たたら製鉄

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たたら製鉄における踏み鞴による送風作業(『日本山海名物図会』所載)。

たたら製鉄:Tatara iron making method)とは、日本において古代から近世にかけて発展した製鉄法で、炉に空気を送り込むのに使われる(ふいご)が「たたら」と呼ばれていたために付けられた名称。砂鉄鉄鉱石木炭を用いて比較的低温で還元[1]、純度の高いを生産できることを特徴とする[2]

名称について[編集]

「たたら」という用語は古くより「鑪」や「踏鞴」、「多々良」などと表記されてきたが[3]、それらは製鉄のさいに火力を強めるために使う鞴(ふいご)を指し、既に「日本書紀」にその使用例がある[注釈 1]。また、近世以降に屋内で操業されるようになると、たたら炉のある建物を意味する「高殿」という表記も使われるようになった[5]

このような経緯から、「たたら」という言葉は製鉄法の他にフイゴや製鉄炉、それらを収めた家屋をも指す広い意味で用いられたが、20世紀に入った頃より、特に製鉄法を指して「タタラ製鐵法」[6]、「たたら吹製鐡法」[7]といった用語が使われ始めた。

一方で「たたら」という呼称そのものの語源については不明であり、確実なことはわかっていない。一説によれば、サンスクリット語で熱を意味する「タータラ」に由来すると言い[8]、他にもタタール族によって日本にもたらされたとする説も存在する。後者については、謎の解明の為にロシアタタルスタン共和国の視察団が来日し、島根県で現地調査を進行中であると報じられた[9]

特徴[編集]

砂鉄

鉄は自然界において独立した形で存在することはほとんどなく、例えば鉄鉱石や砂鉄などに代表される酸化鉄のように化合物として分布している。そのため、そこから鉄を取り出すには還元が必要であり、さらに銑鉄を生み出すためには炭素と結合させねばならない。

たたら製鉄は、初期に鉄鉱石の使用例があるものの、おもに砂鉄を原料とし、燃料には専ら木炭が使われた[10]東北地方では餅鉄が原料に用いられた例もある[11]。また、早い時期から火力を高めるためにフイゴが使用されるようになり、古代から近世までの長い年月をかけてゆるやかに進化してきた。

粒の細かい砂鉄を炭火の中に投入することで短い時間で還元吸炭が進み、また近現代製鉄にくらべて低温で加熱するためにリン硫黄ケイ素などの不純物の鉄への混入が少なく、結果として非常に純度の高い鉄を取り出すことができる[12]。こうして生産された錬鉄、鋼、銑鉄は、近代以降には洋鋼に対してそれぞれ「和鉄」、「和鋼」、「和銑」と呼ばれるようになった。

世界史的に見てフイゴを使った低温還元の製鉄法自体はありふれた物であるが、木炭生産のための森林資源が豊富で、且つ雨季が存在するためその回復も速く、他にも中国地方で採れる良質な砂鉄の存在や、対する鉄鉱石の産出量の低さ等々の要因により、日本において製鉄はやや特異な発展を遂げてきた。

構造[編集]

江戸時代中期に完成した永代たたらの構造図。

時代や地域によって違いはあるが、たたら製鉄では基本的に高さの少ない長方形の炉が使用された。中世には長さが約2~5メートル、幅は約1~2メートルの製鉄炉が使われている[13]。この箱形低炉は粘土で作られ、製鉄の際には炉材が溶媒の役割を兼ねるために、鉄が出来ていくに従って炉壁の下部が少しずつ内側から削られてゆくのが特徴である[14]。壁が薄くなり炉が耐えられなくなった所で操業を終えるが、この一連の作業単位を「一代(ひとよ)」と呼ぶ。炉は一代ごとに壊され、次回の操業はまた新たな炉を作って行なわれる。

たたらの語源ともなったフイゴにも時代ごとの変遷はあるものの、概ね箱形炉をはさんで長辺側に2台設置されるのが一般的で、それぞれ炉壁の両側下部より空気を送り込む。炉の内部は下に向かって徐々に狭まってゆく構造で、幅が最も小さくなる底部周辺に羽口があり、そこに鉄が生成される。

