鉄鋼170年史

鋼鉄を作る道は大きく二つあります。一つは鉄鉱石から出発します。高炉で石炭を使って鉄鉱石の酸素を取り除き、溶けた鉄（銑鉄）を取り出し、その溶銑を転炉に注いで酸素を吹き込んで鋼鉄を作ります。もう一つは鉄スクラップから出発します。電気炉にスクラップを入れ、電気で溶かします。前の道を「高炉・転炉」、後ろの道を「電気炉」と呼びます。

二つの道は設備の性質からして異なります。高炉は一基建てるだけでも巨額の費用がかかり、一度火を入れたら何年もの間止めることはありません。電気炉は比較的小さく建てることができ、スイッチを入れたり切ったりするように動かしたり止めたりできます。そのため、同じ産業の中にあっても、二つのタイプの企業はまったく異なるリズムで動いています。

二つの道の比率は国によって大きく異なります。世界鉄鋼協会の集計によると、2025年の電気炉比率はアメリカ71.3%、トルコ72.2%、インド57.7%、欧州連合45.8%、韓国27.0%、日本25.8%、中国10.6%です。同じ製品を扱いながら、国ごとの工程構成が正反対に分かれています。

これを技術の世代差として捉えると見誤ってしまいます。電気炉は決して新しいものではありません。アメリカで最初の電気炉が稼働した年は1907年です。そして2025年現在も、世界の粗鋼生産の69.4%は依然として鉄鉱石由来の道から生み出されています。分かれ道を作っているのは二つの要素です。その国に鉄スクラップがどれだけ蓄積されているか、そして電気がどれだけ安いか。 鉄スクラップは空から降ってはきません。昔作られた鋼鉄が寿命を迎えて初めて生まれるのです。ですから、早くから産業化が進んだ国にはあり、今まさに建設を進めている国にはありません。

排出量も分かれています。協会の集計によると、2024年の活動基準で粗鋼1トンを作る際に出る二酸化炭素は、高炉・転炉が2.34トン、鉄スクラップを溶かす電気炉が0.69トンです。今、この産業にかかっている圧力の大部分は、この数字の差から生じています。

19世紀半ばの鉄は3種類に分かれていました。炭素が多く硬いものの割れやすい鋳鉄、炭素をほぼすべて抜いて柔らかく粘り強い錬鉄、そしてその中間に位置する鋼鉄です。鋼鉄は優れていましたが、るつぼで少しずつ溶かして作らねばならず高価でした。そのため、レールも橋もほとんど錬鉄で作られていました。

ヘンリー・ベッセマーは1855年1月に「鉄および鋼の製造改善」という特許を出願し、1856年8月13日にチェルトナムで開かれた英国科学振興協会の会合で自身の製法を発表しました。溶銑に空気を吹き込むと、炭素が燃焼する熱で溶銑がさらに高温になるというものでした。燃料を別途投入しなくても炭素を調整できるという意味です。発表から24日後の9月6日、ロンドンで作られた2個の鋼塊が、ウェールズのダウライス製鉄所でレールへと圧延されました。

規模の違いは圧倒的でした。るつぼ炉では1回に40〜50ポンド、つまり米一袋ほどにしかならない量を溶かしていました。ところがベッセマーの転炉なら、20分余りで5トンを製造でき、空気を吹き込む時間自体は15〜20分でした。製造の単位が一気に100倍単位へと跳ね上がったのです。

ここで、世間でよく知られた話と原文の記述とが食い違ってきます。彼は論文の中で、工程をどの段階で止めるかによって様々な等級が得られると説明したうえで、その一つにセミスチールという名を付けました。鋳鋼と柔らかい錬鉄の中間ほどの硬さで、軽さと強さの両立が求められる用途を狙った等級です。彼が挙げた具体例が、柔らかく繊維が裂けてすぐに傷んでしまう鉄道のレールでした。価格について彼が実際に記した文は、まさにこの等級に関するものでした。圧延がやや難しいため、トンあたりの原価は鉄と同じと見なして差し支えない。 そして、こう付け加えています。ただし引張強度が棒鉄より30〜40%高いため、大半の用途において遥かに少ない重量で済む、と。

