Sběr rudy v pískovně Hulín
Hulínskou rudu jsme již tavili několikrát avšak vždy nám byla dodána už vypražená a nadrcená. Výsledky taveb nebyli nikdy optimální (například tavba v archeoskanzenu Modrá) a museli jsme rudu nabohacovat okujemi. Díky Andrejce Dovicové nám by umožněn vstup a sběr pelosideritu v pískovně Hulín a já tak mohl být u samotného sběru, kterého jsem se zúčastnil s Lídou i Andrejkou. Následující dny jsem rudu třídil tak, že jsem každý kámen rozlomil a podle barvy na lomu rozdělil na tmavě hnědou (bohatou na železo) a světle šedou (chudou na železo).
Experimenty s malým měchem při redukci hulínského pelosideritu na Staré huti u Adamova
Ve dnech 20.–23. května 2026 proběhl na Staré huti u Adamova tradiční železářský workshop zaměřený na experimentální tavby železa v replikách raně středověkých pecí. Letos jsem se rozhodl trochu ustoupit od zaběhlých postupů a vyzkoušet, jak se bude pec chovat při výrazně menším objemu vháněného vzduchu při redukování hulínského pelosideritu.
Bylo mi umožněno s Lídou i dětmi přijet už v pondělí 18.5. kdy jsem postavil hranici pro pražení rudy, prosypal kamením a zažehl pořádný oheň, který žhnul do pozdních hodin. Ruda ještě následující den byla dosti horká, takže jsem pomáhal Dominikovi v jeho experimentech. Ve středu 20.3. jsem se pustil do drcení rudy. Po vypražení se výrazně změnili vlastnosti rudy, ruda výrazně ztmavla, původně světle šedé kusy dostaly tmavý kovový nádech. Původně hnědé kusy zůstaly hnědé, ale výrazně ztmavly. Materiál ztratil přibližně 1/3 své hmotnosti, stal se křehčím a samozřejmě magnetickým.
V minulých letech jsme při tavbách běžně používali velké měchy o objemu kolem 300 litrů a dyzny o světlosti přibližně 30 mm. Tentokrát jsem ale záměrně zvolil výrazně menší měchy, které nám byly zapůjčeny z muzea, o objemu asi 100 litrů a dyznu o průměru přibližně 15 mm. Cílem nebylo jen „vyrobit železo“, ale především sledovat, jak se změna proudění vzduchu projeví na chodu pece, tvorbě strusky i kvalitě výsledné železné houby.
Pec a použitý materiál
Všechny tavby proběhly v raně středověké peci s tenkou hrudí, postavené ze směsi kaolínu a písku natěženého v nečinném lomu Seč u Rudic.
Dyzny jsem tentokrát nemodeloval já, ale byli mi poskytnuty vedoucím workshopu Ondrou Mertou. Jednalo se o pouzdro, které se zazdilo do štítku a samotnou dyznu, která byla pouze nasunuta v pouzdře. Oba komponenty byly vytvořeny a vypáleny ze šamotové hlíny hrnčířem podle archeologických nálezů.
Tavba č. 1 – první překvapení
První tavba proběhla 20. května 2026. Na měchu bylo použito závaží o hmotnosti 10 kg a do pece bylo vsazeno 12 kg bohatší rudní směsi.
Jako dyzna posloužila dopředu vypálená keramická dyzna s vložkou dle předchozího popisu.
Už během tavby bylo patrné, že pec pracuje poměrně „měkce“. Hoření nebylo tak agresivní, jak bývá obvyklé při použití velkého měchu, ale proces redukce přesto probíhal překvapivě dobře. Struska byla během tavby třikrát odpichována a měla poměrně hustou olejovou až medovou konzistenci.
Po vylomení štítku, což nastalo po deseti hodinách dmýchání, přišlo první překvapení. V nístěji se totiž nevytvořila jedna železná houba, ale hned dvě. První se nacházela ve standardní poloze za dyznou, druhá byla přilepena na dně nístěje. Obě měly podobnou (horší) kvalitu – byly kovářsky zpracovatelné, ale poměrně řídké a obsahovaly velké množství strusky.
Celková hmotnost obou hub činila přibližně 1,5 kg.
Vznik druhé houby byl velmi zajímavý a podle mého názoru mohl souviset se změnou proudění plynů po té, co se ulomila přední část dyzny vlivem manipulace s měchem a jeho nedostatečném ukotvení.
