Title Charcoal Production

  • Shimane
Topic(s):
Historic Sites/Castle Ruins
Medium/Media of Use:
App, QR code, etc.
Text Length:
≤250 Words
FY Prepared:
2023
Associated Tourism Board:
tetsu no michi bunkaken suishin kyogikai

木炭の製造


たたら製鉄では、木炭は燃料と還元剤の両方を担当する。木炭を燃やすと一酸化炭素が発生し、これが砂鉄に大量に含まれる酸化鉄と反応すれば、酸化鉄から酸素が離れ鉄になる。


たたらの木炭は、ブナ科の木、マツ、クリなど、伐採した切り株から新しい芽が生えてくる広葉樹を使用して作られた。


木は、火がつかないように低酸素の環境で数百度まで加熱して炭にした。下の大きな木片のように高殿の炉の燃料として使われた木炭と、大鍛冶場(中)や家庭で使われた木炭(右)は、用途に応じて異なる方法で作られた。たたら炭は低温で長時間加熱されるため、揮発性有機物が多く残り、固定炭素の含有量が少なく、より速く、より熱く燃えた。


木炭用の木材を大量に輸送するにはコストがかかるため、製鉄所は木材を集めやすい山の近くにあることが多かった。木は30年周期で伐採されるため、製鉄所の経営者は森林資源を持続的に管理しなければならなかった。たたら炉1基を1年間稼働させるには約110ヘクタールの森林が必要だったため、1回の周期(30年)で3,300ヘクタールが伐採され、炭になったことになる。

木炭生產


在吹踏韝(韝,音同「備」,即古代的鼓風機)冶煉過程中,木炭除了是燃料,還是還原劑,因為木炭燃燒產生的一氧化碳會與鐵砂中的主要成分氧化鐵發生反應,消耗掉其中的氧原子,留下單純的鐵元素。

燒製吹踏韝冶煉用木炭的樹木種類很多,像是櫟木、松木、栗木都可以利用。為了避免明火燃燒,必須在低氧環境下把木材加熱至數百攝氏度,直到碳化為木炭。下面展示的這種大塊木炭是吹踏韝冶鐵工場的熔爐燃料,而大鍛冶場(精煉作坊;中)和家庭(右)使用的木炭因為用途不同,燒製工藝也有所差異。吹踏韝木炭在較低溫度下長時間加熱,揮發性的有機物留存較多,固定碳元素含量較低,因此著火更快、溫度更高。

大量運輸燒炭所需木材的成本相當高,為了便於伐木取材,冶鐵工場往往就建在山地森林附近。伐木週期通常為30年,冶鐵工場長「鐵師」必須擔負起維繫森林資源永續開採的責任。一座吹踏韝熔爐一年(平均每年操作60輪)要消耗大約810公頃森林所產的木材,也就是說,僅僅在一個開採週期內就會有24,300公頃森林被砍伐並燒成木炭。

木炭生产


在吹踏鞴(鞴,音同“备”,即古代的鼓风机)冶炼过程中,木炭既是燃料,又充当了还原剂。木炭燃烧产生的一氧化碳与铁砂中的主要成分氧化铁发生反应,消耗掉其中的氧原子,留下单纯的铁元素。

烧制吹踏鞴冶炼用木炭的树木种类多样,栎木、松木、栗木都可以利用。为避免明火燃烧,木材要在低氧环境下加热至数百摄氏度,直至碳化为木炭。下面展示的这种大块木炭是吹踏鞴冶铁工场使用的熔炉燃料,而大锻冶场(精炼作坊;中)和家庭(右)使用的木炭因为用途不同,烧制工艺也有所差异。吹踏鞴木炭在较低温度下长时间加热,挥发性有机物留存较多,固定碳元素含量较低,因此着火更快、温度更高。

由于大量运输烧炭所需木材的成本相当高,为了便于伐木取材,冶铁工场往往就建在山地森林附近。伐木周期通常为30年,冶铁工场主“铁师”需承担维系森林资源可持续开采的责任。一座吹踏鞴熔炉一年(平均每年操作60轮)要消耗大约810公顷森林所产的木材,换而言之,仅仅一个开采周期就有24,300公顷森林被砍伐并烧成木炭。

목탄 제조


다타라 제철에서 목탄은 연료와 환원제의 두 역할을 담당합니다. 목탄을 태우면 일산화탄소가 발생하는데, 이것이 사철에 대량으로 포함된 산화철과 반응하면 산화철에서 산소가 떨어져 철이 됩니다.


다타라의 목탄은 참나무과의 나무, 소나무, 밤나무 등 벌채한 그루터기에서 새롭게 싹을 틔운 활엽수를 사용하여 제조되었습니다.


나무는 불이 붙지 않도록 저산소 환경에서 수백 도의 고온으로 가열하여 숯으로 만들었습니다. 아래에 있는 커다란 나무조각처럼 다카도노 용광로의 연료로 사용된 목탄과 오카지바(가운데)나 가정에서 사용된 목탄(오른쪽)은 용도에 따라 다른 방법으로 만들어졌습니다. 다타라 목탄은 저온에서 장시간 가열하여 휘발성 유기화합물이 많이 남아 있었기 때문에, 고정 탄소 함량이 적어 더 빠르고 더 뜨겁게 탔습니다.


목탄용 목재를 대량으로 수송하려면 비용이 많이 소요되기 때문에, 제철소는 목재를 모으기 쉬운 산 근처에 위치한 경우가 많았습니다. 나무는 30년 주기로 벌채되기 때문에, 제철소의 경영자는 산림자원을 지속적으로 관리해야 했습니다. 다타라 용광로 1기를 1년 동안 가동하려면 약 110ha에 이르는 삼림이 필요했는데, 이는 1회 주기(30년)로 3,300ha가 벌채되어 목탄이 된 셈입니다.

Charcoal Production


In the tatara ironmaking process, charcoal acts as both a fuel and a reducing agent. The burning of charcoal produces carbon monoxide, which reacts with and removes the oxygen from iron oxide (the largest component of iron sand) to create elemental iron.


Charcoal for tatara ironmaking was made from many different types of wood, including oak, pine, and chestnut. The wood was made into charcoal by heating it to hundreds of degrees Celsius in a low-oxygen environment that prevented it from catching fire. The charcoal used to fuel the furnace in the takadono workshop, like the larger pieces displayed below, and the charcoal used in ōkajiba forges (middle) and households (right) were made using different methods for different purposes. Tatara charcoal was heated longer at a lower temperature, leaving more volatile organic matter and a lower fixed carbon content, which caused it to burn faster and hotter.


Given the cost of transporting large quantities of timber for charcoal, ironworks were often located near forested mountains where wood could easily be gathered. The proprietor was responsible for managing the forest resources sustainably by harvesting wood in 30-year cycles. Operating a single tatara furnace for one year required around 110 hectares of forest, meaning that 3,300 hectares were chopped down and turned to charcoal over the course of a single cycle.

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