Αρχαία μεταλλεία σιδήρου

23/11/2016

Τα φρέατα και οι στοές:

 Τα φρέατα είχαν συνήθως διατομή 1,30 Χ 1,90 μ. (και σπανιότερα 1,90 Χ 2,00 μ.) και ήταν κατά κανόνα βαθιά. Το βαθύτερο που μέχρι τώρα ανακαλύφθηκε είχε βάθος 119 μ. Οι στοές είχαν ύψος 0,50 ως 0,60 μ. (που σπάνια έφτανε το 1 μ.) και πλάτος 0,60 ως 0,90 μ. Με τις διαστάσεις αυτές και με τα τότε εξορυκτικά μέσα, ο κάθε μεταλλωρύχος μπορούσε να ανοίγει περίπου 12 μ. στοάς ή 5 μ. πηγαδιού τον μήνα. Στα επικίνδυνα κενά αφήνονταν υποστηρίγματα (“όρμοι” ή “μεσοκρινείς”) από το ίδιο το μετάλλευμα, με πιο σπάνια την περίπτωση να χρησιμοποιούνται και ξύλινα υποστηρίγματα. Οι εργάτες κατέβαιναν στα πηγάδια με ξύλινες σκάλες, που στηρίζονταν σε κατάλληλες τρύπες των τοιχωμάτων. Βρέθηκαν και πηγάδια που χρησίμευαν για την ανέλκυση του μεταλλεύματος στην επιφάνεια, καθώς και άλλα για το εξαερισμό των υπογείων έργων.

arch2
Τα σκαπτικά εργαλεία:

 Τα εργαλεία που χρησιμοποιούνταν  ήταν η κοινή αξίνα (κασμάς), το σφυρί (“τυπίς”) και το καλέμι (“ξοΐς”). Το σφυρί είχε βάρος περίπου 2,5 κιλά, με επίπεδη τη μια άκρη και μυτερή την άλλη, ενώ είχε ξύλινο στειλιάρι μήκους περίπου 0,20 – 0,30 μ. Το καλέμι είχε μήκος 0,20 ως 0,35 μ. και μυτερή αιχμή.
Η τεχνική της εξόρυξης:

 Με το άνοιγμα φρεάτων και στοών αναζητούνταν το μετάλλευμα και όταν αυτό εντοπιζόταν, με δοκιμαστικά φρέατα και πλάγιες στοές γινόταν η εξακρίβωση των διαστάσεων του μεταλλοφόρου όγκου. Στη συνέχεια άρχιζε η εξόρυξη, συνήθως από κάτω προς τα επάνω. Ο μεταλλωρύχος (“διορύττον ανδράποδο”) με το σφυρί και το καλέμι αποσπούσε από τον μεταλλοφόρο όγκο μικρά κομμάτια, που μεταφέρονταν σε δερμάτινους ή πλεκτούς με σπάρτο σάκους (“πήραι” ή “θήλακοι”) από τους μεταφορείς δούλους (“θηλακοφόρα ανδράποδα”) στους τόπους της παραπέρα επεξεργασίας, με ανέλκυση μέσω των πηγαδιών.
Οι συνθήκες εργασίας:

 Η περισσότερη εξορυκτική εργασία γινόταν στις, μικρού μεγέθους στοές, ακολουθώντας τις φλέβες του μεταλλεύματος. Ο μεταλλωρύχος, λόγω του μικρού ύψους της στοάς (που επιβαλλόταν και για λόγους μεγαλύτερης ασφάλειας), εργαζόταν σ’ αυτές ξαπλωμένος πλάγια ή ανάσκελα, σχεδόν ολόγυμνος και με τα πόδια αλυσοδεμένα, για να μη μπορεί να δραπετεύσει, ενώ στο σώμα του έφερε πυρότυπη τη σφραγίδα του κυρίου του. Η εργασία ήταν πολύ σκληρή, ώστε να ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις της εργοδοσίας και να αποφεύγουν τις τιμωρίες. Ο φωτισμός των στοών γινόταν με πήλινους ελαιόλυχνους, που τοποθετούνταν σε ειδικά κοιλώματα της στοάς και κρατούσαν 10 ώρες, όσο δηλαδή και ο ημερήσιος χρόνος εργασίας κάθε ομάδας. Η τροφή των δούλων ήταν αρκετά ικανοποιητική, για να μπορούν να ανταπεξέρχονται στις σκληρές συνθήκες εργασίας και να αντέχουν περισσότερο χρόνο.
Τα καθαριστήρια του μεταλλεύματος:

