鉄のソースを表示

[[rxy]]=[[森谷辰也]]=[[wiki:LTA:ASPE|LTA:ASPE]]、 [[wiki:LTA:DCHANCE|LTA:DCHANCE]]、[[wiki:LTA:SASHO|LTA:SASHO]]という動かせない事実。{{Otheruses}}
{| border="1" cellpadding="2" cellspacing="0" style="float: right; margin-left: 0.5em; background: white"
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| colspan="2" style="text-align: center" |
{| style="border-style: none"
| colspan="2"style="text-align: center" | [[マンガン]] - '''鉄''' - [[コバルト]]
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|- rowspan="2" style="text-align: center; vertical-align: middle" | '''Fe'''<br />[[ルテニウム|Ru]]<br />&nbsp;<br />&nbsp;
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|  [[画像:Fe-TableImage.png]]  <div style="text-align: right"><small>[[周期表]]</small></div>
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! colspan="2" style="background: #ffc0c0" | 一般特性
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| [[元素の名前順一覧|名称]], [[元素の記号順一覧|記号]], [[元素の番号順一覧|番号]] || 鉄, Fe, 26
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| [[元素の分類|分類]] || [[遷移元素]]
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| [[元素の族|族]], [[元素の周期|周期]], [[元素のブロック|ブロック]] || [[第8族元素|8 (VIII)]], [[第4周期元素|4]] , [[dブロック元素|d]]
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| [[密度]], [[モース硬度|硬度]] || 7874 kg/m<sup>3</sup>, 4.0
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| [[色]]</td><td align="center">灰色がかった<br />光沢のある金属色<br />[[画像:Iron lamp.jpg|120px|鉄の塊。純度99.97%]]
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! colspan="2" style="background: #ffc0c0" | 原子特性
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| [[原子量]] || 55.845 [[原子質量単位|u]]
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| [[原子半径]]（計測値） || 140 (156) [[ピコメートル|pm]]
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| [[共有結合半径]] || 125 pm
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| [[ファンデルワールス半径|VDW半径]] || データなし
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| [[電子配置]] || <nowiki>[</nowiki>[[アルゴン|Ar]]<nowiki>]</nowiki>3[[d軌道|d]]<sup>6</sup>4[[s軌道|s]]²
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| [[電子殻]] || 2, 8, 14, 2
|-
| [[酸化数]]（[[酸化物]]） || 2, '''3''', 4, 6（[[酸化物|両性酸化物]]）
|-
| [[結晶構造]] || [[体心立方構造]]
|-
! colspan="2" style="background: #ffc0c0" | 物理特性
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| [[相]] || 固体（[[強磁性]]）
|-
| [[融点]] || [[1 E3 K|1808 K]] (1535 [[摂氏|℃]])
|-
| [[沸点]] || 3023 [[ケルビン|K]] (2750 ℃)
|-
| [[モル体積]] || 7.09 &times;10<sup>−6</sup> m<sup>3</sup>/mol
|-
| [[気化熱]] || 349.6 kJ/mol
|-
| [[融解熱]] || 13.8 kJ/mol
|-
| [[蒸気圧]] || 7.05 [[パスカル|Pa]] (1808 [[ケルビン|K]])
|-
| [[音速|音の伝わる速さ]] || 4910 [[メートル毎秒|m/s]] (293.15 [[ケルビン|K]])
|-
! colspan="2" style="background: #ffc0c0" | その他
|-
| [[クラーク数]] || 4.7 [[パーセント|%]]
|-
| [[電気陰性度]] || 1.83（[[ライナス・ポーリング|ポーリング]]）
|-
| [[比熱容量]] || 440 J/(kg·K)
|-
| [[導電率]] || 9.93 ×10<sup>6</sup> /m·[[オーム|Ω]]
|-
| [[熱伝導率]] ||  80.2 W/(m·K)
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| 第1[[イオン化エネルギー]] || 762.5 kJ/mol
|-
| 第2イオン化エネルギー || 1561.9 kJ/mol
|-
| 第3イオン化エネルギー || 2957 kJ/mol
|-
| 第4イオン化エネルギー || 5290 kJ/mol
|-
! colspan="2" style="background: #ffc0c0" | （比較的）安定同位体
|-
| colspan="2" |
{| class="wikitable" style="background-color: white; width: 100%; margin: 0"
|- style="font-size: 85%; text-align: center; font-weight: bold"
| [[同位体]] || [[天然存在比|NA]] || [[半減期]] || [[崩壊モード|DM]] || [[崩壊エネルギー|DE]]/[[メガ|M]][[電子ボルト|eV]] || [[崩壊生成物|DP]]
|-
| <sup>54</sup>Fe || 5.8% || colspan="4" | 3.1×10<sup>22</sup>年
|-
| <sup>55</sup>Fe || [[放射性同位体|{syn.}]] || 2.73 年 || [[電子捕獲|&epsilon;]] || 0.231 || [[マンガン|<sup>55</sup>Mn]]
|-
| <sup>56</sup>Fe || 91.72% || colspan="4" | [[中性子]]30個で[[安定同位体|安定]]
|-
| [[鉄|<sup>57</sup>Fe]] || 2.2% || colspan="4" | [[中性子]]31個で[[安定同位体|安定]]
|-
| [[鉄|<sup>58</sup>Fe]] || 0.28% || colspan="4" | [[中性子]]32個で[[安定同位体|安定]]
|-
| [[鉄|<sup>59</sup>Fe]] || [[放射性同位体|{syn.}]] || 44.503 [[日]] || [[ベータ崩壊|&beta;]] || 1.565 || [[コバルト|<sup>59</sup>Co]]
|-
| <sup>60</sup>Fe || [[放射性同位体|{syn.}]] || 1.5×10<sup>6</sup> [[年]] || [[ベータ崩壊|&beta;<sup>-</sup>]] || 3.978 || [[コバルト|<sup>60</sup>Co]]
|}
|-
! colspan="2" style="background-color: #ffc0c0; font-size: 85%" | 注記がない限り[[国際単位系]]使用及び[[標準状態]]下。
|}

