Piec tatara – skarb japońskiej metalurgi

Japońska sztuka wytwarzania najlepszej jakości noży czy w przeszłości mieczy, opiera się na wielu ważnych elementach. Oczywiście kowale i i ch niesamowite umiejętności, stanowią najbardziej widowiskowy punkt, całego procesu wytwarzania metali. Niemniej równie ważną rolę odgrywa samo przygotowanie stali, tak by ta prezentowała odpowiednią jakość, a co za tym idzie, pozwalała na stworzenie perfekcyjnego ostrza.

Jednym z najważniejszych urządzeń stojących za pozyskiwaniem metalu najwyższej próby jest japoński piec, nazywany tatar, choć sama nazwa używana jest także w kontekście całego procesu uzyskiwania wysokogatunkowej stali.

By odpowiednio zrozumieć fenomen tego urządzenia należy cofnąć się do starożytności i czasów, kiedy ludzie dopiero zaczynali nabierać umiejętności potrzebnych do wytopu żelaza. Wiązało się to z koniecznością uzyskania odpowiednio wysokiej temperatury, która wynosi 1100 stopni Celsjusza. Dlatego też – patrząc holistycznie – w dziejach ludzkości wyróżnia się kilka epok determinowanych przez typ metalu, który wówczas był dominującym – miała na to wpływ właśnie łatwość obróbki, a także wytopu. Dlatego też, ludzkość musiała przez wieki doskonalić swoje umiejętności, by sukcesywnie przechodzić, najpierw od miedzi do brązu, a następnie ku żelazu.

Wyjątkowy przypadek Japonii

Rozwój metalurgii w Japonii wyglądał jednak zgoła inaczej, niż w wielu innych częściach kuli ziemskiej. Odizolowana wyspa przez setki, a nawet tysiące lat (pierwszy konkretny okres w dziejach Kraju Kwitnącej Wiśni nazywany jest Jomōn i trwał od 14000 – 1000 roku p.n.e.) funkcjonowała w swoim własnym tempie, różniącym się w sposób znaczny od agrarnych i metalurgicznych rewolucji, do których dochodziło zwłaszcza na kontynencie Azjatyckim, zarówno w dorzeczu Eufratu i Tygrysu, jak i nad Jangcy i Indusem.

W przypadku Japonii do przełomu doszło dopiero w kolejnym okresie historycznym, noszącym miano Yayoi. Nazwa ta pochodzi od przybyszów z terytorium Półwyspu Koreańskiego, którzy na skutek migracji zasiedlili nowe terytorium. Wraz z nimi do Japonii dotarły nowe technologie, stojące zdecydowanie wyżej w rozwoju, niż dotychczasowe osiągnięcia autochtonicznej ludności wyspy.

Oprócz wysokorozwiniętej agrokultury – przede wszystkim uprawy ryżu, nowi przybysze przywieźli ze sobą, także umiejętność obróbki metalu, wspomnianej miedzi i brązu. Z czasem, również w Japonii coraz lepiej radzono sobie z różnego rodzaju metalami, co pchało lokalną technologię coraz bardziej do przodu, aż do kluczowego momentu, opanowania obróbki żelaza, do którego doszło w okolicach III wieku p.n.e.

Pierwsze próby z metalem

W przypadku japońskiej starożytności najpopularniejszą formą pozyskiwania wspomnianego surowca, był tak zwany piasek żelazny (ang. Ironsand  jap. satestu). Jest to mieszanka metalowych opiłek wraz z piaskiem kwarcowym, która spływała rzekami, z granitowych, japońskich gór. Dzięki swoim właściwościom, a zwłaszcza nasyceniu w magnetyt ten rodzaj żelaza odznacza się wysoką czystością, a także niskim występowaniem innego rodzaju tlenków metali. Czyni go więc świetnym narzędziem do obróbki, pozwalającym na uzyskanie wysokiej klasy efektu końcowej pracy. Jednocześnie samo pozyskiwanie piasku żelaznego nie było tak problematyczne, jak miało to miejsce w przypadku składników brązu (cyna i miedź), które częstokroć musiały być importowane do Japonii, z kontynentu azjatyckiego.

Kolejnym ważnym krokiem było udoskonalenie samej technologii wytopu i oczyszczenia żelaznego piasku, tak by wykorzystać jego potencjał, w sposób jak najbardziej efektywny. W początkowym okresie wytopu, najczęściej stosowaną metodą było wypalanie żelaznego piasku za pomocą otwartych palenisk, napędzanych węglem drzewnym. Metoda ta była bardzo prosta, jednocześnie trudno nazwać jej efekty wydajnymi. Ta technologiczna przeszkoda zmusiła wszystkich parających się wówczas metalurgią, do ciągłych prób i eksperymentów, w celu poprawienia stosowanych metod.

Narodziny pieca Tatara

Wreszcie w okolicach VI wieku n.e. udało się stworzyć wyjątkowy rodzaj pieca, który zdecydowanie poprawił wypalanie piasku żelaznego. Był to bowiem czas wynalezienia pieca noszącego nazwę tatara (鑪). Swój ostateczny kształt przybrał on, ok. 100 lat później, kiedy to przyjął on formę długiego, podłużnego pudełka, o klasycznych wymiarach wynoszących 300 centymetrów długość – 90 cm szerokości i 110 cm wysokości. Jednak olbrzymią rolę odgrywała nie tylko gliniana powłoka, ale także podziemnej struktury nazywanej tokotsuri. Jej rola polegała na stabilizacji pracy pieca, a także zabezpieczeniu go przed wilgocią. Składała się ona na miejsce bezpośrednio pod piecem – palenisko do którego dodawano węgiel drzewny – nazywane hondoko, a także rodzaje tuneli – kobune – które mają na zadaniu regulację temperatury, a także wilgotności, w trakcie procesu wypalania.

