別冊「図書館だより」2017/8/25 発行
サイエンスカフェ in 鎌倉市腰越図書館

歴史に消えた鎌倉たたら製鉄

鎌倉高校に聞く！
たたら製鉄の謎を追う
日時：2017 年３月 25 日（土）13：30～15：30
場所：鎌倉市腰後行政センター１階

多目的室

講師：
鎌倉高校科学研究会顧問
鎌倉高校副校長

木浪信之（きなみ のぶゆき）氏、石川雅之（いしかわ まさゆき）氏、

鎌倉高校科学研究会生徒５名
主催：鎌倉市図書館
協力：神奈川県立鎌倉高等学校
参加者：67 名

はじめにがあって、その中で主人公が鉄練り（精錬した鉄）に鎌倉高校、科学研究会のご協力により、この度、鎌たずさわっている。稲村の砂浜を使って刀を作って倉市図書館と鎌倉高校のコラボレーションで、サイいく営みの中で「駆け込み」（縁切り、離縁）をしなエンスカフェを開催することができました。

ければならないという物語である。一昨年、「駆込み

この「別冊図書館だより」はその内容の記録です。

女と駆出し男」という映画になり、市川染五郎もこの小説を歌舞伎にしている。

ごあいさつ

今日の話では、なぜ名だたる正宗のような刀鍛冶が石川副校長（以下 石川）： 科学研究会のがんばり現在は無くなってしまったのかという謎に迫る。本で、画期的な成果にたどり着くことができたので、広校の科学研究会のメンバーが研究を重ねて、先輩たく皆さんにこのことをお知らせしたいと思っていたちがたどりつけなかった局面を突破し、結果を得た。

ところ、今回「鎌倉たたら製鉄の謎を追う」という場

なかなか結果が出ず、新たな研究に取り組もうか思を設けていただき、うれしく思う。

い悩んでいたが、腰越に住む私はこれを眠らせてお

私は鎌倉に住んでまだ 30 年ほどの新米。昔から鎌くわけにはいかないと思った。この研究にかかる費倉に住んでいた人に、稲村ガ崎が黒い砂浜だったと用は、ロータリークラブの有志より研究費をいただ

いうことを聞くと、合点がいく。故・井上ひさし氏のき、オール鎌倉で研究成果を出すことができた。成果

小説『東慶寺花だより』の中に、「おきん」という章を物理学会でも発表した。たたら製鉄研究は、実に鎌倉らしく、これからも発展する要素をもっている。日

この化学変化を反応式で表すと、本学生化学賞の一等もいただいた。今後も研究成果に磨きをかけていきたいと考えている。

Fe3O4

たたら製鉄とは…

→Fe ＋ CO2＋ 2FeSiO3（ケラ、鉄）（二酸化炭素）（ノロ、鉄滓）＋（砂鉄）

2SiO2＋C（砂）（木炭）

木浪教諭（以下 木浪）：鎌倉高校の木浪です。説明には数式・グラフ・反応式を入れたので、難しく感じとなる。

るかもしれないが、そういうものか、と柔らかく捉え（ノロとは不純物で、砂が酸素を吸い取ってできた二ていただければと思う。後の時間で生徒が質問にお酸化ケイ素のこと。）答えする。
「たたら製鉄」とは、材料に鉄鉱石ではなく、砂鉄炉の中の温度が 1,200℃になると砂鉄が溶け、溶けを使用した日本独自の古代製鉄法。語源はタタールた鉄は木炭の上にかかる。そうすると木炭の不完全人とも、鉄を運んできた民族の名前とも言われてい燃焼によって発生した一酸化炭素が、強力な還元剤る。砂鉄を鉄の材料にすることは、国外ではまれであとなって酸化鉄を還元し、純度の高い鉄ができあがる。日本は鉄鉱石が取れないため、砂鉄を使った。砂る。鉄は合金液滴として炉の下にポタポタと落ち、鉄は、鉄の融点（1,538℃）より低い 1,200℃で、現最終的にはケラ（ケラとはタタラの炉（釜）底にで代製鉄よりも高品質の鉄を作ることができる。現代

