mögliche Fehleingaben sind nicht ganz auszuschliessen, Danke für Euer Verständnis):
C - Kohlenstoff: 0.220%, inkl. VO 0.243%
P - Phosphor: 0.140%, inkl. VO 0.134% (unleg. nach DIN EN 1020 Gehalt < 0.045%)
Mn - Mangan: 0.031%, inkl. VO 0.033% (unleg. Nach DIN EN 1020 Gehalt < 1.650%)
Si - Silizium: 0.010%, inkl. VO 0.074% (unleg. nach DIN EN 1020 Gehalt < 0.600%)
Cr - Chrom: 0.001%, inkl. VO 0.007% (unleg. nach DIN EN 1020 Gehalt < 0.300%)
Ni - Nickel: 0.059%, inkl. VO 0.047% (unleg. nach DIN EN 1020 Gehalt < 0.300%)
S - Schwefel: 0.014%, inkl. VO 0.030% (unleg. nach DIN EN 1020 Gehalt < 0.045%)
Cu - Kupfer: 0.052%, inkl. VO 0.059% (unleg. nach DIN EN 1020 Gehalt < 0.400%)
Co - Kobalt: 0.053%, inkl. VO 0.047%
AS - Arsen: 0.040%, inkl. VO 0.040%
Zn - Zink: 0.040%, inkl. VO 0.040%
Die Befunde von archäometallurgische Analysen legen weiterhin nahe, dass mit Ausnahme des Kohlenstoffs und Phosphors, die übrigen Legierungselemente anscheinend nur in geringsten Mengen bzw. in Spuren auftreten. Der Hauptmerk der Diskussionen geht aber in die Richtung, dass man versucht zu begründen, wie die Legierungselemente von den Erzen in die Eisenluppe bzw. in den Stahl übergehen.
Ich Frage mich deshalb, ob man die Fragestellung dieser Diskussion wie folgt umformulieren könnte: „Warum gehen ausser Kohlenstoff und Phosphor, die anderen Legierungselemente kaum von den Erzen in die Eisenluppe über?“
Bei der Beurteilung der Gehaltsmengen von Legierungs- bzw. Spurenelemente in Eisen- bzw. Stahlartefakte müsste vermutlich zwischen den Rohprodukten (Eisen-Luppe), Halbfabrikaten (Schmiedeeisen, Barren) und Fertigfabrikate (Raffinierstahl, Klingen) unterschieden werden. Je nach Weiterverarbeitungsart der Roh- und Halbfabrikate können sich vermutlich nochmals Änderungen in der chemischen Zusammensetzung ergeben.
Für weitere Hinweise auf archäometallurgische Analysedaten bin ich Euch dankbar.
Grüsse Longbow64
Zuletzt bearbeitet:
Ich habe mal nach meinen alten Analysen gekramt und noch das Ergebniss einer spektrometrischen Analyse von Mauerankern eines rheinischen Stadttores, erbaut 1320, 5 Untersuchungsergebnisse. Das Material ist, wie beim Ätzen auch optisch offensichtlich wird, aus sehr sauberem Luppenmaterial zusammengeschmiedet:
C - Kohlenstoff: 0,25 bis 1,46 %
Si - Silizium: 0,12 bis 2,00 %
Mn - Mangan: 0,02 bis 0,95 %
P - Phosphor: 0,097 bis 0,12 %
S - Schwefel: 0,008 bis 0,028 %
Cr - Chrom: 0,00 bis 0,03 %
Mo - Molybdän: 0,01 bis 0,12 %
Ni - Nickel: 0,00 bis 0,02 %
Al - Aluminium: 0,02 bis 0,49 %
Cu - Kupfer: 0,01 bis 0,73 %
V - Vanadium: 0,02 bis 0,27 %
Von dem Material liegt noch reichlich vor, falls andere testmethoden eingesetzt werden können.
C - Kohlenstoff: 0,25 bis 1,46 %
Si - Silizium: 0,12 bis 2,00 %
Mn - Mangan: 0,02 bis 0,95 %
P - Phosphor: 0,097 bis 0,12 %
S - Schwefel: 0,008 bis 0,028 %
Cr - Chrom: 0,00 bis 0,03 %
Mo - Molybdän: 0,01 bis 0,12 %
Ni - Nickel: 0,00 bis 0,02 %
Al - Aluminium: 0,02 bis 0,49 %
Cu - Kupfer: 0,01 bis 0,73 %
V - Vanadium: 0,02 bis 0,27 %
Von dem Material liegt noch reichlich vor, falls andere testmethoden eingesetzt werden können.
Hephaestos
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@Longbow64: Deine Fleißarbeit ist wirklich beachtlich, ich denke abernicht, dass Durchschnittswerte die Diskussion weiterbringen, weil sich bei starken Schwankungen die Werte aus statistischen Gründen dann auf einem nicht aussagekräftigen Niveau einpendeln... Wie ist die Streuung der Werte? Bei einer großen Datenmenge könnte man da ja durchaus mal Standardabweichungen und Var.-Koeff. berechnen, die wesentlich informativer wären?
Grüße
Hannes
Grüße
Hannes