ISSN0913-0020

The Japan Research and Development Center for Metals

一般財団法人

金属系材料研究開発センター

2023.5

No.436

TODAY

地球環境に優しい熱処理技術を目指して
一般社団法人日本熱処理技術協会（JSHT）
専務理事 細谷 佳弘( 一社 ) 日本熱処理技術協会は、正会員数約700 名、維持会員企業数約 400 社の小ぢんまりとした学会ですが、その歴史は古く 2020 年に創立 60 周年を迎えました。鉄鋼材料を主としたバルク熱処理と表面硬化熱処理を広くカバーしたユニークな学会であり、１) 材料を活かして使う熱処理技術・地球環境にやさしい熱処理技術、
２) 限りある資源を大切に活用する熱処理技術、
３) 熱処理する立場の人から使う立場の人までのことを考えた熱処理技術の３点を基本理念とし、下線部がキーワードとなります。最近では地球温暖化対策のための省エネルギーや CO2 削減など、熱処理及び熱処理設備が抱える技術課題が多くなり、学会のアクティビティーもそうした課題に応える取組みが重きをなすようになって来ました。
そうした背景から、協会創立 60 周年記念事業の一環として 2021 年に「熱処理用革新材料のロードマップ」をまとめました (「熱処理」61
巻 5 号 (2021)）。ロードマップは、” 省資源 ”、“ 省エネルギー ”、“ 高強度・長寿命化（表面硬化用鋼）”、“ 強度－延靱性バランス（バルク組織制御）”の４部構成です。
タイミング良く 2022 年度は ( 一社 ) 日 本 塑性加工学会の連合講演会にて他学協会のロードマップ紹介を目的とした特別講演が企画され、トップバッターとして 6 月に ( 公社 ) 自動車技術会より自動車技術のロードマップが紹介されました。光栄にも日本熱処理技術協会が２番手を頼まれましたので、11 月に「熱処理用革新材料のロードマップと浸炭技術の進歩」と題してお話ししました。そのポイントを以下に紹介します。
“ 省資源技術 ” については、結晶粒の微細化、1窒素活用、ユビキタス元素としてボロン活用などについて紹介し、それらの最適化に当たって計算科学の援用に言及しました。” 省エネルギー ”
については、１) エコプロセス、２) エコプロダ
クト、３) エコソリューションのカテゴリーで整理し、１) では素材製造工程の省エネ技術として焼きなまし及び焼きならし省略技術について、２)では鉄鋼製品を使用する段階を念頭に置いて真空浸炭や浸炭に置き変わる熱処理技術について紹介し、３) ではエネルギー原単位削減に寄与する技術について紹介しました。 “ 表面硬化用鋼 ”
については、ガス浸炭焼入れから真空浸炭焼入れへの工程変更、電気エネルギーを使う高周波焼入れの適用、浸炭焼入れ処理から窒化処理への工程変更、表面硬化処理技術を複合した新たな表面硬化処理技術などについて紹介しました。
“ バルク組織制御 ” については、加工熱処理による結晶粒微細化プロセス、析出粒子の微小化・分散制御技術、複合組織による加工硬化・破壊挙動の制御技術、マルテンサイト単一組織鋼の応用、オーステナイト鋼の構造材料への展開について紹介しました。
塑性加工と熱処理は、金属材料の特性を相補的・相乗的に引き出す重要な二次加工技術であるため、成形型の表面硬化処理と高強度鋼板の塑性加工時の境界領域の諸現象に対する理解を深めるため、2023 年度以降も継続して両学協会で連携することを合意しました。
さて、当協会では本年 11 月 13 日～ 17 日の間
第 28 回熱処理国際会議（IFHTSE2023）をパシフィコ横浜で開催します。熱処理技術に関わるあらゆるスコープをカバーした Congress であり、国内外から多くの参加者をお迎えして熱処理とその周辺技術に関する熱い議論が交わされる事を期待しています。
熱処理は古くて新しい技術として脚光を浴びており、地球環境に優しい熱処理技術の創生を期待したいものです。