Tavba č. 2 – když pec vychladne
Současně probíhala ve vedlejší peci druhá tavba, tentokrát s chudší rudou. Použito bylo stejné závaží 10 kg, ale velmi rychle se ukázalo, že pec pracuje podstatně hůře.
Problémy způsoboval především netěsný měch a velké úniky vzduchu. Teplota v peci postupně klesala, struska houstla a začala zalévat nístěj. Pokus o odpich se nezdařil, protože struska u odpichového otvoru už byla příliš studená.
Situace postupně dospěla do bodu, kdy struska zalepila dyznu a nebylo možné dále dmýchat. Tavba byla proto předčasně ukončena po vsázce přibližně 8 kg rudy.
Po otevření pece se našel pouze malý kus železa o odhadované hmotnosti kolem 0,2 kg. Zbytek tvořila jen ztuhlá struska.
Právě tato tavba velmi dobře ukázala, jak citlivý je celý proces na dostatečnou teplotu.
Tavba č.3- Lukášova tavba
Zajímavé srovnání poskytla i doplňková tavba, kterou si připravil Lukáš Lovecký. Ten použil nepřebranou hulínskou rudu obohacenou o 12,5 % okují. Celkově bylo vsazeno 10,5 kg rudy a 1,5 kg okují. Tavba probíhala s velkým standardním měchem se závažím o hmotnosti 60 kg.
Výsledkem byla železná houba o hmotnosti 2,8 kg. Přesto její kvalita nebyla příliš dobrá. Houba byla poměrně křehká, rozpadavá a svým charakterem velmi připomínala výsledek první tavby.
I tento výsledek naznačuje, že samotné zvýšení objemu vháněného vzduchu automaticky nezaručuje kvalitnější železo. Pec s konkrétní rudou zjevně funguje jen v určitém rozmezí parametrů a překročení optimálních podmínek může být stejně problematické jako jejich nedostatek.
Tavba č. 4 – zvýšení výkonu
Po zkušenostech z druhé tavby jsem dospěl k názoru, že i první tavba probíhala na spodní hranici potřebné teploty. Rozhodl jsem se proto zvýšit výkon měchu a opakovat experiment s chudší rudou.
Čtvrtá tavba proběhla v pátek 22. května opět ve stejné peci a se stejným měchem jako tavba první. Tentokrát ale bylo použito závaží o hmotnosti 20 kg.
Celkem bylo vsazeno 15 kg rudy. Prakticky okamžitě bylo patrné, že pec pracuje jinak. Interval mezi přikládáním se výrazně zkrátil – zpočátku bylo možné přikládat asi 0,5 kg vsázky každých 5–8 minut. Ke konci tavby se ale interval začal prodlužovat až na více než 10 minut. Důvod byl poměrně jasný. Vznikající železná houba postupně omezovala proudění vzduchu v peci, zpomalovala spalování uhlí a měnila charakter celé tavby. Tento jev bývá poměrně běžný, pokud je vsazeno více rudy, a je postavena méně objemná pec.
Tavba trvala přibližně čtyři hodiny. Výsledkem byla mimořádně hutná a velmi dobře kovatelná houba téměř bez bublin a struskových dutin. Po prvním zhutnění se podařilo lupu čistě naseknout. Celková hmotnost výsledné houby činila 2,9 kg. A v ten okamžik to byla nejpěkněší houba uplynulého týdne, což mi činilo velkou radost, ale ovšem největší potěšení jsem měl z toho, že jsme poprvé vytavili perfektní houbu z této rudy bez přidání okují.
Během tavby byla čtyřikrát odpichována struska, která měla tentokrát mnohem řidší olejovou až téměř vodovou konzistenci. Už podle jejího chování bylo zřejmé, že teplota v peci byla výrazně vyšší než při předchozích pokusech.
Tavba č. 5 – železo před publikem
Pátá tavba proběhla v sobotu 23. května během akce „Slované na huti“, kdy už areál zaplnili návštěvníci.
Použil jsem opět stejnou pec jako při první a třetí tavbě, bohatší rudní směs a závaží o hmotnosti 20 kg.
Tentokrát byla dyzna vymodelována přímo z kaolínu. Vyschla a vypálila se až během samotné tavby. Měla o něco větší světlost, přibližně 25 mm. Zajímavé bylo i řešení napojení měchu – jeho ústí nebylo zasunuto natvrdo do dyzny, ale bylo umístěno před ni. Celý systém tak fungoval trochu jako jednoduchý injektor, a drobné pohyby měchu neohrožovaly celistvost dyzny.