つまり発明者がアピールしたのは、価格が暴落したということではありませんでした。錬鉄とほぼ同じ価格で、より強い金属が使えるようになったという点でした。 同じ橋を、より少ない鉄で架けられるというわけです。広く知られる「トンあたり6〜7ポンド対50〜60ポンド」という対比も、彼の自叙伝に登場することは確かです。しかし前者の値は自前の製造原価であり、後者の値はるつぼ鋳鋼の市場相場価格でした。原価と販売価格を、それも別々の製品で並べて比べた数字だったのです。

チェルトナムでの発表直後、わずか数日の間にイギリス中の製鉄所が押し寄せてきました。ダウライス製鉄所が年間2万トンを製造する権利を1トンあたり1ファージングという格安のロイヤルティで得る代わりに1万ポンドを支払いました。グラスゴーのゴーヴァン製鉄所も同じ条件で1万ポンド、ダービーシャーのバターリーが年間1万トン、ウェールズのブリキメーカーが年間4千トンの条件でこれに続きました。

そして、試験はことごとく無残な結果に終わりました。イギリスで棒鉄用に使われていた通常の銑鉄には、リンがあまりにも多く含まれていたのです。リンが混ざった鋼は、冷えると脆く割れやすくなります。ベッセマーは自叙伝の中で、この知らせが青天の霹靂のように降りかかったと記しています。毎日のように新たな失敗の報告が届き、新聞には彼を攻撃する投書が相次ぎました。

彼が選んだ道は、弁明ではなく証明でした。リンをほとんど含まないスウェーデン産の木炭銑鉄を取り寄せたのです。シェフィールド渡し基準で1トンあたり6ポンド10シリングから7ポンドの原料でした。これを転炉に投入すると、1トンあたり10ポンドを切る価格で高純度の鋼塊が得られました。スウェーデン産棒鉄が1トンあたり16〜24ポンドで取引されていた時代のことです。

肝心なのはここからです。彼はシェフィールドに自前の工場を建て、自ら作って売り始めました。1858年には、軸に載せて傾ける転炉が稼働を始めました。他社の提示価格より1トンあたり10〜15ポンド安く市場に参入し、高級工具鋼の価格を42ポンドと提示しました。同じ品に他の製造業者が50〜60ポンドをつけていた時代です。価格は確かに下がりました。ただし、桁が変わるほどではありませんでした。

彼が自叙伝で挙げている別の比較を見ると、この発明が狙いを定めていた場所がより鮮明に見えてきます。イギリス産コークス銑鉄で作った鉄道レールが1トンあたり12ポンドで売られていた当時、彼はスウェーデン産銑鉄で作る鋼塊の原価を10ポンド前後と見込んでいました。るつぼ鋼との価格差ではなく、錬鉄とほぼ同じ価格で鋼を提供できるということこそが、彼が狙った市場でした。レールや橋、船などは、るつぼ鋼などとても買えない場所だったからです。

ベッセマーを挫折させたリンは、イギリスだけの問題ではありませんでした。ヨーロッパ大陸の鉄鉱石にもリンが多く含まれていたのです。そのため、この方法はしばらくの間、リンの少ない鉱石が手に入る場所でしか通用しませんでした。

答えは約20年後に出ました。シドニー・ギルクリスト・トーマスといとこのパーシー・ギルクリストが、転炉の内壁に塗る材料を変えたのです。珪石系ではなく塩基性の材料を使えば、酸化したリンがその炉壁と反応してスラグに閉じ込められます。イギリス工学史の資料によると、トーマスは1878年3月のイギリス鉄鋼協会会議で転炉内での脱リンに成功したと初めて公表し、同年5月に特許を出願、ギルクリストと共同執筆した論文は1879年5月に朗読されたといいます。

興味深いのはベッセマー自身の回顧です。彼はライセンスを受けた工場が転炉の内壁に珪石系を塗っており、それがリンの除去を阻んでいたと記し、この事実がのちにトーマスとギルクリストの方法によって明らかになったと付け加えています。つまり、初期の失敗の原因の一つは、原料だけでなく器にあったというわけです。

