Smide i det medeltida Halmstad

UV GAL RAPPORT 2010:10 GEOARKEOLOGISK UNDERSÖKNING Smide i det medeltida Halmstad Undersökning av slagg från en förundersökning Halland, Halmstad, RAÄ 44 Lena Grandin och Svante Forenius G A L Geoarkeologiskt Laboratorium

UV GAL RAPPORT 2010:10 GEOARKEOLOGISK UNDERSÖKNING Smide i det medeltida Halmstad Undersökning av slagg från en förundersökning Halland, Halmstad, RAÄ 44 Lena Grandin och Svante Forenius A G L Geoarkeologiskt Laboratorium Smide i det medeltida Halmstad 3

Riksantikvarieämbetet Avdelningen för arkeologiska undersökningar UV Mitt Portalgatan 2A 754 23 Uppsala Växel: 010-480 80 30 Fax: 010-480 80 47 e-post: uvuppsala@raa.se e-post: fornamn.efternamn@raa.se www.arkeologiuv.se 2010 Riksantikvarieämbetet UV GAL Rapport 2010:10 ISSN 1654-7950 Utskrift Uppsala, 2010

Innehåll Sammanfattning... 7 Abstract... 7 Inledning... 9 Material och metod... 9 Okulär granskning... 9 Metallografisk analys... 9 Resultat... 10 Okulär granskning... 10 Metallografisk analys... 12 Diskussion och tolkning... 13 Referenser... 15 Administrativa uppgifter... 15 Figurer... 16 Smide i det medeltida Halmstad 5

6 UV GAL Rapport 2010:10. Geoarkeologisk undersökning

Sammanfattning En smidesskålla från senmedeltida stadslager i Halmstad, Halland, har undersökts. Slaggen är i det närmaste plankonvex och relativt tung. Tyngden förklaras av en stor mängd inneslutet järn. Detta är ansamlat i slaggens centrala delar och ger därför inte nämnvärt magnetiskt utslag på slaggens yta. Det metalliska järnet är smidbart och har genomgående höga kolhalter. Denna enda slagg kommer från en förundersökning och den undersöktes för att bättre kunna specificera frågeställning inför en eventuell slutundersökning. Vid en sådan är det lämpligt att försöka utreda dels från vilken tillverkningsteknik och vilket processled järnet härrör, dels vilken form järnet hade när det införskaffades. Vidare kan man analysera eventuella ämnesjärn och järnföremål för att se smidestekniker och vilka föremålskategorier som har tillverkats. Abstract A plano-convex smithing slag from Late Medieval cultural layers in Halmstad, Halland county, has been investigated. The slag has a high density due to a relatively high concentration of included metallic iron. The metal is concentrated in the central parts, and therefore not reflected by any increased magnetism at the surface. The metal is generally steel with rather high carbon content, on levels for forgeable steel. This single slag sample is derived from a primarily excavation and was analysed to improve the outcome of a probable forthcoming final excavation. The results from this preliminary analyses suggest that it is of interest to find out whether the accessible iron was produced in a bloomery or a blast furnace and whether it was imported as a cleansed iron bloom or iron currency bars. Furthermore, such currency bars, iron debris and iron items can be analysed and generate more data regarding smithing techniques and whether there were any specialised manufacture. Smide i det medeltida Halmstad 7