'''鉄'''（てつ。'''鐵、銕'''。[[ラテン語]]：'''Ferrum'''。[[英語|英]]：'''Iron'''）は[[原子番号]] 26の[[元素]]。元素記号は '''Fe'''。[[金属]]元素の一つで、[[遷移元素]]である。

== 概要 ==
元素記号の Fe は、[[ラテン語]]での名称「''Ferrum''」に由来する。日本語では、鈍い[[黒]]さから「'''くろがね'''（黒鉄、黒い金属）」と呼ばれていた。

道具の材料として、[[人類]]にとって最も身近な[[金属]]元素の1つで、様々な器具や構造物に使われる。鉄を最初に使い始めたのは[[ヒッタイト]]である。ヒッタイト以前の紀元前18世紀ごろ、すでに製鉄技術があったことが発掘された鉄によって明らかになっている。[[鉄器時代]]以降、鉄は最も重要な金属の1つであり、[[産業革命]]以降、益々その重要性は増した。鉄は、[[炭素]]などの[[合金]]元素の存在により、より硬い[[鋼]]となる。

== 性質 ==
純粋な鉄は白い[[金属光沢]]を放つが、湿った空気中では容易に[[錆]]を生じ、見かけ上黒ずんだり褐色になったりする。一方、極めて純度の高い鉄は、比較的高い[[イオン化傾向]]を有するにも拘らず、酸に侵されにくくなる。

自然の鉄の同位体比率は、5.845%の安定な鉄54、91.754%の安定な鉄56、2.119%の安定な鉄57、0.282%の安定な鉄58からなる。鉄60は不安定で比較的短寿命（半減期150万年）なため、自然の鉄中には存在しない。ニッケル62とともに、鉄56の[[原子核]]は全ての原子核の中で最も安定であり、これ以上核融合を行ってもっと重い元素を作ってもエネルギーが産み出されない。このため[[恒星]]の[[核融合反応]]の最終的な生成元素は、恒星の質量がどれほど大きい場合でも鉄までであり、これより重い元素は、核融合反応では生成されない。より重い元素は[[超新星爆発]]等で生成される。

固体の純鉄は、[[フェライト相]]（[[体心立方格子構造|BCC構造]]）、[[オーステナイト|オーステナイト相]]（[[面心立方格子構造|FCC構造]]）、[[デルタフェライト|デルタフェライト相]]（BCC構造）の3つの[[相]]がある。911℃以下ではフェライト、911&ndash;1392℃はオーステナイト、1392&ndash;1536℃はデルタフェライト、1536℃以上は液体の純鉄となる。[[常温]][[常圧]]ではフェライトが安定である。[[強磁性体]]であるフェライトが[[キュリー点]]を超えたところからオーステナイト領域までの770&ndash;911℃の純鉄の相は、以前は[[β鉄]]と呼ばれていた。

栄養学的には、鉄は[[人]]（生体）にとって必須の元素である。鉄分を缺くと、[[血液]]中の[[赤血球]]数や[[ヘモグロビン]]量が低下し、[[貧血]]などを引き起こす。[[腸]]で吸収される鉄は二価のイオンのみであり、3価の鉄イオンは二価に[[還元]]されてから吸収される。鉄分を多く含む食品は[[ホウレンソウ]]や[[レバー (肝臓)|レバー]]などである。動物性の食物起源の鉄<!--ヘム鉄？-->の方が吸収効率が高い。ただし、過剰に摂取すると鉄過剰症になることもある。

