In Teil 2 unserer kleinen Serie, erstmals erschienen als Artikel in unserem Konzernmagazin STIL, möchten wir Sie auf eine Zeitreise mitnehmen, denn die Geschichte des Werkstoffes Stahl reicht weit in die Vergangenheit. Und die Salzgitter AG hat einige Kapitel davon mitgeschrieben.
Stahl entstand als Zufallsprodukt durch die Holzkohle im Rennofen
In Mesopotamien wird seit 5.000 Jahren Eisen verhüttet, in Europa erst seit ca. 2.700 Jahren. Seit damals ist das Verfahren des Rennofens bekannt: Mithilfe von Holz oder Holzkohle wurde in einem Lehm- oder Steinofen zerkleinertes Eisenerz erhitzt. Das alt- und mittelhochdeutsche Wort „rennen“ bedeutete so viel wie „flüssig machen“ und ist heute noch im Wort „rinnen“ präsent. Ein schmiedbarer Stahl unterschiedlichen Kohlenstoffgehalts entstand, wenn sich durch die Holzkohle im Rennofen das Eisen mit Kohlenstoff verband. Bekannt und benutzt wurde Stahl schon lange, zum Beispiel durch die Hethiter in Kleinasien nach 1.500 v. Chr. Auch in vielen Kulturen in Westafrika verstand man es, kohlenstoffreichen Stahl zu produzieren. In den Mythen der Buhaya, einem Volk, das auf dem Gebiet des heutigen Tansanias lebte, finden sich ebenfalls Hinweise auf einen Eisengebrauch vor unserer Zeitrechnung.
Das Metall wurde unverzichtbar für die Modernisierung und den Ausbau einer Zivilisation – und für erfolgreiche Feldzüge. Eine römische Legion benötigte mehr als 30 t Roheisen, um jeden der 3.000 bis 6.000 Soldaten mit Helm, Rüstung und einem Gladius auszurüsten. Dieses Kurzschwert erwies sich als überlegene Waffe. Der griechische Historiker Polybios schildert die Kämpfe der Römer im 4. und 3. Jahrhundert v. Chr. in Gallien und berichtet, dass die gallischen Krieger nach jedem Hieb ihre Schwerter immer erst gerade biegen mussten, bevor sie wieder kampfbereit waren. Nicht nur auf dem Schlachtfeld, auch für die Rodung der Wälder und den Ackerbau lieferte die Eisenverhüttung Werkzeuge, die härter waren als ihre Vorgänger aus Kupfer oder Bronze. Das Bau- und Transportwesen profitierte in gleichem Maße – durch Nägel, Speichenräder, Hufeisen, Meißel für den Steinbruch und vieles andere mehr. Weil das reduzierte Eisen aus den Rennöfen von Schlacke behaftet war und Einschlüsse aufwies, bearbeiteten es die frühen europäischen Schmiede am Amboss mit dem Hammer, um die Verunreinigungen auszutreiben. Viele wussten um das Geheimnis der Stahlherstellung und hüteten es: Sie hatten gelernt, dass ein Schwert härter und stabiler wurde, wenn sie es erneut erhitzten und kurz danach in Wasser oder Öl abkühlten, ohne zu ahnen, was wir heute wissen: dass Stahl durch Aufkohlen und Abschrecken an Festigkeit gewinnt. Das Schmieden ist deshalb eher eine Kunst als ein Handwerk. Das Volk glaubte an übernatürliche Kräfte – und an entsprechende Mythen. Eine schöne Geschichte hierzu erzählen mehrere nordische Sagen über Wieland den Schmied. Er schuf das Schwert Mimung, das er dreimal schmiedete. Dabei zerstörte er die Klinge zweimal wieder und mischte die Eisenspäne unter das Futter seiner Gänse. Aus dem Gänsekot schmolz er das Material für den zweiten und dritten Schmiedevorgang, bis Mimung so hart und scharf war, dass es einen Büschel Wolle zerschnitt, der in einem Bach gegen die Schwertklinge trieb. Der seltsame Vorgang klingt nach heutigem Wissensstand plausibel: Der Stickstoff aus dem Gänsekot hatte den Stahl gehärtet.
Wieland wusste nicht genau, was er tat, aber es war das Richtige. Über Jahrhunderte blieb die Stahlherstellung ein intuitiver und geplanter, aber keineswegs vollständig begriffener Vorgang. Daran änderten auch verbesserte Verfahren nichts, bei denen zum Beispiel der Schmiedehammer und die Blasebälge durch Wasserräder angetrieben wurden. Mitte des 14. Jahrhunderts lernte man, dem Roheisen Kohlenstoff, Phosphor und Schwefel zu entziehen („frischen“), um es schmiedbar zu machen. Der hohe Schwefelgehalt war auf die Steinkohle zurückzuführen, mit denen die Öfen zunehmend anstelle der Holzkohle befeuert wurden. Hilfe kam von den Bierbrauern, die Koks erfanden, weil die Holzkohle beim Dörren des Malzes einen üblen Geschmack hinterließ. Der stark kohlenstoffhaltige Brennstoff, der auch weniger raucht und rußt als Kohle, wird bis heute zum Befeuern der Hochöfen und als Reduktionsmittel verwendet.
Teil 3 und damit der Abschluss unserer Serie folgt noch in 2018. Bis dahin Glückauf!
