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「たたら製鉄」で商品化できる鉄(鉧/銑)の割合は、20~30%(歩留)

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「たたら製鉄」で商品化できる鉄(鉧/銑)の割合は、20~30%(歩留)

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今回は、たたら製鉄で商品化できる鉄(鉧/銑)の割合は、についてご紹介します。

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概要|刀工(|7工程)|研磨、拵・刀装具づくり
玉鋼/鋼づくりたたら製鉄
たたら製鉄
歴史(西播磨)|工程(鉄穴流し|炭焼き|鉄づくり|割鉄づくり)|組織と配置|流通と経営|名刀/製作工程|鉄山跡(西播磨)|
工程
【1】鉄穴流し(鉄穴流しとは|影響|砂鉄))
【2】炭焼き
【3】鉄づくり(ケラ/ズク押し法|歩留まり)
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たたら製鉄の操業法は、「ケラ(鉧)押し法」「ズク(銑鉄)押し法」の2種

「たたら製鉄」で築炉を完了し、一昼夜十分に乾燥した後に操業に入ります。この操業法は「ケラ(鉧)押し法」「ズク(銑鉄)押し法」の2種に分類されます。

近世(江戸時代)の「たたら」製造工程(鉄穴流し/炭焼き/鉄づくり/割鉄づくり)
作業 内容
【1】鉄穴流し 水路に砂鉄を含んだ土砂を流し、比重によって砂鉄を分離する技術
【2】炭焼き 「大炭」「小炭」を使い砂鉄を溶かし、割鉄を作る作業
【3】鉄づくり 炉を造り、砂鉄を木炭で燃やす作業のことです。
【4】割鉄づくり 炉から取り出した鉧(けら)を小割にし、
脱炭(だったん)して割鉄に仕上げる作業
「近世(江戸時代)の「たたら」製造工程(鉄穴流し/炭焼き/鉄づくり/割鉄づくり)」についてご紹介|日本刀ができるまで
「近世(江戸時代)の「たたら」製造工程(鉄穴流し/炭焼き/鉄づくり/割鉄づくり)」についてご紹介|日本刀ができるまで ご訪問ありがとうございます。 今回は、「近世(江戸時代)の「たたら」製造工程(鉄穴流し/炭焼き/鉄づくり/割鉄づくり)」に...
「ケラ(鉧)押し法」「ズク(銑鉄)押し法」の違い
「ケラ(鉧)押し法」は、山砂鉄(真砂)から高品質な玉鋼ができる鉧(ケラ)塊を直接製造することを目的とし、「ズク(銑鉄)押し法」は、山砂鉄(赤目)や川砂鉄、浜砂鉄からズク(銑鉄)をつくることを目的にする操業法です。

【直接製鋼法・鉧(ケラ)押法】たたら製鉄 作業の流れ

「鉧(ケラ)塊の破砕と選別」作業 鉧(ケラ)塊は、銅場(どうば)で破砕された後、鋼造り場で選別され、良質の部分を玉鋼(1~3級品)、大きさや炭素量、ノロ(鉄滓)の混入状況などにより歩鍋、鉛細、目白、造り粉など(靖国たたらでの名称)に分別されます。 鉧(ケラ)塊から取れる鉄素材の選別 鉧(ケラ)塊から取れる鉄素材は、炭素量によって選別され商品化されてゆきます。基本的に炭素量が多い鉄ほど高価な商品として取引されていました。 炭素量別に分けると、日本刀の原料となる玉鋼1級品は約1〜1.5%、2級品は約0.5〜1.2%、左下鉄は約0.7%、包丁鉄は約0.1%になります。 【炭素量別】鉧(ケラ)塊から取れる素材の選別 商品銘 ランク 炭素量 玉鋼 1級品 約1〜1.5% 2級品 約0.5〜1.2% 左下鉄 約0.7% 包丁鉄 約0.1%