== 用途 ==
=== 産業 ===
安価で比較的加工しやすく、入手しやすい金属であるため、[[人類]]にとって最も利用価値のある金属[[元素]]である。特に[[産業革命]]以後は産業の中核をなす材料であり、「[[産業の米]]」などとも呼ばれ、「''鉄は国家なり''」と呼ばれる程、鉄鋼の生産量は[[国力]]の指標ともなった。この為、鉄鋼産業には政府の桿入れも大きく、[[第二次世界大戦]]後の世界的な[[経済]]発展にも大きく影響している。

鉄は、鉄筋や鉄骨などとして多くの建物の建材に使われる。また、[[炭素]]をはじめとする合金元素を添加することで[[鋼]]となり、炭素量や焼入れなどを行うことなどで[[硬度]]を調節でき、工具鋼においては固体材料のなかで最も強度増幅能力が高く安価な部類に属するため不変形特性が重要でかつ加工形状の自由度が要求される金型に多用される。また、同様の原理により[[刀]]や[[刃物]]、[[自動車]]部品などにも使われる。

鉄は多くの金属と有用な[[合金]]を作ることで知られる。代表的なものとして、通常の鉄は[[空気]]中や[[水]]分を含む場所でゆっくりと[[酸化]]し、[[錆]]を生じるが、鉄と[[クロム]]・[[ニッケル]]の合金である[[ステンレス鋼]]は錆びにくく、比較的安価な合金として知られる。このため、ステンレス鋼に加工された鉄は、飲み物や[[醤油]]、[[油]]などの液体を入れる[[缶]]やキッチンシンクなどにも用いられるほか、生活用具や[[鉄道]]、自動車あるいは[[産業ロボット]]など、あらゆる分野に利用されている。また、各種の[[工具鋼]]や、金属材料で最も[[熱膨張係数]]が低い[[インバー合金]]、最強の保持力を持つ磁性材料（[[ネオジム磁石]]）も鉄を含む。

他にも、鉄[[化合物]]は[[インク]]や[[絵具]]などの[[顔料]]として、[[赤|赤色]][[顔料]]の[[弁柄|ベンガラ]]や[[青|青色]]顔料の[[紺青|プルシアンブルー]]などとして使われる。

鉄は強い[[磁性]]を持つため、不燃物からの回収が容易であり、再利用率も高い。[[くず鉄]]として回収された鉄は、[[電気炉]]で再び鉄として再生される。

=== 生体内での利用 ===
生体においての鉄の役割として、[[赤血球]]の中に含まれる[[ヘモグロビン]]は、鉄のイオンを利用して[[酸素]]を運搬している。そのため、体内の鉄分が不足すると、酸素の運搬量が十分でなくなり[[鉄欠乏性貧血]]を起こすことがあるため、鉄分を十分に補充する必要がある。鉄分は、[[レバー (肝臓)|レバー]]や[[ほうれん草]]などの食品に多く含まれ、これらを摂取することで改善される。また鉄の溶解度が小さい土壌で育てられる[[植物]]などでは、鉄吸収が不足することで植物の成長が止まり黄化することがある。この症状は、土壌に[[水溶性]]型の鉄肥料を与えるなどすると一時的に改善されるが、植物中に含まれる鉄量が増えるわけではなく、[[ビタミンA]]の含有量が増えることがわかっている。したがって、鉄肥料を与えることは植物中の鉄分ではなくビタミンAを増やすことに役立つ。植物の鉄欠乏を長期的に改善するには、土壌に大量の[[硫黄]]を投入するなどして、土壌質を変える必要がある。なお陸上植物に限らず、藻類も微量の鉄を必要とする。

一方で、過剰な鉄の摂取は生体にとって有害である。自由な鉄原子は[[過酸化物]]と反応し[[フリーラジカル]]を生成し、これが[[デオキシリボ核酸|DNA]]や[[タンパク質]]、および[[脂質]]を破壊するためである。細胞中で鉄を束縛する[[トランスフェリン]]の量を超えて鉄を摂取すると、これによって自由な鉄原子が生じ、鉄中毒となる。[[ヒト]]の体には鉄を排出する効率的なメカニズムがなく、粘膜や粘液に含まれる少量の鉄が排出されるだけであるため、ヒトが吸収できる鉄の量は非常に少ない。しかし血中の鉄分が一定限度を超えると、鉄の吸収をコントロールしている消化器官の細胞が破壊される。この為、高濃度の鉄が蓄積すると、ヒトの[[心臓]]や[[肝臓]]に恒久的な損傷が及ぶ事があり、最悪の場合は[[死]]に至ることもある。

