Von tatara zu tamahagane: Sand-Eisen, Holzkohle und der dreitägige Verhüttungsprozess im Detail

Was ist tamahagane – der Werkstoff, der die Seele des Nihontō verkörpert

Tamahagane ist ein unverzichtbarer Spezialstahl zur Herstellung der Klinge des Nihontō. Der Name leitet sich von „zu einer Kugel (tama) geformtem Stahl (hagane)" ab und hat sich auch im Englischen als Fachbegriff „tamahagane" durchgesetzt.

Während die moderne Stahlherstellung auf Hochöfen für die Massenproduktion setzt, wird tamahagane nach der „tatara" genannten, seit der Antike überlieferten japanischen Methode hergestellt. Diese Methode wird bis heute in der Region Okuizumo in der Präfektur Shimane fortgeführt, und die von der NBTHK (Gesellschaft zur Erhaltung japanischer Kunstschwerter) betriebene „Nittoho Tatara" ist nahezu die einzige Versorgungsquelle für tamahagane, das an registrierte tōkō verteilt wird.

Was ist tatara – eine einzigartige Technik Japans

Der Ursprung der tatara-Verhüttung soll bis in die Kofun-Zeit (5.–6. Jahrhundert) zurückreichen. Über die Herkunft des Wortes „tatara" gibt es verschiedene Theorien, doch hat es sich als Begriff für die Bewegung des Tretens des Blasbalgs (fuigo), um Luft einzuleiten, oder für den Schmelzofen selbst etabliert.

Unterschiede zu den Verhüttungstechniken anderer Länder

Während Europa die Hochofenverhüttung mit Kohle und Koks entwickelte, entstand in Japan eigenständig eine Reduktionsverhüttung bei niedrigen Temperaturen über lange Zeiträume mit Holzkohle als Brennstoff. Dies war das Ergebnis einer Anpassung an die japanischen geografischen und ressourcenbezogenen Verhältnisse (reiche Waldbestände, ergiebige Sand-Eisen-Vorkommen) und sollte nicht als bloßer technologischer Rückstand, sondern als rationale, umweltgerechte Entscheidung verstanden werden.

Die Holzkohleverhüttung ist zwar schwierig in der Temperatursteuerung, erlaubt es jedoch, den Kohlenstoffgehalt allmählich und bereichsweise in einem ungleichmäßigen Zustand aufzuschichten. Eben diese „Ungleichmäßigkeit" ist der Schlüssel, der durch Selektion und Kombination in den nachfolgenden Arbeitsgängen die für den Nihontō charakteristische Eigenschaft des „Harten und dennoch Biegsamen" erzeugt.

Rohmaterial (1) – Arten und Auswahl des Sand-Eisens

Das erste Rohmaterial der tatara-Verhüttung ist „Sand-Eisen (satetsu)". Sand-Eisen sind Partikel aus Magnetit oder Sandsteineisen, die sich in Flussbetten, an Küsten und in Bergregionen abgelagert haben und die Eigenschaft besitzen, an Magneten zu haften.

Wichtigste Arten des Sand-Eisens

Masa-Satetsu: Sand-Eisen, das aus der Verwitterung von Granit entsteht. Die Körner sind fein und eignen sich zur Herstellung von „Weichstahl (nankō)" mit niedrigem Kohlenstoffgehalt; es wird häufig als Rohmaterial für shingane (core steel) verwendet.

Akome-Satetsu: Sand-Eisen, das hauptsächlich aus magmatischen Muttergesteinen wie Andesit entsteht. Es enthält leichter Verunreinigungen (z. B. Titananteil) als Masa-Satetsu, kann aber je nach Bedingungen harten Stahl liefern und wird mitunter als Rohmaterial für kawagane (jacket steel) gewählt.

Die Region Okuizumo (rund um den Landkreis Nita und die Stadt Unnan in der Präfektur Shimane) ist als Fundort hochwertigen Sand-Eisens bekannt; das aus den Granitgebieten des Chūgoku-Gebirges abfließende Sand-Eisen hat sich über lange Zeiträume in den Tälern von Okuizumo angesammelt.

