オネフンガ製鉄所

オネフンガ製鉄所は、植民地時代にマヌカウ港（現在はニュージーランドのオークランド郊外）のオネフンガで行われていた鉄の製錬と圧延の工場です。かつては南半球最大の製鉄所と言われていました。ニュージーランドの鉄砂を直接還元法で採掘する最初の大規模な試みとして、またニュージーランドの近代的な鉄鋼業の先駆けとして、重要な意味を持っています。

製鉄所は、元々のオネフンガ鉄道駅の隣にありました。1883年から1895年頃まで、継続的には操業していませんでした。1903年頃に部分的に取り壊されましたが、レンガ造りの煙突やその他の構造物の一部は、1960年代後半までまだ残っていました。

北島の海岸沿い、カイパラ港からワンガヌイまで480キロメートルにわたって広大な砂鉄鉱床が広がっている。この砂鉄鉱床は、火山岩の結晶として生成される鉱物チタン磁鉄鉱を豊富に含んでいる。岩石が浸食されると、河川がチタン磁鉄鉱の重い粒子を海岸まで運ぶ。その後、海流、風、波の作用で海岸線に沿って鉱物が移動し、海底、海岸、砂丘の暗い色の砂に濃縮される。^[3]

ジェームズ・クック船長は、1769年から1770年にかけてニュージーランドを初めて航海した際に、ニュージーランド北島の「黒い砂」を記録した最初のヨーロッパ人だったと考えられる。1839年、ニュージーランド会社に雇われてニュージーランドの天然資源を記述していたエルンスト・ディーフェンバッハは、タラナキ海岸沿いのビーチで「黒い巨大な鉄砂」について言及した。^[4]

砂鉄の製錬は、何世紀にもわたって日本で成功裏に行われてきました。日本の方法は直接還元製錬の一種です。製錬はたたら炉で行われました。そのプロセスは遅く、高品質の鋼鉄武器の製造に使用される 金属（玉鋼と呼ばれる）の少量のみが生成されます。

ニュージーランドの砂鉄は現在商業規模で製錬されているが、商業的に採算の取れる量のチタン磁鉄鉱砂鉄を製錬できる成功したプロセスが開発されるまでには長い年月と多くの失敗を要した。オネフンガ製鉄所が設立される前にも、ニュージーランドの砂鉄を製錬する試みは行われていたが、「鉱石と石灰質粘土と炭素質物質でできたレンガを炉で製錬することで、部分的に成功しただけだった」。^{[5]これらの初期のベンチャーの中で最も有名なのは、}エドワード・スミスが率い^{[6] 、}ニュープリマス近郊のテ・ヘヌイに高炉を建設したニュージーランド・タイタニック製鉄会社である。^{[7] [8] [9]}

砂鉄を高炉で製錬する試み（他の鉄鉱石に使われる従来の方法）は、主に2つの理由で失敗した。1つは、細かい砂粒が炉を通る熱風の流れを妨げたため（これは、前述のように砂を「レンガ」にすることで、ある程度は克服できた）、もう1つは、コークスの炭素が砂鉄のチタンと結合して、厚いペースト状の化合物の層を作り、溶融鉄とスラグを取り出すための出銑口を塞いだためである。^[9]

マヌカウ港の先端付近の砂鉄鉱床を採掘できる可能性があったため、オネフンガ製鉄所が設立されました。

ジョン・チェンバースは1876年にイギリスとアメリカを訪れ、鉄工たちに砂鉄に興味を持ってもらおうとしたが成功しなかった。しかしアメリカ滞在中に、砂鉄から錬鉄を作れるという製法を知った。チェンバースとアメリカ人のニューヨークのガイ・H・ガードナーは、ニュージャージー州ドーバーのジョエル・ウィルソンが1873年に特許を取得した炉の設計のニュージーランド特許権を共同で購入した。^{[10] [11]}

ウィルソンは、作業を監督するためにニュージーランドに派遣されたウィリアム・ヘンリー・ジョーンズの協力を得た。この設計を使用した実物大の炉が1882年にオネフンガに建設された。この最初の炉は1883年2月初旬に完成した。^[10]炉の操作と砂鉄の製錬の公開デモンストレーションは1883年2月初旬に行われた。^[11]砂鉄から製錬された最初の錬鉄の塊は1883年2月27日に作られた。^[10]