8 UV GAL Rapport 2010:10. Geoarkeologisk undersökning

Inledning Geoarkeologiskt Laboratorium (GAL) vid UV Mitt i Uppsala har fått en förfrågan från Kulturmiljö Halland (Mattias Öbrink) att granska slagg från senmedeltida stadslager i Halmstad, RAÄ 44. Vid en förundersökning genomförd av Kulturmiljö Halland påträffades, enligt uppgifter från uppdragsgivaren, slagg koncentrerat till ett lager med sotig sand och kol, tillsammans med en rundad koncentration av bränd lera och kol med inslag av stenar. En större bit slagg tillvaratogs och denna har inkommit till GAL för undersökning. För att klarlägga vilket metallhantverk slaggen härstammar från kommer den att granskas i detalj, såväl hela slaggen som i tvärsnitt. Med hjälp av slaggens form och uppbyggnad bör det vara möjligt att fastställa om den kommer från smide, som förmodas. Om slaggen innehåller metalliskt järn kommer också en metallografisk analys att genomföras för att se om smeden arbetat med järn eller stål och vilken typ av råvara som varit utgångspunkten för smidet. Resultaten förväntas ligga till grund för mer specificerade frågeställningar kring smide och metallhantverk i medeltida stadsmiljö inför en eventuell kommande slutundersökning. Sådana undersökningar har nyligen gjorts i bland annat Jönköping och Västerås. Material och metod Okulär granskning Slaggens yttre former studerades inledningsvis och den delades för att en profil, dvs. ett tvärsnitt skulle kunna undersökas för att få en uppfattning om hur slaggen är uppbyggd. Styckets magnetism undersöktes med hjälp av en magnet. Metallografisk analys Tre olika koncentrationer av metalliskt järn valdes ut från slaggen för undersökning i mikroskop. Järnstycken gjöts in i plast varefter de slipades och polerades. Metallografiska undersökningar utfördes på det polerade järnet för att identifiera dess olika texturer, beroende på kemisk sammansättning och grad av bearbetning. Proven etsades med 2% nitallösning för att observera innehåll och fördelning av kol och fosfor. Undersökningarna genomfördes i ett Zeiss Axioskop 40A polarisationsmikroskop. Några termer som används för att beskriva metallen är ferrit som är mjukt järn utan kolinnehåll, cementit som är en förening av järn och kol (Fe 3 C), och perlit som är en struktur uppbyggd av omväxlande ferrit och cementit. Generellt medför alltså en större mängd perlit en högre kolhalt och ett hårdare material. Slagg består vanligen av flera mineral, bland annat olivin som är ett järnsilikatmineral, wüstit som är en järnoxid, och en glasfas som är en finkornig huvudsakligen ickekristallin fas vars sammansättning kan variera över stora intervall. Smide i det medeltida Halmstad 9

Resultat Okulär granskning Slaggen är en närmast hel skålla, ursprungligen troligen cirkelformad i plan med en diameter på ca 150 mm. Den väger ca 2,4 kg. Dess överyta är tämligen plan (Fig. 1) med enstaka försänkningar nära centrala delar. Bottenytan är skålformad (Fig. 2). Stora delar av slaggen täcks av ett sekundärt ljusbrunt skikt men under detta framskymtar ett fåtal inneslutna kolstycken (Fig. 2). I profil (Fig. 3) framträder tydligt slaggens imponerande tjocklek på som mest ca 90 mm. Den är dock inte som tjockast centralt, vilket är vanligt, utan något förskjutet åt kanterna. Allra ytterst minskar tjockleken till ca 60 mm. I delat tvärsnitt framträder en homogent uppbyggd slagg men med flera stora koncentrationer av metalliskt järn främst i slaggens centrala delar. Några av dem är porösa, andra betydligt tätare och kompaktare. Den största observerade är oregelbundet rektangulär, ca 30 12 mm. Mängden järn varierar från snitt till snitt vilket åskådliggörs i figurerna 4 och 5 som visar ytor med enbart någon centimeters mellanrum. De inneslutna kolstycken som kunde observeras på de yttre delarna syns tydligare i snittytan, huvudsakligen nära botten men enstaka även högre upp nära ytterkanter. Inga inslag av annat material kan observeras okulärt, vare sig sandigt/lerigt i botten (vilket är vanligt) eller sandiga skikt på högre nivå. Tre av järnkoncentrationerna har valts ut för metallografisk analys. Figur 1. Slaggens överyta som mestadels är plan förutom några mindre försänkningar nära centrala delar. 10 UV GAL Rapport 2010:10. Geoarkeologisk undersökning

