発明技術開発の概要

　戦前の銑鋼一貫製鉄所は、鉄鉱石や石炭の産地近くに建設され、鍛造用鋼塊や条鋼など半製品が主に生産された。これら半製品は、最終製品までに冷却、搬送、再加熱が必要となるため、非効率的であった。

　戦後の圧延技術の発展により、造船用の厚板、自動車の車体、鋼製家具、缶類用の薄板の生産が可能になった。さらに連続鋳造法が普及し、半製品を一旦製造し、それを再加熱する工程が不要になった。このような中で、日本企業が、世界に先駆けて精錬をはじめとする製鋼関係の技術やノウハウを統合し、製銑、製鋼、鋳造・圧延を一貫して行う多品種大量生産システムを確立させた。この一貫したシステムの効率化のため、鉄鉱石及び石炭を輸入により確保する製鉄所を臨海部に広大な敷地を確保し、大規模な設備を配置した。

　このような戦後の銑鋼一貫製鉄所の建設に関して、重要な技術は圧延、転炉、連続鋳造である。以下、戦後の富士製鐵広畑製鐵所と川崎製鉄千葉製鉄所における転炉と連続鋳造の導入について説明する。なお、本節の記述は、富士製鐵広畑製鐵所については広畑製鐵所50年史編纂委員会編『広畑製鐵所50年史』、川崎製鉄千葉製鉄所については川崎製鉄社史編纂委員会編『川崎製鉄五十年史』を基にしている。

(1)富士製鐵（1970年以降、新日本製鉄）広畑製鐵所

　1950年、ＧＨＱの賠償指定解除に伴い、生産が再開された。まず、第一高炉を稼働させ銑鉄の生産を再開した。その後、４号平炉での鋼塊の生産（造塊）、分塊工場、鋼板工場と、順次操業が再開された¹⁸。

　次いで、朝鮮戦争特需に対応して増産とコスト低減を図るため、各社とも圧延設備強化を主眼とした設備合理化計画¹⁹が進められた。このとき、広畑製鐵所では、鋼板工場のストリップミル化²⁰、薄板工場（冷延工場）の新設、中板製造設備、連続亜鉛メッキラインの新設によって、製品バリエーションの多様化が図られた。1951年、ストリップミル化に関して米国のアームコ社と技術導入契約を締結し、設備をＵＥ＆Ｆ社から導入した。こうした海外からの技術導入とともに、鋼板工場は組織改正により連続熱延工場と改めた。製鋼、造塊方法は、平炉を用いた酸素製鋼法であった。この方法は、1949年以降に日本国内で普及していたものである。広畑製鐵所では1954年に酸素製造設備を設置し、製鋼時間を約12時間から９時間まで短縮することができた。また、造塊方法についても、アームコ社からの指導を受け、生産性が向上した。このように薄板に重点を置いた設備や技術導入が進められ、生産性の向上が図られた²¹。

　一方で、1953年以降、本格的に復活した造船業界において、船舶大型化に拍車がかかっていた。これに対応して、1958年に、厚板工場で製品幅3.6ｍという国内最大級の広幅厚板の生産が可能になった。これにより、それまで八幡製鐵がほぼ独占していた厚板市場に参入することができた。また、世界最新鋭の設備を用いた連続式熱処理炉により、大量に広幅厚板が生産でき、造船所の溶接工数の削減に寄与した²²。

　1960年には、製鋼・分塊工程が刷新された。前述の酸素製鋼法導入によって生産量は飛躍的に増加していた。しかし、世界的な屑鉄不足への対応と、第２次合理化計画に伴って新設された高炉に合わせるため、純酸素吹上式転炉（ＬＤ転炉）²³が導入された。この転炉製鋼法によって、高効率な製錬作業が可能となり、屑鉄消費量も平炉と比べて２、３割削減できた。この転炉の導入を契機に、粗鋼生産量が飛躍的に伸びた。その後、1960年代には転炉と高炉の新設が続けられた²⁴。

　連続鋳造も重要な技術である。連続鋳造とは、転炉から出た溶鋼を直接スラブやブルームと称される鋳片（半製品）を連続的に鋳造する方法である²⁵。広畑製鐵所では、1970年に連続鋳造法による生産が開始された。連続鋳造法により、溶鋼から直接的に鋼片（鋳片）を製造できるようになった。これにより、均熱・分塊工程を省略でき、歩留まり向上、品質均一化、省力化、労働条件の改善に効果があった。連続鋳造の設備は、日立造船と西ドイツのＤＳＴ社²⁶が技術提携して製作したものが採用された。この設備は、造船材向けの広幅厚板鋳片、深絞り用冷延鋼板、電磁鋼板用鋳片といったスラブを生産する本格的な設備で、月産能力は国内有数の５万トンに達した。この連続鋳造設備の特徴は、スラブの表面割れが起きにくいこと、段取り替え（スラブの幅の変更）が10～15分で可能なこと、連続して鋳込みが可能なことであった。広畑製鐵所の連続鋳造設備の稼働は、同社の他の工場（名古屋製鉄所、君津製鉄所）に先行するものであった。さらに、連続鋳造法によって造船用鋼板を生産したのは同所が国内初であった。そのため、需要側の船級協会からも注目を浴びた²⁷。