当初の成功により、事業拡大のためニュージーランド鉄鋼会社（有限会社）が設立された。同社の資本金は20万ポンドで、1株5ポンドの株式4万株で構成されていた。このうち9,103株のみが一般に販売され、払込資本金は45,515ポンドとなった。^[10]

実験炉が建てられた場所、オネフンガ駅の南東側にある 5 エーカーの土地が購入された。この土地は港に面しており、原料を工場に陸揚げすることができ、鉄道も通っていた。オネフンガの泉からは大量の真水を得ることができた。砂鉄の採取地として、6.5 マイルの海岸^[10] (一部はマヌカウ港のサウス ヘッド、一部はノース ヘッド^[11] ) とノース ヘッドの 1000 エーカーの土地を借りた^{[10] 。}

10基の新しい炉を建設する計画があり、圧延工場が発注された。^[10]

製錬工程は直接還元法に基づいており、細かい石炭と混ぜた砂鉄をレトルト内で赤熱させて「スポンジ鉄」に還元し、これを「パドル」して錬鉄を生産した。^[13]ジョエル・ウィルソンの炉の設計は独創的で、「脱酸素化」（直接還元）、「ボール化」、および「パドル化」という3つの異なるプロセスが同じ炉構造の異なる部分で行われ、同じ火格子で燃焼された。^[10]

鉄砂はまず洗浄され、その後磁気濃縮されて珪砂が除去された。^[10]

濃縮された砂鉄と還元剤（微粉炭）の混合物は、精錬炉の複数のレトルトの1つに投入され、この混合物は約24時間そこに留まり、その間、パドル炉からの排気ガスによって加熱されました。^[11] —各炉の複数のレトルトにより、基本的に「バッチ」プロセスを多かれ少なかれ連続的に操作できました。これは、ウィルソンの設計のもう1つの独創的な機能です。—レトルトの底にあるゲートバルブが開かれると、粘着性のある高温の還元砂鉄の塊が（重力によって）炉の「ボール化」セクションに移動しました。ここで約30分間加熱され（再びパドル炉の排気ガスによって）、直径約18インチの「スポンジ鉄」のボールが作成されました。このボールは次に、炉の「パドル化」セクションに転がされました。その後、 19世紀の伝統的な製鉄工程であるパドル法が行われ、球状のパドル鉄ができました。^[10]パドル鉄の球は炉から取り出され、その後は19世紀の伝統的な製鉄技術、すなわち錬鉄を作るための板張りと錬鉄棒を製造するための 熱間圧延によって処理されました。

工場がアメリカ人経営者ウィリアム・ヘンリー・ジョーンズの技術と知識に依存していたことが深刻な問題となり、1883年12月にジョーンズは殺人未遂で起訴された。^[14]ジョーンズは1884年4月に有罪判決を受け、懲役14年の刑を宣告された。^[15]

ジョーンズが投獄された後、会社は他に3人の鉄工職人を雇ったが、そのうち2人は健康上の理由で退職した。しかし、ジョーンズが達成したほどの成功を収めた操業を誰も再現することはできなかった。砂鉄の還元が不完全だったため、結果として得られる鉄には部分的に還元された砂鉄の粒子が含まれ、鉄が硬くなったり脆くなったりした。^[10]

計画されていた10基の新炉のうち2基は1885年5月までに稼働した。これらの新炉はガス燃焼式で、ウィルソンのガス生産者が生産していたガスが問題となった。ガスの品質は当初良好だったが、炉が温度に達する頃には熱が失われるか爆発が起こり、作業は停止した。これらの困難は克服されなかった。^[10]

チェンバースは後に、生産コストが1トンあたり9ポンドでは高すぎると主張した。^[16]

工場はなんとか操業を続けたものの、1886年11月までに会社の負債は2万ポンドに達し、払込資本金はすべて使い果たされていた。株主はこれ以上の資本拠出を望まなかった。資産は抵当権者に引き継がれ、^[10] 1887年3月までに工場は閉鎖された。^[17]

工場の所有者は、ワイカト地方に広大な土地を所有していたトーマス・モリンとサミュエル・モリン^[18]であった。^[19]この事業は現在、オネフンガ製鉄会社として知られる。

工場が閉鎖されたとき、ニュージーランド鉄鋼会社が圧延機械を購入していたが、設置されておらず稼働していなかった。また、まだ棒鋼に圧延されていない錬鉄も大量に残っていたようだ。^[18]

