Rennofen

Weiteres empfehlenswertes Fachwissen

Wie kann man Pipetten schnell überprüfen?

Leitfaden für die Waagenreinigung: 8 einfache Schritte

Was ist die Empfindlichkeit meiner Waage?

Ein Rennofen war eine Vorrichtung zum Gewinnen von Eisen aus Eisenerz.

Dabei handelte es sich um aus Lehm oder Steinen errichtete Schachtöfen von ca. 50 bis 220 cm Höhe. Neben dem Schacht befand sich in manchen Fällen eine Herdgrube für den Schlackenablass, die sog. Renngrube. Die Rennöfen wurden mit Holzkohle, Holz oder Torf warmgeheizt und dann für die Verhüttung von oben wechselschichtig mit Brennstoff, meist Nadelholzkohle, und fein zerkleinertem Erz von möglichst hohem Eisengehalt befüllt. Die Erzausbeute betrug maximal ~50%. Bei einer Temperatur von 1100 bis 1550°C - je nach Bauart des Ofens - wurde ein Teil des Eisenerzes im festen Zustand zu Eisen reduziert, gleichzeitig kam es zu einer Schlackenbildung (Schlacke). Die Schmelztemperatur von Eisen bei 1539 Grad Celsius wurde selten überschritten. Die Schlacke lief (rann, daher der Name) aus Öffnungen aus dem Ofen bzw. in die Herdgrube. Eine andere Theorie, die die recht großen Kristalle in der Luppe besser erklärt ist, dass im oberen Bereich des Ofens das Erz reduziert und so stark aufgekohlt wird wie Roheisen, so dass es beim weiteren Absinken sich im flüssigem Zustand befindet. Es verbindet sich zu einem Gebilde, das am Außenbereich anwächst. Dies geschieht in einem Bereich mit Sauerstoffüberschuss in der Nähe der/des Lufteinlasse(s), der zur Entkohlung und damit Erhöhung des Schmelzpunktes führt.

Die Belüftung erfolgte in der Regel durch einen Gebläse (Bälge(n) oder Kastengebläse(n)). Es gab auch hohe, kaminartige Ofenformen, in denen der natürliche Luftzug ausreichte, oder die durch Tunnel mit Wind betrieben wurden; solche Rennöfen wurden gerne auf Höhenzügen angelegt. Das Produkt des Schmelzprozesses war eine mit Schlacke durchsetzte Stahlluppe (kein Roheisen), die im Rennofen zurückblieb. Das gewonnene Material wird auch als Renneisen bezeichnet. Diese Luppe oder auch "Ofensau" musste nun für ihre Weiterverarbeitung ausgeschmiedet werden. Dabei wurden auch Schlackenreste ausgetrieben. Als Endprodukt entstand also ein direkt schmiedbarer Stahl mit ungleichmäßigem Kohlenstoffgehalt, der, nach dem Gerben zum Ausgleich der Eigenschaften und gleichmäßigen Verteilung der Inhaltsstoffe, als Raffinierstahl bezeichnet wird.

Da die Rennofentechnologie über mehr als 2.000 Jahre Anwendung fand, ist bei den zahlreichen Verfahrensweisen und Bauformen keine allgemeingültige Beschreibung der Ofenfahrweise möglich. Versuche ergaben aber, dass zur Gewinnung von einem Kilogramm Eisen insgesamt ca. 30 Kilogramm Holzkohle erforderlich waren (mit dem Ausschmieden). In Europäischen Öfen wird meist Erz zu Kohle im Verhältnis 1:2,5 bis 1:3 verwendet. Im Japanischen TATARA, einer rechteckigen Ofenform, werden Erz zu Kohle Verhältnisse von 1:2 und sogar 1:1 ermöglicht, wozu dann noch die Kohlenmengen des Ausschmiedens und Schweißens (Gerben)/(Gerbstahl) hinzu gerechnet werden müssen, um zum verwendbaren Stahl zu gelangen.

Pro Verhüttung konnten, je nach Erz, Ofengröße, Prozessdauer und anderen Faktoren mehrere Kilo, bis zu einem Zentner Stahl gewonnen werden. Insbesondere aus dem in feuchten Heidelandschaften oder an Gewässern vorgefundenen rostbraunen Raseneisenerz wurde Eisen gewonnen. Das Erz, auch Ortstein, bildet sich in der Grenze des Reduktions- mit dem Oxidationsbereich im Boden.

Dieses Verfahren fand bereits in vorgeschichtlicher Zeit, seit der so genannten Eisenzeit, bei den Kelten, Römern, Germanen und anderen Völkern Anwendung und wurde erst im hohen Mittelalter durch Hochöfen verdrängt, die flüssiges Roheisen erzeugten. Eine Zwischenstufe waren die Schachtöfen die bis ins Ende des 19. Jahrhundert mancherorts benutzt wurden. Die Technik der Eisenherstellung ist eine Kunst für sich; dieser Umstand erklärt auch, warum Eisen erst so spät entdeckt und genutzt wurde (in Europa ab ca. 700 v. Chr.).

Literatur

• Guntram Gassmann: Vom Experimentieren mit nachgebauten Rennöfen In: Lebendige Vergangenheit, Vom archäologischen Experiment zur Zeitreise, AiD, Sonderheft 2006, Theiss Stuttgart.
• Hauke Jöns: Eisengewinnung im norddeutschen Flachland. In: AiD, Sonderheft 1993, 63-69.
• Manfred Sönnecken: Die mittelalterliche Rennfeuerverhüttung im märkischen Sauerland. Ergebnisse von Geländeuntersuchungen und Grabungen. (Landeskundliche Karten und Hefte der Geographischen Kommission für Westfalen, Bd. 7), Münster 1971. (Zugl. Dissertation an der Univ. Münster 1968).