米国科学アカデミーが公表しているDRI指数によれば、ヒトが一日のうちに許容できる鉄分は、大人で45ミリグラム、14歳以下の子供は40ミリグラムまでである。摂取量が体重1キログラムあたり20ミリグラムを超えると鉄中毒の症状を呈する。鉄の致死量は体重1キログラムあたり60ミリグラムである。6歳以下の子供が鉄中毒で死亡する主な原因として、硫酸鉄を含んだ大人向けの錠剤を飲み過ぎるケースがあげられる。

なお、遺伝的な要因により、鉄の吸収ができない人々もいる。第六染色体のHLA-H遺伝子に缺陥を持つ人は、過剰に鉄を摂取すると[[ヘモクロマトーシス]]などの鉄分過剰症になり、肝臓あるいは心臓に異変を来す事がある。ヘモクロマトーシスを患う人は、白人では全体の0.3〜0.8パーセントと推定されているが、多くの人は自分が鉄分過剰症であることに気づいていないため、一般に鉄分補給のための錠剤を摂取する場合は、とくに鉄缺乏症でない限り、医師に相談することが望ましい。

=== その他 ===
鉄の同位体の一種である<sup>59</sup>Feは、[[血液学#鉄動態検査|鉄動態検査]]に用いられる。

== 製法 ==
=== 産出 ===
大規模な鉄鉱床は、光合成により酸素単体が大量に発生したことにより、海水中に溶存しイオン化していた鉄が、酸化鉄として沈殿したことにより産み出されたと言われている。
{{main|鉄鉱石}}

=== 選鉱 ===
{{main|選鉱}}

=== 製錬 ===
鉄の[[製錬]]はしばしば'''製鉄'''と呼ばれる。簡単にいえば、[[鉄鉱石]]に含まれる様々な酸化鉄から酸素を除去して鉄を残す、一種の還元反応である。[[アルミニウム]]や[[チタン]]と比べて、化学的に比較的小さなエネルギー量でこの反応が進むことが、現在までの鉄の普及において決定的な役割を果たしている。この工程には比較的高い温度（千数百度）の状態を長時間保持することが必要なため、古代文化における製鉄技術の有無は、その文化の技術水準の指標の1つとすることができる。

日本では古来から[[たたら吹き]]（鑪吹き、踏鞴吹き、鈩吹き）と呼ばれる製鉄技法が伝えられているが、現在では島根県安来市の山中奥出雲町等の限られた場所で日本刀の素材製造を目的として半ば観光資源として存続しているが、それと並存し和鋼の進化の延長上にもある先端的特殊鋼に特化した日立金属安来工場がある。[[鉄鉱石]]を原料とする日本の近代製鉄は[[1858年]]1月15日（[[旧暦]]1857年[[安政]]4年12月1日）に始まったと言われ<!--2007年12月2日読売新聞1面から-->、その後急幕末以降、欧米から多数の製鉄技術者が招かれ日本の近代製鉄は急速に発展した。現在の日本では、鉄鉱石から鉄を取り出す[[高炉|高炉法]]と[[スクラップ]]から鉄を再生する[[電気炉|電炉法]]で大半の鉄鋼製品が製造されている。高炉から[[転炉]]や[[連続鋳造]]工程を経て最終製品まで、一連の製鉄設備が揃った工場群のことを銑鋼一貫製鉄所（もしくは単に[[製鉄所]]）と呼び、臨海部に大規模な製鉄所が多数立地していることが、日本の鉄鋼業の特色となっている。日本では電炉法による製造比率が粗鋼換算で30%強を占める。鉄が社会を循環する体制が整備されており、鉄の[[リサイクル]]性の高さと日本における鉄蓄積量の大きさを示している。鉄スクラップは天然資源に乏しい日本にとって貴重な[[資源]]であり、これをどう利用するかが、注目されるべき課題とされている。

=== 新製鉄法 ===
従来の[[高炉]]法の場合、下記の欠点があった。
*[[銑鉄]]を製造するだけでも[[高炉]]のほかに[[コークス]]炉（石炭を乾留）・[[焼結]]炉が必要であり、また反応速度も8時間かかり、巨大設備投資が必要な割りに生産量が少ない。
*コークスを製造できる[[石炭]]は石炭のなかの極一部である粘結炭（原料炭）だけであり、もともと価格が高かった。近年資源メジャーによる原料炭鉱山の買占めのため、単年度で原料炭価格が2倍に上昇するなど大きなコスト上昇要因となっている。高炉法に羽口からの非粘結炭（一般炭）吹き込みを併用しても、価格の安い一般炭の使用比率は全石炭使用量の25-30%程度が限界である。
*鉄鉱石価格は塊鉱石が高価で粉鉱石が安価であるが、高炉で粉鉱石を使う場合焼結炉で塊に焼き固めなければならない。その結果、焼結炉が必要で焼結工程で燃料を消費してコストが掛かるのみならず二酸化炭素を発生させてしまう。
*酸素濃度を多少増やす工夫もされているが基本は空気を吹き込む製鉄法である。反応速度が遅いほか、[[C1化学]]の立場からは製鉄排ガスに窒素が混入する事が、製鉄排ガスの化学工業的・商業的価値を落とし、製鉄排ガス（[[合成ガス]]）を原料とした大規模な自動車燃料合成、燃料自給率向上を妨げているとの批判もある。