Kromě technické stránky to mělo ještě jeden nečekaný efekt – bylo možné krásně pozorovat nejžhavější místo uvnitř pece, což umožňovalo lepší kontrolu nad pecí a včasné odhalení potřeby odpíchnutí strusky.
Tavba trvala přibližně čtyři hodiny a výsledkem byla další velmi hutná železná houba o hmotnosti 3,9 kg při vsázce 14,5 kg rudy.
Tentokrát jsme se ale nepokoušeli lupu nasekávat. Kladiv se totiž chopilo poměrně nadšené, ale ne zcela zkušené osazenstvo, a na vysvětlování postupu nezbylo moc času.
Vyhodnocení experimentu
Celý experiment pro mě byl velmi zajímavý hlavně tím, jak citlivě raně středověká železářská pec reaguje na změny proudění vzduchu, teploty a chování strusky.
Původně jsem očekával, že malý měch bude spíše limitující a výsledky budou obecně horší než při použití velkého standardního měchu. Ukázalo se ale, že situace je podstatně složitější.
Při použití hulínské rudy dokázal i relativně malý měch vytvořit poměrně kvalitní železo. Klíčové ale bylo udržení dostatečné teploty v redukční zóně. Jakmile teplota poklesla, začala se struska rychle zahušťovat, zalévala nístěj, znemožnila odpich, až nakonec ucpala přívod vzduchu. Proces se pak prakticky sám zablokoval.
Velmi zajímavé bylo i sledování konzistence strusky. Hustá medová struska při slabém dmýchání jasně kontrastovala s řidší „vodovou“ struskou při vyšším výkonu měchu. Už samotné chování strusky tak během tavby poměrně přesně ukazovalo, v jakém režimu pec pracuje.
Za důležitý poznatek považuji také to, že zvýšení závaží z 10 na 20 kg znamenalo výrazný kvalitativní skok. Nešlo jen o vyšší výtěžnost železa, ale hlavně o mnohem hutnější a čistší lupu.
Naopak extrémně silné dmýchání při doplňkové tavbě Lukáše Loveckého ukázalo, že ani vysoký výkon není univerzálním řešením. Zdá se, že pec má určité optimální rozmezí, ve kterém redukce probíhá nejlépe.
Tento závěr ještě výrazně doplňuje zkušenost z tavby v archeoskanzenu Modrá o které si můžete přečíst zde, kde byla použita velmi podobná kombinace – velký měch a vysoký výkon dmychání, prakticky srovnatelný s tavbou Lukáše Loveckého, ale menším obsahem okují. Přesto byl výsledek překvapivě blízký spíše tavbě č. 2, tedy výrazně horší kvality, s nízkou soudržností houby a vysokým podílem strusky.
Vysvětlení, které se v rámci experimentů ukazuje jako nejpravděpodobnější, je, že při příliš vysoké globální teplotě pece dochází k příliš rychlému tavení strusky. Ta se stává extrémně tekutou a začne „předbíhat“ samotný redukční proces. V takovém režimu může docházet k tomu, že se taví i železité složky, které ještě nejsou plně zredukované do kovového stavu, a ty pak odcházejí se struskou.
Výsledkem je paradoxní situace: pec pracuje „dobře“ z hlediska teploty i proudění, ale výtěžnost železa klesá a kvalita houby se zhoršuje.
Experiment tak potvrzuje, že klíčovým parametrem není jen „více vzduchu = více tepla“, ale především stabilita redukční zóny a správná rovnováha mezi teplotou, viskozitou strusky a rychlostí hoření paliva.
Tavba č.4 a č.5 probíhála za téměř identických podmínek blížící se k optimálním a měla za úkol porovnat výsledky z chudší a bohatší rudy. Velkým překvapením pro mě bylo, že tavba s chudší směsí vytvořila velmi kvalitní houbu s výtěžností 19% a bohatší ruda vytvořila stejně kvalitní houbu ovšem s výtěžností 27%. Vzhledem k časové náročnosti přebírání rudy jsem usoudil, že přebírka hulínské rudy nemá smysl a že i ty nejsvětlejší, šedé, téměř bílé kousky jsou naší pecí zpracovatelné.
Příjemným zjištěním bylo, že použití malého měchu je výrazně méně namáhavé, lze bez problému dmýchat v sedě, nejsou žádné komplikace v podobě přetržených lan, protože zvedáte třetinovou zátěž, trojnožka nemusí být tak bytelná, a jako bonus dmýcháček krásně vidí do dyzny. A i proto uvažuji, že bych si vyrobil takový menší měch, který má i spoustu benefitů při transportu na tavící lokalitu.