-111- 〔新 日 鉄 技 報 第 394 号〕 (2012) UDC 669 . 184 . 244 . 66 : 621 . 746 . 047 * 八幡製鐵所 製鋼部 製鋼技術グループ グループリーダー 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1-1 〒804-8501 八幡製鐵所における多品種造り分け製造プロセスの確立 八幡製鐵所における多品種造り分け製造プロセスの確立 八幡製鐵所における多品種造り分け製造プロセスの確立 八幡製鐵所における多品種造り分け製造プロセスの確立 八幡製鐵所における多品種造り分け製造プロセスの確立 Development of Steelmaking Process for Producing Various High Quality Steel Grades at Yawata Works 楠 伸太郎 * 西 原 良 治 加 藤 勝 彦 坂 上 仁 志 Shintaro KUSUNOKI Ryoji NISHIHARA Katsuhiko KATO Hitoshi SAKAGAMI 福 永 新 一 平 嶋 直 樹 Shinichi FUKUNAGA Naoki HIRASHIMA 抄 録 八幡製鐵所の鉄源部門の戸畑地区移管がほぼ完了した1980年の初め,製鋼工程は3つの製鋼工場で薄 板,電磁鋼板,軌条,形鋼,鋼管,ステンレス鋼等の成分,用途の大きく異なる品種を生産していた。そ の後,高炉一基化に伴う生産体質の抜本的見直しや高級鋼ニーズ拡大等の要請に対応すべく,新技術の開 発,導入を積極的に推進し,生産性や品種毎の製造技術を飛躍的に向上させた。これら対策により,生産 設備を大幅に集約し,高効率に多種多様な高級鋼を造り分ける製造プロセスを確立した。 Abstract In the early 1980s, when all of the ironmaking and steelmaking plants at Yawata Works were transferred from the Yawata area to the Tobata area, three steelmaking plants had been producing various type of steel grades, such as sheets, electrical steels, rails, shapes, pipes and stainless steels. After that, it became necessary to meet the growing demand for producing high-grade steel and to restructure the production process by reducing the number of blast furnaces. Therefore, new tech- nologies have been actively developed and introduced to drastically improve the productivity and the steelmaking technologies. These measures enabled us to streamline the production facilities and to establish a highly-efficient steelmaking process which can offer a wide variety of high-grade steel. 1. 緒 言 現在の製鋼分野を支える技術は数多くあるものの,その 中でも核となっている技術は平炉を終焉させた転炉,二次 精錬における脱ガス,そして造塊を終焉させた連続鋳造 (以下,連鋳又はCC)である。日本において,これらの技 術は 1960 年代の粗鋼生産の増大に対応し,転炉は大型化 とともに積極的な導入が図られ,さらに 1970 年代の二度 にわたるオイルショックや円高を契機に,歩留,生産性お よびエネルギーコストが優れている連鋳機の導入が加速さ れた。こうした時代背景の中,八幡製鐵所も,八幡地区に あった小型製鋼工場をリプレースする形で,1979 年戸畑 地区に製鋼工場が集約された。 その後,高炉1基化により製鋼工程の生産体質を抜本的 に見直すことが必要になるとともに,その間,需要家から の鋼材特性要求は飛躍的に高度化し,高級品(高純度,高 清浄度)製造技術の確立も急務であった。とりわけ多品種 を製造している八幡製鐵所製鋼工程においては,製鋼工場 の統合や分塊工場の休止,連鋳機の集約と同時に,品種製 造技術を開発,導入しながら効率的な生産プロセスの確立 が求められた(図1)。 図1 八幡製鐵所における粗鋼生産量推移 Trends in crude steel production at Yawata Works 技術報告
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AbstractIn the early 1980s, when all of the ironmaking and steelmaking plants at Yawata Works were
transferred from the Yawata area to the Tobata area, three steelmaking plants had been producingvarious type of steel grades, such as sheets, electrical steels, rails, shapes, pipes and stainless steels.After that, it became necessary to meet the growing demand for producing high-grade steel and torestructure the production process by reducing the number of blast furnaces. Therefore, new tech-nologies have been actively developed and introduced to drastically improve the productivity and thesteelmaking technologies. These measures enabled us to streamline the production facilities and toestablish a highly-efficient steelmaking process which can offer a wide variety of high-grade steel.