【鉧(ケラ)押法】たたら製鉄 作業の流れ
仕事/作業場所 作業 成果
鉄穴流し 鉄穴流し場 選鉱 山砂鉄(真砂)
炉場
(たたらば
たたら炉 還元 鉧(ケラ)塊
銑(ズク)
大工場
胴所 破砕
玉鋼
歩鉧/鉧細
銑(ズク)
鋼作場 選別
大鍛治場
左下場 脱炭 左下鉄
本場 脱炭/鍛錬 包下鉄

【鉧(ケラ)押法】たたら製鉄 作業の流れ

山砂鉄(真砂)

【間接製鋼法・鉧(ケラ)押法】たたら製鉄 作業の流れ
仕事/作業場所 作業 成果
鉄穴流し 鉄穴流し場 選鉱 山砂鉄(赤目)
川砂鉄
浜砂鉄
炉場
(たたらば
たたら炉 還元 鉧(ケラ)塊
銑(ズク)
大鍛治場 破砕/選別
脱炭/鍛錬
左下鉄
包下鉄
たたら製鉄の2つの製造術「ケラ(鉧)押し法」「ズク(銑鉄)押し法」作業手順についてご紹介
たたら製鉄の2つの製造術「ケラ(鉧)押し法」「ズク(銑鉄)押し法」作業手順についてご紹介 ご訪問ありがとうございます。 今回は、たたら製鉄の2つの製造術「ケラ(鉧)押し法」「ズク(銑鉄)押し法」作業手順についてご紹介します。 たたら製鉄とは...
「間接製鋼法」と「直接製鋼法」

「ズク(銑鉄)押し法」から、得られたズク(銑鉄)は鋳物用原料として用いられる他、大鍛冶場内の「左下場」や「本場」で脱炭(炭素量を減らす)し、鋼をつくるため「間接製鋼法」と言われています。一方の「ケラ(鉧)押し法」は鉱石(砂鉄)からいきなり鋼をつくるので「直接製鋼法」と言われています。

「ケラ(鉧)押し法」「ズク(銑鉄)押し法」の違い
方法 直接製鋼法 間接製鋼法
原料 山砂鉄(真砂) 山砂鉄(赤目)
川砂鉄
浜砂鉄
主成果物 ケラ(鉧)
玉鋼
ズク(銑鉄)
脱炭後 左下鉄/包丁鉄
主な加工商品 刀/刃物類 日本刀の心鉄や刃物の刃以外の部分
その他農工具用
「たたら製鉄」の大きな特徴の一つ「大鍛冶」の作業工程についてご紹介
「たたら製鉄」の大きな特徴の一つ「大鍛冶」の作業工程についてご紹介 ご訪問ありがとうございます。 今回は、「たたら製鉄」の大きな特徴の一つ「大鍛冶」の作業工程についてご紹介します。 「たたら製鉄」の仕事は大きく分けて4つ(鉄穴流し/炭焼き/...

「たたら製鉄」の操業工程は、4期(約70時間)

操業工程は、大きく4期で構成されています。一操業(一代という)約70時間(約4日)を必要とします。作業は炉壁が溶損し、これ以上炉が耐えられないと村下(むらげ/作業の指揮者)が判断した時に送風を停止し、炉を崩して鍋を引き出すことによって終了します。

たたら操業(ケラ/鉧押し法)の4期工程

たたら操業(ケラ/鉧押し法)の4期工程
工程 所要時間 作業内容
籠り期 7.5h
低融点で還元性のよい「籠り砂鉄」を用いる。
炉壁と反応して鉄達をつくり、その際の発熱反応により、炉内の保温をよくする。
籠り次期 7.5h
炉温上り炉底にはノロ(鉄滓)だけでなく銑(ズク)もできる。
砂鉄は還元性のよい方がよいので「籠り砂鉄」を40%程度「真砂砂鉄」に混ぜて装入する。
上り期 18h
ケラ(鉧)種を作り、成長させるために融点の高い「真砂砂鉄」を操入する。
炉況も活発になり炎色は段々光を帯び山吹色に輝く。
炉底も次第に喰われ、ケラ(鉧)もそれにつれて成長する。
下り期 26h
ケラ(鉧)をさらに成長させるために「真砂砂鉄」の装入間隔を短くする。
炉壁は侵食され、終わりには50mm程度になる。
合計 69h