きた鉄塊のこと。鋼、鉄、銑などが含まれている。）

製鉄で作った鉄では刀を作れないが、たたら製鉄のになる。「これ鉄なの？」と思われる形状かもしれ鉄ならば刀を作ることができる。

ないが、切った断面はピカピカ光っている。炉からポタポタと垂れて集まるので、“す”が入る。

「海岸の砂鉄は海水で、すでに錆びてしまっているのではないか？」と、疑問を持つ方もいるかと思

日本の独自のたたら製鉄う。確かに砂鉄は錆びている。錆びているが、磁石に次に、日本の製鉄の歴史について振り返る。

はくっつく。

縄文時代晩期に鉄器と青銅器が伝わり、弥生時代砂鉄（正式には磁鉄鉱 Fe3O4）は、FeO と Fe2O3の中期には鍛治加工が始まる。その後、製鉄技術と共から成り立っているので、FeO を含む砂鉄は磁石にに鉄鉱石が入ってくる。日本は技術も原料も大陸に依存していた。日本では鉄鉱石が採れず、輸入のみ。
それだけでは追いつかず、砂鉄を使った。砂鉄では鉄鉱石と同じ方法では鉄ができないため、日本独自の製鉄方法が作られた。それがたたら製鉄。砂鉄の質は各地で異なり、奥出雲と稲村ガ崎ではまったく性質が違う。そのため、砂鉄の性質に合わせた炉や製鉄技くっつく。サビ（赤錆）の方は、Fe2O3。つまり FeO鉄分がなくなっている。磁力は FeO によって発生している。

術が発達した。
たたら製鉄が一番繁栄したのは江戸時代だった。
その後、明治維新で開国したため、現代製鉄が入り、大正時代にはたたら製鉄は消えてしまった。

たたら製鉄の実際

そして、これから…

全国的に見ると、かつては日本全国でたたら製鉄

木浪：レンガをきっちり積み上げ、たたら炉を作り、が行われていたが、室町時代末期から奥出雲の製鉄下に温度計を設置する。炉の高さは 1.7m。送風機とに淘汰される形でどんどん消えていった。

して掃除機もつけた。

鎌倉たたら製鉄は、（刀工の）正宗の相州伝確立の木炭は握りこぶしくらいの大きさに割る。始めにあと、数十年で廃れる。なぜ時の権力者に重用される木炭だけを燃やし、炉を十分加熱する。レンガ１枚分ほどの刀ができた場所なのに無くなってしまったのが 10 分で目減りするように火力を調節し、砂鉄 30か。その謎解きには、たたら製鉄をしてみるしかないキロを投入。その後、20 回ノロ出しという作業を行と思った。

い、空気を止めて炉を壊して鉄を取り出す。炉の横に穴をあけノロを取り出すと、なかにケラが残る。ノロ会場からたたら製鉄衰退についての質問とケラは溶ける温度が違うので分離して取り出すこ

Q：奥出雲の高度な炉の出現によって、ほかの製鉄がとができる。また、このノロを分析して、砂鉄の質を衰退したのか、社外秘のように技術を流出させない分析できる。

ために、そういうことがあったのか。
A（高校生）：奥出雲の砂鉄はとても鉄が作りやすい砂鉄で、最初、奥出雲の砂鉄で実験したら、簡単に鉄ができた。ところが、稲村ガ崎の砂鉄を使って同じ方法で作ろうとしたらできなかった。奥出雲の砂鉄が製鉄に向いていたのが原因だと思う。

2011 年、2012 年の実験
鎌倉高校科学研究会で 2011 年、出雲砂鉄を使ったたたら製鉄で、鉄が 5.5kg もできた。こんなに簡単に出来るのかと 2012 年に鎌倉砂鉄を使ったところ、30kg の砂鉄を用意したのに、全くできなかった。通常、鉄を鉄で叩いても粉々にならないが、ハンマーでA（木浪）：鉄作りは一子相伝で、部外秘。今でも奥たたいたら粉々になってしまった。つまり鉄になっ出雲の製鉄技術は極めて厳重に守られている。ていない。もしかしたら、ここに鎌倉たたら製鉄の衰Q：出雲には５つくらい鉄の製造を伝える家があり、退の謎があるのかもしれない、と考えた。