元支配人のウィリアム・ヘンリー・ジョーンズと彼の砂鉄製錬の知識がまだ刑務所にいたため、エノク・ヒューズが1887年8月22日にオネフンガ製鉄所の支配人を引き継ぎ、オーストラリアから経験豊富な労働者を何人か連れてきた。^[20]

ヒューズはイギリスとオーストラリアで鉄鋼業界で長年の経験を積んでニュージーランドにやって来たが、オーストラリア滞在中は波瀾万丈の経歴を積んでいた。ヒューズは最近、リズゴーのエスクバンク製鉄所を辛辣な状況下で去ったばかりで^{[21] 、}ミタゴンのフィッツロイ製鉄所の高炉の欠陥の責任を負わされていた。この高炉はヒューズが1863年から1864年にかけて工場長を務めていたときに建設したものだった。しかし、ヒューズには鉄鋼圧延工場の建設と立ち上げの実績があり、オーストラリアで最初の鉄鋼圧延工場を建設し、1860年6月に操業を開始していた^[22]。そして、その役職で初めてオネフンガで働いたのだった。

ヒューズは当初、所有者と契約を結び、棒鋼圧延工場を建設して4か月以内に120トンの鉄棒を生産することになっていた。1888年3月下旬までに、再開されたオネフンガ製鉄所は、すでに工場にあった鉄くずと錬鉄を使って、少なくとも400トンの棒鋼を生産した。^[18]ヒューズは、以前リスゴーにいたころと同じように、オネフンガ製鉄所を労働者との「協同組合」として運営した。

1888年11月までに、工場は2000トンの鉄棒を生産したが、地元の需要が不十分であることが判明した。そこで経営者は、波型鉄板を製造するための薄板工場やその他の設備を発注した。これはニュージーランドで最初の工場であった。^[23] 1889年6月末、ペンシルバニアから熟練労働者が来て、薄板工場を運営し、波型鉄板の生産を開始した。^[24]

ヒューズは砂鉄の製錬という困難な問題を克服するなど、自分の能力に大きな自信を持っていた。^[25]このことへの彼の関心は少なくとも1868年にまで遡る。^[26]

当初の計画では、砂鉄をヘマタイト鉱石（ファンガレイ近郊のカモ産）と混ぜて、この混合物を製錬することになっていた。^[25] 1887年後半には、鉄くずから作った鉄に20%の砂鉄を混ぜて、鉄棒を作る計画に変更された。ヒューズは砂鉄を製錬すれば利益が出ると絶対の自信を示したが^[27]、あくまでも実験的に、小規模にしか行わなかったようだ。^{[28] [29] [30]} 1889年6月、ヒューズは工場で完全に砂鉄から鉄を作ったと述べ^[30]、1890年3月、その鉄はダニーデン博覧会で一級賞を受賞した。^[31]砂鉄製錬技術に関するヒューズの立場は、直接還元は商業的に実行可能な規模では機能せず、銑鉄を作る高炉だけが成功できるというものだったようだ。^{[18] [29]}ヒューズは、砂鉄をヘマタイトや粘土鉱石などの他の物質と混ぜることが解決策であると考えた。^[32]

1889年7月、公称週産鉄量120トンの高炉がオネフンガで建設中だった。^[33]高炉の高さは45フィート、外径は16フィート、最大内径は11フィートだった。この炉は熱風式で、蒸気ウインチで炉の上部まで材料を持ち上げ、直径26フィートのプラットフォームがあった。^[34] 40馬力のブラストエンジンと炉のその他の部品は、別の（失敗した）砂鉄製錬ベンチャー、ニュージーランド・タイタニック鉄鋼会社のもので、エドワード・スミスが率い^{[35] 、}ニュープリマス近郊のテ・ヘヌイに高炉を建設していた。^{[7] [8] [9]また、}羽口を冷却するためのボイラー2基と水ポンプもあった。^[34]

高炉は1890年7月に最初の銑鉄を生産した。鉄は砂鉄ではなく、通常の鉄鉱石から作られたようだ。^{[36] [37]}しかし、1890年9月初旬、鉱山での産業トラブルにより石炭が不足したため、炉は「冷却された」と伝えられている。^[38]しかし、実際には、ヒューズは砂鉄を精錬するという目的を達成できない炉を建設していた。^[34]ヒューズは、ニュープリマスでの以前の長期にわたる試みが以前に失敗したことを知っていたはずだったが、銑鉄製造の部分的な成功から誤った結論を導き出した可能性がある。^[32]結果は予測可能だった。^[9]