JRCM REPORT

金属技術開発関連予算について（グリーンイノベーション基金及び令和５年度政府予算の概要）
経済産業省 製造産業局 金属課 金属技術室 室長 伊藤 隆庸
1 . はじめにに含まれる CO2 を活用した低炭素技術の開発
本稿では、経済産業省における金属技術開発 に加え、バイオマスや還元鉄などを一部原料と関連の予算として、グリーンイノベーション基 して活用するなど、あらゆる低炭素化技術を組金における「製鉄プロセスにおける水素活用」 み合わせることにより、高炉法において製鉄ププロジェクトと、本年 3 月 28 日に成立した令和 ロセスから CO2 排出を 50%以上削減する技術
5 年度政府予算の概要について紹介いたします。 の実証を目指し、要素技術開発、小規模試験高2. グリーンイノベーション基金
炉（水素直接吹込み（SuperCOURSE50）:12m3、（「製鉄プロセスにおける水素活用」プロジェクト） 高炉排ガスに含まれる CO2 活用（カーボンリサ
鉄鋼は、2050 年のカーボンニュートラル社会 イクル高炉）:150m3 規模）での検証試験、中においても、自動車や各インフラ、電子電気機 規模試験高炉（500m3 級以上）での実証試験
器等で大きな需要が見込まれておりますが、製 等を実施します。SuperCOURSE50 については、造過程で CO2 を多く排出することが課題となっ 日本製鉄（株）東日本製鉄所君津地区の試験高ております。製鉄プロセスにおけるカーボン 炉で 2022 年 5 月から試験を開始しており、まニュートラルの実現に向けて、NEDO グリーン た、カーボンリサイクル高炉については、JFE
イノベーション基金「製鉄プロセスにおける水 スチール（株）東日本製鉄所千葉地区において素活用」プロジェクトでは、現在普及している 小型試験高炉を建設し、2025 ～ 26 年度に試験高炉法を生かした水素の大量吹込みによる大規 操業を行う予定です。
模な高炉水素還元技術や高炉排ガスに含れる 【研究開発項目２－①】
CO2 の還元剤等への利活用技術等の開発、電炉 直接水素還元技術の開発法における低品位鉄鉱石の活用を見据えた直接2030 年までに、低品位の鉄鉱石を水素で直水素還元炉の技術開発や電炉における不純物濃 接還元する技術により、中規模直接還元炉（実度の制御技術等の開発を、日本製鉄（株）、JFE 炉の 1/25 ～ 1/5 規模）において、現行の高炉スチール（株）、（株）神戸製鋼所及び（一財） 法と比較して CO2 排出を 50%以上削減する技
金属系材料研究開発センターのコンソーシアム 術の実証を目指し、要素技術開発、小規模試験で実施しています。
炉（実炉の 1/250 ～ 1/150 規模）での検証試【研究開発項目１－①】
験、中規模直接還元炉（実炉の 1/25 ～ 1/5 規模）
所内水素を活用した水素還元技術の開発での実証試験等を実施します。現在、日本製鉄
2030 年までに、製鉄所内水素を活用した高 ( 株 ) 波崎研究開発センターでは小規模試験シャ炉における水素還元技術及び CO2 分離回収技 フト炉（1t/hr）を、JFE スチール ( 株 ) 東日本
術などにより、製鉄プロセスから CO2 排出量 製鉄所千葉地区では小型ベンチ試験炉を建設しを 30%以上削減する技術の実装を目指し、実 ており、それぞれ、2025 年度、2024 年度に炉実証試験に向けた操業条件の検討や実高炉 試験を開始する予定です。
（5,000m3 級）での実証試験等を実施します。 【研究開発項目２－②】
具体的には、日本製鉄（株）東日本製鉄所君津 直接還元鉄を活用した電炉の不純物除去技術開発
地区第二高炉において、2026 年 1 月から実機2030 年までに、低品位の鉄鉱石の水素直接実証試験を開始する予定です。
還元鉄を活用した電炉プロセスにおいて、自動【研究開発項目１－②】外部水素や高炉排ガスに 車の外板等に使用可能な高級鋼を製造するた含まれる CO2 を活用した低炭素化技術等の開発 め、大型電炉一貫プロセス（処理量約 300t 規
2030 年までに、製鉄所外水素や高炉排ガス 模）において、不純物（製品に影響を及ぼす成JRCM NEWS No.436

2分）の濃度を高炉法並み（リン 150ppm、窒素40ppm 以下）に制御する技術の実証を目指し、要素技術開発、小規模試験電炉・炉外処理炉（処理量 3t ～ 10t 規模）での検証試験、大型試験電炉・炉外処理炉（処理量約 300t 規模）における実証実験等を実施します。（株）神戸製鋼所

高砂製作所では、小型商用炉（20t）を改造し、2023 年 1 月から試験を開始しています。また、
日本製鉄（株）波崎研究開発センター及び JFE
スチール（株）東日本製鉄所千葉地区では、それぞれ小型試験電気炉（10t）を建設しており、2024 年度から試験を開始する予定です。

