現代製鋼ラインの主要構成要素:溶銑から製品まで
鋼は溶銑に複数の合金元素を添加して製造される合金です。主に2つのプロセス、すなわち転炉製鋼法(BOS)と電気炉製鋼法(EAF)が用いられます。BOS法は炭素豊富な銑鉄から鋼を製造するのに対し、EAF法は主にスクラップ金属から鋼を製造します。一般的な製鋼ラインの次のステップは中間成形プロセスで、溶鋼を薄板、インゴット、バーなどの中間製品に成形します。このステップにより、最終成形を容易にするサイズ・形状のストック製品に変えることで、最終製品製造が高速化されます。
鋼のグレードと合金元素
一般的な鋼グレードは世界で最も広く使用される材料群の一つです。これらは炭素、クロム、バナジウムなどの合金元素を溶銑に添加して製造されます。生鉄の合金化はあらゆる製鋼ラインの第一歩で、BOS法またはEAF法で実施されます。BOS法では、部分的に加工された炭素豊富な銑鉄である銑鉄を、カルシウム酸化物やマグネシウム酸化物などの塩基性材料でライニングした耐火容器で溶解します。工程中、溶銑に酸素を吹き込み、炭素含有量を低減して低炭素鋼を製造します。
EAF法:スクラップからの鋼製造
EAF法は製鋼ラインで主にスクラップ金属から鋼を製造するために用いられ、炉床に配置された電極間を高電流アークが通過することで発生する熱を利用します。スクラップ投入材が溶解すると、スラグ形成剤が導入され、不純物が溶銑から分離されます。これらの元素はBOS耐火容器のライニングと同じ塩基性物質、すなわち酸化カルシウムと酸化マグネシウムです。バナジウム、クロム、タングステンなどの追加合金元素もこの段階で溶銑に添加されます。鋼の成分が適正になると、溶銑は取り出されてインゴットや中間ストック製品に成形されます。
中間ストック製品の生産
中間ストックの生産は一般的に一次製鋼ラインの最終ステップです。ここでは鋼をバー、薄板、インゴットなど多様な製品に成形し、特定最終製品の製造を高速化するためのサイズ・形状に調整します。このステップにより、最終製品の圧延、押出、鍛造時に最小限の成形で済むようになります。
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