Vi började tillverka yxan av svampiga blomningar av myrmalmsjärn. Detta måste förädlas och förvandlas till smidbart järn, vilket visade sig vara ett omfattande arbete.
Foto: Kirsten Helgeland, Kulturhistoriska museet, UiO.
Råjärn med hög halt av slagg
Utvinningen av rått mossjärn, eller tillverkningen av så kallat svampjärn eller bloomjärn, var inte en process som vi genomförde inom ramen för detta projekt. Svampjärnet förvärvades från en grupp personer som har arbetat med järnutvinning i flera år, där Tom Haraldsen och Jens Jørgen Olesen är viktiga bidragsgivare. När vi inledde vårt arbete hade vi fem järnblommor till förfogande.
För att vi skulle kunna använda blommorna för att smida yxan behövde de bearbetas. Porer och fickor i de svampliknande blooms innehåller ett glasliknande ämne som kallas slagg. Bogjärn kan innehålla så mycket som 50 % slagg efter att det har smältats (Jylov 2009:123). Dessa föroreningar orsakar bildandet av sprickor och klyftor om man försöker smida bloomen direkt. För att förädla järnet var vi tvungna att avlägsna en stor del av slaggen, hålrummen måste stängas och eventuell kvarvarande slagg måste sträckas ut och fördelas så fint som möjligt.
Fold-bearbetning
Vi använde oss av en viknings- och smidesprocess som vår valda metod för att avlägsna orenheterna och konsolidera bloomjärnet. Detta visade sig ta stora delar av projekttiden och stora mängder träkol i anspråk. De första gångerna vi värmde bloomjärn, skulle de största slaggfickorna bli flytande och flyta in i smedjan. Mycket av den återstående slaggen hamrades ut under den smidesprocess som följde. Efter att varje järnbloom hade komprimerats och porerna avlägsnats genom smidesvetsning hamrades den till en stång. Stången viktes sedan på mitten och de två ändarna sammanfogades genom smidesvetsning för att bilda en tjockare stång. Stången förlängdes sedan igen med hjälp av hammarslagning och viktes på nytt. Denna process med knådning och vikning upprepades 4-5 gånger för varje blomning. Slutligen smidesvetsade vi ihop de bearbetade blooms till ett stort arbetsstycke för att smida yxan.
Här kan du se bilder på alla järnblooms före vikningsbearbetningen och en del av avfallet från smidet i form av slagg och hammarskalor.
Dålig bloomkvalitet
När vi inledde vårt arbete hade vi 8,5 kilo järnsvamp till vårt förfogande, i form av fem blooms. Vi planerade att använda den största, som vägde 3,5 kilo, för att smida yxan. Blomningen hade utvunnits vid en workshop om järnsmältning som hölls i Veiens kulturarvspark 2015 och hade delats i två halvor. Trots att blocket var rikt på järn och väl konsoliderat uppvisade det dåliga smidesegenskaper när det bearbetades. Ett antal frakturer och sprickor uppstod – även efter upprepad vikbearbetning. Detta problem kan mycket väl vara förknippat med kvaliteten på den malm från Modum mosse som användes för utvinningsprocessen. De flesta av de andra blooms hade utvunnits ur Snertingdalmalm och var av god kvalitet. Järnet från Veien ”skrotades” därför och de andra blooms smiddes till ett enda arbetsstycke för tillverkning av yxan.
En rapport från workshopen i Veien 2015 finns här (endast norsk text). Rapporten innehåller detaljer om malmkvaliteten som också är relevanta för de andra blooms som vi använde till yxan.
Mängden järn
Det var något förvånande för oss att de återstående fyra blooms, totalt fem kilo järnsvamp, visade sig vara lite för lite av vad vi behövde för den yxa som vi tänkte tillverka, trots att dess planerade vikt var under ett kilo.
Falsad bearbetning i Japan
Raffineringen av järn och stål genom falsningsprocessen är en välkänd metod i den japanska svärdsmidetraditionen, som lever kvar än idag. Vid japansk svärdtillverkning genomgår järnet eller stålet 10-15 cykler av vikning och smidesvetsning. Denna mängd hamring och svetsning innebär att arbetsstycket värms upp många gånger i smedjan, vilket resulterar i oxidering av en stor del av järnytan som faller av under hamringsprocessen och bildar tunna, spröda flingor. Arkeologer kallar detta för hammarskal. Vid japansk vikbearbetning (shita-kitae), som innebär mer än tio vikningar, återstår endast 1/10 av den ursprungliga pjäsens vikt i slutet av processen (Inoues 2002).
Resurskrävande
Vi vikte fem kilo svampjärn fem gånger och fick kvar drygt ett kilo. Vi skulle ha föredragit att vi skulle ha vikat det ytterligare ett par gånger för att säkra en hög kvalitet på järnet innan vi började smida yxan, men vi hade både ont om tid och ont om järn. En slutsats som kan dras är att vikning kräver enorma mängder järn, träkol och tid. Visserligen kan slagg utgöra nästan halva vikten av svampjärnsblocket, och det mesta av denna slagg skulle alltid behöva avlägsnas. Icke desto mindre förbrukar ytoxideringsprocessen mycket järn under de många uppvärmningsomgångarna. Vi använde ungefär fem dagar och 100 kilo träkol för att förvandla fem kilo svampjärn till ett kilo smidbart järn, konsoliderat till ett enda stycke.
Bättre bearbetningsmetod
Det avsevärda slöseriet av råmaterial, träkol och tid som vikbearbetningen innebär, tyder på att en bättre metod vore önskvärd. Denna tillhandahålls av tekniken att omsmälta det råa bloomjärnet.
Litteratur
Jylov, Mads Rohde (2009): Fra malm til stål. Jernudvindingsteknologi i perioderne vikingetid og tidlig middelalder belyst ved eksperimentelarkæologiske försök og metallurgiske analyser. Afdelingen for Middelalder- og Rænæssancearkæologi, Aarhus Universitet Moesgård.
Inoues, Tatsuo (2002) Science of Tatara and Japanese Sword (19.05.2016)
Filmklipp – vikbearbetning (1:35 min)