また、除湿と保温のための地下構造もたたら製鉄の発展に伴ない拡大してきた。近世中期には上部構造物の3倍の規模を持ち、炉の火力を落とさないためのさまざまな工夫が見て取れる。まず地下約1.5~2メートルにかけて厚い粘土の層を設けてそれより下からの地下水や湿気を遮断する。粘土層の下には木炭や砂利などの層が続き、最下部中心には排水溝を通す。一方、粘土層の上には深さ1.5メートル程の「本床(ほんどこ)」を設け、その中にを詰めて蒸し焼きにすることで地下構造全体を十分に乾燥させる。薪は木炭となって残り、それをそのまま突き固めて木炭との層とする。また、本床の両側には「小舟(こぶね)」と呼ばれる熱の遮断と湿気の発散を目的とした小さな空間を設ける。[15][16]

規模の変遷こそあるものの、初期を除いてたたら製鉄の基本構造に、時代ごとで根本的と言える程の違いは存在しなかった。

たたら製鉄の歴史[編集]

概略[編集]

広島県立みよし風土記の丘に移築復元された戸の丸山製鉄遺跡(古墳時代後期)の製鉄炉。

古代における国内製鉄に関しては未だ詳しくわかっていない事も多いが、朝鮮半島を経由して日本に製鉄法がもたらされたのは考古学的には6世紀半ばと見られている[17]。ただし発掘、研究の進展によっては、より遡る可能性がある。

当初は自然風のみを利用した方法だったため、「鉄滓(のろ)」と呼ばれる不純物を多く含んだスポンジ状の海綿鉄ができ、それを再度加熱した上、ノロと余分な炭素を叩き出すことで錬鉄や鋼に加工した。間もなくしてフイゴが使われるようになると、その後の技術の改良や進歩によってたたら製鉄は徐々に規模を拡大し始める。

続く奈良平安期頃にはどういった鉄が生産されていたのか不明だが、遺跡の発掘によって中国地方の山陰では砂鉄が、山陽では鉄鉱石が多く原料に使われたことが分かっている[18]。すでに初歩的な地下構造が出現し、炉も大型化が進んだ[19]

中世以降のたたら製鉄には間接製鉄法である「銑押し(ずくおし)」と直接製鉄法である「鉧押し(けらおし)」とが存在した。前者は中世から[20]近代の半ばにかけて全国で広く行われた方法であり[21]、対して後者は16世紀初頭になって登場した播磨国の「千種鋼(ちぐさはがね)」を始まりとする[22]

また年代ごとの方式の変遷として、古代・中世における露天型の「野だたら」から、近世中期以降の屋根を備えた固定型の「永代たたら」への移行といった流れがある。

このような長い変遷を経たのち、たたら製鉄が成熟し完成の域に達するのは18世紀に入ってからのことである[23]

銑押し(ずくおし)法[編集]

銑鉄

「銑押し(ずくおし)」は、まずたたら炉で炭素濃度の高い銑鉄を作り、それを「大鍛冶場(おおかじば)」と呼ばれる別の作業場において脱炭精錬して錬鉄や鋼にする方法である。

おおむね2つの手順を踏むために間接製鉄法に分類され、その操業日数から「四日押し」とも呼ばれる。不純物を多く含むものの、粒が細かいため還元が速く、銑鉄になりやすい赤目砂鉄(あこめさてつ)をおもな原料とした[24]

大鍛冶場は「左下場(さげば)」と「本場(ほんば)」とに分かれており、左下場では銑鉄を再度加熱して半溶融させ、その時フイゴで送った空気に含まれる酸素と反応させることで炭素量を減らす。それを本場においてもう一度加熱、脱炭した後、鍛錬して不純物を取り除く。そうして出来上がった錬鉄は「割鉄(わりてつ)」[注釈 2]、鋼は「左下鉄(さげがね)」と呼ばれ、脱炭の度合いによって各種の鉄を作り分けることができた。[21]

