製鋼プロセス：6大工法・フロー図・FAQで完全理解

この記事では、鉄と炭素（≤1.5 %）の合金である鋼を製造する6大商業プロセス（ベッセマー・LD・平炉・坩堝・電気・デュプレックス）とフロー図、よくある質問をまとめ、製鉄・製鋼の全体像を把握できるよう構成しました。

鋼の定義と炭素の役割

鋼＝Fe-C合金（C≤1.5 %）。Cは化合物（セメンタイト等）として固溶。1.5 %超過分は遊離炭素（グラファイト）となり鋳鉄へ移行。Cは微量ながら組織変態・特性支配の鍵元素。他元素（S・Si・P・Mn等）も含有するがCが品質決定の主役。

ベッセマー法：溶銑に空気吹き込み（コンバータ）。酸性（シリカライニング・P・S除去不可）と塩基性（ドロマイトライニング・P・S除去可）。
LD法（リンゾル・ドナヴィッツ法）：空気替わり純酸素吹き込み。N混入防止・低リン鉱石対応・高温確保。現代主流法の基礎。
平炉法（ジーメンス・マルチン炉）：溶銑・スクラップ・鉄鉱石を浅い炉床でガス燃焼輻射熱溶解（1600～1650 ℃）。高温輻射熱が鍵。
坩堝法：錬鉄・スクラップ・フェロマンガン・木炭を密閉坩堝で溶解合金化。再生炉加熱、約4時間。溶解・合金化主体、精錬機能なし。合金鋼少量生産に歴史的意義。
電気炉法：電気エネルギーのみで加熱。利点：①超高温（2000 ℃）で有害不純物（O・S・P・非金属介在物）除去容易、②温度精密制御、③高価合金元素（Cr・Ni・W等）酸化損失なし、④多品種・幅広い組成対応。安価電力普及で急拡大。
デュプレックス法：2炉直列併用。塩基性平炉＋酸性平炉、塩基性平炉＋塩基性電気炉、ベッセマー＋塩基性平炉等組合せで各炉長所活用。

以上、製鋼の主要6工程とフロー、基礎Q&Aをまとめました。製鉄所見学・技術習得・試験対策にご活用ください。ご質問はコメント欄へ。

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