==== 最近提案/実用化されている製鉄法 ====
===== 溶融還元製鉄法 =====
溶融還元炉では粉状の一般炭を酸素吹きで燃焼させ高温の一酸化炭素ガスを発生させ、予備還元した粉鉄鉱石を一気に還元し溶かして溶けた銑鉄を造る。溶融還元炉を出た一酸化炭素ガスは流動床/回転炉/シャフト炉で鉄鉱石を予備還元する。予備還元炉を出た一酸化炭素ガスは石炭乾燥空気の加熱などを経て、発電やスラブの再加熱、化学原料などに使用される。
;利点
:*コークス炉、焼結炉が不要で、反応速度が速く比較的小さな溶融還元炉で大きな生産能力を持つために製鉄所新設の設備投資が高炉法より安くつく。
:*一般炭100%使用可能なため、資源メジャーの原料炭値上げで大きな損害を出さなくて済む。製鉄だけを目的とするなら半無煙炭などの炭素含有量の高い石炭を使えば、投入原単位を節約できるが、副生ガスを化学工業原料として販売できる立地なら、より安価な高揮発分石炭でガス産出を増やす事もできる。
:*予備還元炉の一部に流動床か回転炉を使えば、安価な粉鉱石も使える。
:*酸素製鉄の場合、発生する還元ガスである一酸化炭素に窒素が混入しないため、燃料としてもカロリーが高いばかりでなく、[[C1化学]]の出発原料である[[合成ガス]]として活用できる。日本の製鉄石炭消費は年間1億tに及び、その排ガスを活用して[[フィッシャー・トロプシュ法]]で軽油を生産したり、[[メタノール]]を生産した場合数千万tの自動車燃料を自給できる可能性があると言われている。
:*鉄ガス併産・化学とのコプロダクション（[http://www.nedo.go.jp/informations/other/190423_1/all.pdf 資源エネルギー庁省エネルギー技術戦略 9P参照]）
;課題
:*日米欧とも上流設備は過剰気味である。日米欧とも鉄鋼需要は大きな成長はない。需要の増大している中国インドでは国産鉄鋼の価格が安く冷延鋼板より上流の製品では日米欧製品は価格が高すぎて売れないので、日本鉄鋼メーカーの設備投資は亜鉛/錫メッキ鋼板設備など下流高級用途に集中している。中国では熱効率が悪く二酸化炭素排出が多い中小高炉が乱立する様相を示しており、地球環境の視点からは、製鉄企業の適正な合併指導と新製鉄法の技術供与が望まれるが、それは中国インド産鋼鉄の価格競争力を高め、日本産鉄鋼の価格競争力が地盤沈下する[[ブーメラン効果]]の原因ともなりうる。（[http://www.nikkei.co.jp/china/interview/20050906cd896000_06.html 中国鉄鋼生産の現状と神戸製鋼の対中技術供与]）
:*鉄鋼会社が溶融還元法に転換すると、現在コークスを鉄鋼企業に納品している企業はコークス炉の経営が立ち行かなくなる。そのため、現在稼動中のコークス炉が40年の寿命を迎える2015年まで溶融還元製鉄の導入は困難と見られていたが、昨今の原料炭価格の急激な上昇、韓国浦項総合製鉄の溶融還元製鉄炉操業開始など、切替え前倒しが必要になるかもしれない事象が起きている。
:*技術的には酸化鉄による炉壁の溶損の解決が課題の一つのようである。
:*酸素製鉄法は膨大な酸素を消費する。東京湾・伊勢湾・大阪湾のような液化[[天然ガス]]の大消費地であれば液化[[天然ガス]]の冷熱利用で低コストに[[酸素]]を量産できる可能性があるが、そうでない場合、空気の[[分留]]によって[[酸素]]を製造するのに多大な電力を消費する。

===== 炭材内装塊の高速自己還元技術 =====
粉炭と粉鉱石を加熱成型した塊を高炉に装填した場合、コークスと塊鉱石を交互装填した場合の5倍の速さで還元反応が進む。また同様の混合ペレットを溶融還元炉に使用した場合、炉壁溶損原因となるFeOの溶出が3%で済むという。回転炉によるITmk3法も後述のフロートスメルター法も同技術を使用しているとのこと。

