電気鋼：エネルギー革命を推進する

産業は長い間変化し続けてきたが、今日のエネルギーと旅行における変化は、完全にゲームチェンジャーである。しかし、有名な電気自動車や巨大な風力タービンの背後には、それを実現している素材がある。これは普通の鋼鉄とは違う。ハイテクを駆使した軟磁性鋼で、エネルギー転換の最も重要な部分に欠かせない素材なのだ。この記事では、電磁鋼板について詳しく説明する。それが何なのか、なぜエネルギーとモビリティの革命にとってそれほど重要なのか、そして多くの用途を持つこの素材に対するニーズの高まりに応えるためにメーカーがどのように取り組んでいるのかを説明する。あなたは、私たちの環境に優しい未来に必要なこの素材を作るための複雑な科学と建築を理解し、その価値を見出すことができるだろう。

私が聞き続けている "電気鋼 "とは一体何なのか？

最も大きな効果をもたらす変化は、多くの場合、水面下でひっそりと働いているものである。ケイ素鋼とも呼ばれる電気鋼がその好例だ。鉄とケイ素を混ぜ合わせた特殊な鋼で、その驚くべき磁気能力のためだけに作られた。通常6.5%までのケイ素を加えることで、鋼の中を電気が流れにくくなり、専門的な言い方をすれば、熱としてエネルギーを浪費する電気の小さな輪を減らすことができる。これを減らすことで、鋼材が磁化されたり減磁されたりする際に失われるエネルギー（ヒステリシス損失）を下げることができ、電磁鋼板はその主な仕事である磁場誘導に非常に優れた能力を発揮するようになる。

このハイテク素材は通常、厚さ2mm以下の薄い冷間圧延シートで作られる。これらのシートはその後、形状に切断され、積み重ねられる。モーターなどの電気機器のコア発電機、変圧器など。このシートには、シート間のエネルギーの無駄を防ぐための特殊なコーティングが施されている。鉄とシリコンを混ぜ合わせた材料と積層構造によって、電気鋼板は今日の多くの技術の基礎となっているのだ。電磁鋼板がなければ、私たちのように電気を動かしたり使ったりすることは、もっと難しく、もっと無駄になっていただろう。

エネルギー転換を可能にする電炉鋼とは？

エネルギーの転換は、化石燃料からの脱却という大仕事である。この変革の重要な部分は、グリーンな資源から電気を作り、移動させ、使用する非常に効率的な方法が必要なことである。そこで重要になるのが電気鋼材だ。風力タービンの発電機や電力システムを管理する変圧器など、エネルギー転換を実現する中核部品の重要な材料なのだ。

海に浮かぶ巨大な風車を思い浮かべてほしい。回転するブレードからのエネルギーを無駄なく電気に変えなければならない。これが発電機の仕事であり、それがうまく機能するかどうかは、コアに使われる電磁鋼板の品質に大きく左右される。軟磁性鋼は、風力タービン発電機内の磁場を集めて強化し、回転エネルギーを非常に効率的に電流に変えることができる。同じように、グリーンエネルギーをさまざまな場所で作るには、それを移動させる良い方法が必要だ。そこで、電炉鋼のコアで作られた変圧器が使用され、低損失でエネルギーを移動させるために電圧を増減させる。基本的に、電炉鋼がなければ、エネルギーの転換を成功させることはほとんど不可能である。

なぜ電気鋼板が電動モーターの中心なのか？

電気自動車の成長は、エネルギーとモビリティの革命の最も明確な兆候のひとつである。心臓が血液を送り出すように、電気自動車を動かすのは電気モーターだ。そのモーターの中心には、電気鋼がある。具体的には、電気モーターのステーターとローターの部品を作るために、非粒度電気用鋼が使われる。このタイプの電磁鋼板は、どの方向に対しても同じ磁気能力を持ち、磁場が常に変化する回転機械にとって非常に重要です。

電磁鋼板が磁場を支えやすいということは、少量の電気で強力な磁場を作ることができるということだ。これは、エネルギーの無駄が少ない優れたモーターに直結する。電気自動車では、1回の充電でどれだけの距離を走行できるかに影響するため、この高効率は非常に重要である。電気自動車メーカーがより遠くまで走り、より優れた性能を発揮する車を作ろうと努力を続けているため、最高品質で高効率の電気鋼材のニーズは急速に高まっている。電気モーターの性能は、内部の電炉鋼の品質と密接な関係があるのは事実です。

エネルギー輸送における変圧器の役割と、なぜ電気鋼板が重要なのか？

"どのように "を知ることは、"何を "を知ることと同じくらい重要である。変圧器とは、磁界を利用して電気エネルギーをある回路から別の回路に移動させる、可動部のない電気機器の一部である。その主な仕事は、電圧を上げたり下げたりすることである。例えば、電気は多くの場合、エネルギー損失を少なくするために非常に高い電圧で長距離を送ります。そして変圧器は、家庭や企業にとってより安全なレベルまで電圧を下げます。磁場を誘導する変圧器のコアは、電気鋼、特に粒状配向電気鋼が大きな価値を発揮する場所です。

結晶粒を重視した電気鋼は、その内部構造を整列させる方法で作られており、一方向により優れた磁気能力を発揮する。このため、磁場を誘導するのに非常に優れており、トランスがエネルギーの無駄をほとんど出さずに仕事をするために必要なものです。変圧器のコアに高品質の電気鋼を使用することで、より強力な磁場で変圧器を作動させることができる。私たちのエネルギー供給が、より多くのグリーン・エネルギーでより広く行われるようになるにつれ、エネルギーを移動させる効率的な変圧器の仕事は、ますます重要になっていくでしょう。

