Tamahagane (玉鋼, "acero diamantado") - El acero japonés , conocido desde la antigüedad, son lingotes de hierro esponja. Es el principal acero para la fabricación de hojas de espadas y cuchillos. La mayoría de los armeros del Japón moderno utilizan este tipo tradicional de acero. Este acero se fabrica casi exclusivamente en hornos de fundición de tipo japonés llamados tatara bajo el control de NBTHK [1] en Yokota, una pequeña ciudad en la prefectura de Shimane en el oeste de Honshu , que suministra las materias primas a los armeros actuales. Estos hornos no fueron originalmente invenciones japonesas. Se cree que llegaron a Japón desde Manchuria a través de la Península de Corea en los siglos VI-VII. Para el siglo IX Tatara se extendió por todo Japón. La última estufa de este tipo se apagó recién en 1925 , pero pronto una de ellas volvió a funcionar en el pueblo de Yokota . La temperatura más alta en Tatara puede alcanzar los 1200-1500°C.
Tatara, al igual que otros hornos de fundición, utiliza la capacidad del hierro al rojo vivo para combinarse con el carbono , lo que da como resultado el acero . El mineral de hierro en Shiman se presenta en forma de arena negra, más precisamente magnetita arenosa negra (Fe 3 O 4 ) - satetsu (砂鉄 Sa : tetsu ) . El producto de la erosión de los depósitos naturales de mineral de hierro satetsu se encuentra a menudo en los lechos de los ríos o cerca de ellos, mezclado con limo y otros sedimentos. El hierro en esta mezcla de arena es solo alrededor del 1 por ciento.
En el período Edo , para separar el hierro, la mezcla de arena se inyectaba en canales de agua con obstáculos ondulados en el fondo. La arena de hierro más pesada se acumulaba detrás de los obstáculos, mientras que la arena más ligera se la llevaba el agua. Este antiguo método es económico y produce un mineral muy puro, pero la amenaza de contaminación ambiental obligó a abandonarlo.
Hoy, la arena se extrae con una excavadora, luego el mineral de hierro se extrae con un imán y se entrega a los tártaros en camión. En Tartaristán, para obtener carbón , se quema carbón vegetal , preparado a partir de tipos especiales de madera para quemar impurezas dañinas que contienen azufre y fósforo en el hierro y saturarlo con carbón. Los carbones resultantes se cubren con arena de hierro y se cubren inmediatamente con una capa de carbón vegetal. Esta operación se repite cada treinta minutos durante setenta y dos horas. Un ciclo de trabajo del tártaro dura cinco días. Durante el ciclo completo, el tártaro consume 13 toneladas de carbón vegetal y 8 toneladas de satetsu.
Cuando la temperatura alcanza los 1400 grados, el oxígeno ingresa al horno con la ayuda de un fuelle. Este oxígeno reacciona con el carbono del carbón para producir monóxido de carbono. La reacción se simplifica:
Fe 2 O 3 + CO → 2Fe + CO 2 + O 2
Al final del proceso de fundición, se forma un bloque de acero en el fondo del tártaro- kera , que pesa unas dos toneladas. Las paredes del tártaro se destruyen y se saca una gran pieza de metal, después de lo cual los trabajadores la rompen en pedazos separados.
El resultado son 2 toneladas de acero no homogéneo con diferentes concentraciones de carbono, que aún no se ha clasificado. Los lingotes de hierro se aplanaron en placas delgadas, se enfriaron rápidamente en agua y luego se rompieron en pedazos del tamaño de una moneda. Posteriormente se procedió a la selección de piezas, se descartaron las piezas con grandes inclusiones de escoria , el resto se clasificaron por color y estructura granular de la falla [2] . Este método permitió al herrero seleccionar acero con un contenido de carbono predecible que oscilaba entre el 0,6 y el 1,5 %. Aunque el tatara japonés es muy efectivo, el tamahagane producido en él llegará al herrero bastante "inmaduro" y requerirá una forja adicional para reducir el contenido de carbono del acero y hacerlo adecuado para fabricar espadas.
Es en la estructura heterogénea, debido al contenido desigual de carbono, que hay una singularidad y ventaja de tamahagane para hacer una hoja sobre acero de fábrica con el mismo contenido de carbono. Los distintos grados de dureza (debido a los diferentes contenidos de carbono) permiten que la hoja absorba mejor el impacto, y también provoca interesantes efectos visuales en su superficie, que es un criterio para que los entendidos la evalúen.
Tamahagane cuesta aproximadamente $ 20 por libra (alrededor de 450 gramos). Dado que un herrero necesita 5 o 6 libras de tamahagane para hacer una libra de acero, el costo de un tamahagane para hacer una hoja puede llegar a $200.