===== フロートスメルター法 =====
粉炭に窪みをつくり、粉炭と粉鉱石と石灰を混合したものをくぼみに充填し周囲の石炭を燃焼して加熱する。
;特徴
:*50万t/年規模の小型プラントに適する。炭素の酸化発熱は炭素＞一酸化炭素より一酸化炭素＞二酸化炭素の発熱量が大であり、石炭をCO<sub>2</sub>まで酸化することで石炭の使用原単位が減り、CO<sub>2</sub>の半減効果が得られる。ただし、発生するガスは二酸化炭素なので化学合成には使えない。

== 鉄利用の歴史 ==
=== 古代 ===
製鉄技術が普及し始めたのは[[紀元前15世紀]]頃の[[ヒッタイト]]が定説とされているが、鉄の利用自体はそれよりもはるかに古い。有史以前から[[隕鉄]]などを利用していた証拠が見つかっている。[[メソポタミア]]では[[紀元前3000年]]前の[[ウル]]という遺跡から、鉄器の断片が見つかっている。また、[[古代エジプト|エジプト]]の[[ギザ]]にある[[クフ|クフ王]]の[[ピラミッド]]の石の隙間から、[[紀元前2500年]]前の鋸の歯が見つかっている。放射性物質の調査から、これらの鉄器が隕鉄に因るものであることが判っている。鉄の利用のはじまりは有史以前と思われるが、はっきりしたことは判っていない。

人工的に鉄を発明したのは、上にもあるように[[紀元前15世紀]]頃、[[アナトリア半島]]の[[ヒッタイト]]人であるとされている。<!--ヒッタイト人は武器にも鉄器を用い、大きな力となった／と何かの本で読んだ覚えがおあるのですが、どなたか真偽を確かめていただけないでしょうか？-->なお紀元前20&ndash;18世紀頃のアッシリア人の遺跡からも人工鉄が見つかっており、当時のものかどうか議論されている。

=== 古代・中世日本 ===
[[紀元前3世紀]]頃 [[青銅]]とほぼ同時期に日本に伝わった。製鉄技術はなく、当初は輸入されていた。一方、青銅は[[紀元前1世紀]]頃から日本で作られるようになった。

[[5世紀]]頃 [[古代出雲|出雲]]地方や[[九州]]地方で製鉄が始められた。しかし、他の文化圏のように高温を保って化学反応を促進しようとは考えず、原料を鉄鉱石ではなく砂鉄に求めて技術を深化させてゆき、製鉄としては低温なたたら吹きが開発され広まった。古代、中世においては露天式の野だたら法が頻繁に行われていたが、江戸期に入り全天候型で以前より送風量を増加した永代たらら法に発展した。この日本独自の製鉄法では、[[玉鋼]]や包丁鉄といった複数の鉄が同時に得られるために、それが後の[[日本刀]]を生み出す礎となった。以後、出雲は一貫として日本全国に鉄を供給し、現在でも出雲地方にその文化の名残が認められ、[[日立金属]]などの高級[[特殊鋼]]メーカへと変貌を遂げている。 
 
[[農具|農器具]]が鉄器で作られるようになると、農地の開拓が進んだ。中世日本では鉄は非常に貴重であり、鉄製の[[農機具]]は[[政府]]の持ちもので、朝借りて来て夕方には洗って返すことになっていた。私有地を耕すのには鉄の農機具を使う事が出来なかったため、良い農地は政府の所有であった。すなわち、中世の日本の[[貴族]]は鉄の所有権を通して遠隔地にある[[荘園]]を管理した<ref name="鉄の普及">司馬遼太郎「この国のかたち」文春文庫 p.113-120</ref>。 
 
[[11世紀]]頃から鉄の生産量が非常に多くなると、鉄が安価に供給されるようになった。<ref name="鉄の普及">司馬遼太郎「この国のかたち」文春文庫 p.113-120</ref>。個人が鉄の農機具を持つ事が出来るようになると、新しい農地が開墾されるようになった。すると開墾した農民が自ら開墾した田畑に対して[[所有権]]を主張するようになった。この所有権の主張から中央の貴族と争いが起きたり、農民同士の争いが頻繁に起きるようになり、農民が鉄器で武装し始め、[[武士]]の起源となった。この武士の元締めが[[源氏]]と[[平家]]である。鉄の個人所有が結果として[[貴族政治]]の崩壊をもたらし、武士による[[鎌倉幕府]]の開府に繋がっていった。

=== 近世日本 ===
[[16世紀]]に[[ヨーロッパ]]から[[銃器]]の[[生産技術]]がもたらされた。[[戦国時代_(日本)|戦国時代]]にあった日本では、瞬く間に銃器の生産が普及した。銃をどれだけ用意してどう使うかが戦争の勝敗を決するようになった。銃を大量に準備し、かつ効率よく運用した[[織田信長]]が日本統一をほぼ成し遂げた。

