驚異の省エネ事例！オール電化工場 CO2 99％削減

JFEスチール
1分以内に600℃まで急速加
厚板の高品質化と省エネルギーを両立する誘導加熱設備

JFEスチール西日本製鉄所では2003年12月より誘導加熱（IH）方式を用いた厚板オンライン熱処理設備を導入している。従来のガス燃焼炉方式よりも大幅なCO2削減を実現し、さらに製造能力のアップ、工期短縮、品質向上も実現。 2009年に鉄鋼業界として初の「新機械振興賞」経済産業大臣賞も受賞した同社の電化への取り組みを探った。

ガス燃焼炉の1/80の大きさで約70倍の加熱速度

JFEスチールではこれまで、高強度厚鋼板を製造する際、焼戻し処理をオフライン（製造ラインから外れた場所）でガス燃焼炉を使って行っていたが、2003年からは同社の西日本製鉄所に誘導加熱（IH）を利用した厚板オンライン熱処理設備を導入。熱処理を製造ライン内に組み込むことに成功した。

製造ライン

1998年から同設備の工場導入に携わった担当者は導入に踏みきった経緯をこう話す。

「ガス燃焼炉は効率が悪く、製造ラインと同じスピードで処理する設備を作ろうとすると、幅40m×長さ100mの巨大な燃焼炉が必要になります。工場内ではそのような設備を組み込むスペースはなかなかとれませんので、誘導加熱設備を検討することになりました」

誘導加熱方式であれば、幅5m×長さ4～10mのコンパクトさで、幅40m×長さ100mの炉と同様の機能を実現することができる。また、加熱速度も従来のガス燃焼炉の約70倍のため、立ち上がりも早い。「ガス燃焼炉は1分間で9℃しか上がりませんので、厚板が600～650℃になるまで70分ほどかかりました。一方、誘導加熱設備では600℃まで上げるのに1分もかかりません」と、本設備の導入を推進してきた厚板セクター部長の多賀根章氏は話す。

オフラインガス加熱炉とオンライン誘導加熱設備の比較
※板厚25mmの鋼板を室温から600℃まで加熱

さらに従来のガス燃焼炉は厚板をまとめて加熱していたため、全体の熱処理時間にばらつきが出たが、誘導加熱設備は一本一本を電気で細かに制御しながら同じ条件で加熱できるため、高品質な製品作りが安定してできているという。

一方、生産ライン内に誘導加熱設備を導入するにあたり、技術者を悩ませた点は、厚板が通る間口の広さの設計だった。誘導加熱設備は、厚板を囲む形の誘導コイルにしたため、コイルと厚板の間が離れるほど電力が必要になる。コイルを極力厚板に近づけつつも、圧延された厚板が曲がるなどして装置に引っかかってしまわないような最適な間口の大きさと、安定した形状の厚板が製造できるようなライン内設備のコントロールを行った。