Figur 2. Slaggens skålformade botten med enstaka inneslutna kolstycken. Figur 3. Slaggen i profil där den plana överytan och skålformade botten framträder liksom dess rejäla tjocklek.. Smide i det medeltida Halmstad 11

Figur 4. Tvärsnitt genom slaggen som mestadels är homogen i sin sammansättning. Den innehåller flera stora koncentrationer av metalliskt järn. Figur 5. Tvärsnitt genom slaggen, ca 10 mm bakom snittet i föregående figur. Även här är den mestadels homogen i sin sammansättning och innehåller flera stora koncentrationer av metalliskt järn men inte lika omfattande som i föregående figur. Metallografisk analys Den största järnkoncentrationen i figur 4 har undersökts (ej hela) liksom en mindre ansamling intill denna, men vinkelrätt snittytan. Dessutom har den cirkelformade järnklumpen överst i figur 5 analyserats. Samtliga järnkoncentrationer är omgivna av slagg som, i anslutning till järnet, förefaller vara homogen och genomgående bestå av olivin, wüstit och en glasfas. Slaggen har dock inte studerats närmare i detta sammanhang. Den större järnkoncentrationen är homogen med enbart ett fåtal slagginneslutningar. Järnet består huvudsakligen av enbart perlit, men mot ytterkanterna uppträder en del ferrit. Flera mindre järnkoncentrationer finns i anslutning till denna och har en grov textur 12 UV GAL Rapport 2010:10. Geoarkeologisk undersökning

med ferrit och något perlit, likt ytterkanterna på den större koncentrationen. Den mindre järnansamlingen är också homogen, med låga mängder innesluten slagg. Järnet framträder efter etsning som huvudsakligen perlit av samma karaktär som den stora koncentrationen. Den cirkelformade järnklumpen består av ett gjutjärn med dendritiska bildningar av perlitiskt gjutjärn med öar med tydligt utbildade grafitnålar. Sammanfattningsvis kan vi konstatera att järnet genomgående har en hög eller lokalt mycket hög kolhalt. Diskussion och tolkning Den undersökta slaggen från de senmedeltida stadslagren i Halmstad är en tämligen stor och tung smidesskålla. Tyngden kan dels förklaras av den tämligen stora mängden inneslutet järn, dels på att annat, lättare material som ibland är vanligt i smidesskållor, saknas. Kombinationen av förekomst av metalliskt järn i denna omfattning och i övrigt homogen slagg är vanligt i slagger från så kallat primärsmide, när en lupp från blästjärnstillverkning behöver rensas på slagg innan fortsatt smide. Denna process borde vi dock inte självklart förvänta oss i detta fall av flera anledningar. Den senmedeltida dateringen borde innebära att det inte är blästjärn utan hyttjärn som har varit råvaran. Dessutom skulle man kunna förvänta sig att det inte är ett slaggrikt järn som kommit till staden utan någon form av ämnesjärn som är betydligt renare, och i det närmaste färdigt för att smida. Det stora järninnehållet skulle visserligen kunna bero på förlust av en stor mängd järn under smidet av andra anledningar. Motsvarande storleken på smidesskållor har dock nyligen observerats från en medeltida smedja i Salmered, Landvetters socken, Västergötland (Forenius m.fl. 2007, Lindman m.fl. 2007) där det förefaller som om en slaggförande järnråvara inledningsvis har rensats på slagg innan föremålssmidet har tagit vid. Frågan kring tillverkningsteknik och råvara är intressant att försöka belysa ytterligare i framtida undersökningar. Tidpunkten för smidet motsvarar en period när det mesta av järnet i Sverige framställdes i masugnar, men kanhända var det inte möjligt, av flera orsaker, i danska områden att få tillgång till det svenska järnet utan blästjärn av annan härkomst användes. Ett sådant exempel är den storskaliga järntillverkningen i en större blästugn i Östra Spång, Örkelljunga socken, Skåne (Forenius m.fl. 2005, Strömberg 2008) som ägde rum under 1500 1600-tal. I en blästugn är produkten vanligtvis ett kolfritt eller kolfattigt järn, även om stål också förekommer, med slagginnehåll, till skillnad från järnet från en masugn som har en betydligt högre kolhalt, men generellt lägre slaggmängd. Det tidiga hyttjärnet från masugnen innehöll dock mer slagg än senare tiders produkter. De olika produkterna kräver därmed skilda bearbetningssätt innan smidet. Genom att undersöka slagger, eventuella ämnesjärn och järnföremål i kommande undersökningar i Halmstad är det därmed viktigt att försöka urskilja vilken av dessa processer som har använts för att tillverka järnet som införskaffades till staden. Analyser av järn, såväl ämnen som föremål och avfall, och Smide i det medeltida Halmstad 13