当時、銃器の生産の中心は堺であった。優れた技術は外部に漏らさないのが普通で、堺は莫大な利潤を蓄えた。堺は銃器生産と貿易で栄華を極めたが、[[大坂夏の陣]]で壊滅的な打撃を受けたのち、そこから逃れた鉄器の技術者たちは日本各地に散らばっていった。鉄の技術者は鍛冶師、鋳物師と呼ばれた。

このころ、中国大陸では鉄の生産のために森林資源が枯渇し始めた。当時、鉄の精錬には木炭が使われたためである。<!--更に銃や刀の原料とするために[[倭寇]]による鉄製品の収奪も行われたとされる。-->日本の森林は再生能力に優れ、幸いにも森林資源に枯渇することが無かった。豊富な[[砂鉄]]にも恵まれており、鉄の加工技術では東アジアでは抜きん出た存在になった。

[[江戸時代]]、日本は[[鎖国]]政策をとっていたが、刀剣は最も重要な輸出商品として長崎から輸出された。輸出先は中国やヨーロッパである。今日でもヨーロッパ各地の博物館で当時の貴族たちが収集した[[日本刀]]を見ることができる。いっぽう森林不足により鉄が枯渇していた中国では、日本刀は主に鉄製品の材料として扱われたという。<ref name="日本刀の輸出">司馬遼太郎「長安から北京へ」中公文庫 p.188-188</ref>

普及したとはいえ鉄製品は貴重品であるため、壊れた鉄製品を修復する需要があり、鉄の加工技術は日本各地で一般化していった。鍛接・鋳掛けのほかにも、金属の接合には[[ろう付け]]・リベットが使われた。

日本の[[江戸時代]]には[[鋳掛屋]]（いかけや）と呼ばれる行商人がいた。各地を渡り歩き、鍋釜の類を鋳掛けで補修することを生業としていたのが鋳掛屋であり、店舗を構えた鋳掛師（いかけし）と区別された<ref name = "鉄の本"/>。鋳掛けによる[[溶接]]も行われた。彼らは溶けた[[鋳鉄]]に鞴（ふいご）で空気を吹き付けることで、鉄を流動化する技術を持っていた。吹き付けた空気により、鉄が燃焼し、その熱で鉄を完全な液体にすることが出来た。同時に[[脱炭]]が行われたと考えられている。この方法は山下吹きと言い、[[16世紀]]に[[兵庫県]]の山下村の鋳物師銅屋新左衛門が発明したとされている。この鋳物師は堺の鋳物師の流れをくむ鋳物師である。[[転炉]]を連想させる高度な技術である。やや時代が下るが[[幕末]]から[[長州藩|長州]]で製鉄技術が急速に発達したのは山下吹きの技術があったからだと言われている。鋳掛け屋は昭和初期の頃まで各地で見られたとされている。

鋳物業の盛んな[[富山県]][[高岡市]]にも鋳物師の伝統である[[高岡銅器]]があり、この地域には古い技術がよく伝承されている。現在でも[[小松製作所]]や[[YKK]]、[[新日軽]]といった金属加工関係の大企業の工場が富山県に多くあるのはこの伝統と無縁ではない。

江戸幕末には、艦砲を備えた艦隊の武力を背景に開国を迫る西洋に対抗するために、大砲鋳造用の[[反射炉]]が各地に建造された。これらは明治時代になるとより効率の良い高炉にとって代わられた<ref name = "鉄の本">鉄と生活研究会編　『鉄の本』 2008年2月25日初版1刷発行　ISBN 9784526060120 </ref>。

=== 近世ヨーロッパ===
前述の中国に限らず、鉄を生産している所では[[森林破壊]]が深刻だった。[[ヨーロッパ]]の土地は比較的森林再生能力があるので近世まで持ちこたえたが、[[無敵艦隊]]を建造するために大量の鉄を必要とした[[スペイン]]では、もともと乾燥していたこともあって、ほとんど全土がハゲ山になってしまった。このハゲ山は現在でも回復していない。

17世紀の[[イギリス]]でも鉄生産のために森林破壊が深刻となっていた。湿潤な気候なのでスペインのように[[砂漠化]]はしないものの、木材資源の不足は誰の目から見ても明らかだった。そんな中、[[ダービー (イギリス)|ダービー]]で[[コークス]]が発明される。[[コークス]]は石炭を蒸し焼きにしたもので、不純物が少なく鉄の精錬に使うことができ、火力も強かった。コークスの発明により木材資源の心配が無くなり、鉄の生産量は劇的に増えた。