たたら製鉄は鎌倉期以降、このズク押しが主流であり[1][20]、中国地方を中心として日本各地で錬鉄や鋼、銑鉄が生産され、それらを用いて生活必需品や武器、農工具などさまざまな物が製造された。ちなみに近世後期には錬鉄は鋼の約2倍の価格で売買されており[25]、当時のたたら製鉄の生産の中心は鋼ではなく、汎用性に優れた錬鉄の方だった。

鉧押し(けらおし)法[編集]

玉鋼

いちど銑鉄を作ってからそれを錬鉄や鋼に卸すズク押しに対し、「鉧押し(けらおし)」は砂鉄から直に鋼を作りだす直接製鋼法である。

天文年間(1532~1554年)には播磨国で「千種鋼」の生産が始まっているが[22]、より大規模なものになるのは近世になってからである[26]。近世のケラ押しは「三日押し」とも呼ばれるが、それはズク押しよりも日数を短縮することで、より炭素量の低い鉄が出来る割合を増やした事による[25]

ケラ押しの主原料である真砂砂鉄(まささてつ)は不純物が少なく[24]、また粒が大きく還元の進む速度が遅いため[27]、銑鉄と共により炭素量の低い「鉧(けら)」と呼ばれる大きな鉄塊が炉の底に生成される特性を持つ[28]。ケラはさまざまな性質の鉄が混在する塊であり、その中には純度の極めて高い鋼(後に「玉鋼(たまはがね)」と呼ばれる)が含まれている。

1750年代にケラを大ドウ[注釈 3]と呼ばれる巨大な装置で割って鉄を各種類に選別する技術が開発されたことや[28]1790年代の錬鉄価格の暴落を背景とし[29]19世紀初頭には出雲国を中心にズク押しと並行して盛んに操業されるようになった。ズク(銑鉄)の多くは錬鉄に仕上げられ、ケラの中の鋼はそのままで商品として出荷されたが、当時はケラ押しによって生産される鋼の製品全体に対する割合は25%程度であった[25]

このケラ押しは、ズク押しに較べ操業された地域や時代は限定されていたものの、直接製鋼法としては世界的に見ても珍しい形で発展を遂げた。

鞴(ふいご)の進化[編集]

江戸時代に使用されていた大板山たたら製鉄遺跡萩市)の高殿跡(製鉄炉と天秤鞴)。

国内製鉄においてフイゴが使われだしたのは遅くとも6世紀後半から7世紀初頭と見られているが[30]、初期に使われたのは鹿を袋状にした「吹皮(ふきかわ)」と見られ、十分な火力を生むことができなかった[17]

そこで8世紀には東北地方南部や関東地方において、板の両端を数人ずつで交互に踏んで送風するシーソー式の「踏み鞴(ふみふいご)」が出現する[19]。中世になると、手動でピストンを往復させて空気を送る箱型の「吹差し鞴(ふきさしふいご)」が使われだした。

1691年の出雲国における「天秤鞴(てんびんふいご)」の開発は、たたら製鉄の効率を大きく上げることとなる[31]。両端に支点のある2つの踏み板を真ん中に立つ1人ないし2人の番子(鞴を踏む作業員)が交互に踏む方式で、送風量の増加と番子の負担軽減をもたらした[20]

近世永代たたらの完成[編集]

17世紀初頭より始まった「鉄穴流し(かんなながし)」による砂鉄の大規模採取の実現[14]は、フイゴの改良と相俟って鉄の増産を可能にした。

また、たたら場の施設全体にも大きな変化があった。近世中期の「永代たたら」への移行である。それまでの「野だたら」は、砂鉄や木炭用の森林資源を求めて移動を繰り返す必要があったが、永代たたらではたたら場全体を「高殿(たかどの)」と呼ばれる建物で覆って固定化することで、操業の全天候化の他、地下構造を含めた施設全体の拡大やそれに伴う増産が可能になった。[32]