1890年10月下旬、ヒューズはファンガレイ近郊のカモにもう一つの高炉を建設することを提唱していた。そこには石炭と石灰岩とともにヘマタイト鉄鉱床があった。彼はオネフンガはカモの製鉄所と競争できないと公言していた。^[34]彼の公の立場は、オネフンガ製鉄所の経営者を怒らせたことは間違いない。彼らはつい最近、現在は休止中のオネフンガ高炉を支援したばかりだった。1890年12月までにヒューズはオネフンガから解雇され、同社を訴えていた。 ^[39]そして少し後には、同社の株式を処分しようとしていた。^[40]そして彼はオーストラリアに戻った。

1891年、オネフンガ製鉄所はエノック・ヒューズの経営以前よりもはるかに大きな工場となり、高炉が建設される前から南半球最大の製鉄所であると主張されていました^[33]が、もはや鉄鉱石の製錬は行われておらず、ましてや砂鉄の製錬は行われていませんでした。

その他の操業は1891年も継続されたが、主要な「パドル作業」労働者が賃金上昇を求めてストライキを起こしたため、産業問題に見舞われた。^{[41] [42]トーマス・J・ヘスケットがマネージャーとなり、}南島のゴールデンベイにあるオネカカから300トンの褐鉄鉱鉱石の試験製錬を行った。その鉱石と近くの石炭鉱床は後に、ヘスケットの孫であるジョン・ヘスケットが設立したオネカカ製鉄所で使用される資源となり、1924年から1935年まで、従来の高炉技術を使用して操業した。^{[43] [44]}

1892年6月までに工場は再開され、再び砂鉄を精錬して政府からボーナスの支払いを受けることを目指した。^[45]これらの取り組みにはエドワード・スミスがコンサルタントとして参加した。^[6] 1893年8月までにボーナスが支払われたが、批評家は、市場価値のある鉄のほとんどが地元の鉱石から精錬されたものではないと主張し、ある人はこの取り組みを「つまらない実験」と表現した。^[46]

1894年1月、工場は閉鎖され、労働者は解雇されたが^[47]、リスゴーから新しい労働者が加わり再開した。労働者の中には以前オネフンガで働いていた者もおり、彼らは工場を「協同組合」として運営するつもりだった。^{[48]リスゴーの}エスクバンク製鉄所の労働者は、注文が不足していたため、雇用主のウィリアム・サンドフォードの承認を得て1894年にその工場を去った。最初にオネフンガ製鉄所の所有者に問い合わせをしたのはサンドフォードであり、暇な労働者に仕事を見つけようとした。^[49]リスゴーの労働者はオネフンガで鉄くずを棒状にして生計を立てていたようだが、十分な鉄くずを入手するのは困難で、仕事はパートタイムでしか行われなかった。少なくともこれらの労働者の何人かは、仕事の見込みが改善されたリスゴーに戻った。^[50]

1895年8月までにオネフンガ製鉄所は閉鎖され、それが最後の閉鎖となったようです。^[51]

工場は1899年に売却され、購入者は圧延工場をウェリントンに移転するつもりだった。^[53] 1903年には設備、鉄、建築資材のオークションが行われ、一部のみが売却された。このとき工場は部分的に解体された可能性がある。^{[54] [55]}

1940年代、古い製鉄所の敷地はデュロイド・プロダクツ（ニュージーランド）社によって占拠された。^[52]

オネフンガ製鉄所のレンガ造りの煙突といくつかの構造物は1960年代後半にはまだ残っていましたが^[1]、今では古い製鉄所の痕跡は残っていません。

ニュージーランドの鉄砂を鉄鉱石として利用しようとする他の試みも失敗に終わり、1950年代に ニュージーランドの近代鉄鋼産業の基礎となっている商業的に実行可能なプロセス^[56]が科学産業研究局によって開発されました。

1883年から1887年にかけてオネフンガで使用された当初のプロセスと同様に、現代のプロセスでは鉄砂と石炭の混合物の直接還元を使用していますが、結果として得られる「スポンジ鉄」は現在、電気アーク炉で溶かされて溶融銑鉄を生成し、その後従来の方法で鋼に変換されます。^[56]

南緯36°55′31″ 東経174°47′15″ / 南緯36.9254° 東経174.7874° / -36.9254; 174.7874