== 主な化合物 ==
* [[塩化鉄(II)]] FeCl<sub>2</sub>
* [[塩化鉄(III)]] FeCl<sub>3</sub>
* [[酸化鉄(II)]] FeO
* 酸化鉄（四酸化三鉄）Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>
* [[酸化鉄(III)]] Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
* [[硝酸鉄]](II) Fe(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>
* 硝酸鉄(III) Fe(NO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>
* [[硫化鉄|二硫化鉄]] FeS<sub>2</sub>
* [[硫化鉄]](II) FeS
* 硫化鉄(III) Fe<sub>2</sub>S<sub>3</sub>
* [[硫酸鉄]](II) FeSO<sub>4</sub>
* 硫酸鉄(III) Fe<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>
* [[ヘキサシアノ鉄(II)酸カリウム]] K<sub>4</sub>[Fe(CN)<sub>6</sub>]
* [[ヘキサシアノ鉄(III)酸カリウム]] K<sub>3</sub>[Fe(CN)<sub>6</sub>]
* その他については[[:Category:鉄の化合物]]を参照。

== 世界の主要鉄鋼メーカー ==
2005年生産高順<ref name="2005年生産高順">2005年生産高順[http://www.worldsteel.org/pictures/newsfiles/WSIF06.pdf]</ref>
# [[ミッタル・スチール]]
# [[アルセロール]]
# [[新日本製鐵]]
# [[ポスコ]]
# [[JFEホールディングス]]（[[JFEスチール]]）
# [[上海宝鋼集団公司]]
# [[USスチール]]
* [[住友金属工業]]（16位）
* [[神戸製鋼所]]（32位）

== イメージ ==
[[西洋占星術]]や[[錬金術]]などの神秘主義哲学では、軍神[[マルス (ローマ神話)|マルス]]と関連づけられ、その星である[[火星]]を象徴する。これは、古くから鉄が武器の材料として利用された事や、鉄錆がくすんだ血のような色である事に由来すると思われる。

一方の日本では、鉄は邪悪なものを取り除く力を持つと考えられていた時代もあった。たとえば[[遠野物語]]では、怪力の[[河童]]を鉄の針で退治したり、山中で身の危険を感じた猟師が魔除け用に持っていた鉄の弾を撃つというエピソードがある{{要出典}}<!--現在、手元に本がないので思い出せません。どなたかこの話が出てきた章を書いてください-->。

「鉄」の繁字体「鐵」は「金・王・哉」に分解できることから、[[本多光太郎]]は「鐵は金の王なる哉」と評した。なお、「鉄」は「鐵」の略字という説が有力であるが、使用頻度が高いために失われやすい点から、「鐵」の略字が「鉄」になったという説がある。又、「鉄」以外にも「銕」という略字もある。

しかし、「鉄」の表記は「金を失う」となるため、[[:Category:日本の鉄鋼メーカー|製鉄業者]]・[[鉄道事業者]]などでは忌み嫌う傾向も見られ、あえて繁字体の「鐵」を使用する会社（[[新日本製鐵]]、[[大井川鐵道]]、[[和歌山電鐵]]など）や、「金が矢のように入る」とするため本来は[[矢#鏃（やじり）|鏃]]の意味を持つ「&#37443;」の字を「鉄」の代替としてロゴで使用する会社（[[四国旅客鉄道]]を除く[[JR]]各社）も存在する。

鉄はその用途から、機械や人工物を象徴する元素として用いられることも多い。対する人間・生物の象徴としては、[[有機化合物]]の主要元素である[[炭素]]（元素記号C）が用いられる。

== 外部リンク ==
* [http://www.hitachi-metals.co.jp/tatara/ たたら] - 日本の製鉄技術の歴史と解説
* [http://www.allnavi.com/ たたらオリエントポータル]
* [http://jstore.jst.go.jp/cgi-bin/research/list/detail.cgi?data_id=2339 超高純度ベースメタルの科学]（ナノメタラジー）

== 関連項目 ==
* [[隕鉄]]
* [[鋼]]
* [[たたら吹き]]
* [[産業革命]]
* [[溶接]]
* [[鉄バクテリア]]
* [[マルテンサイト]]
* [[人造黒鉛電極]]
* [[KEY to METALS]] - データベース

== 脚注・出典 ==
{{脚注ヘルプ}}
<references/>

== 外部リンク ==
*[http://hfnet.nih.go.jp/contents/detail675.html 鉄解説 -「健康食品」の安全性・有効性情報]（[[国立健康・栄養研究所]]）
*[http://hfnet.nih.go.jp/contents/indiv_agreement.html?38 鉄 -「健康食品」の安全性・有効性情報]（国立健康・栄養研究所）

{{元素周期表}}
{{DEFAULTSORT:てつ}}
[[Category:元素]]
[[Category:鉄|*]]
[[Category:鉄の化合物|*]]

[[en:Iron]]