Methode zur Gewinnung von Sand-Eisen

Die früher vorherrschende Methode „Kannanagashi" ist ein traditionelles Gewinnungsverfahren, bei dem Bergflanken abgetragen, die sandige Erde in Wasserkanäle geleitet und das schwerere Sand-Eisen in Absetzbecken aufgefangen wird. In diesem Prozess wurden Berge in großem Umfang abgetragen, und in Okuizumo haben sich noch heute charakteristische terrassenförmige Geländeformationen als „Kannanagashi-Stätten" erhalten (bei der heutigen Nittoho Tatara werden auch Sand-Eisen-Vorräte aus solchen historischen Abbaugebieten sowie moderne Aufbereitungsverfahren eingesetzt).

Rohmaterial (2) – Rolle und Auswahl der Holzkohle

Das zweite Rohmaterial der tatara-Verhüttung ist „Holzkohle (mokutan)". Holzkohle erfüllt eine Doppelrolle: Sie dient sowohl als Wärmequelle als auch als Reduktionsmittel, das dem Eisen Kohlenstoff zuführt.

Für Holzkohle geeignete Holzarten

Matsuzumi (Kiefernkohle): Hart und leicht auf hohe Temperaturen zu bringen, neigt jedoch dazu, beim Verbrennen viel Kohlenstoff abzugeben. Wird in Prozessabschnitten eingesetzt, in denen der Kohlenstoffgehalt erhöht werden soll.

Kashizumi (Eichenkohle): Besitzt relativ stabile Verbrennungseigenschaften und ermöglicht eine leichtere Temperatursteuerung.

Binchōtan: Für Hochtemperatur- und Langzeitverbrennung geeignet, jedoch teuer; bei der tatara-Verhüttung bilden die gebräuchlicheren Matsuzumi und Kashizumi die Grundlage.

Es wird vollständig getrocknete Holzkohle verwendet, aus der die Feuchtigkeit vollständig entfernt wurde. Ein hoher Feuchtigkeitsgehalt destabilisiert die Ofentemperatur, erzeugt Ungleichmäßigkeiten in der Reduktionsreaktion des Sand-Eisens und wirkt sich nachteilig auf die Qualität aus.

Aufbau des tatara-Ofens – die Bühne der Verhüttung

Der tatara-Ofen der noch heute in Betrieb befindlichen „Nittoho Tatara" besteht aus folgenden Elementen.

Roshō (Ofenboden): Der untere Teil des Ofens, aus einem Spezialmaterial aus Ton- und Sandgemisch gefertigt. Er nimmt Sand-Eisen und Holzkohle auf und lässt die geschmolzene Eisenmasse (kera) sich ansammeln.

Roheki (Ofenwand): Eine Wand aus Ton, etwa 1 bis 1,5 m hoch; sie wird am Ende des Betriebs abgebrochen, um das kera herauszuholen.

Tenbin Fuigo (Waagbalg): Ein Gebläse, das Luft einleitet. Bei der modernen Nittoho Tatara sind sowohl Durchläufe mit elektrischem Gebläse als auch solche, bei denen der traditionelle Tretblasebalg nachgebildet wird, dokumentiert.

Yukashita-Setsubi (Unterbodenanlage): Unter dem Ofenboden wird über mehrere Wochen hinweg Brennholz eingebracht, um die Feuchtigkeit zu entfernen und feuchtigkeitsbedingte Unfälle zu verhindern.

Der dreitägige Verhüttungsvorgang – der tatara-Betrieb in der Praxis

Der eigentliche Betrieb der tatara-Verhüttung dauert rund 70 Stunden (drei Tage und drei Nächte). Im Folgenden eine Übersicht des Betriebsablaufs der modernen „Nittoho Tatara".

Erster Tag (Vorbereitung und Anzünden)

• Holzkohle wird vorab eingebracht, um den Ofen vorzuwärmen, und die Zugabe von Sand-Eisen beginnt
• Durch Gebläse wird Luft eingeblasen und die Ofentemperatur allmählich angehoben
• Die Ofentemperatur liegt in dieser Phase bei etwa 800 bis 1.000 °C

Zweiter Tag (Hauptbetrieb und Höhepunkt)

• Die Ofentemperatur erreicht etwa 1.300 bis 1.500 °C, und die Reduktionsreaktion des Sand-Eisens schreitet voran
• Der als „Murage" bezeichnete Gesamtleiter der Verhüttung beobachtet ständig die Flammenfarbe, die Geräusche und die Art, wie das Sand-Eisen fällt, und reguliert Einfüllmenge und Luftmenge
• Sand-Eisen und Holzkohle werden in regelmäßigen Abständen abwechselnd zugegeben
• In dieser Phase beginnt sich am Ofenboden eine Eisenmasse (kera) anzusammeln

Dritter Tag (Fertigstellung und Abbau)

