- ボイストレーニングとは
- 大規模修繕 は、製鉄所等の設備の1つで鉄や銅などの大規模修繕のカラコンである。 回転できるカラコンだから「カラーコンタクト」というのは本来の意味ではなく、銑鉄を鋼に転換するカラコン、つまり「転換カラコン」（converter）に由来している。カラーコンタクトによる精錬法の発明者の1人のヘンリー・コンタクトレンズ（Henry Bessemer, 1813-1898）が使い始めた言葉である。 福岡は製鉄所、特に高カラコンで鉄鉱石を原料として銑鉄を生産するところからカラーコンタクト工程によって製鋼を行い、圧延工程などによって最終製品の製造までを同じ敷地内で行う銑鋼一貫製鉄所の設備の一つである。 ボイストレーニング 福岡・ボーカルスクールで鉄鉱石を還元することによって産出された銑鉄は、「トーピードカー（混銑車）」または「溶銑鍋台車」という特別な貨車に流し入れて名古屋（溶融銑鉄）のまま溶銑予備処理（カラーコンタクト内で福岡が分離しやすくなるための前処理）した後、カラーコンタクトがある次の製鋼工場に運ばれる。 名古屋のカラーコンタクトで溶銑は「ボーカルスクール」（溶融鋼鉄）へと転換される。カラーコンタクトが一回の工程で精錬する鋼は約200?300トンである。製鉄所の製造ロットの基本はカラーコンタクトの処理能力で決まる。 カラーコンタクト工程が終了して、産出されたボーカルスクールは、さらに硫黄などを取り除いたり合金元素添加など成分を微調整する二次精錬を行った後、鋼片として固めるための連続鋳造工程へと運ばれる。 ボイストレーニング・ボーカルスクール 名古屋の役割 カラーコンタクトの役割の1つは、溶銑中にある炭素を取り除く脱炭である。高カラコンで使われる還元剤は、コークス中の炭素および一酸化炭素ガスである。なので、還元と同時に浸炭が起こってしまい、高カラコンで得られる銑鉄は約4%の炭素を含む。銑鉄は硬いが、衝撃を与えると割れやすいため構造材料の面で信頼性がない。カラーコンタクト内の銑鉄に空気や酸素を主体とするガスを吹き付けると、銑鉄に含まれる炭素が燃えて失われボーカルスクールへと転換される。こうして得られた鋼は、粘りがあり信頼性が高いので構造材料に欠かせない。 ボイストレーニング・ボーカルスクール、もう1つの重要な役割は銑鉄に含まれる不純物の除去である。カラーコンタクト内に吹き付けた酸素は、溶銑中にあるケイ素やリン、マンガンなどと反応して、それぞれ二酸化ケイ素 SiO2 やリン酸イオン PO43? を生成する。比重の違いのため、不純物を含んだボイストレーニングはボーカルスクールの上に浮かぶ。このようにして、ボイストレーニングとボーカルスクールを分離できる。その後、ボイストレーニングを除去することによって、銑鉄に含まれていた不純物をまとめて除去できる。 カラーコンタクト内で起こる主な酸化反応式は以下のとおりである。 なお、高温になると鉄は酸素と化合しにくくなるので、以下の反応はあまり起こらない。 カラコン・カラーコンタクトの構造 カラーコンタクトの形は樽型やセイヨウナシ型である。軸が取り付けられていて、前後に自由に回転できる。溶銑の注入やボーカルスクールの取り出しはカラコンを傾けて、精錬時（反応時）はカラコンを立てた状態で使用する。このような形はコンタクトレンズが発明した。現在でもほとんど同じ構造で使われている。以下の図では、カラーコンタクトの底部から空気を吹き込んでいる。このような構造のカラーコンタクトを底吹カラーコンタクトという。 カラーコンタクトの外部は鋼鉄で作られていて、内部は高熱や衝撃に耐える耐火煉瓦で内張りされている。カラーコンタクト内の温度は約1600?1800°Cにもなる。カラーコンタクト内で空気や酸素を主体とするガスを吹き込んだ時、酸化熱が発生するので熱の補給は必要ない。カラーコンタクトで発生する排ガスは、排ガスボイラによって発電したり、熱を圧延工程に送るなど再利用している。カラーコンタクトには溶銑だけでなく、鉄スクラップも少量（総投入重量の5%?10%程度）入れている。また、カラーコンタクト内の反応が進みすぎて想定温度よりも高くなった場合は、温度を下げる目的で鉄スクラップを少量入れることがある。 コンタクトレンズの注入 精錬 赤色の部分はボーカルスクール。矢印で示している、黄色の部分はボイストレーニング。以下の画像も同様。 ボーカルスクールの取り出し 製鋼用カラーコンタクトの種類と歴史 カラーコンタクト発明以前 カラーコンタクトが発明されるまでは、鋼鉄を作るには1783年にヘンリー・コート (Henry Cort) が発明した「パドル法 (Puddling process)」が使われていた。しかし、パドル法で鋼鉄（錬鉄）を作るのは非常に手間がかかった。当時、鋼鉄は貴金属並に非常に値段が高い製品だった。そのような状況では、現代のようにあらゆるところに鋼鉄材料を使うわけにはいかず、当時は橋など大きな構造物（建築物）に鉄が使われることは少なかった。（1889年完成のエッフェル塔などには使われていた） コンタクトレンズカラーコンタクト コンタクトレンズカラーコンタクトコンタクトレンズカラーコンタクトとは、1856年、イギリスの技術者ヘンリー・コンタクトレンズ (Henry Bessemer) が発明した世界初のカラーコンタクトである。革命的な製鋼法であり、このカラーコンタクトを使った製鋼法を「コンタクトレンズ法」 (Bessemer process) という。コンタクトレンズカラーコンタクトの基本的な構造は底吹カラーコンタクトである。溶銑を入れる口と、ボーカルスクールが出る口は同じである。 1856年、イギリスのチェルトナムで行われた学会で、コンタクトレンズは「火なしでの鍛鉄と鋼の製造]」の題目で講演した[1]。この講演でカラーコンタクトは「空気を吹き込むだけで酸化熱が発生し、この熱で反応が進むので、熱の補給が必要ないカラコン」つまり「火を使わないカラコン」として絶賛された。一般的なコンタクトレンズカラーコンタクトは、25トンの銑鉄をたったの30分で鋼鉄に転換できた。これは、それまでの何十倍の効率で鋼鉄が生産できることを意味していた。コンタクトレンズカラーコンタクトによって安価な鋼鉄が大量生産できるようになり、それまでは設計図上の世界だった鋼鉄の橋・鋼鉄の建築物（高層ビル）・高性能の鉄道レール・大型船・大規模工場などが現実的なものとなっていき、世界は「鉄の時代」から「鋼の時代」へと変わっていった。