スチール：文明の骨格 — スラブ、ビレット、ビームの鋳造
私たちは太陽の光を形に注ぎます。昨日までの石炭炉はクリーンなアークに置き換えられ、今日では液体の軽金属を橋、レール、塔、工具の骨格に静かに、正確に、そして迅速に変えています。
なぜ鋼なのか（そしてなぜ今なのか）
鋼は今も文明の最強の詩です。鍵は金属ではなく煙でした。クリーン電力（パート3–4）とスマートな選別（パート2）で、空を咳き込むことなく世界規模で鋳造・圧延しています。
- 需要は巨大: タワー、レール、船舶、工場、太陽光フレーム、風力タワー。
- 電化プロセス: EAFと電気再加熱でミルは電力網に優しい隣人に。
- 直接圧延: 熱間金属をミルに直接送る＝エネルギー削減、時間短縮、トラブル減少。
鋳造入門（スラブ、ブルーム、ビレット）
連続鋳造（CCM）
溶鋼は水冷鋳型に流れ込み、表面が凍結し、スラブが引き出されて切断されます。巨大なインゴット置き場も再加熱施設もなく、ただ安定した鋼の流れが続きます。
スラブ: 厚さ200～250 mm・幅最大2,000 mm ブルーム: 200～350 mm角 ビレット: 100～180 mm角鋳造速度: スラブ 約1～2 m/分; ビレット 約3～6 m/分（等級による）
鋳造機でのエネルギーと歩留まり
- 鋳造機の電力: 約20～40 kWh/t（駆動、二次冷却）
- 溶解→鋳造歩留まり: 約92～96%（トリミング、タンディッシュ、ヘッド/テール）
- ホットチャージ： 700～1000 °Cでミルに直接投入し、再加熱を60～90％削減
炎ではなく電気再加熱（なぜこれが重要か）
空気ではなく鋼を加熱する
スラブ、ブルーム、ビレットには誘導および抵抗炉を使用しています。これらはエネルギーを直接金属に伝え、煙突へは何も排出しません。
- 完全再加熱（冷スラブ → 1,200 °C）： 約0.25～0.35 MWh/t
- ホットチャージ（700～900 °C → 1,200 °C）： 約0.05～0.15 MWh/t
- 圧延駆動＆補助装置： 約0.08～0.15 MWh/t
数値は回収と最新のモーターシステムを含む；高い方を設計し、低い方を称賛。
なぜ製鉄所はマイクログリッドを好むのか
- 予測可能な稼働サイクル → ピークをカバーするための蓄電が容易。
- 熱回収 → 隣接する塗装、洗濯、食品のためのプロセス蒸気。
- NOxバーナーなし → クリーンな空気と許可証の削減。
圧延ライン＆製品（私たちが作るもの）
ホットストリップミル（HSM）— コイル
スラブは車、家電、船舶用プレートの前駆体、太陽追尾装置用のコイルになります。
- 入口： 200～250 mm スラブ
- 出口： 1.2～20 mm ストリップ
- ライン電力（電気）： 約0.12～0.25 MWh/t（ホットチャージ時）
プレート／ステッケル — 重厚プレート
風力タワー、橋梁、船体用の厚くて幅広いプレート。
- 出口： 10～150mm プレート
- ライン電力： 約0.10～0.20MWh/t（ホットチャージ）
断面／棒材 — ビーム、レール、鉄筋、ワイヤー
ビレット／ブルームは鉄筋、H形鋼、レール、ワイヤーロッドになります。
- ライン電力： 約0.08～0.18MWh/t（ホットチャージ）
- レール： 直線度<0.3mm/m
トンあたりチートシート（鋼製品）
電力（溶解以降）
| 操作 | トンあたりkWh | ノート |
|---|---|---|
| キャスター＆定尺切断 | 20–40 | 駆動装置、水 |
| 再加熱（コールドスラブ） | 250–350 | 誘導／抵抗 |
| 再加熱（ホットチャージ） | 50–150 | 入口温度による |
| 圧延＆補助 | 80–150 | モーター、油圧 |
合計（ホットチャージコイル）: 約0.20–0.40 MWh/t。合計（コールドスラブ）: 約0.35–0.50 MWh/t。
歩留まり（溶解 → 最終）
| ステップ | 歩留まり % | コメント |
|---|---|---|
| EAFタップ → キャスター | 92–96% | トリム、タンディッシュ |
| キャスター → ミル | 97–99% | 切断端 |
| ミル → 製品 | 95–98% | エッジトリム、スクラップ |