この方法はドイツ・オーストリア・フランス・ベルギー・ロシアで急速に採用されました。1884年から1885年の間に大陸で生産された塩基性鋼は74万8千トンに達し、そのうちドイツとオーストリアが61万7千トンを占めました。ある国の失敗を招いた欠陥が、別の国の鉱山を資産へと変えたのです。 おまけとして生じた塩基性スラグはリン酸肥料として売られました。捨てていたかすが商品になったのです。

ここで押さえておきたい点があります。鋼鉄が身近なものになったのは、たった一つの発明によるものではありません。原料を変え、器を変え、同じものを作る回数が積み重なる中で少しずつコストが下がっていった結果です。チェルトナムでの発表から大陸での大量生産まで30年近くかかりました。一度の跳躍ではなく、幾度もの修正だったのです。

鋼鉄が身近になってから都市が上へ上へと伸びていった、という話はよく耳にします。しかし、その因果関係を鋼鉄ひとつだけに帰してしまうと事実と食い違ってしまいます。3つの点に分けて見てみる必要があります。

第一に、一般に最初の摩天楼と呼ばれる建物の骨組みは鋼鉄ではありませんでした。シカゴ建築センターは1885年に竣工したホーム・インシュアランス・ビルを解説する中で、鋳鉄の骨組みが荷重を支える方式だったと記し、この建物を「世界最初の摩天楼のひとつ」と呼んでいます。10階建てで138フィートあり、1891年にさらに2階分が増築されました。経済学者のジェイソン・バーは、この建物が摩天楼の技術的要件である完全な鉄骨構造、独立した耐風補強材、荷重を受けない外壁のすべてを備えていたわけではないと指摘しています。通りに面した壁だけレンガの柱の中に鉄の柱を入れ、裏壁は単なる耐力壁だったというのです。

第二に、鉄骨構造なしでも高く建てられた反例があります。同じシカゴのモナドノック・ビル北館は1891年に完成しましたが、レンガを積み重ねた16階建てです。その代わり、角の壁の厚みが6フィートもありました。 1.8メートルもの壁が1階を占領してしまえば、賃貸できる面積がなくなってしまいます。そのため、これ以上高くすることができませんでした。2年後に建てられた南館になってようやく、外壁が荷重から解放され、金属の骨組みに吊り下げられることになります。

第三に、骨組みだけでは上の階に人を運ぶことはできません。オーチスの公式沿革には、安全ブレーキが1853年、ロープを切ってみせた公開実演が1854年、ニューヨークのオグウォート・ビルへの最初の旅客用エレベーターの導入が1857年と記されています。エレベーターがなければ、最上階は誰も寄り付かない空間になってしまいます。

整理するとこういうことです。鋼鉄が解決したのは高さの物理的な限界というよりも、壁の厚さのコストでした。そしてその節約がお金を生むためには、エレベーターと耐火構造、そして地価がセットで存在しなければならなかったのです。

20世紀半ばまで、世界の製鋼は平炉が担っていました。時間はかかりますが、スクラップを多く混ぜて使える方法でした。その座に取って代わった工程は、思いがけない場所から生まれました。

1945年以降、オーストリアにはスクラップがありませんでした。エネルギーも、それを作る材料もありませんでした。1948年に出されたオーストリア鉄鋼計画は、それまでこの国が使っていなかった酸素転炉製鋼工程の導入を提案します。理由は文書に記されています。使えるスクラップが不足しており、従来の方式では年間107万トンという目標を達成できなかったためです。輸入スクラップへの依存を減らし、銑鉄の比率を高めることが目標でした。

1952年11月27日、リンツの製鋼工場で最初の転炉から溶鋼が出ました。翌年1月5日に公式に開所し、6月17日までに10万トン、12月初旬には25万トンを超えました。2つ目の工場は1953年5月22日にドナヴィッツで稼働を始めました。2つの地名の頭文字を取ってLD転炉と呼ばれます。何時間もかかっていた精錬が、数十分へと短縮されました。