Τα κομμάτια μεταλλεύματος που παράγοντας όπως περιγράφηκε παραπάνω, μεταφέρονταν στα καθαριστήρια, όπου ετοιμάζονταν για εμπλουτισμό και εκκαμίνευση. Πρώτα καθαρίζονταν με χειροδιαλογή τα στείρα υλικά. Έπειτα το μετάλλευμα θρυμματιζόταν με το χέρι, με πέτρινα γουδιά (“λίθινοι όλμοι”) και σιδερένια γουδοχέρια (“ύπεροι”), σε κομμάτια μεγέθους ρεβιθιού. Στη συνέχεια, αλεθόταν σε χειροκίνητους μύλους, που κινούταν από δούλους με τη βοήθεια ξύλινων μοχλών (“κώπαι”). Εκεί το μετάλλευμα γινόταν ψιλό (“κέγχρος”), με μέγεθος κόκκων περίπου 1 χιλιοστό και αφού κοσκινιζόταν σε ειδικά κόσκινα (“σάλακες”), μεταφερόταν στο πλυντήριο (“κεγχρεών”), όπου συμπληρωνόταν ο εμπλουτισμός με το πλύσιμο.

arch4

 

Τα πλυντήρια:

 Επρόκειτο για τελειότατης σύλληψης κατασκευή εμπλουτισμού του μεταλλεύματος. Η κατασκευή αποτελείτο από ένα πέτρινο ρείθρο, διαμέτρου περίπου 6 μ., του οποίου το τέλος βρίσκεται περίπου 20 εκ. χαμηλότερα σε σχέση με την αρχή του, και το οποίο είχε σε όλο το μήκος του μια σειρά από διαδοχικές λακκούβες. Όλη η κατασκευή ήταν στεγανή με υδατοστεγές επίχρισμα (σοβάς) ειδικής κατασκευής. Οι δούλοι τροφοδοτούσαν στην αρχή του πλυντηρίου το μετάλλευμα και νερό, το οποίο παρέσυρε τους κόκκους του μεταλλεύματος κατά τη ροή του. Στις πρώτες κοιλότητες κατακάθονταν το περισσότερο βαρύ μετάλλευμα,  ενώ στις τελευταίες κοιλότητες έφτανε το πιο φτωχό, το οποίο απορρίπτονταν σαν στείρο. Το νερό κατέληγε σ’ ένα σημείο κοντά στην αρχή του ρείθρου, απ’ όπου οι δούλοι το επανακυκλοφορούσαν. Ο τύπος αυτός του πλυντηρίου ανακατασκευάστηκε την σύγχρονη εποχή από μπετόν και διαπιστώθηκε ότι λειτουργούσε πολύ αποτελεσματικά, με απόδοση της τάξης του 60%.

Ιδιαίτερη σημασία για την λειτουργία των πλυντηρίων είχε η ύπαρξη νερού.

arch3

 

Η εκκαμίνευση:

Το εμπλουτισμένο μετάλλευμα μεταφερόταν στα καμίνια για εκκαμίνευση. Δούλευαν με ξυλοκάρβουνο, ήταν μικρά, με διάμετρο το πολύ 1 μ., κατασκευασμένα από πλάκες σχιστολίθου ή τραχείτου. Το μετάλλευμα, ανακατεμένο με ξυλοκάρβουνο τοποθετούνταν στο εσωτερικό του, ενώ ο αέρας για την καύση διοχετεύονταν από τη βάση με χειροκίνητα φυσερά. Το μετάλλευμα έλιωνε και έρεε από την βάση. Τα αέρια της καύσης,  έφευγαν από την καπνοδόχο του καμινιού.

Στάδια Παραγωγής του Σιδήρου

Τα κοιτάσματα σιδήρου που χρησιμοποιήθηκαν κατά την αρχαιότητα ήταν κυρίως τα οξειδωμένα και ανθρακικά όπως  μαγνητίτης  αιματίτης και λειμωνίτης

Τα μεταλλεία από όπου εξαγόταν το μετάλλευμα εισχωρούσαν βαθύτερα από τον υδροφόρο ορίζοντα και αναπτύσσονταν για εκατοντάδες μέτρα υπογείως καθώς η αποστράγγιση των υδάτων είχε προηγηθεί με τη χρήση κατάλληλων τεχνικών μέσων

Η κύρια μέθοδος εξόρυξης ήταν το κάθετο σύστημα προσπέλασης με φρέατα και με πολύπλοκες στοές που διανοίγονταν με συγκεκριμένες διευθύνσεις καθώς οι μεταλλωρύχοι ακολουθούσαν το μετάλλευμα

Σε διάφορα σημεία χρησιμοποιούσαν ξυλοδεσιές για τη στήριξη των τοιχωμάτων και κολώνες ανέπαφου μεταλλεύματος για τη στήριξη της οροφής

Για την εξόρυξη χρησιμοποιούσαν αξίνες σφυριά και σμίλες από σίδηρο η σκληρότητα του οποίου αύξανε την αποδοτικότητα σε σχέση με τα λίθινα εργαλεία εξόρυξης της προϊστορίας

 Το πρώτο στάδιο κατεργασίας απέβλεπε στην αναγωγή του μεταλλεύματος για την απόληψη σιδήρου σε ένα σπογγώδες μείγμα με σκωρία αυτός ο πρώιμος σίδηρος παραγόταν σε στερεά κατάσταση εφόσον οι αρχαίοι τεχνίτες δεν είχαν τη δυνατότητα να πετύχουν υψηλές θερμοκρασίες της τάξεως των 1540°C που είναι το σημείο τήξης

hematite-1

 

