Tajemnica starożytnych metalurgów wreszcie złamana

Po kilkudziesięciu latach starań naukowcom udało się wreszcie wytopić metaliczne żelazo w replice pieca sprzed 2 tys. lat.

Podczas doświadczenia przeprowadzonego 11 listopada naukowcy uzyskali 8-9 kg żelaza z 50 kg rudy. To wielki sukces archeologii eksperymentalnej. Dotychczas z 30-40 kg było to najwyżej kilkaset gramów metalu pośledniej jakości.

– Prawdziwy przełom! Nareszcie efekty eksperymentalnego wytopu porównywalne są z tym, co znajdujemy na stanowiskach archeologicznych – cieszy się na łamach „Gazety Wyborczej” Andrzej Przychodni, archeolog i prezes Świętokrzyskiego Stowarzyszenia Dziedzictwa Przemysłowego (ŚSDP).

W początkach naszej ery w rejonie Gór Świętokrzyskich działało największe zagłębie hutnicze Europy Środkowo-Wschodniej. Pracowało w nim co najmniej 700 tys. pieców dymarskich, które zaopatrywały w żelazu ludy środkowej Europy.

Naukowcy od kilku dekad próbowali odtworzyć starożytny proces wytopu żelaza. Nie było to jednak proste zadanie. Mimo że znaleziono na naszych ziemiach pozostałości wielu pieców, to były to jedynie ich dolne części, gdyż piece ulegały znaczącemu zniszczeniu podczas wyciągania efektów wytopu. Brak było też jakichkolwiek opisów procesu wytapiania.

W efekcie pierwsze próby uzyskania żelaza metodą dawnych mieszkańców naszych ziem kończyły się klęską. W końcu jednak lata doświadczeń i eksperymentalnych wytopów, prowadzonych głównie przez naukowców z AGH i Muzeum Archeologicznego w Krakowie, pozwoliły ustalić, jak wyglądał piec dymarski 2 tys. lat.

Były to jednorazowe obiekty złożone z dwóch głównych części – tzw. kotlinki, czyli niewielkiej jamy do której spływał żużel oraz glinianego szybu o bliżej nieokreślonej wysokości, ale nie większej niż 170 cm. Surowcem do „wytopu” była ruda żelaza i węgiel drzewny w proporcjach 1:1,5. W samym piecu nad powierzchnią były umieszczone otwory dmuchowe, przez które dostawało się powietrze.

Piec taki zapewniał temperaturę powyżej 1200 st. C, przy której możliwa jest redukcja tlenków żelaza zawartych w rudzie. Samo żelazo w formie gąbczastej łupki powstawało nad kotlinką na wysokości otworów dmuchowych.

Jednak mimo prowadzenia od wielu lat prób w takich piecach naukowcy nadal nie osiągnęli biegłości naszych przodków. Problem tkwił w oddzieleniu żelaza od żużla. Podczas eksperymentów badacze wytwarzali produkt zawierający 10-20 procent metalicznego żelaza i 80-90 proc. żużla. Takie coś nie nadaje się do obróbki przez kowala.

Badacze na wiele sposobów próbowali oddzielać żużel od żelaza. Przełom nastąpił dopiero w ostatnich miesiącach, podczas eksperymentów Adriana Wrony, doktoranta na Uniwersytecie Jana Kochanowskiego w Kielcach, historyka i członka ŚSDP.

W ciągu trzech lat wykonał on ok. 30 wytopów i zwrócił uwagę na proces nawęglania żelaza opisany już przez Arystotelesa. Płynny żużel nie był w nim jedynie odpadem, ale czynnikiem chroniącym nawęglane żelazo przed utlenianiem oraz transportującym i umożliwiającym zespolenie się kolejnych cząstek żelaza.

Badacz zaczął więc eksperymenty, korzystając przy tym z doświadczeń innych badaczy z Polski i zagranicy. – To efekt pracy wielu ludzi. Szczególną rolę odgrywał Szymon Orzechowski i członkowie ŚSDP – powiedział Wrona „Gazecie Wyborczej”.

Badacz doszedł do wniosku, że trzeba utrzymać wsad i tworzące się żelazo ponad kotlinką, na poziomie otworów dmuchowych. Wypełnił więc kotlinkę węglem drzewnym. Taka „poduszka” umożliwia powolne spływanie płynnego żużla do kotlinki, który zastygając, tworzy tym samym swego rodzaju konstrukcję ażurową na której opiera się powstająca łupka żelaza. W efekcie tworzące się żelazo jest utrzymywane na właściwym poziomie. Gdy przy wlocie powietrza jest już dostatecznie dużo płynnego żużla i wyredukowanej rudy, kotlinkę trzeba rozszczelnić, a żużel do niej spłynie.

Co ważne badaczom, udało się ten proces kilkukrotnie powtórzyć podczas eksperymentów. Otrzymali łupki, które w ok. 90 proc. składały się z żelaza i nadawały się do obróbki przez kowala.

Więcej w artykule Gazety Wyborczej

NędzaUjdzie w tłumieŚrednieDobreBardzo dobreRewelacja (Oddanych głosów: 28, średnia ocen: 5,36 na 6)
Loading...