人はどのように鉄を作ってきたか

4000 年の歴史と製鉄の原理

書誌情報

出版
講談社
最大 No.
2644

感想

内容は書名、副題どおりの内容

副題どおり、せいてる乗れ式は意外と長い。鉄器の時代は青銅器の後だが、局地的な製鉄としては古代ヒッタイト、古代エジプトの頃に遡るのだから

そして本書を読むと分かるのは、地域によって原料に含まれる不純物が違うせいも有り、地域・時代により様々な製鉄方法が用いられていたということだ

印象的な箇所

そんな様々な製鉄法の中でも、やはりたたら製鉄に関する記載が印象に残る

たたら製鉄技術は、江戸中期に完成した。たたら製鉄の製品は江戸中期までは銑であり、その後、江戸後期・明治期を経て昭和 19 年までは三日三晩の一代 (操業) で銑と鉧が 1.5 t ずつ作られていた。

明治期になってもたたら製鉄は島根県出雲地方を中心に我が国の鉄鋼生産を主要に担い、鉧と銑を半々に製造してきた

1305

昭和 52 年に (財) 日本美術刀剣保存協会が再び刀鍛冶の玉鋼に対する需要に応ずるため、靖国たたらの遺構を利用して「日刀保たたら」を再構築し現在に至っている。現在、冬季に 3 回操業されている。「日刀保たたら」では玉鋼を作る目的から、その主な生産物は大きな鉧塊であるので、第二次大戦以前の銑と鉧を半々作っていた方法とは操業方法が少し異なって

1315

たたら製鉄というと、刀剣→玉鋼の印象が強いが、元はそれだけを目的にしていなかったのか! 言われてみれば、生活用品の需要のほうが多いのだから、当然なのに全く思い至らなかった

しかし昭和初頭の頃までは、一回の操業で 1.5 t は大した量だ

鉄の融点は 1536 ℃であり、木炭燃焼のたたら炉ではこのような高温は得られない。ところが、鉄中の炭素濃度が高くなると、鉄の溶解する温度が下がる。

固体の鉄中に炭素が溶け込む現象を浸炭と言う。鉄中への浸炭は、従来一酸化炭素ガスが鉄の表面で分解し、炭素が鉄中に溶け込む現象であると考えられてきた。しかし、たたら炉内の酸素分圧が高い雰囲気では、一酸化炭素ガスはほとんど分解せず、鉄への浸炭は起こらない

1989

電解鉄 (純鉄) を一酸化炭素ガス中で加熱しながら直接グラファイト (炭素) 片に接触させると、1154 ℃で接触点に小さな液滴が生成する。液滴は非常に短時間で液相を増加させ、電解鉄とグラファイト片との界面に流れてこれらを密着させる。そして、界面にできた溶融銑鉄層内の大きな対流に乗って、グラファイトから電解鉄に炭素が急速に移動し、短時間で銑鉄が生成する。この現象を吸炭という。溶融鉄層内の対流は、銑鉄とグラファイトおよび銑鉄と鉄の界面張力の差で起こり、「マランゴニー対流」と呼ばれている。さらに、電解鉄表面に酸化鉄 (FeO) があると、液相中に一酸化炭素ガスが発生し攪拌するので、溶解速度は数十倍に加速される。

鉄中の炭素濃度が高くなると、融点が下がるので、より低い温度で操業する方が炭素濃度の高い溶融銑鉄が得られる。また、低い温度で製鉄を行うと、鉄中のリン濃度を低くできる。したがって、炉の温度を上げ過ぎないように注意しなければならない

1998

非常に繊細かつ微妙なバランスで出来ているんだ

よく見つけ出しとものだ