0004.  １５００℃が作る東京スカイツリー―鉄鋼―

https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/Public/53202/53202_04.asp
無機工業化学 の単元です。

小単元

概要

鉄はもっとも身近な金属だ。 金属はカタチを自由に変えることができ、しかも強くしなやかだ。石斧で田んぼを耕すのがいかに困難かを想像すれば、鉄器が農耕を飛躍的に進歩させたことがうなずける。 日本では、 弥生時代 に鉄器が普及し、稲作がはじまり、定住生活がはじまりした。1)

古墳時代には、武器としての鉄器が使われた。

鉄の国産化が進むのは、飛鳥時代。工具として鋸が発達して、木造の寺社仏閣が建造された。

室町時代には、横引きできる鋸や鉋が発達。鉋は、桝や桶の普及に拍車をかけた。それまで甕で作られていた酒などの発酵製品が、桶で大量に作られるようになった。容器革命である。

図 材料の変遷
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１５００℃が作る東京スカイツリー―鉄鋼―

図 登呂遺跡
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日本酸素記念館＠山梨県2)

3)

日本においても、環境効率の高い製鉄技術の研究開発が進められています。新エネルギー・産業技術総合開発機構（以下 NEDO）は2008年より、製鉄過程で発生するCO2を削減する研究開発プロジェクト「環境調和型プロセス技術の開発／水素還元等プロセス技術の開発（COURSE50）」を進めています。

出典：
CO2排出量ゼロ！製鉄の常識を覆すBoston Metalのイノベーションとは？ 4)

5)

図 金属のイオン化傾向
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【関連講義】電気化学の庵,先カンブリア時代6)

【物理量】温度 T 〔K〕

元素名の鉄とスカイツリーを作る鉄の違い−元素名、化合物名、材料名−7)

磁鉄鉱磁性材料

鉄8)

鉄(Fe)

鉄

近代製鉄の転炉で使う酸素は、空気を液化蒸留して作ります。

空気（液化＋蒸留）＝窒素＋酸素

コークス

ＪＩＳ．Ｇ―鉄鋼・ステンレス（ステンレス）

ＪＩＳ．Ｇ―鉄鋼・ステンレスの工業規格9)

ＪＩＳ．Ｅ―鉄道、線路

10)

日本の金属の使用は弥生時代11)に始まる。稲作は鋤鍬の発明によって実現するのである。

イネ12)

石器と鉄器の作り方の違いを議論してみよう。

橋の科学館＠兵庫県神戸市13)

周期表のほとんどは金属ですが、金属は工業的には鉄鋼と非鉄金属に分類されます。

元素は、ものを構成する要素として現在までに１１８個が確認されています。これらは大別すると金属元素と非金属元素に二分されます。物質の最小の単位ではありませんが、構成要素として実用上はこれら元素の組み合わせによってあらゆるものが出来ていると言えます。地球上で発見もしくは人工的に合成されたものが下記の１１８からなる元素周期表ですが、原子番号１０４番以降は超重元素という天然にはほとんど存在しない放射性元素となります。

出典：
元素周期表 14)

家庭用、産業用を問わず、ステンレスを成分で分ければその種類は200を超えると言われます。こうした細分化した見方のほか、大きな分類でみれば、その成分はクロム系とクロムニッケル系の二種類になります。また金属組織から分類した場合、マルテンサイト、フェライト、オーステナイト、析出硬化系、二相系（オーステナイト・フェライト系）といった五分類もできます。

出典：
ステンレスの種類 | 成分と金属組織、熱処理によって多様な性質を持つ 15)

製鉄　鉄鋼　石炭　コークス　炭素材料　冶金

関連の展示品

参考文献（ 書籍 ・論文 ・ＵＲＬ）