2011 Fiscal Year Annual Research Report
小型たたら炉におけるけらおよび銑の生成に及ぼす荷下り速度の影響について
Project/Area Number |
23917032
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Research Institution | Matsue National College of Technology |
Principal Investigator |
山本 誠司 松江工業高等専門学校, 実践教育支援センター, 技術長
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Keywords | たたら / 銑 / 吸炭時間 |
Research Abstract |
1.研究目的 たたら製鉄はわが国で発展した独特の直接製鉄法であり、砂鉄と木炭を原料とし木炭の燃焼により砂鉄を還元し鉄を得る方法である。研究では、けらおよび銑を作るうえでの吸炭時間の長短による変化を解明するため、小型たたら炉を製作し風量、炭の硬さ、送風方法を変え、また、砂鉄の種類がけらおよび銑に及ぼす影響を調査した。製造したけらおよび銑は鍛錬後に組織観察を行った。また、地域伝統技法の「たたら」を学生と行うことにより「ものづくり」の楽しさと文化を後世に伝える取り組みとした。 2.研究方法 浜砂鉄は弓ヶ浜および江津市の海岸で磁気選鉱により採取した。木炭は雑炭(主として楢)を4~5cm角に切断して用い、釜土は県東部のマサ土、赤土を用い築炉に供した。たたら炉は炉内寸法を300×400mmおよび200×300m高さ1100mに耐火煉瓦を積み上げ、内側に炉底部から600mm程度の高さまでV字型に釜土を貼り付けたものと、釜土のみで築炉したものを用いた。送風は180Wの送風機および吹差吹子を用いた。 3.研究結果および考察 浜砂鉄を用いて操業を行ったが、酸化チタンを川砂鉄より多く含むため、組織観察ではそれぞれセメンタイトとグラファイトが混在する銑が得られた。木炭の硬さを変えた場合、羽口付近の温度は硬い炭に比べて軟らかい炭は100℃程度低くなった、このため鍛錬後の組織では網状のセメンタイトが多く見られた。 吹差吹子を用いると、間歇送風となるため電動送風に比べ荷下り速度が遅くなるが、羽口付近の温度は風圧により高くなる。荷下り速度は送風方法、炭の硬さ、風速等により変化し、遅くなると高炭素の銑が形成される。また、炉内温度が低いと、ノロの流動性が悪くなり操業に悪影響を及ぼす。 卒業研究および学園祭に「たたら製鉄」を行い、伝統技法の「たたら」を介して「ものづくり」のおもしろさとたたら製鉄の技術、歴史、金属学を学んでもらえた。
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