(2)川崎製鉄千葉製鉄所

　戦後、日本製鐵の広畑製鐵所が賠償工場に指定された際、平炉メーカー３社は広畑製鐵所を共同経営して銑鉄供給を安定させようと考えていた。しかし、日本製鐵が分割民営化されたことにより、広畑製鐵所は競合相手となった。そのため、川崎製鉄としては、独自に銑鉄の調達体制を確立する必要に迫られた。このとき、川崎製鉄の初代社長に就任していた西山は、永年構想をあたためていた銑鋼一貫臨海製鉄所の建設を決めた^28、29、30。

　1951年、川崎製鉄の技術調査団は、欧米の製鉄所を調査した。このとき、工場レイアウト、原料の事前処理、高炉、酸素製鋼、圧延に関する最新技術の現地調査も踏まえて、単純化、集約化、一貫化、連続化をコンセプトに千葉製鉄所の設計が行われた³¹。こうして、主力製品として鋼板を想定し、１万重量トン級の原料輸送船が接岸可能な岸壁、ベルトコンベアシステム、オア・ベッティング³²、ペレタイジング³³による鉱石事前処理法、酸素製鋼法など、様々な日本初の設備や技術が導入された³⁴。

　工場レイアウトは、南北一直線上に製鋼と圧延ライン、その西側の岸壁寄りに高炉とコークス炉を配置した。これにより、高炉から製鋼を経て圧延に至るプロセスが、Ｌ字型の短い動線で可能になった。さらに、敷地の北側に設備を集中させ、南側は将来の設備増強に備えた³⁵。

　　1952年、高炉の建設が開始された。この高炉は、国内初のフリースタンディング型³⁶であり、国内初の原料処理ベルトコンベアシステムが整備されていた。この高炉は、公称日産600トン、内容積877㎥の最新鋭のものだった。この高炉は、原料投入に斜塔バスケット式、炉体構造にドイツのパウル・ウォルフ設計の鉄皮フリースタンディング式が採用された。この方式は、後に他社でも採用された³⁷。

　さらに、高炉の生産性を左右する事前処理が重視され、当時革新的であったオア・ベッティング設備やペレット工場も採用された。このペレット工場は、当時の米国で微粉のタコナイト鉱石に適用されていたペレット法を独自に応用した塊成化法を採用していた。川崎製鉄は後発の高炉メーカーであるため、良質な鉄鉱石の調達に苦労していた。ペレット工場は、焼結法に不向きな低品質の高粘度分鉱石や微粉硫酸滓を使うのに役に立った。さらに、エネルギー利用効率を高めるために熱管理センターを設置した。平炉には、酸素製鋼法が導入された。これにより、転炉に転換するまで、この平炉が世界最高の生産効率を誇った。こうして1953年に操業を開始した³⁸。

　さらに、1951年頃から、川崎製鉄は先発高炉メーカーの既得権を侵さない形で鉄鉱石の調達先を開拓し始めた。同時に巨大な鉄鉱石船が接岸できる岸壁を整備した。その後、1960年ごろに、川崎製鉄は他社と共同出資して２万重量トン級の鉄鉱石専用船を建造・導入した³⁹。

　1958年には、高炉の増設（第２高炉）、56インチ半連続式ホット・ストリップ・ミル（年産60万トン）、および56インチ連続式コールド・ストリップ・ミル（年産30万トン）の稼働を開始した。これにより、銑鋼一貫臨海製鉄所としての体制が整った。第１高炉はドイツの図面を用いたが、第2高炉以降は川崎製鉄が独自に設計している⁴⁰。

　1965年に第５高炉と第２製鋼工場３号転炉が完成し、主要設備がほぼ完成した。その後、製鋼部門では1969年から平炉を順次廃棄し、転炉に切り替えていった。1970年８月には、全ての粗鋼生産が転炉によるものとなった⁴¹。

　1963年に西ドイツで湾曲鋳型に注入する円弧型連続鋳造設備が開発されて以降、川崎製鉄は連続鋳造の導入を検討していた。しかし、川崎製鉄は千葉、水島両拠点にそれぞれ２基ずつ分塊設備を持っていた。そのため、国内他社のように全製品を連続鋳造化せず、効果の大きい品種・サイズを、まず連続鋳造化した。また、1968年には、川崎製鉄として初めて水島製鉄所に形鋼材料のブルーム用の連続鋳造設備（スイス・コンキャスト社―住友重機械工業製）を導入し、次いで1970年には、千葉製鉄所に鋼板材料のスラブ用の連続鋳造設備を導入した。その後、「造塊―分塊」法と比べてコストや歩留まりに優れる連続鋳造の比率を高めていった⁴²。