Arvedi ESP - 限界のないストリップ生産

Arvedi Endless Strip Production（ESP）は、熱間圧延コイル（HRC：hot-rolled coil）の生産におけるゲームチェンジャーとなり、高品質なストリップを非常に高いコスト効率で生産する技術です。 プライメタルズ テクノロジーズは30年以上にわたってこの技術の改良を重ね、エンドレス鋳造・圧延における新たなベンチマークを打ち立ててきました。

Arvedi ESP技術は、途切れのない連続プロセスにより、わずか5分で溶鋼からエンドレス熱間圧延コイル（eHRC：endless hot-rolled coils）を生産します。 ラインは、薄または中厚の鋳片を高流量で鋳造することから始まり、その鋳片は直ちに高圧下の圧延機で粗バーに圧延されます。 この方法は、鋳片の表面温度よりも中心部が高温の逆温度プロファイルと中心部の熱を活用するため、誘導加熱装置は短いもので足ります。 これにより、エネルギーの節約、排出量の削減、圧延力の低減がなされたうえで、最適な仕上圧延前の条件を確保します。 その後、仕上圧延機で最終板厚まで圧延し、ラミナー冷却を行います。 高速シャーがストリップを即座に切断し、コイリングへと続きます。

Arvedi ESPは、鋳造・圧延工程において温室効果ガス排出量ゼロを実現する唯一のプロセスです。 2009年以来、Arvedi ESPラインは1億トンをはるかに超えるグリーンスチールをCO₂直接排出量ゼロで生産し、従来の鋳造・圧延プロセスと比較して、累計で3,000万トン以上のCO₂ 排出量を削減しています。

また、トンネル炉が不要なため、薄スラブ鋳造・圧延技術の中で最もコンパクトなレイアウトを実現し、CAPEXの削減、エネルギー効率の向上、スケール生成の低減による製品品質の向上を可能にしています。

現在、Arvedi ESPプラントは毎分約8トンのマスフローで生産しており、これは年間では約330万トンに相当します。 1ストランドで年間約400万トンの生産を近い将来の目標としており、安定した運転と最高水準の品質を維持しながら、マスフローの段階的かつ現実的な増加を目指しています。

さらに、最高の信頼性を誇る最も高度な緊急時対応コンセプトを備えています。 下流側が停止した場合でも、満杯の取鍋を戻したり、運転シーケンスを停止する必要はありません。 生産は自動的にプレートモードに切り替わり、オーダーブックから他の製品を選択してエンドレス運転を継続します。

Arvedi ESPの導入利点

• 薄板・厚板について幅広いメリットを持つエンドレス熱間圧延コイル（eHRC）
  
• 鋳造・圧延時の温室効果ガスの直接排出ゼロ
  
• 鋳造と直接熱間圧延の総合的柔軟性
  
• エンドレス熱間圧延コイルの利益重視生産
• エンドレスモードにおける実証済みの運転安定性
  

薄板・厚板について幅広いメリットを持つエンドレス熱間圧延コイル（eHRC）

• コイルの先端から尾端まで均一な機械的・形状的特性
• 最高水準の表面品質
• 超薄から厚板まで対応するHRC
• 最終用途対応製品となるエンドレス熱間圧延コイル（eHRC）

コイルの先端から尾端まで均一な機械的・形状的（幾何学的）特性

エンドレス熱延コイルの特長: 安定した生産条件により、エンドレス生産された鋼材は前例のない均一性と形状公差を実現し、 サイドトリミングが不要であるため、eHRCユーザーにとって重要な歩留りが向上。積層時に極めて重要（特に電磁鋼板について）な形状精度の優位性

超軽量から厚板まで、HRCの最高表面品質

ESPプロセスは、卓越した表面品質を実現します。 安定したモールドレベルによる鋳造後の清浄な表面は、仕上圧延前のスケール除去、スタンド間での酸化防止、ワークロールの表面品質の維持により保たれます。 超高水準表面品質を要求する特殊鋼種の生産の場合には、高圧下圧延の前にリトラクト式デスケーラーを設置することが可能です。

Arvedi ESPは、HRCで0.6ミリメートルという世界記録の薄さを達成した唯一のプロセスです。 その超軽量ゲージから最大25.4ミリメートルの厚板まで、全範囲に対応します。

最終用途対応製品として使用されるエンドレス熱間圧延コイル（eHRC）

ESPプロセスは幅広い市場の板厚に対応できるため、eHRCは冷間圧延や焼鈍を省略して最終用途対応製品として使用できます。これにより、生産コストは大幅に低減し、冷延鋼板市場で高い競争力を発揮します。 Arvedi ESPは、冷間圧延の一部を代替することができ、エンドレスストリップ生産用の鋼材を最終用途対応製品とすることもできます。 eHRCの均一な材料特性により、投入パラメータに変動がないため、冷間圧延やプロセスが非常に容易になります。 投入されるeHRCの板厚が薄いため、冷間圧延での圧下率は最小限に設定できます。

eHRCは、高品質に対する価格プレミアムと最終用途対応製品の可能性拡大により、従来のHRCと比較して高い販売利益率をもたらします。 また、均一なストリップは加工が容易なため、下流の加工業者はプレミアム価格を受け入れます。

溶鋼からeHRCまでの完全グリーンソリューション

• 鋳造・圧延時の温室効果ガスの直接排出ゼロ
  
• HRC製造のためのガス加熱が不要
  
• 最小の設置面積

鋳造・圧延時の温室効果ガス直接排出ゼロ

鋳造と圧延を一体化したプロセスでは、ライン全体の温度制御が非常に重要です。 Arvedi ESPでは、鋳造後のストランドの熱エネルギーを利用して第1圧延工程を行います。 第2工程では、温度を柔軟に調整する最も効率的な方法である誘導加熱装置を使用します。電力で容易に制御でき、オン・オフの切り替えも可能です。また、電力のみを消費するため他の加熱方式のように温室効果ガスを排出しません。