ライセンスが供与された順番が興味深いです。オーストリア国外で最初のライセンスは1954年8月のカナダ・ドファスコで、日本の八幡が1957年9月、アメリカのジョーンズ・アンド・ラフリンが1957年11月、日本の日本鋼管が1958年1月でした。平炉を建てたばかりの側が、新しい方法を取り入れるのが遅れました。 後れを取った側が愚かだったからではありません。まだ減価償却がたっぷり残っている設備を捨てる決断は、どの企業にとっても容易ではないからです。当時のパンフレットには、LD鋼が各国の産業標準として受け入れられるまでに深刻な困難があり、平炉・電気炉と対等な地位を得たのは1966年だったと記されています。その時点で、すでに世界の粗鋼の4分の1がこの方法で生産されていたにもかかわらず、です。

オーストリアが鉄スクラップの不足から鉄鉱石へと向かったとすれば、その反対側では鉄スクラップが積み上がっていました。アメリカは100年以上も鋼鉄を使い続けてきた国です。自動車や建物、機械が寿命を迎えるにつれて、鉄スクラップが次々と生み出されていきました。

電炉そのものは新しい技術ではありませんでした。ニューコアの資料によると、アメリカ初の電炉は1907年に稼働しています。変わったのは規模と用途でした。1962年に鋼材トラス会社を買収した企業が、自社で使う鋼材を自前で作ることを決め、1969年にサウスカロライナ州ダーリントンで電炉製鉄所を稼働させました。高炉がないため初期投資ははるかに少なくて済み、需要に合わせて生産を増やしたり減らしたりできました。 高炉ではなかなかできないことです。

その代わり、限界もありました。鉄スクラップには銅などの不純物が混ざり込むため、長い間、電炉は鉄筋や形鋼のように品質基準が比較的緩やかな製品にとどまっていました。自動車用鋼板のような板材は、高炉を持つ大手製鉄所の領域だったのです。その壁が崩れたのが1989年でした。設備を手掛けたSMSグループは、その年にインディアナ州クロフォーズビルのニューコア工場へ、世界初の薄スラブ鋳造・圧延設備を建設したと記録しています。溶けた鉄を薄く引き出してそのまま一気に圧延するため、工程が丸ごと短縮されたのです。

現在、アメリカの鉄鋼生産の約70%が電炉から生まれています。世界鉄鋼協会の集計では2025年71.3%です。ニューコア1社だけで、2024年に26カ所の製鉄所でリサイクルした鉄スクラップは2,030万ネットトンに達します。原料を鉱山ではなく廃車場や解体現場から調達する産業になったのです。 そのため、この産業においては工業化の歴史の長さそのものが資源になります。

押し出された側の事情にも触れておきましょう。高炉を持つ大手製鉄所が電炉へと乗り換えなかったのは、単に判断が遅れたからだけではありません。すでに築かれた高炉と、それに付随するコークス工場、焼結工場、港湾設備が一つの塊として結びついているからです。一つを止めれば残りが遊休化してしまいます。それに、鉄スクラップだけでは世界が消費する鋼鉄の量をまかないきれません。循環だけでは増え続ける需要をまかないきれないということが、この産業が抱える長年の制約なのです。

世界の粗鋼生産は1950年に189Mtでした。1970年に595Mt、1980年に717Mt、1990年に770Mt、2000年に850Mt、2010年に1,148Mtへと増えていきました。この急成長の曲線の大部分は、新たに工場を建てた国々が作り出したものです。

韓国の事例を見ると、その順序がよく分かります。韓国の歴史情報ポータル「ウリ歴史ネット」の記録によると、浦項総合製鉄は1968年に設立され、第1期工事が1970年4月に始まり、1973年6月9日に第1高炉から最初の鉄湯（出銑）が出ました。第1期の規模は年103万トンで、拡張を重ねて累計910万トンにまで達しました。ここで注目すべきなのは、後から建てたからこそ、最初から最新鋭の設備を導入できたという点です。すでに平炉や古い高炉を抱えていた側には、その選択肢がありませんでした。

中国はさらに遅れて、そしてより巨大な規模で参入しました。世界鉄鋼協会の統計によると、1995年には日本が1億164万トン、中国が9,536万トンでした。翌年の1996年には中国が1億124万トン、日本が9,880万トンとなって順位が逆転しました。2025年の集計でも1位は中国です。