14 UV GAL Rapport 2010:10. Geoarkeologisk undersökning slagger är naturligtvis också av betydelse för att undersöka vilka tekniker som smederna i staden använde i sin tillverkning, t.ex. vällning och härdning, för att få föremål med optimala egenskaper för ändamålet. Det metalliska järn som vi analyserat hittills är endast avfallet från ett tidigt skede i processledet och kan därmed inte påvisa några smidestekniker, men järnets sammansättning, med en hög kolhalt antyder att även utgångsmaterialet har haft en hög kolhalt. Kolhalten i järnet är dock, förutom i en liten rund droppe, på nivåer som gör järnet smidbart.

Referenser Forenius, S., Willim, A. & Grandin, L. 2005. Blästbruk under 1500 1600-tal i Östra Spång. E4-projektet i Skåne, område V24:1. RAÄ 6:1, Östra Spång 6:1, Örkelljunga sn, Skåne. Geoarkeologiskt Laboratorium, Analysrapport 16-2005. Uppsala. Forenius, S., Andersson, D. & Grandin, L. 2007. En medeltida smedja i Salmered. Arkeometallurgisk undersökning. RAÄ 87, Landvetters sn, Västergötland. Geoarkeologiskt Laboratorium, Analysrapport 3-2007. Uppsala. Lindman, G., Forenius, S., Andersson, D. & Grandin, L. 2007. Smedjan i Salmered. En medletida smedja i Landvetter. Västergötland, Landvetters socken, Salmered 1:306, RAÄ 87. Arkeologisk undersökning. UV Väst Rapport 2007:6. Strömberg, B. 2008. Det förlorade järnet. Dansk protoindustriell järnhantering. Riksantikvarieämbetet. Stockholm. Administrativa uppgifter Riksantikvarieämbetets dnr: 424-2211-2010. Riksantikvarieämbetets projektnummer: 11445. Projektgrupp: Lena Grandin och Svante Forenius. Foto: Lena Grandin, GAL. Smide i det medeltida Halmstad 15

Figurer Figur 1. Slaggens överyta som mestadels är plan förutom några mindre försänkningar nära centrala delar. Figur 2. Slaggens skålformade botten med enstaka inneslutna kolstycken. Figur 3. Slaggen i profil där den plana överytan och skålformade botten framträder liksom dess rejäla tjocklek.. Figur 4. Tvärsnitt genom slaggen som mestadels är homogen i sin sammansättning. Den innehåller flera stora koncentrationer av metalliskt järn. Figur 5. Tvärsnitt genom slaggen, ca 10 mm bakom snittet i föregående figur. Även här är den mestadels homogen i sin sammansättning och innehåller flera stora koncentrationer av metalliskt järn men inte lika omfattande som i föregående figur. 16 UV GAL Rapport 2010:10. Geoarkeologisk undersökning