1. 緒 言
現在の製鋼分野を支える技術は数多くあるものの,その
中でも核となっている技術は平炉を終焉させた転炉,二次
精錬における脱ガス,そして造塊を終焉させた連続鋳造
(以下,連鋳又はCC)である。日本において,これらの技
術は1960年代の粗鋼生産の増大に対応し,転炉は大型化
とともに積極的な導入が図られ,さらに1970年代の二度
にわたるオイルショックや円高を契機に,歩留,生産性お
よびエネルギーコストが優れている連鋳機の導入が加速さ
れた。こうした時代背景の中,八幡製鐵所も,八幡地区に
あった小型製鋼工場をリプレースする形で,1979年戸畑
地区に製鋼工場が集約された。
その後,高炉1基化により製鋼工程の生産体質を抜本的
に見直すことが必要になるとともに,その間,需要家から
の鋼材特性要求は飛躍的に高度化し,高級品(高純度,高
清浄度)製造技術の確立も急務であった。とりわけ多品種
を製造している八幡製鐵所製鋼工程においては,製鋼工場
の統合や分塊工場の休止,連鋳機の集約と同時に,品種製
造技術を開発,導入しながら効率的な生産プロセスの確立
が求められた(図1)。
図1 八幡製鐵所における粗鋼生産量推移Trends in crude steel production at Yawata Works
技術報告
-112-新 日 鉄 技 報 第 394 号 (2012)
八幡製鐵所における多品種造り分け製造プロセスの確立
本稿では,1980年代以降から現在に至る30年間の八幡
製鐵所製鋼工場の変遷を踏まえた多品種造り分け製造技術
について述べる。
2. 八幡製鐵所製鋼工場の変遷
1980年代の八幡製鐵所は,当時新鋭の堺,君津製鐵所
等に比べ,生産体質の脆弱さを立て直すべく,八幡製鐵所
マスタープラン(1969年)を策定し1),その実行がほぼ完
了した時期にあたる。製鋼工程では,戸畑地区に大型製鋼
工場である第三製鋼工場を建設し2),これにより鉄源部門
の戸畑集約が完了した。その結果,八幡製鐵所の製鋼工場
は,第一製鋼工場(C鋼),第二製鋼工場(N鋼),そして
第三製鋼工場(T鋼)の3工場体制となり,これら製鋼工
場で多種多様な鋼材の生産を実施していた。各製鋼工場に
は,転炉および各種炉外精錬の精錬工程と造塊および連鋳
機の鋳造工程を有し,C 鋼では軌条,形鋼,シームレス鋼
管等ブルーム系の品種を,N 鋼では薄板,厚板,電磁鋼板,
ステンレス鋼等のスラブ系の品種を,大型転炉を有する T
鋼では薄板,条鋼等のスケールメリットを享受できる品種
を製造していた。
その後,生産量の横ばいが続く中で,品種選択,更なる
効率化および需要家からの品質要求に応えるべく設備を集
約し,現在の T 鋼を中心とした生産体制に至っている。こ
れら生産プロセスの変遷を図2に,また1980年代と現在
の品種構成推移を図3に示す。
以降,多品種造り分け製造プロセスを可能としてきた精
錬,分塊,連鋳工程の変遷と製造技術について述べる。
3. 工程別製造技術について
3.1 精錬工程の集約と機能分化1, 3)
戸畑地区のC鋼,N鋼そして当時最新鋭高効率工場で
あった T 鋼の3つの製鋼工場が完成した後に,まず着手
したのは,C 鋼精錬工程の N 鋼集約4)と高炉1基化を契機
としたN鋼普通鋼精錬工程のT鋼移管であった。その結
果,普通鋼精錬プロセスは T 鋼に,ステンレス鋼精錬プ
ロセスはN鋼に集約,特化された。
以降,T 鋼精錬プロセスである普通鋼精錬技術と N 鋼
プロセスであるステンレス鋼精錬技術について,その変遷
を踏まえながら述べる。
(1)普通鋼精錬技術
普通鋼製造の特徴は多種多様な生産品種にあり,薄板,
電磁鋼板,軌条,形鋼,鋼管等,極低炭素鋼から高炭素鋼
までを同一精錬工程で造り分け,連続鋳造工程にタイム
リーに溶鋼を供給する事にある。図4に普通鋼精錬技術の
変遷を示すように,製造品種の要求仕様に応じ,精錬各工
程の機能分担の最適化を図ってきた。
溶銑予備処理では,精錬機能の分割最適化を目的に
1983 年にトーピードカー上吹脱硫法(以下,TDS 法:
Torpedo car Desulphurization)を実機稼働させ,低硫高純度
鋼の大量生産を開始し5),1986年には転炉での熱裕度拡大
を図るべく気体酸素使用を実用化した6)。
TDS法での脱燐処理時に課題となるスロッピングの予
知・抑制技術も開発し,トーピードカーでの安定した脱燐
処理技術を確立した7, 8)。その後,極低硫鋼の脱硫処理を目
的に1995年にマグネシウム脱硫設備を設置し9),更に環境
規制の高まりからスラグ中の脱フッ素化要請に応えるべく,
図2 製鋼工場における生産プロセスの変遷Changes in the steelmaking process at Yawata Works
図3 品種構成推移Changes in product mix
図4 八幡製鐵所における普通鋼精錬技術の変遷Transition of ordinary steel refining technology at YawataWorks