図 1：グリーンイノベーション基金「製鉄プロセスにおける水素活用」の概要

3. 令和 5 年度金属技術開発関連予算
本年 3 月 28 日に、令和 5 年度の政府予算が成立いたしました。経済産業省関連予算は、一般会計・エネルギー対策特別会計・GX 支援対策費・特許特別会計を合わせて約 1.7 兆円で、令和 4 年度当初予算額に比べて約 1.4 倍となりました。エネルギー価格高騰への対応やエネルギー安全保障・資源の安定供給の確保を進めるとともに、持続的な成長を可能とする経済社会の実現を目指すこととしております。
図 2：令和５年度金属課技術開発関連予算の概要
金属技術開発関連の令和 5 年度予算は以下の2 事業で、総額は 24 億円となっています（図 2）。 （１）航空機エンジン向け材料開発・評価シス
これまで「環境調和型プロセス技術の開発事業」 テム基盤整備事業（令和 5 年度予算額：12 億円）として行ってきた COURSE50 プロジェクトは複数の金属元素を適切に組み合わせ、適切なグリーンイノベーション基金に移行し、「アル プロセスで製造された高機能材料は、耐熱性、ミニウム素材高度資源循環システム構築事業」 耐摩耗性等の機能を持ち、航空機等の省エネルは新規事業である「資源自律経済システム開発 ギー化に寄与してきました。
促進事業」に統合されることとなりました。
本事業では、エンジン部材の革新的製造プロ
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3セスの開発や、合金開発の迅速化に繋がるデー 係る省資源化及び精錬に係る技術並びにアルミタ駆動型の革新的合金探索手法の開発により、 スクラップを自動車の車体等にも使用可能な素更なる省エネルギー化に貢献します。また、当 材（展伸材）へとアップグレードする基盤技術
該材料や部品は、高度な信頼性要求から欧米当 に係る研究開発を実施します。これらにより、局による認証が必要であり、日本企業にとって 将来、資源小国である我が国において、あらゆ大きな障壁となっていることから、材料の国内 る廃製品から資源を再生する高度な資源自律経共通評価システムの構築に取り組み、国産材料・ 済システムの開発を促進し、資源の自律性を確部材の認証取得を目指します。
保した社会を目指します。
令和 5 年度は、(1) 金型など設備設計・製造、(2)本事業の中で、アルミニウムの高度循環利用設計・製造した機械装置の高速化・連続化・高 の実現を目指し「アルミニウム素材高度資源循
品質化のための改造、(3) データベースの構築、 環システム構築」事業として、①不純物の軽減部材製造、特性評価を行います。
（地金製造時において、不純物除去技術を高度化する技術）、②不純物の無害化（素材製造時での不純物を含有するアルミニウムの品質を向上する）に関する技術開発を実施します。また、
令和５年度より、新たなレアアース分離精製技術の確立を目指し「サプライチェーン強靱化に資する未利用レアアース分離精製技術開発」を開始し、未利用資源等からの高効率レアアース分離技術開発を実施します。
図 3：合金探索手法イメージ（２）資源自律経済システム開発促進事業（令和 5 年度予算額：12 億円）
排出・回収された廃製品に含まれる金属やプラスチック等の各種素材を、デジタル技術も活用しながら最大限利用可能とする基盤技術開発を実施します。具体的には、廃家電から貴金属、
図 4：事業イメージ
レアメタル、ベースメタル、プラスチック等の参考：経済産業省ホームページ
資源を余すことなく資源循環する基盤技術、今 ・令和 5 年度経済産業省関連予算等の概要
後需要が急増することが想定される磁性材料に https://www.meti.go.jp/main/yosan/yosan_fy2023/index.html【人事異動】【新人紹介】
高機能材料とハイテンの研究開発に従事。
○令和 5 年 3 月 31 日付
多田 雅毅（ただまさき）
高強度缶用鋼板で令和 2 年度中国地方発明
退職：豊田 俊介
①出身地：北海道札幌市
表彰特許庁長官賞受賞。
[ 旧 ] 磁性・先進技術研究部長②生年月日：1972 年 12 月 16 日 ⑤抱負：CO2 排出量削減の材料側からの[ 新 ]（一社 ) 日本熱処理技術協会 ③最終学歴：北海道大学大学院
軽量化アプローチに加えて、製鉄プロセス○令和 5 年 4 月 1 日付
工学研究科 物質工学専攻 ( 修士 )でのカーボンニュートラル実現のため産転入：多田 雅毅④これまでの主な活動内容：1998 年 4 月 学官連携による協創が進むように奮励し、[ 旧 ] JFE スチール（株）
NKK( 現 JFE スチール ) 入社。入社以来、 SDGs 達成やグリーン社会の構築に貢献で[ 新 ] 磁性・先進技術研究部長
研究所で一貫して薄鋼板 ( 表面処理、缶・ きるように責任を持って取り組みたい。
ラミネート、自動車骨格部材）に関する ⑥趣味：サイクリング、スキー、旅行。

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2023 年 5 月 1 日
小紫 正樹
一般財団法人 金属系材料研究開発センター

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