電磁鋼

電磁鋼とは、電気エネルギーと磁気エネルギーの変換効率を高めるために作られた特殊な鋼材です。1900年にイギリスのハドフィールドによって発見されました。通常の構造用鋼材が強度や耐食性、加工性を重視するのに対し、電磁鋼では鉄損をいかに低減するかが最も重要な性能となります。この点で、電磁鋼は他の鋼材とは異なる独自の特性を持つと言えるでしょう。

主な用途としては、発電所の発電機、変電所の変圧器、そして各種モーターの鉄芯が挙げられます。近年では、ハイブリッドカーのモーターにも採用されており、自動車の性能を左右する重要な部品となっています。

電磁鋼の製造には、主に鉄にケイ素を添加する方法が用いられます（ケイ素鋼）。ケイ素の添加量を増やすほど鉄損は減少しますが、一方で鋼材が割れやすくなるという問題があります。そのため、実用的な電磁鋼におけるケイ素の添加量は約4%程度に制限されています。しかし、このケイ素の添加量や製造工程に関するノウハウは、各鉄鋼メーカーが独自の技術として保持しており、外部には公表されていません。製鉄所によっては、従業員であっても電磁鋼の生産ラインに入るためには特別な許可証が必要となるほど、機密性が高く保たれています。

電磁鋼は、その磁気特性によって大きく分けて2種類に分類されます。

無方向性鋼板

無方向性鋼板は、特定の方向に磁化しにくい性質を持つ鋼板です。これは、鋼板内の結晶軸の方向をランダムに調整することで実現されます。主にモーターの鉄芯や発電機に利用されます。日本の大手鉄鋼メーカーである日本製鉄は、この無方向性鋼板の製造に関する多くの特許を保有しており、2021年には中国の宝山鋼鉄やトヨタ自動車を相手に特許侵害訴訟を起こした事例もあります。

方向性鋼板

方向性鋼板は、特定の方向に磁化しやすい性質を持つ鋼板です。これは、圧延方向に結晶軸を整列させることで実現されます。主に変圧器の鉄芯（コア）に使用され、「オリエントコア」とも呼ばれます。この鋼板も日本製鉄が多くの特許を保有しており、2012年には韓国のポスコを相手に特許侵害訴訟を起こしています。

このように、電磁鋼は様々な産業分野で重要な役割を果たしており、その製造技術は高度に専門化されていると言えるでしょう。

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