後から建てる側には、もう一つの利点がありました。先行した国々が試行錯誤の末に手に入れた操業ノウハウや設備設計が、すでに「商品」として売り出されていたからです。LD転炉も、連続鋳造も、薄スラブ鋳造も、プラントメーカーが図面とともに販売する商品になっていました。先発組が支払った授業料を、後発組はお金を払うことで一気に飛び越えることができました。その代わり、先に建てた側は、すでに建てたものを廃棄しなければ同じ場所に立つことができなかったのです。

2025年基準で見ると、中国960.8Mt、インド164.9Mt、米国81.9Mt、日本80.7Mt、ロシア67.9Mt、韓国62.2Mtとなっています。世界全体で1,848.9Mtですから、中国のシェアは52.0%です。ただ、同年における中国の生産量は前年の1,005.1Mtより減少しました。一国が半分を超えている状態と、その国の生産が減っている状態が、同時に事実なのです。 この産業の現在地を読み解くには、この二つの文章を同時に頭に入れておく必要があります。

高炉は簡単に止められるような設備ではありません。POSCOニュースルームの説明によると、高炉と製鉄所は年中24時間稼働し続け、出てくる溶けた鉄は1,500度を超えます。高炉を止めてしまうと、中が巨大な鉄の塊となって固まってしまうため、再稼働させるには解体して新しく造り直さなければなりません。費用が5,000億から1兆ウォン、期間は何カ月もかかります。しかも、その溶けた鉄を受け取って使う後工程の工場も一緒に止まってしまいます。

そのため、高炉の比重が大きいところでは、需要が減っても生産がなかなか減りません。価格が下がっても、設備を止めるより動かし続けるほうが安上がりな区間が長いからです。その結果が数字に表れています。OECDの集計によると、2025年の世界の製鋼能力は2,445.1Mtと過去最高でしたが、同年の実際の生産は1,848.9Mtでした。過剰設備が640Mt、稼働率は76%まで落ち込みました。OECDは2028年までに過剰設備が745Mtに増え、稼働率は74%台にとどまると見ています。

OECD自身も、これが新しい問題ではないと記しています。1970年代にも楽観的な長期需要見通しが世界各地での投資を呼び込み、新しい炉に火が入るさなかに最初のオイルショックが起きました。通商関係は大きく悪化し、その後の1978年にOECD鉄鋼委員会が設立されました。

現在、能力を増やしているのがどこなのかも通念とは異なります。OECDの表によると、2021年から2025年の間に中国の製鋼能力は11Mt（-1.0%）減少しました。同期間にインドが41.4Mt（+28.8%）、中東が7.2Mt、ASEANが5.5Mt増やし、日本は8.8Mt、英国は4.8Mt減らしました。一方で中国の鋼材輸出は2025年に131Mtと過去最高を記録し、これは同年の欧州連合（EU）全体の粗鋼生産よりも多い数字です。設備を減らすことと輸出が増えることが、一つの国の中で同時に起きています。

各国の対応は、概ね通商措置です。原価を下回る価格で販売したと見なせば反ダンピング関税を、補助金を受け取ったと見なせば相殺関税を課す、という具合です。OECDは、こうした措置が取られた製品が第三国を経由して流入する動きが増えているとも記しています。米国は1962年通商拡大法232条を根拠に、2018年に輸入鉄鋼へ25%の関税を課し、2020年には派生製品にまで拡大、2025年2月の措置で国別の適用除外を3月12日から撤廃しました。相手国の報復関税がこれに続き、一部は交渉によって猶予されました。

過去170年間にわたってこの産業に突きつけられてきた要求は、概ね「もっと安く」でした。いま求められている要求は性質が異なります。作り方そのものを変えろ、というものなのです。

理由は化学にあります。鉄鉱石は酸素と結びついた状態です。その酸素を取り除くには、酸素とより結びつきやすい物質が必要ですが、これまでその役割を果たしてきたのが石炭の炭素でした。そのため、炭素は製鉄において二つの役割を担っています。酸素を取り除く還元剤であり、同時に鉄に混ざって鋼を作る成分でもあります。還元剤として使われた炭素は二酸化炭素となって煙突から出ていきます。工程をどれほど磨き上げても、この反応そのものは残るのです。