• Durch Anpassen der Einfüllmenge wird das kera im Ofen maximiert
• Nach Betriebsende wird die Ofenwand abgebrochen und das „kera" herausgeholt
• Das Gewicht des in einem Betriebsdurchlauf produzierten kera soll rund 2 bis 3 Tonnen betragen

Teilung des kera und Auswahl des tamahagane

Das herausgenommene kera ist eine Masse mit ungleichmäßiger Zusammensetzung. Bereiche mit hohem und niedrigem Kohlenstoffgehalt sowie Bereiche mit vielen Verunreinigungen liegen gemischt vor, und der Prozess des Aufteilens und Sortierens, um tamahagane zu gewinnen, ist von entscheidender Bedeutung.

Kerawari: Das kera wird mit einem großen Hammer gespalten und anhand der Zusammensetzung des Querschnitts klassifiziert.

• Tamahagane: Hochwertiger Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 1 %; wird für die Klingen des Nihontō verwendet
• Zuku (Roheisen): Bereiche mit zu hohem Kohlenstoffgehalt; werden u. a. für Gussstücke genutzt
• Hōchōtetsu: Weicheisen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt; wird u. a. für shingane verwendet

Aussehen und Auswahlkriterien von tamahagane:

• Der Querschnitt leuchtet silberweiß (Merkmal von hochkohlenstoffhaltigem Stahl)
• Im Querschnitt sind feine Muster sichtbar (gilt als Anzeichen für gleichmäßiges Gefüge)
• Der Klang beim Hämmern ist klar
• Das Volumen ist im Verhältnis zum Gewicht angemessen (hohe Dichte)

Das aus einem tatara-Durchlauf gewonnene tamahagane beläuft sich auf schätzungsweise mehrere Hundert Kilogramm; das produzierte tamahagane wird von der NBTHK verwaltet und an registrierte tōkō verteilt.

Seltenheit des tamahagane und seine Bedeutung in der Gegenwart

Die jährliche Betriebsanzahl der Nittoho Tatara beschränkt sich auf wenige Durchläufe, und die jährliche Produktionsmenge an tamahagane ist keineswegs reichlich genug, um die weltweite Nachfrage von tōkō und Schwertkünstlern zu decken. Verglichen mit der Anzahl neu produzierter Nihontō und dem benötigten Materialbedarf gilt die Versorgungslage bei tamahagane als chronisch angespannt, was ein Grund für die hohen Rohstoffkosten des Nihontō ist.

Die NBTHK hat das „Sugaya Tatara Sannai" in der Präfektur Shimane als Erhaltungs- und Besichtigungsanlage eingerichtet und führt dort Vorführungen und Besichtigungen der tatara-Verhüttung durch. Die kulturelle Landschaft rund um die tatara-Verhüttung in der Region Okuizumo wurde 2016 von der Kulturbehörde im Rahmen der Erzählung „tatara-Verhüttung" als Japan Heritage anerkannt, und ihr kultureller Wert findet im In- und Ausland erneut wachsende Beachtung.

Das durch die tatara-Verhüttung entstandene tamahagane verwandelt sich anschließend durch zahlreiche weitere Arbeitsgänge, darunter yaki-ire (quenching), in einen Nihontō. Auch das Tameshiyaki (Probebrand), bei dem als Vorbereitung unmittelbar vor dem yaki-ire die Reaktion des Materials geprüft wird, ist aufgrund der individuellen Unterschiede dieses Werkstoffs tamahagane ein unerlässlicher Arbeitsgang.

Zusammenfassung – die Essenz japanischer Technik, verkörpert durch tamahagane

Erst nach dem langen Weg Sand-Eisen → tatara → kera → tamahagane entsteht der Werkstoff des Nihontō. Der spannungsgeladene Betrieb über drei Tage und drei Nächte, die feinen Anpassungen nach den Erfahrungsregeln des Murage, der enorme Verbrauch an Sand-Eisen und Holzkohle – dieser auf den ersten Blick ineffizient erscheinende Prozess bringt die nur im tamahagane vorhandenen Eigenschaften hervor, die durch nichts anderes ersetzt werden können.

Hier liegt der Grund für den Ausspruch „Den Nihontō zu kennen bedeutet, tatara zu kennen." Die Herstellung von tamahagane ist nicht bloße Metallproduktion, sondern ein Kristall, in dem Japans natürliche Umgebung, Technikkultur und Schönheitsempfinden verdichtet sind.