近代以降[編集]

たたら製鉄は19世紀の初めには成熟期を迎え、幕末から明治中期にかけても依然として国内製鉄の中心だった[33]。しかし明治30年代、安価な輸入鋼材の流入、及び国内での洋式製鉄の伸張により急速に衰退[24]大正12年に商業生産を終えた[23]

その間にズク押しは失伝してしまうが[34]、ケラ押しの方は昭和8年より始まる「靖国たたら」により生き残ることになる[24]軍刀用の玉鋼生産のためという用途が限定された操業であったため、それまでのケラ押しとは異なり鋼の生産を第一の目的とし、昭和20年大戦末期まで作刀用鋼材を供給し続けた。その後の敗戦による武装解除によってもはや需要は見込めない状況となり、再びたたらの火は消える。活動を再開した数少ない刀匠たちは靖国たたらの在庫等を使って作刀を続けた。

昭和52年、刀剣関係者の努力が実り、靖国たたらの遺構を利用する形で「日刀保たたら」として復元に成功[35]。19世紀初頭に完成した「永代たたらによるケラ押し」を現代に継承している[36]

作業手順[編集]

たたら製鉄は近世まで一子相伝であったため、遺構の発掘の成果や数少ない文献の記述などによってその概要が知れるのみであり、各時代の詳細な作業方法や手順までは記録に残されていない[37]。これはズク押しの技術が途絶えた原因にもなった訳であるが、ケラ押しは靖国たたら、及び日刀保たたらによって辛うじて命脈を保った。このため、以下の記述は後世に伝わった幕末から近代にかけての、ケラ押しによる操業手順となる。
(以下、靖国たたらに於ける昭和10年11月18~22日の操業記録[38]に基づく)

操業は約70時間、中断なく継続して行なわれる。全体の工程は「籠り(こもり)」、「籠り次(こもりつぎ)」、「上り(のぼり)」、「下り(くだり)」の計4期からなり、それぞれの所要時間は概ね7時間半、7時間半、18時間、36時間程となる。現場での指示は「村下(むらげ)」が担当し、送風量の増減や砂鉄と木炭の投入時期などを決める。

籠り期[編集]

まず準備段階として、種火の入った炉に木炭を充填して送風を開始する。その後2時間程たち、炉の温度がある程度上がった所で「籠り砂鉄」を投入し始める。この砂鉄は粒が細かく溶けやすいため、粘土でできた炉壁と比較的すみやかに反応してノロ(鉄滓)を作り出し、そのノロが熱を籠らせる役割を果たす。
ここからが籠り期となり、木炭、その後再び砂鉄と、交互に約30分ごとの投入を繰り返す。定期的に余分なノロを排出する。

籠り次期[編集]

投入する砂鉄を、主原料である真砂砂鉄に籠り砂鉄を4割程度混入したものに切り替える。
次第に炉の温度が上がってゆき、ノロの他にズク(銑鉄)もでき始める。

上り期[編集]

十分に熱が炉底に籠った所で、投入する砂鉄をすべて真砂砂鉄とする。この粒の粗い砂鉄は炉の中で完全には溶解せず、ノロに包まれる形でケラ(鉧)を生成する。
この頃になると、炎の色が初めの頃の赤黒色から山吹色に変わる。

下り期[編集]

砂鉄を投入する間隔を短くしてゆき、量も増やしてゆく。ケラが成長するとともに炉壁の侵食も進む。
ケラが肥大化し、炉がこれ以上耐え切れないと判断した所で、村下の指示で送風を止める。

その後、炉を壊して燃え残った炭を取り除き、ケラを引き出す。ケラは十分に冷ました後、破砕して選別する。
一代の操業で砂鉄約15トン、木炭約15トンを使用して、出来るズクは約2.25トン、鋼(但し玉鋼のみ)は約0.75トンである。

尚、現在も操業を続ける日刀保たたらでは、諸事情により籠り砂鉄を使用しない他、生産されるズクと鋼の比率が大きく異なる(ズク約0.2トン、玉鋼他約1.2トン)など、上記と相違がある[39]