Struktura pieca tatara

Źródło: By 三條千秋 - Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=52694474

Piec ten zrewolucjonizował proces pozyskiwania metali i sprawił, że w wielu częściach Japonii, sztuka ta zaczęła się coraz szerzej rozprzestrzeniać. Początkowym miejscem narodzin tego rodzaju pieca była prowincja Kibi, która następnie stała się miejscem narodzenia szkoły Bizen, słynącej w całym kraju z wytwarzania mieczy najwyższej klasy.

Działanie pieca

Cały proces stojący za pozyskiwaniem wysokiej jakości żelaza w tatara to długotrwały i skomplikowany mechanizm. Dlatego praca z tym piecem wymaga olbrzymiego doświadczenie i odpowiednich umięjętności, które uchronią przed błędami, na skutek których, może dojść do drastycznego obniżenia jakości pozyskiwanego materiału.

Pierwszym etapem jest budowa tatary, przede wszystkim glinianej konstrukcji, która najpierw musi wyschnąć, a następnie jest dodatkowo wypalana. Kolejny krok zakłada rozpoczęcie nagrzewania wnętrza pieca przy pomocy drewna. Po osiągnięciu określonej temperatury, zastępuje je węgiel drzewny, wówczas też dochodzi do wsypania piasku żelaznego, który pełnił rolę spoiwa i katalizatora  rud i metali poddawanych obróbce. Cały ten proces porcjowania i dodawania węgla i piasku żelaznego, kontynuowany jest przez około 72 godziny. Piec musi być wówczas cały czas pod obserwacją 4 – 5 osób odpowiedzialnych za dodawanie składników, a także kontrolę temperatury i zapewnianie ciągłego dopływu powietrza.

Praca przy piecu.

Źródło: domena publiczna

Po zakończeniu obróbki, gliniana konstrukcja jest rozbijana i oczyszczana. Całość zajmuje w sumie około 7 dni i po zużyciu 12 ton piasku żelaznego i 10 ton węgla uzyskuje się ok. 2,5 tony gotowego do wykorzystania i co bardzo ważne, czystego produktu, nazywanego po japońsku tamahagane. Tradycyjnie materiał ten – z racji na swoją jakość, a także właściwości – używany był przy produkcji japońskich mieczy – katana, ale stosuje się go także do wyrobu wysokiej klasy noży kuchennych.

Bryłka stali Tamahagane

Źródło: By Loulasedna - Own work, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3801423

Przez następne setki lat mechanizm ten święcił triumfy w całej Japonii. Powstała wówczas nawet specjalna wioska – Sannai, które zrzeszały fachowców zajmujących się produkcją stali w piecu tatara. Takie kooperatywy miały na celu jak najbardziej efektywną pracę, w celu zaspokojenia rosnącego w Kraju Kwitnącej Wiśni zapotrzebowania na stal. Minimalizowały one również problem z dostępnością osób potrzebnych do wielodniowego czuwania nad całym procesem – jego przeprowadzenie nie było wykonalne dla grupy pozbawionej zmienników.

Ponadto, by jeszcze lepiej zabezpieczyć piec i jego pracę, zaczęto projektować specjalne rodzaje budynków, nazywane – takand. Ich kształt, a także ułożenie wnętrza, ma pomóc w jak najbardziej udanym procesie wypalania i przygotowywania żelaza.

Zmierzch produkcji - zmiany w Japonii

Wraz ze zmianami, które zaczęły zachodzić w Japonii, wraz z nastaniem okresu Meiji, piece tatana, zaczęły odgrywać coraz mniejszą rolę w całym procesie produkcji. Wraz z europejskimi i amerykańskimi inżynierami, do Kraju Kwitnącej Wiśni zaczęły przybywać przemysłowe wzorce obróbki żelaza. Zapoczątkowało to trendy, na skutek których, tradycyjne metody zostały odrzucone, jako przestarzałe i mało efektywne. Przez kolejne dziesiątki lat używanie dawnych pieców, odeszło do lamusa.

Piec Tatara dziś - czy jest jeszcze używany?

Przez bardzo krótki czas piece tatara były używane, z powodu zwiększonego zapotrzebowania na żelazo, związanego z udziałem Japonii w drugiej wojnie światowej. Obecnie metoda ta stanowi raczej rodzaj muzealnej ciekawostki i to w tego typu instytucjach można podziwiać rekonstrukcje, tych niezwykłych pieców. Chlubny wyjątek związany jest z Japońskim Stowarzyszeniem Japońskiej Sztuki Mieczy, które we współpracy z Agencją do spraw kultury ustanowiło tatare z Nittoho jedynym tego typu piecem, który posiada uprawnienia pozwalające na produkcję stali tamahagane, tradycyjnie używanej do wyrobu samurajskich mieczy – katana, a także do wytwarzania najwyższej jakości kuchennych noży. Jest to więc ciekawy sposób zachowania – tej niezwykłej, tak nietypowej dla naszych zmechanizowanych czasów – tradycji, by mogły podziwiać ją następne pokolenia.

Źródła:

https://www.jsme.or.jp/tsd/ICBTT/conference02/TatsuoINOUE.html

https://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/iss/kap_b/backbone/rb_6_2.pdf

https://tetsunomichi.gr.jp/lang-en/history-development-tatara/what-is-tatara/

https://tetsunomichi.gr.jp/lang-en/history-development-tatara/tatara-history/