規模を見ると次のようになります。世界鉄鋼協会の算定によると、2024年の鋼1トン当たりの排出量は2.18トンCO2eであり、その年の生産量1,886Mtを掛け合わせると、部門全体で41億トンCO2e水準に達します。これは世界の人為的な温室効果ガスの7〜8%にあたります。ただし、この原単位は会員企業が自発的に提出したデータを集約した値であり、参加企業の生産量合計は世界生産の半分余りにすぎないという点もあわせて見る必要があります。

解決策の方向性は二つあります。一つは鉄スクラップをより多く使うことです。スクラップ・電炉ルートはトン当たり0.69トンと、高炉・転炉の2.34トンに比べてはるかに低くなります。問題はスクラップが有限であること、そしてすでに通商問題に発展していることです。OECDは鉄スクラップの輸出を制限している国が42カ国に上ると記しています。もう一つは還元剤を変えることです。石炭の代わりに水素を使えば、副産物は水になります。スウェーデンのSSAB・LKAB・バッテンフォールが2016年に開始したHYBRITは、2021年に水素で還元したスポンジ鉄を製造し、その鉄で作られた最初の鋼材をボルボ・グループへと納入しました。

制度も動き出しました。EU炭素国境調整措置（CBAM）は、2023年10月から2025年末までの排出量報告のみを義務付ける移行期間を経て、2026年1月1日に本格運用に入りました。鉄鋼はセメント・アルミニウム・肥料・電力・水素とともに最初の対象品目です。ただし、すぐに値段がつくわけではありません。証明書の購入と提出は2027年に先送りされ、しかも申告した排出量すべてではなく、EU域内の工場が無償で受け取る分を差し引いた残りにだけかかります。2026年分は2.5%で、100%になるのは2034年です。ただしOECDは、エネルギーが製鋼原価の最大40%を占め得る状況下で、多くの低排出プロジェクトが延期されているとも記しています。

この産業の次の展開を予言する必要はありません。その代わり、どこを見ればいいのかは極めて明確です。見るべきポイントは4つあります。

1つ目は、鉄スクラップがどこにどれだけ蓄積されるかです。電気炉が増えるには原料が必要ですが、その原料は過去に作られた鋼鉄が耐用年数を終えて初めて生まれます。中国は2000年代以降に生産量が激増したため、その頃に作られた鋼鉄が戻ってくる時期が来れば、この国の製造工程の構成も変わる可能性があります。現在10.6%という数字がどこへ向かうかを見ればいいのです。

2つ目は、生産能力を増強しているのがどこかです。2021年から2025年にかけて増強したのはインド、ASEAN、中東でした。新設を進める国の需要が本当にそれほど成長するのか、それとも1970年代のように見通しが先行しすぎたのかが、ここ数年のうちに明らかになります。

3つ目は、排出規制が価格にどう反映されるかです。炭素国境調整制度が本格的に動き始めた今、同じ鋼鉄であってもどのように作られたかによって価格が分かれるのかどうか、注視する価値があります。もっとも、制度ができたからといって、すぐにその通りになるわけではありません。

4つ目は、止めることのできない設備をどのように整理するかです。OECDの集計では、現在世界の過剰設備は640Mtに達しています。これを減らす方法は通商措置かもしれませんし、各国の設備政策かもしれませんし、ただ長く持ちこたえた末に閉鎖することかもしれません。どちらになるにせよ、高炉を1基止める決断には何カ月もの時間と兆単位のコストがかかります。 この産業が他の産業よりも動きが鈍い理由がここにあります。

170年前、チェルトナムから始まった物語がここまできました。当時売られたのは「安い鋼鉄」ではなく、「同じ値段でより強い金属」でした。いま売ろうとしているのは、「同じ値段でより排出の少ない金属」です。最初は重さを減らせという要求であり、次は価格を、そして現在は排出を減らせという要求なのです。