HRC生産のためのエネルギー消費型トンネル炉が不要

Arvedi ESP以外のプラントでは、ガス加熱または電気加熱のトンネル炉を使用しますが、これらは環境に優しくなく、製品表面に大きなスケールを発生させます。 さらに、ガス加熱炉はアイドル時に柔軟な制御や停止ができません。

最小の設置面積

長さ180メートル未満のコンパクトなArvedi ESPは、温度ロスを最小限に抑え、圧倒的な低エネルギー消費を実現します。 このコンパクト設計は、従来の薄スラブ鋳造・圧延プロセスと比べて長さと面積を最大50％削減します。 さらに、従来の中厚スラブ鋳造・熱延工場と比較すると、グリーンスチール生産においては面積を最大80％削減します。

鋳造と直接熱間圧延の総合的柔軟性

• 汎用鋼種から高級鋼種まで対応するエンドレス熱延コイル（eHRC）
  
• 鋼種・板幅・板厚の変更
  
• スクラップベースの電気アーク炉ルートでの高い銅許容度

汎用鋼種から高級鋼種まで対応するエンドレス熱延コイル

Arvedi ESPは、汎用鋼や商用鋼から最も高度な用途まで、あらゆるニーズに対応します。eHRC製品は、高い成形性から高強度まで、あらゆる特長の鋼種に使用されています。 この事実が、Arvedi ESPが従来の熱間圧延製品構成からエンドレス生産への移行に最適な技術であることを証明しています。

鋼種、板幅、板厚の変更

Arvedi ESPは操業において多くの柔軟なオプションを提供します。 鋼種の変更はタンディッシュ内で完全自動で処理されます。 レベル2のサポートは、インターミックスエキスパートモデルが行います。 レベル2のサポートはIntermix Expertモデルによって行われます。 板幅は、信頼性の高いDynaWidth油圧テーパーおよび板幅制御により、モールド内で直接制御されます。 エンドレス圧延の条件の安定は、最高の板幅精度を確保するために不可欠です。 板厚は、特許取得済みのFlying Gauge Chnageによってシーケンス全体で制御され、エンドレスモードでの板厚変更時にオフゲージ製品発生を防止します。 最後の仕上げスタンドでのインラインワークロール交換は、熱間圧延中に実施できるため、CO₂を排出するトンネル炉のようにバッファを保持する必要なく、最長のシーケンス長を可能にします。

スクラップベース電気アーク炉ルートにおける銅の高許容度

コンパクトな設計により、ESPはスクラップベースの電気アーク炉製鋼において、銅などの不純元素の含有量が高い場合でも完全に対応できます。これは、トンネル炉がなく、最初の圧延工程までに銅が表面に濃化する時間がほとんどないためです。 Arvedi ESPラインでは、選択酸化の臨界温度範囲に鋼材が留まる時間はわずか1分ですが、トンネル炉を備えたTSCR（薄スラブ鋳造圧延）では15～30分かかります。

利益重視のeHRS生産

• 鋼材生産におけるターンキー投資は最低水準
• 鋼材圧延で最も低い変換コスト
• 熱間圧延におけるワークロール寿命を2倍に延長
• 合金元素の使用量を抑えたESP

鋼材生産におけるターンキー投資は最低水準

Arvedi ESPはコンパクトな設計により、従来の鋳造・圧延ルートと比べて使用面積を最大80％削減します。 土地使用が少ないだけでなく、CAPEXを大幅に低減します。基礎工事の最小化、鋼構造・外装材や屋根・配管やケーブルの削減が可能です。

鋼材圧延で最も低い変換コスト

コンパクトな設計により、熱間ストランドの熱を利用した最初の圧延工程と効率的な誘導加熱によってエネルギーを節約できます。誘導加熱装置は、設備が鋳造・圧延を行っているときのみ電力を消費します。 運転資材は、誘導加熱装置が非常に短いためメンテナンスが大幅に減少すること、さらにエンドレス運転によるワークロール寿命の2倍化によって節約できます。 歩留まりは、エンドレス運転で頭部と尾端のロスを回避することで向上し、コンパクトなレイアウトによる酸化時間の短縮で表面スケールは最小限に抑えられます。 人件費は、1ストランドのみの運転とスラブ保管作業の省略によって削減できます。 専用のエンドレス生産ラインには、コイル・ツー・コイルなど他の生産モードに伴う問題がなく、その数多くの利点はマルチ生産モードの見かけ上の柔軟性をはるかに上回ります。

熱間圧延におけるワークロール寿命を2倍に延長

Arvedi ESPでは、エンドレスプロセスによりスラブのスレッディング時に発生する衝撃やワークロールへの損傷を回避できるため、ワークロールの摩耗が少なくなります。 最初の圧延工程は、コアの柔らかいストランドに直接行われるため、低い圧延力でストリップを理想的な形状に成形します。 さらに、仕上げ圧延機では、最終スタンドで摩耗補償のためのワークロールシフトを行うことで、他のプロセスと比べてワークロールの寿命が2倍に延びます。

合金元素の使用量を抑えたESP

HSLAまたはAPIグレードの熱機械圧延では、過剰合金化により非再結晶温度以下に抑える必要があります。 この戦略とは逆に、Arvedi ESPの安定したエンドレス運転と超早期パワー冷却による高い冷却率は、このような過剰合金を省くのに有利です。 これに対して、Arvedi ESPは安定したエンドレス運転と、Ultra Early Power Coolingによる高い冷却速度を備えており、このような過剰合金化が不要なため、 Nb、Ni、Cr、Moといった合金元素の必要量を削減できます。