電気鋼材の「等級」は仕事によって違うのか？

同じ解決策がすべてに通用するわけではなく、それは電気鋼材にも当てはまる。電気鋼材にはさまざまな「等級」があり、それぞれ異なる作業に適した特徴があります。主な2つのタイプは、粒度分布型（GO）と非粒度分布型（NGO）の電気鋼です。

整列した構造を持つ粒状配向電気鋼は、優れた磁気能力を持ち、一方向のエネルギー損失が小さい。このため、磁界の方向が常に同じで、省エネルギーが非常に重要な変圧器のような非可動機器に最適な鋼種です。一方、非粒度系電磁鋼板はランダムな構造をしているため、磁気能力はどの方向でも同じです。そのため、磁場が常に変化する電動機や発電機のような回転機械に適しています。この2つの主なタイプの他に、各グループにはさらに多くのグレードがあり、多くの場合、その厚さと失うエネルギーの大きさに基づいている。これにより、建設業者は必要なものに適した材料を選ぶことができる。

メーカーはどのようにしてオーダーメイドの電炉鋼板ソリューションを生み出しているのか？

今日の競争社会では、顧客と緊密に連携してカスタムソリューションを提供する企業が最も優れている。電炉メーカーも同じです。彼らは、エネルギーとモビリティ革命のニーズが、標準的な製品以上のものを求めていることを知っています。だからこそ一流メーカーは、自動車業界やエネルギー業界の顧客と緊密なチームワークを築き、永続的な関係を築いているのです。

このチームワーク・アプローチは、電気自動車用の強力なトラクション・モーターであれ、送電網用の巨大な変圧器であれ、プロジェクトの正確なニーズを理解するのに役立つ。このチームワークを通じて、彼らは新しいソリューションを研究し、作り続けることができる。これは、より優れた磁気能力を持つ新しい材料ミックスを作ったり、高周波用途のための超薄板ストリップを作ったり、環境への影響を少なくするために製造方法を改善したりすることを意味する。このようにカスタムソリューションを作ることに注力することで、製造される電気鋼が単なる材料ではなく、顧客の成功を支援する技術であることを確認している。

電炉鋼生産が直面する課題とは？

電炉鋼の製造は多くのエネルギーを使う複雑なプロセスであり、メーカーには解決すべき問題がいくつかある。最大の問題のひとつは、原材料、特にシリコンと鋼鉄の価格の変動である。また、製造工程自体にも環境問題があり、鉄鋼メーカーは公害を減らし、厳しい規則に従うよう求められている。

もうひとつの大きな課題は、製品に対するニーズの大きさだ。電気自動車市場の急成長と、より多くのグリーン・エネルギー・システムの構築により、高品位電気鋼板のニーズが大幅に増加しており、これに対応するのは難しい。電炉鋼の工場を増やすには長い時間とコストがかかり、新しい工場を稼働させるには何年もかかることが多い。また、より薄い鋼板とより高い効率性の両方に対するニーズの高まりが、現在の工場でできることを試している非粒度電気鋼板にも問題がある。環境問題に対処しながら、この急成長するニーズに応えることは、すべての電炉メーカーにとって最重要目標である。

電炉鋼の需要と革新の未来は？

電気自動車の急成長と、電力システムにおけるグリーンエネルギー利用の高まりに後押しされ、世界の電気鋼材市場は大きく成長すると予想されている。2035年までには、電気自動車に使用される鋼材が市場全体の20%を超えると予測する研究もある。この巨大なニーズが、この分野での新しいアイデアをさらに後押しすることは間違いない。

エネルギー損失がさらに低く、磁気特性に優れた新しい電気鋼種が登場し、モーターや変圧器の効率がさらに向上することが期待される。また、製造工程をより環境に優しいものにする研究にも重点が置かれ、リサイクル材料の使用や工場からの汚染物質の削減がより重視されるようになる。EUのエコデザイン指令は、より良いエネルギー効率を求め続け、顧客がこれらの厳しい規則を満たすのに役立つ高品質の電気用鋼の必要性を高めています。電気用鋼の未来は、より優れた性能、より環境に優しい方法、そして世界のエネルギー需要の増大に対応するための新しいアイデアを常に追求することにある。

電炉鋼生産の持続可能な未来をどう確保するか？

真の進歩は環境に優しいものでなければならない。電炉鋼業界にとって、これは製造方法による環境への影響に対処することを意味する。良いニュースは、鉄鋼は永遠にリサイクルできるということです。環境に優しい未来への鍵は、いくつかの主要な分野にある。第一に、電気鋼材を作るためにリサイクルされた鋼材をより多く使用することで、公害や新しい未使用の材料の必要性を大幅に減らすことができる。

第二に、産業界はよりクリーンな製造方法への投資を継続し、その使用を開始しなければならない。これには、汚染を大幅に削減できるグリーン水素を製鉄プロセスに使用する方向への移行も含まれる。ティッセンクルップのような企業は、ブルーミント® スチールですでに前進している。最後に、高効率の電炉鋼の製造に引き続き注力することは、それ自体が環境に優しいことにつながる。モーター、発電機、変圧器の効率が高ければ高いほど、エネルギーの無駄が減り、環境への総負荷が小さくなります。これらの分野に注力することで、電炉鋼業界は真に環境に優しいエネルギーとモビリティの革命の重要な一部であり続けることができるのです。