たたら操業時の「温度と木炭/砂鉄量」

たたら操業時の「温度と木炭/砂鉄量」
工程
温度(K)
CO/
(CO+CO²)
装入木炭量
(kg)
装入砂鉄量
(kg)

中央上部
炉底部
籠り期 1423 1723
平均84.3%
1600 1260
籠り次期 1473 1773 1500 1350
上り期 1473 1793 3600 3378
下り期 1373 1823 8200 8923
合計 14900 14911

たたら製鉄では、砂鉄13t、木炭13tから、ケラ(鉧)2.8t、銑鉄(ズク)は0.8tが作れる、鉄歩留は28%、

以上の工程が、ケラ(鉧)押し法での一操業であり、一代(ひとよ)と呼ばれています。当時の記録として、一代に装入する砂鉄約13t、木炭約13tに対し、できるケラ(鉧)は、約2.8t、銑鉄(ズク)は約0.8tとなっています。
「たたら製鉄」で作られる鉄の量と歩留まり
項目 砥波炉 靖国炉 鉄鋼協会復元 価谷鈩
技法 鉧(ケラ)押し
砂鉄量(トン) 12.8 14.9 6.5 18.0
木炭量(トン) 13.5 14.9 7.3 18.0
鉧(トン) 2.8 玉鋼 0.75 1.3 0.3
銑(トン) 0.8 鉧+銑 2.2 0.2 4.5
鉄計(トン) 3.6 3.0 1.5 4.8
木炭比 3.64 4.97 4.86 3.7
木炭/砂鉄 1.05 1 1.12 1
鉄歩留(%) 28% 20% 23% 27%

木炭比 = 木炭量/鉄
鉄歩留 = (鉄/砂鉄量)x100

装入された砂鉄の量と出来上がった鉄(ケラ/ズク)の量から算出できる歩留(良品の割合)は、28%になります。

【歩留まり】とは、製造業において生産された製品のうち良品の割合を意味する言葉です。 「歩止まり」と表記されることもありますが、いずれも「ぶどまり」と読みます。 そして、歩留まりの具体的な数値を「歩留まり率」と呼びます。 歩留まりは、生産性や利益率を明らかにするうえで重要な指標です。

たたら製鉄(鉧(ケラ)押し法)で商品化できる鉄の割合は、20~30%

「靖国炉」や「日刀保たたら」でつくられた鉄(ケラ/ズク)でも歩留(良品の割合)は、 20%と23%になります。たたら製鉄(鉧(ケラ)押し法)で商品化できる鉄の割合は、20~30%になることがわかります。

「たたら製鉄」で作られる鉄の量と歩留まり
項目 砥波炉 靖国炉 鉄鋼協会復元 価谷鈩
技法 鉧(ケラ)押し
砂鉄量(トン) 12.8 14.9 6.5 18.0
木炭量(トン) 13.5 14.9 7.3 18.0
鉧(トン) 2.8 玉鋼 0.75 1.3 0.3
銑(トン) 0.8 鉧+銑 2.2 0.2 4.5
鉄計(トン) 3.6 3.0 1.5 4.8
木炭比 3.64 4.97 4.86 3.7
木炭/砂鉄 1.05 1 1.12 1
鉄歩留(%) 28% 20% 23% 27%
【靖国たたら】とは、戦時中、軍刀需要に応える形で操業した、たたら製鉄のこと。 【日刀保たたら】は、戦後になって美術刀剣を製造するために操業を開始された、たたら製鉄のことです。 玉鋼は「靖国たたら」では鶴、松、竹、梅の4段階。 「日刀保たたら」では1級品、2級品、3級品に分類されています。

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【1】鉄穴流し(鉄穴流しとは|影響|砂鉄))
【2】炭焼き
【3】鉄づくり(ケラ/ズク押し法|歩留まり)
【4】割鉄づくり(大鍛冶)
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