Η διαδικασία της τήξης πραγματοποιούνταν στη μεταλλουργική κάμινο στο εσωτερικό της οποίας το ορυκτό μετάλλευμα τοποθετούνταν αναμεμειγμένο με την καύσιμη ύλη για την παραγωγή σιδήρου κατά την αρχαιότητα χρησιμοποιήθηκαν δύο τύποι κλιβάνων οι κάμινοι χαμηλής εστίας και οι φρεατοειδείς κάμινοι

ssse

 Οι κάμινοι χαμηλής εστίας αποτελούνταν από έναν απλό λάκκο σκαμμένο στο χώμα πρόκειται ουσιαστικά για πρωτόγονες καμίνους τήξης μεταλλευμάτων τα οποία μετά τον εμπλουτισμό τους τοποθετούνταν σε μικρές ποσότητες μαζί με ξυλάνθρακα.
Στο δάπεδο της κατασκευής το μέταλλο συγκεντρωνόταν σε κατάλληλα διαμορφωμένη κοιλότητα στον πυθμένα και διαχωριζόταν από την ελαφρύτερη σκωρία

sswww

Οι φρεατοειδείς κάμινοι αποτελούνταν από ένα κυλινδρικό κτίσμα κατασκευασμένο εν μέρει σε όρυγμα του εδάφους για καλύτερη μόνωση του θαλάμου τα τοιχώματα χτίζονταν με λίθους και επιχρίονταν εσωτερικά με πυρίμαχο πηλοκονίαμα

ssseee

Το μετάλλευμα και η καύσιμη ύλη κυρίως ξυλάνθρακας τοποθετούνταν από την οροφή της καμίνου ενώ το λειωμένο μέταλλο και η σκωρία συγκεντρώνονταν στον πυθμένα και είτε απέρρεαν από οπή είτε αντλούνταν με μηχανικά μέσα

 

Η Σπογγώδης μάζα που αποκαλείται σύντηγμα και παραγόταν στο εσωτερικό της καμίνου περιείχε τον εγκλωβισμένο σίδηρο σε μορφή σφαιριδίων μαζί με σκωρία
Κατόπιν με συνεχή θέρμανση και σφυρηλάτηση η σκωρία απομακρυνόταν ώστε να διαμορφωθεί συμπαγής μάζα σιδήρου Σ’αυτό το δεύτερο στάδιο η σφυρηλάτηση γινόταν σε υψηλή θερμοκρασία γύρω στους 1200°C, και το μαλακό κομμάτι σιδήρου αποκτούσε στη συνέχεια το επιθυμητό σχήμα για την κατασκευή των εργαλείων

Στον Αρχάγγελο κατά την Βυζαντινή περίοδο  γίνεται απόληψη σιδήρου από τα αρχαιότερα κατάλοιπα εξορύξεων και υπολείμματα  επεξεργασίας μεταλλεύματος σιδήρου

 

Στον «Χρυσόβουλλον λόγον» τού ’Αλεξίου Α’ Κομνηνοΰ, πού επικυρώνει τήν «δωρεάν» τού χωριού «Χοστιάνη» προς τον Λέοντα Κεφαλάν, άναφέρονται καί τά έπόμενα : «(έξκουσσευθ(ήσε)τ(αι) δέ τό είρημένον χωρίον)… (άπό) παροχ(ής) σιδήρου ή καρφοπετ(ά)λ(ων) καί μαζίου». η προσφερόμενη άπό τον αύτοκράτορα «έξκουσσεία» προϋποθέτει τήν παρουσία εντός «των δικαίων» τού χωριού μαντεμιών καί καμίνων παραγωγής «μαζίου» καί έργαστηρίων κατασκευής καρφοπετάλων. Μέ τήν πληροφορία αυτή διασταυρώνεται μια παράδοση των Βλάχων τής Όσανης — έτσι αποδίδεται τό τοπωνύμιο στήν έλληνική γλώσσα —, σύμφωνα μέ τήν οποία τό χωριό «πιάστηκε» μέ μαντέμια. ’Εκείνοι πού τό έχτισαν, σταμάτησαν πρώτα στη Νώτια, άλλά δεν τούς άρεσε ή ζωή στόν κάμπο καί ανέβηκαν στό Πάικο γιά νά δουλέψουν σάν σιδεράδες στή Ρασαδίστεα, στήν Μπάλτα, στήν Κουπάτσα· πώς τά φτυάρια τους, όταν ήρθαν, ήσαν άκόμη ξύλινα καί έπειδή δεν είχαν σιδερένιο υνί, έδεναν πολλά μαζί πέταλα άλογων στό άροτρο. Ή παράδοση αύτή έπαληθεύεται καί άπό τήν «παλαιάν έκβολάδα καί σκωρίαν» — γιά νά χρησιμοποιήσουμε έκφραση τού Στράβωνα (IX 23, 399) — πού βρίσκεται κατεσπαρμένη σέ τοποθεσίες κοντά στήν Όσανη.     (Μ. Παπαγεωργίου)

 

 

@pastritsis