どの家も見渡す限りの山林を持っているが、それが30g の砂鉄を同じビンに入れてみると、出雲砂鉄と（存続の）決め手ですか？

鎌倉砂鉄では密度が全く違う。それぞれ 1,200 度〜

A（木浪）：４キロとか５キロの鉄を作るのに、５俵1,300 度の炉で溶かし、酸化させたところ、出雲砂鉄くらいの木炭を使う。広大な森林を必要で、それが確は「おこし」のようになり、鎌倉砂鉄はぬるっとした保できたのが奥出雲だった。

見た目になった。磁石につけてみると、鎌倉砂鉄は磁石にくっつく。ぬるっとした見た目はガラスによるが取れたことで砂の密度が上がる。その結果、カルシもので、ガラス質に砂鉄が封じ込まれて酸素の出入

ウムは出雲と同じレベルになり、鉄の割合も出雲をりができなかったといえる。

超えた。

2013 年の実験

2016 年の実験

2013 年、砂鉄の選鉱（水洗い、塩抜きを行って弱最新の 2016 年の結果では、チタンは減っていな

い磁力の砂鉄を取ること）を繰り返し、出雲砂鉄よりい。燃焼法で分析したところ、鉄の中には炭素やコバ密度が大きくなるように調整して再挑戦した。とこルトは増えているけれど、合金液滴が完全にできてろが失敗。出雲砂鉄より密度が高いのに、ノロと不純いる。こうして、安定して鉄を作ることができるよう物と鉄が分離できない。なぜ分離できなかったのか。になった。

蛍光 X 線で分析したところ、鎌倉砂鉄は出雲砂鉄

鎌倉時代に、どのような組成の砂鉄を使っていたに比べて、チタンとカルシウムの量が多く含まれてか、当時の鉄くぎを分析してみたいが、分析で破壊すいることが分かった。山から採取される出雲砂鉄とると文化財保護法に触れてしまうので、まだできて違い、鎌倉砂鉄は海から採っており、カルシウムは海いない。

からの影響が考えられる。カルシウムは取り除くことができるが、チタンは結晶の中に組み込まれてい質問コーナーるため除去することができない。

Q：深田製鉄遺跡（横浜市栄区上郷町）でかなり量の砂鉄は、含まれるチタンが５％未満だと「真砂砂鉄」、それ以上だと「赤目砂鉄」と呼ばれる。出雲は鉄が取れたと言われている。どういう加工をされて鎌倉に来たか等をご存知でしたら聞きたい。

真砂で、鎌倉は赤目。赤目砂鉄は不純物と砂鉄の融点が非常に近いので分離が難しく、いい鉄を作るのはＡ：そのことについては情報を持っていない。

難しいことがわかった。製鉄技術は“一子相伝”でや図書館より：今日、会場の後ろに関連図書を展示してっているので、カンと経験がわからないと技術が滅いる。鉄伝来の本や鎌倉の地域の本も少しある。多少んでしまう。

参考になるかもしれない。

2013 年の挑戦で得たノロとケラを分析したら全く同じ組成で分離できていなかった。分離するにはどうしたらよいか？粉炭を敷き、重いものが下、軽いものが上になるようにして、さらに温度制御を詳細に行った。また、砂鉄も、生徒が３ヶ月ほどかけて非常に熱心に選鉱した。その結果、2014 年に少量だが、極めて純度の高い鉄ができた。そこでチタンは、炉の形状で分けられるのではと考えるようになった。
カルシウム除去については、京都の鳴き砂が熱湯で復活した事例を元にお湯で洗ってみることにした。
30 分～１時間くらい鍋で煮ると、お湯が汚れ、汚れQ：司馬遼太郎の『街道をゆく』の中で、中国山地でという理解。の製鉄に触れている。たたら製鉄が廃れたのはマキがなくなったからではないかと思うが？

