Language
Country/Area
No result found
鉄の奇跡の変遷：古代に鉄はどのように作られたのか？
現代社会に欠かせない素材である鋼は、数千年前に人類によって発見され、鍛造されました。しかし、古代の鉄鋼生産プロセスは今日の鉄鋼業とはまったく異なり、まったく異なる技術と概念が使用されていました。その誕生の過程は数え切れないほどの革新と進歩に満ちており、古代人はどのようにしてシンプルなツールとテクノロジーを使ってこの偉大な大義を自然に生み出したのか、私たちに疑問を抱かせます。
鋼の基本組成
鋼は主に鉄と炭素で構成されています。鋳鉄は鋼に比べて硬くて脆いため、加工が困難な素材です。鋼は展性があり、鋳鉄よりも形を整えたり使用したりするのが簡単です。鉄だけでは強い圧力に耐えられるほどの強度はありませんが、適切な量の炭素 (通常は 1% 未満) により、鋼に強度やその他の重要な特性を与えることができます。鋼の製造では、炭素に加えて、窒素、シリコン、リン、硫黄などの不純物を除去したり、マンガン、ニッケル、クロムなどの合金元素を添加してさまざまな種類の鋼を製造する必要もあります。
鉄鋼の初期の歴史
古代の昔から、中国、インド、ローマなどの製鉄技術は徐々に進化し始めていました。鋼を製造する最も初期の方法の 1 つは、不純物を除去するために鉄の塊を繰り返し鍛造する「火炎鍛造」という方法でした。
中国の鉄鋼技術
11 世紀の中国では、鉄鋼を部分的に脱炭素化する世界初の試みである、ベッセマー プロセスに似たシステムが登場しました。この技術は、河北地方を旅行中に地元の冶金技術を目撃した宋代の官僚、沈括によって説明されました。
ヨーロッパにおける鉄鋼の進歩
15 世紀に、ヨーロッパはベッセマー法と換気原理を共有する製錬プロセスの開発を開始しました。その後、21 世紀の鉄鋼製造方法は近代的なプロセスが形成されるまで進歩を続けました。
鋼の現代の製造プロセス
現代の鉄鋼生産には、一次、二次、三次の 3 つの段階が含まれます。各段階で複数のテクニックから選択できます。
一次プロセス: 塩基性酸素鋼の製造
基本的な酸素鋼の製造プロセスでは、炭素が豊富な銑鉄が溶解され、鋼に変換されます。溶けた銑鉄に酸素を吹き込むと、炭素の一部が酸化されて除去されます。このプロセスは 1948 年に Robert Durrer によって開発され、Bessemer コンバーターの改良版です。この技術により鉄鋼生産の効率が大幅に向上しました。
二次工程: 鋼材の後処理
この段階で、鉄鋼メーカーは他の元素を追加または削除して、鋼の化学組成をさらに制御し、高品質の鋼を作成します。
3 段階のプロセス: 鋳造と成形
このプロセスでは、溶融金属が鋼板、コイル、またはその他の望ましい形状に鋳造されます。
二酸化炭素排出問題
2021 年の推定によると、鉄鋼生産は世界の二酸化炭素排出量の約 11% を占め、生産される鉄鋼 1 トンあたり約 1.8 トンの二酸化炭素が排出されます。
将来の課題と機会
環境への意識が高まるにつれ、鉄鋼業界は大幅な排出削減対策を模索しています。再生可能エネルギーの利用からプロセス技術の改善に至るまで、多くの企業が「グリーンスチール」の開発に取り組んでいます。これは私たちの思考のきっかけにもなりました。このような変革のプロセスにおいて、増大する鉄鋼需要を満たすだけでなく、地球を保護できるバランスポイントを見つけることはできるだろうか？
