ブルーマリー炉をつくり鉄を製錬する — 鉄器時代

設計：竪型炉

ブルーマリー炉は還元柱をつくる背の高い竪穴です。鉱石と木炭を上から装入し、空気を下から吹き込むと、鉄のブルームが底にたまります。

仕様

• 高さ：80〜120 cm。小型の実験炉でよくある大きさです（炉が高いほど、ガスが鉱石を還元する時間が長くなります）
• 内径：25〜35 cm
• 壁の厚さ：10〜15 cm（窯と同じく粘土と砂の混合）
• 羽口（tuyère）：内径数センチの粘土管で、底の近く、炉床の上から壁を貫いて入り、中心に向かって下向きに傾けます。高さと角度は実績のある炉の設計ごとに異なるので、数字を混ぜ合わせず、記録のある一つの設計に従ってください
• 取り出し口（任意）：ブルームを取り出すための基部の開口部。製錬中は粘土でふさいでおきます

つくり方

1. 浅い鉢形のくぼみ（炉床）をもつ円形の粘土の基礎をつくります。ここでブルームができます。
2. Blueprint 02の紐づくり（coil）の技法を使い、さらに高く積みます。
3. 羽口（粘土管）を、選んだ設計が指定する高さで、炉床の上から壁に通して取り付けます。
4. 天候に応じて数日から1週間以上乾燥させます。ブルーマリー炉は窯より厚いので、乾燥に時間がかかります。
5. 少しずつ熱い火を焚いて焼き締めます（Blueprint 02と同じ手順）。

鉱石の準備

1. 鉱石を焚き火で数時間焙焼します。水分と一部の不純物が抜け、含水酸化物が変化し、岩石質の鉱石が砕きやすくなります。
2. 焙焼した鉱石をヘーゼルナッツ大（1〜2 cm）に砕きます。細かすぎないように — 空気が通る必要があります。
3. 砕いた鉱石を洗い、粘土や軽い不純物を取り除きます。

製錬（6〜10時間）

1. 予熱：炉を木炭で満たして点火します。ふいご（bellows）を使って1時間ほど燃やし、木炭を足しながら、炉全体が熱くなるまで待ちます。
2. 最初の装入：量った木炭を1回分入れ、その上に量った鉱石を1回分入れます。層の厚さで判断せず、装入物は量ってください。製錬全体では木炭と鉱石はほぼ同じ重さで使われ、木炭が還元雰囲気を保ちます。
3. 装入を続ける：柱が1回分下がるたびに、上から木炭、次に鉱石をもう1回分入れます。
4. ふいご — 止めずに：2人で交代するか、複動式のふいごを使います。送風を止めてはいけません。強制送風がないと炉はすぐに冷えます。
5. 鉄滓（スラグ）の排出：溶けたスラグ（約1200 °Cの液状のガラス）はブルームの上にたまります。炉に湯出し口があれば、ときどき開けてスラグを流し出します。なければスラグは炉床に残るので、スラグが羽口まで上がって送風をふさがないよう、炉床を十分に深くしておく必要があります。
6. 所要時間：6〜10時間の連続操業。すべての鉱石を処理し終えたら製錬は完了です。

内部で起きていること

Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂    (約800-1200 °Cで)

（木炭から出る）一酸化炭素が酸化鉄を金属鉄に還元します。しかし銅と違い、鉄は決して溶けません — 固体の粒子として生じ、それが互いに溶着して、液状スラグの溜まりの中にある海綿状の塊（ブルーム）になります。

ブルームの取り出し

1. 製錬の終わりに、ブルームがまだ鍛接温度のうちに取り出します。すぐに締め固めるのがいちばん楽で、あとで再加熱することもできます。
2. 取り出し口がある場合：粘土のふたを割り、火ばさみでブルームを引き出します。
3. 取り出し口がない場合：炉の下部を壊してブルームを取り出します。（炉は使い捨てでかまいません — 歴史上のブルーマリー炉の多くは一度きりでした。）

見えるはずのもの

ざらざらした多孔質の塊 — 小さな製錬なら多くの場合大きめのグレープフルーツほど — 赤褐色から暗灰色で、海綿状で、ガラス質のスラグがあちこちに閉じ込められています。これがあなたのブルームです。

締め固め（重要な工程）

生のブルームはスラグや炭のかけら、空隙だらけです。不純物を絞り出し、鉄の粒子を互いに鍛接するために、熱いうちに鍛打しなければなりません：

1. ブルームは鍛接温度（明るい黄色から黄白色）で扱い、冷えるたびに火床で再加熱します。
2. 金床に載せ、軽い打撃から始めます：取り出したばかりのブルームはもろく、崩れることがあります。まとまってきたら強く打ちます — スラグが火花やしずくとなって飛び散ります。迫力があり危険です。保護メガネを着け、見物人を遠ざけてください。
3. 締まってきたら、切り込み、折り返し、もう一度鍛接してさらに精錬します。何度も加熱することになります。
4. 鍛接のたびに空隙が閉じ、スラグが押し出されます。
5. 締め固めが終わると、粗い錬鉄の棒が手に入ります。

イノベーションの連鎖が完成

これで木 → 木炭 → 窯 → 銅 → 青銅 → 鉄という道筋をたどりました。どの段階も前の段階の上に築かれ、どれも積み重なった知識を必要としました。イノベーションはこうして進みます — ばらばらの発明ではなく、一つの能力が次の能力を可能にする、つながった連鎖として。

次に来るもの

ブルームから得た鉄は使えますが、やわらかいままです。連鎖の次のイノベーション：

• 浸炭：鉄を木炭で包んで何時間も加熱 → 炭素が中へ拡散 → 鋼（より硬い）
• 焼入れ：鋼を赤くなるまで熱して水に入れる → マルテンサイトが生成 → とても硬いがもろい
• 焼戻し：焼入れした鋼を決まった温度まで再加熱（青い焼戻し色は約300 °C）→ 硬さを少し手放して、はるかに大きな靭性を得る
• パターン溶接（模様鍛接）：炭素量の違う鋼を折り重ねて鍛接 → 模様鍛接鋼（よく「ダマスカス」と不正確に呼ばれる）

それぞれが、イノベーション・トレイルの今後のblueprintになります。