反射炉
Channel: 宇宙のすべての知識 プリンシピア
Date: 24/01/2022

反射炉, by Wikipedia https://ja.wikipedia.org/wiki?curid=252370 / CC BY SA 3.0

#炉・燃焼機器
#製鉄
#江戸時代
1853年に造られた韮山反射炉。
鉄骨のフレームは耐震補強用。
反射炉（はんしゃろ、英語：Reverberatory furnace）とは、金属融解炉の一種。
18世紀から19世紀にかけて鉄の精錬に使われた。
ただし、もとは鉄以外の金属に用いられた設備で現代でも鉄以外の金属の精錬に用いられている。
パドル法で錬鉄を製造する反射炉の断面図 Firebox=燃焼室,、Hearth=炉床、Flue=煙突 熱を発生させる燃焼室と精錬を行う炉床が別室になっているのが特徴。
燃焼室で発生した熱（熱線と燃焼ガス）を天井や壁で反射、側方の炉床に熱を集中させる。
炉床で金属（鉄）の精錬を行う。
反射炉は初期には低融点の金属の融解、中期には高炉からの銑鉄の再溶解、後期には攪拌精錬法（パドル法）による錬鉄の生産に主に用いられた。
反射炉はもともと融点の低い銅や鉛などの金属の融解に利用されていた。
最初の反射炉は中世の時代にあったとされ、鐘を鋳込むときの青銅の溶解などに使用された。
17世紀末に初めて金属の製錬に適用された。
クレメント・クラーク准男爵（Sir Clement Clerke, 1st Baronet）と彼の息子タルボット（Sir Talbot Clerke, 2nd Baronet）は1678年、ブリストルのエイボン川の畔にキューポラ（cupolas、つまりは反射炉）を建てた。
1687年までは鉛の精錬に用いていたが、臭うので（訴訟になり）銅の精錬用に変えた。
反射炉は次の十年の間に錫等の幅広い金属の精錬に用いられるようになった。
旧来の精錬方法に比べて褐炭や木炭ではなく石炭を燃料として使用できるという優位性があった。
鉄の鋳造技術においてはヨーロッパでは18世紀まで鋳鉄は硬くて脆いものとされていたため鍛造の鉄が重宝された。
しかし、1735年にダービー2世が高炉での鋳鉄の製造に成功し、シリコンの高い加工可能な鋳鉄ができるようになったことで蒸気機関などの製造が可能となり産業革命が起こることになった。
この高炉の発明後、1766年にクラネージ兄弟（Cranege brothers）によって高炉でできた銑鉄を再溶解する反射炉が発明され、高炉から独立して大量の溶湯を得ることができるようになった。
1784年にはヘンリー・コート（Henry Cort）によって攪拌精錬法（パドル法）が発明され反射炉は錬鉄の生産に用いられるようになった。
これにより旧来の塊鉄炉（finery process）は置き換えられた。
ヨーロッパでは1760年代のクラネージ兄弟による発明から、1850年代のベッセマー転炉の発明までの約90年間が反射炉の時代にあたる。
江戸時代後期になると日本近海に外国船の出没が増え、海防の必要性が問われるようになった。
外国船に対抗するには精度が高く飛距離の長い洋式砲が必要とされたが、従来の日本の鋳造技術では大型の洋式砲を製作することは困難であり、外国式の融解炉が求められることとなった。
外国の技術者を招聘することが叶わない時代でもあり、伊豆韮山代官の江川英龍、佐賀藩の鍋島直正などが、オランダの技術書（『鉄熕鋳鑑図』Ulrich Huguenin原著、金森建策訳）等を参考に作り始めた。
煙突部の遺構が現存する萩反射炉。
実用炉ではなく試験炉とされる。
江戸時代末期に、技術水準の差はあったが伊豆国、江戸、佐賀藩、薩摩藩、水戸藩、鳥取藩、萩藩、島原藩などで主に洋式の野砲の砲身を鋳造するために反射炉が作られた。
これらは幕府による伊豆国の韮山反射炉や江戸の滝野川反射炉を除き、主に幕藩体制の藩が中心となった。
なお、鳥取藩では郷士で廻船業を営む武信家によって進められ、また島原藩では民間人の賀来惟熊によって進められた。
鋳造された砲は、幕末には外国勢力への牽制として、また戊辰戦争などの実戦に用いられたとも言われているが、定説となってはいない。
反射炉に必要とされた耐火煉瓦の製造技術は、明治時代の洋式建築物に利用されるなど、歴史の転換に重要な役割を担った。
反射炉の製造技術の導入が、日本史において特記されるのは、鉄製の大砲の製造が可能になったからである。
かつての鋳造技術では砲身を鉄で製造する場合は材質を均一にできず、砲身が破裂する事故が多発した。
そのため大砲は鉄製から青銅製へと"進化"していった。
しかしその後の技術発達において、鉄製であっても材質を均一に砲身を鋳造する事が可能になり、再び鉄製の大砲が登場するが、日本では青銅砲の段階で技術が停滞したままであっ...