日本刀とたたら製鉄[編集]

たたら製鉄で作られた鋼は古くから日本刀の製作に使用されてきたが[注釈 4]、前述の通り近代以降に洋式製鉄が主流になると幾度か途絶の危機に見舞われた。

現在は日刀保たたらが出雲安来地方島根県奥出雲町で唯一操業されており、日本刀や刃金の素材を製造している。目下のところ日本刀に使用される鋼のほとんどがこの直接製鋼された「玉鋼」であり、事業主である日本美術刀剣保存協会が刀匠への販売を請け負っているが、近年村おこしイベントとしてたたら製鉄を行う事例や、研究者や刀匠、愛好家による小型たたら製鉄もさかんに行われている(例:NPOものづくり教育たたら)。和包丁の一部には玉鋼を使用したものもある。

たたら製鉄と環境破壊[編集]

たたら製鉄は大量の木炭を燃料として用いる為、近世以前の中国山地ではたたら製鉄の為に禿げ山となった地域が珍しくなかった。また原料となる砂鉄の採取(「鉄穴流し」)は山間部の渓流を利用して行われた為、流出する土砂によって下流の農業に大きな影響を与えた。この為、鉄山師は操業に先立って流域の農村と環境破壊に対する補償内容を定める契約を交わし、冬のみに実施することとなった[40]。だが、木を伐採する際は計画的に行っているので、辺りの山すべてを禿山にするわけではない[要出典]

たたら製鉄を題材とした作品[編集]

注釈[編集]

  1. ^ 神武天皇の后として「媛蹈鞴五十鈴媛命(ひめたたらいすずひめのみこと)」の名が記述されている。[4]
  2. ^ その形から「包丁鉄(ほうちょうてつ)」とも呼ばれる。
  3. ^ 金偏に胴。
  4. ^ ただし、日本刀のうち慶長年間より前に作られたもの、すなわち「古刀」にまで遡ると、その材料や製法は伝承されておらず、使われた鋼がたたら製鉄によるものなのか否かは判断できない。

出典[編集]

  1. ^ a b 永田 2005, p. 13
  2. ^ 俵 1953, p. 64
  3. ^ エンカルタ総合大百科』2003年版、マイクロソフト、見出し語「たたら」。
  4. ^ 宇治谷孟訳 『全現代語訳 日本書紀』上巻、講談社〈講談社学術文庫〉、1988年、108頁。
  5. ^ ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典』、見出し語「たたら」。
  6. ^ 俵 1910, p. 103
  7. ^ 俵 1933, 著書名副題
  8. ^ たたらの話”. 日立金属. 2016年12月5日閲覧。
  9. ^ 2015年1月23日 たたら製鉄とタタールとの関係研究へ タタルスタンから視察団”. 産経ニュース. 2016年12月5日閲覧。
  10. ^ 齋藤ら 2012, p. 180
  11. ^ 飯田 1980年, p. 128
  12. ^ 永田 1998, p. 32
  13. ^ 河瀬 1997, p. 219
  14. ^ a b 舘 2005, p. 7
  15. ^ 小塚 1966, pp. 38-40
  16. ^ 永田ら 2001, p. 46
  17. ^ a b 舘 2005, p. 3
  18. ^ たたらの話”. 日立金属. 2016年11月19日閲覧。
  19. ^ a b 舘 2005, p. 4
  20. ^ a b c 舘 2005, p. 5
  21. ^ a b 清永 1994年, p. 1455
  22. ^ a b 鈴木 2005, pp. 98-99
  23. ^ a b 永田・鈴木 2000, p. 64
  24. ^ a b c d 清永 1994, p. 1453
  25. ^ a b c 片山ら 2005, p. 125
  26. ^ 鈴木 1990年, p. 86
  27. ^ 鈴木・永田「たたら生産物-」 1999, p. 54
  28. ^ a b 片山ら 2005, p. 124
  29. ^ 舘 2005, p. 9
  30. ^ 鈴木 1990, p. 23
  31. ^ 片山ら 2005, p. 123
  32. ^ 舘 2005, pp. 6-7
  33. ^ 永田 2004, p. 220
  34. ^ 小塚 1966, p. 46
  35. ^ 鈴木・永田「たたら製鉄-」 1999, p. 43
  36. ^ 永田・鈴木 2000, p. 71
  37. ^ 小塚 1966, p. 37
  38. ^ 小塚 1966, pp. 40-45
  39. ^ 鈴木・永田「たたら製鉄-」 1999, pp. 44-47
  40. ^ 有岡利幸 『里山Ⅰ』 法政大学出版局、2004年、231-261頁。
  41. ^ たたら侍”. 2016年11月15日閲覧。

