たたら製鉄の技術論(26)：木炭高炉と角炉のシャフト部の効果（その1）

摘要

「たたら」製鉄炉は真砂と粘土で造られた炉高1.2m，幅1m，長さ2.7mの箱型炉である．砂鉄を木炭の燃焼で還元し，銑鉄の銑（ずく）と鋼塊の鉧（けら）を製造した．用いた砂鉄は微粉末なので還元は早く進行し，高温領域での還元鉄の滞留時間を調整することにより吸炭量を制御して鉧と銑を同時に製造できた．ノロ（スラグ）の組成は主要成分ファイヤライト(2FeO·SiO{sub}2)に酸化チタン(TiO{sub}2)を含む．明治期にたたら製鉄が経済的に立ち行かなくなると，「角炉」が小花冬吉と黒田正暉により広島鉄山で開発された．角炉は約1m角の炉床で炉高は3mあり，耐火煉瓦で構築されていた．この上に煙突がありここで空気を予熱して炉下部の3本の羽口から吹き込んだ．原料は大鍛冶から廃棄されていた鉄分を約50％含むスラグの鉱滓塊で，木炭を燃料とし石灰石を造滓剤として銑鉄を製造した．スラグの組成はCaO-SiO{sub}2-Al{sub}2O{sub}3系で酸化鉄を数％含む．この炉はたたら炉の炉下部の基本形態を保つ炉高3mの角炉に発展し，砂鉄を原料に木炭を燃料として銑鉄を製造した．スラグはCaO-SiO{sub}2-TiO{sub}2系でやはり酸化鉄を数％含んでいた．この角炉はたたら炉にシャフト部を設けたものである．