全体: 製品構成とホットチャージにより約85〜92%。スクラップはEAFに戻る。
事前計算されたプラントシナリオ
シナリオA — ミニミル（長尺製品、スクラップ→EAF）
能力 1 Mt/年 • ビレット／ブルーム → 異形棒鋼、H形鋼、レール。
| アイテム | 価値 |
|---|---|
| 平均スループット | ~125 t/h（8,000 h/年） |
| EAF電力（溶解） | ~0.50 MWh/t → ~62.5 MW |
| キャスター＋圧延（ホットチャージ） | ~0.15 MWh/t → ~18.8 MW |
| 総平均負荷 | ~80–90 MW |
| 日々を賄うためのPV最小値 | 約410～460 MWp |
| 蓄電（12時間） | 約0.96～1.08 GWh |
| フットプリント | 約20～35 ha（製鉄所＋ヤード） |
PVはAvg(MW)×5.14（5.5 PSH、85% DC→AC）で最小サイズ。近隣への電力供給のためにオーバーサイズしています。
シナリオB — フラット製品ハブ（DRI(H₂)+EAF + HSM）
能力5 Mt/年・スラブ → ホットチャージを多用したコイル/プレート
| アイテム | 価値 |
|---|---|
| 平均スループット | 約625 t/h |
| DRI(H₂)+EAF電力 | 約3.5～4.0 MWh/t → 約2.2～2.5 GW |
| 連続（ホットチャージ） | 約0.20 MWh/t → 約125 MW |
| 総平均負荷 | 約2.3～2.6 GW |
| H₂消費量 | 約250～300 kt/年 |
| PV最小 | 約12～13 GWp |
| 蓄電（12時間） | 約28～31 GWh |
| フットプリント | ~60–120 ha + 近隣のPVフィールド |
電解槽が電力を支配。圧延は控えめな部分。
製品ミックスダイヤル（年間1百万トンプラント）
| ミックス | コイル | プレート | セクション/ロッド | 平均電力（MW） |
|---|---|---|---|---|
| コイル重視 | 60% | 10% | 30% | ~86 |
| バランス型 | 40% | 20% | 40% | ~82 |
| 長尺重厚 | 20% | 10% | 70% | ~79 |
差異は圧延モーターの需要と再加熱割合から生じる；EAF負荷は類似。
歩留まり、品質＆ゼロ廃棄ループ
スクラップはバグではなく特徴です
- エッジトリム、コブル、切れ端は直接EAFバケットへ。
- 現場での破砕＆予熱により、溶解エネルギーとタップ間時間を削減。
- ビレット/コイル端は鋳造および機械加工用の小さな鋳物工場の原料となる。
楽しい方法でQA
- インラインゲージ： 厚さ、プロファイル、平坦度。
- レール上の冶金学：鋳造機に分光計、ダウンコイラーに硬度と結晶粒度計。
- トレーサビリティ：すべてのビームとコイルにはデジタル出生証明書が付いています。
敷地面積＆人員配置（年間1百万トンミニミル）
地域
- 溶解工場＋鋳造機： 約8〜12 ha（屋内）
- 圧延＆仕上げ： 約8〜15 ha
- ヤード＆物流： 約5〜8 ha
- PVフィールド（最小）： 約2.0〜2.5 km²（近隣）
人材とスキル
- 各ベイの運用クルー（3交代制）、強力な自動化基盤。
- 電気技師 > バーナーテクニシャン（設計上）。
- 冶金学者、品質管理、メンテナンス、そして見学学校向けのレモネードスタンド。
質疑応答
「ビームとコイルは本当に同じ溶解炉から来ているのですか？」
はい — コイル／プレート用のスラブと、セクション／ロッド用のビレット／ブルームは並列鋳造ストランドから落ちます。同じ化学組成、異なる形状、煙は出ません。
「亜鉛メッキやコーティングはどうですか？」
隣の建物。電気焼鈍ライン、亜鉛／アルミニウム浴槽、コイルコーターは同じマイクログリッド上にあり、第3部の余剰太陽光を利用しています。
「すべてをホットチャージできますか？」
ほぼ完璧です。スマートバッファーがミル内でストランドの温度を高く保ち、停止が必要なときは、電気再加熱がドラゴンを使わずに隙間を埋めます。
次は：アルミニウム、銅、希少金属 — 力の脈動（第6部）。ワイヤー、軽合金、バッテリー金属 — 骨格の神経系。