参照文献[編集]

  • 飯田賢一 「古代日本製鉄技術考」『鉄と鋼』第66年第5号、日本鉄鋼協会、1980年。
  • 片山裕之・北村寿宏・高橋一郎 「江戸時代における奥出雲たたら製鉄の経営の展開」『鉄と鋼』Vol. 91 No. 1、日本鉄鋼協会、2005年。
  • 河瀬正利 『たたら吹製鉄の技術と構造の考古学的研究』 渓水社、1997年。
  • 小塚寿吉 「日本古来の製鉄法 “たたら” について」『鉄と鋼』第52年第12号、日本鉄鋼協会、1966年。
  • 齋藤努・坂本稔・高塚秀治 「大鍛冶の炉内反応に関する検証と実験的再現」 国立歴史民俗博物館研究報告第177集、2012年11月。
  • 清永欣吾 「たたら製鉄とその金属学」『まてりあ』第33巻第12号、日本金属学会、1994年。
  • 鈴木卓夫 『たたら製鉄と日本刀の科学』 雄山閣出版、1990年。
  • 鈴木卓夫・永田和宏 「たたら製鉄(鉧押し法)の復元と村下安部由蔵の技術」『鉄と鋼』Vol. 85 No. 12、日本鉄鋼協会、1999年。
  • 鈴木卓夫・永田和宏 「たたら生産物「玉鋼」の性質に及ぼす「籠り砂鉄」使用の影響」『鉄と鋼』Vol. 85 No. 12、日本鉄鋼協会、1999年。
  • 鈴木卓夫 「鉄仏の製作年代と古伝書「古今鍛冶備考」からみた銑押し法と鉧押し法の成立期の検討」『鉄と鋼』Vol. 91 No. 1、日本鉄鋼協会、2005年。
  • 舘充 「わが国における製鉄技術の歴史-主としてたたらによる砂鉄製錬について」『鉄と鋼』Vol. 91 No. 1、日本鉄鋼協会、2005年。
  • 俵国一 『鐵と鋼-製造法及性質』 丸善、1910年。
  • 俵国一 『古来の砂鐵製錬法-たたら吹製鐡法』 丸善、1933年。
  • 俵国一 『日本刀の科學的研究』 丸善、1953年。
  • 永田和宏 「小型たたら炉による鋼製錬機構」(所収:日本鉄鋼協会刊 「鉄と鋼」誌 Vol. 84 No. 10、日本鉄鋼協会、1998年。
  • 永田和宏・鈴木卓夫 「たたら製鉄の炉内反応機構と操業技術」『鉄と鋼』Vol. 86 No. 1、日本鉄鋼協会、2000年。
  • 永田和宏・羽二生篤・鈴木卓夫 「たたら製鉄炉地下構造における小舟の役割」『鉄と鋼』Vol. 87 No. 10、日本鉄鋼協会、2001年。
  • 永田和宏 「たたら製鉄の発展形態としての銑鉄製錬炉「角炉」の構造」『鉄と鋼』Vol. 90 No. 4、日本鉄鋼協会、2004年。
  • 永田和宏 「たたらを現代に」『NIPPON STEEL MONTHLY』11月号、新日本製鐵、2005年。

関連項目[編集]

外部リンク[編集]