６６-１２．イギリスでは紀元前から湖沼鉄を製錬した

古代日本で製錬された原料は砂鉄か磁鉄鉱で、褐鉄鉱の製錬滓のデータは皆無である。ヨーロッパでは褐鉄鉱の一種の湖沼鉄（Bog Iron）が広く分布し、製鉄の原料として用いられている。１８世紀に産業革命を起したイギリスは、紀元前から製鉄が行われていて、各所から古代の鉄滓が出土しており、Dr.T.P.Young氏らによって分析がなされている。私が集めた鉄滓の分析データは湖沼鉄の製錬滓で、生産年代は●ＢＣ３Ｃ～４Ｃ）、●ＡＤ１Ｃ～４Ｃ、●ＡＤ９Ｃ～１４Ｃのものである。私の製錬滓の判別が通用するか、製錬滓の分析データから横軸を鉄の成分％（Ｔ・Ｆe）とし、横軸をＴｉＭｎ指数として分布図を作成した。Ｚ２８３に見られるように、紀元後の製錬滓のデータは、ほぼ製錬/鍛冶直線の上の領域にあり、私が定めた製錬滓の領域と同じである。しかし、紀元前の製錬滓データの多くは精錬滓の領域にあった。

 

イギリスと日本の製錬滓の大きな違いは、日本の砂鉄・磁鉄鉱の製錬滓の鉄の成分（Ｔ・Ｆe）は、そのほとんどが５０％以下であるのに対して、イギリスの湖沼鉄の製錬滓は、紀元前・紀元後共に５０％以上のものが多いということだ。私は製錬滓に含まれる（ＣaＯ＋ＭgＯ）の値に注目し、日本の●砂鉄・●磁鉄鉱の製錬滓とイギリスの▲湖沼鉄の製錬滓とを比較しＺ２８４に示した。グラフを見やすくするために（ＣaＯ＋ＭgＯ）の値は平方根にしている。イギリスの湖沼鉄の製錬滓で鉄含有量（Ｔ・Ｆe）が５０％以上では、（ＣaＯ＋ＭgＯ）の含有量が少ないことが分かる。

 

鉄の製錬における反応は複雑であるが、その根本はＦeＯとＳiＯ2の反応であり、その状態図をＺ２８５に示す。鉄滓には必ず含まれている物質が、１２０５℃で溶融するファイヤライト（Ｆe2ＳiＯ4）で、2ＦeＯ・ＳiＯ2とも表記され、Ｔ・Ｆeは５５％である。鉄の製錬におけるＦeＯとＳiＯ2の反応は、状態図において"Ａ"（Ｔ・Ｆe：４８％）と、"Ｃ"（Ｔ・Ｆe：６０％）のＡＣ間で行われている。イギリスの製錬滓でＴ・Ｆeが５０％から６０％ものが多いということは、古代の湖沼鉄の製錬ではファイヤライトが溶融し、スラグとして排出されたからである。

 

日本の砂鉄・磁鉄鉱の製錬滓のＴ・Ｆeは、ほぼ４８％以下である。これは状態図Ｚ２８５の"Ａ"より左側で反応が行われたのでなく、ＳiＯ2がＦeＯ以外の酸化物と反応して、スラグが出来たということになる。ＣaＯとＭgＯはＦeＯとＳiＯ2の反応を阻害する働きがあり、これらの多い原料は鉄成分（Ｔ・Ｆe）の少ないスラグが生成されると考える。現在の高炉による製錬で石灰を入れるのは、この性質を利用して鉄がスラグの中に含まれないようにして、鉄の収率を上げているのであろう。

 

イギリスの紀元前の湖沼鉄の製錬では、経験からＭnＯ・ＴiＯ2・ＣaＯ・ＭgＯの少ない原料が選定され、低温で直接製錬が行われ塊錬鉄（iron bloom）が作られた。製錬滓はファイヤライトが中心で、ＭnＯ・ＴiＯ2が少ないことから精錬滓の領域に入っている。イギリスの紀元前の湖沼鉄の製錬滓●と、日本の精錬滓（砂鉄■、磁鉄鉱■）を比較した。Ｚ２８６に示すように、ＭnＯ・ＴiＯ2・ＣaＯ・ＭgＯの合計が２.０％（目盛１.４）以下であれば、例え精錬滓の領域にあっても製錬滓といえることが判った。