Tamahagane (玉鋼, "diamantová ocel") - japonská ocel, známá již od starověku, jsou houbovité železné ingoty. Je to hlavní ocel pro výrobu čepelí mečů a nožů. Většina zbrojířů v moderním Japonsku používá tento tradiční typ oceli. Tato ocel se vyrábí téměř výhradně v tavicích pecích japonského typu zvaných tatara pod kontrolou NBTHK [1] v Yokotě, malém městě v prefektuře Shimane na západním Honšú , dodávajícím suroviny dnešním puškařům. Tyto pece nebyly původně japonskými vynálezy. Předpokládá se, že do Japonska přišli z Mandžuska přes Korejský poloostrov v 6.-7. Do 9. století Tatara se rozšířila po celém Japonsku. Poslední taková kamna byla zhasnuta až v roce 1925 , ale brzy začala jedna z nich opět fungovat ve městě Yokota . Nejvyšší teplota v Tataru může dosáhnout 1200-1500°C.
Tatara, stejně jako jiné tavicí pece, využívá schopnosti rozžhaveného železa slučovat se s uhlíkem , čímž vzniká ocel . Železná ruda se v Shimanu vyskytuje ve formě černého písku, přesněji černého písčitého magnetitu (Fe 3 O 4 ) - satetsu (砂鉄 Sa : tetsu ) . Produkt eroze přírodních ložisek železné rudy satetsu se často nachází v korytech řek nebo v jejich blízkosti, ve směsi s bahnem a jinými sedimenty. Železo v této pískové směsi je pouze asi 1 procento.
V období Edo byla k oddělení železa písková směs vstřikována do vodních kanálů se zvlněnými překážkami na dně. Těžší železný písek se hromadil za překážkami, zatímco lehčí písek odnášela voda. Tato stará metoda je ekonomická a produkuje velmi čistou rudu, ale hrozba znečištění životního prostředí ji donutila opustit.
Dnes se písek těží buldozerem, poté se železná ruda těží magnetem a tatarům se dopravuje nákladními auty. V Tatarstánu se k získání uhlíku pálí dřevěné uhlí připravené ze speciálních druhů dřeva, aby se spalovaly škodlivé nečistoty obsahující síru a fosfor v železe a nasycovalo se uhlíkem. Vzniklé uhlíky se zasypou železným pískem a hned se pokryjí vrstvou dřevěného uhlí. Tato operace se opakuje každých třicet minut po dobu sedmdesáti dvou hodin. Jeden pracovní cyklus tatarky trvá pět dní. Během celého cyklu spotřebuje Tatar 13 tun dřevěného uhlí a 8 tun satetsu.
Když teplota dosáhne 1400 stupňů, kyslík vstupuje do pece pomocí měchu. Tento kyslík reaguje s uhlíkem z dřevěného uhlí za vzniku oxidu uhelnatého. Reakce je zjednodušená:
Fe 2 O 3 + CO → 2Fe + CO 2 + O 2
Na konci procesu tavení se na dně tatarkery vytvoří ocelový blok o hmotnosti asi dvou tun. Stěny Tataru jsou zničeny a je vyjmut obrovský kus kovu, načež jej dělníci rozbijí na samostatné kusy.
Výsledkem jsou 2 tuny nehomogenní oceli s různou koncentrací uhlíku, která musí být ještě vytříděna. Železné ingoty byly srovnány na tenké pláty, rychle ochlazeny ve vodě a poté rozbity na kusy velikosti mince. Poté byl proveden výběr kusů, kusy s velkými vměstky strusky byly vyřazeny, zbytek roztříděn podle barvy a zrnité struktury poruchy [2] . Tato metoda umožnila kováři vybrat ocel s předvídatelným obsahem uhlíku v rozmezí od 0,6 do 1,5 %. Japonská tatara je sice velmi účinná, ale tamahagan v ní vyrobený se ke kováři dostane dost „nevyzrálý“ a bude vyžadovat dodatečné kování, aby se snížil obsah uhlíku v oceli a byla vhodná pro výrobu mečů.
Právě v heterogenní struktuře, kvůli nerovnoměrnému obsahu uhlíku, je jedinečnost a výhoda tamaganu pro výrobu čepele oproti tovární oceli se stejným obsahem uhlíku. Různé stupně tvrdosti (v důsledku různého obsahu uhlíku) umožňují čepeli lépe absorbovat nárazy a také způsobují zajímavé vizuální efekty na jejím povrchu, což je pro znalce kritériem pro hodnocení.
Tamahagane stojí přibližně 20 dolarů za libru (asi 450 gramů). Vzhledem k tomu, že kovář potřebuje 5 nebo 6 liber tamaganu na výrobu jedné libry oceli, náklady na tamahagane na výrobu jedné čepele mohou být až 200 dolarů.