Q：鉄に関わる産業に従事する者として、若者がやってくれることを嬉しく思う。鎌倉高校の科学研究会、

A：山林がなくなったことが原因と考えられるが、当何人くらい部員がいる？ほかに研究しているか？

時の日本はそれなりに森林があった。にもかかわらず奥出雲だけ残ったのは、それだけが原因ではない

A：部員はこの５人です。３年は４人で、去年の４月のではという意見もある。鉄づくりをやってみると、に引退した。他の研究で先輩がやったものは、東日本非常に大変で難しい。奥出雲は安定して良質の鉄を大震災の後、放射線の鎌倉高校の敷地内での汚染具つくる技術を確立したが、他の地域は、巨大なスーパ合を調べて研究をし、発表までこぎつけようとした。

ーができたことで小さな小売店がだめになるようにまた、腰越の魚のマイクロプラスティック問題もや廃れていったのでは。っている。神奈川周辺の研究がなされていないので第一人者に、ということを考えている。

Q：非常に高度な研究ということで先生のご指導、生

普通高校では材料工学に触れる機会はないが、こ徒の頑張りに感心した。現在どの辺りまでチタンがういう研究をきっかけに材料工学にすすんだ生徒が減って、刀を作れるだけの十分な鉄が出来たのか？

いる。

A：刀を作るところまではまだ。生徒と刀工の方を訪Q：鉄の融点は 1,200℃、だが、1,200℃以下だとどうねる予定。

いうことが起こりうる？
A：1,200 度以上の高温にはならない。木炭ではそれ

Q：チタンは？

以上にはできないと考えられるし、炉も、あんな小さ

A：結晶構造からチタンは減らせない。それにもかかな炉では、1,500℃にはもっていけない。鎌高の炉はわらずなぜチタンが減ったのか。純粋な鉄を作って１本の送風管だけ。もし具体的にすごい温度にして、それを冷やすと、ポリクリスタルというものになる。

高炉のように溶かしたらどうなるのかはわからない。

サイコロみたいに積み上がるのではなく、いろんなところから冷えたりしてぐしゃぐしゃな多結晶という状態。単結晶になると完全に変わり比熱も強さも変わる。直径１㎜の鉄の線が、車を持ち上げるくらいになる。ただし、なぜそうなるのかというと、結晶構造をきっちり作っていかないとならないため難しくなるが、なぜ合金液滴が、チタンが排除されるのか。
チタンが入っていることによって融点が下がっていく、純粋であればあるほど融点が高くなる。液滴は純

Q：ノロとケラの語源は？

度が高く、発熱反応を起こす。給炭して、融点がさらA：分からない。製鉄からから出ている言葉は、地団に下がる、それが、このように落ちてきてケラになる

駄をふむ、おしゃかになる、おすみつき、いろいろな言葉で、たくさんあるが、ノロとケラの語源は分からない。

感想：鉄のテーマをぜひ続けていただきたいなと思う。鉄で面白いものを作って売店に置いておくとか、若い人のフレキシブルなアイディアで。OB を巻き込みつつ部員を増やしてほしい。
Q：炭についてお聞きしたい、炭が重要な役割。鎌倉
彫を磨くのも、友禅染めでも灰汁を使うなど、日本人この度、非常に興味深い話をお聞きすることがでは灰を多用している。炭素について、特性とか、昔のきました。ご参加の皆様、鎌倉高校の科学研究会のみ人がどうとらえていたか伺いたい。

なさん、木浪先生、そして鎌倉高校副校長石川雅之先生、ご協力本当にありがとうございました。この場をＡ：出雲に行った時、使う炭は木炭よりも生っぽい方がいいと聞いたが、私はそれを使ったことがなく、市販のものを使っていて、東北のお店から買っている。
製法を確立することが目的だったので、条件は固定している。鎌倉の砂鉄で出来ることは分かったので、他の地域の砂鉄を使って、同じ方法を試したい。赤目
砂鉄で出来ることを発表していきたい。
感想：興味深いお話ありがとうございました。私は、嫁ぎ先がたたらの砂鉄をやっている米子で、炭の話が出たが、相当量の木材、木酢液が取れて明治維新のあと栄えた。たたらの製鉄は優秀なすばらしい鉄ができるので残った。嫁ぐ時に「包丁は持ってこなくていい。うちのを使うように」と言われた。

中野：会場後ろに図書館所蔵の砂鉄を取っていた時の写真を飾り、鉄を調べるリストも作成した。いろいろな資料を揃えたので図書館でお借りいただきたい。

借りて厚く御礼申し上げます。