JPH0324219A - 底吹き羽口 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は，転炉底吹きなどに用いられるＭＨＰ方式の底
吹き羽口に関する． （従来の技術かよび解決しよウとする課題〕例えば、転
炉操業に＞ｈでは、２ンスから酸素を吹付けて吹錬【行
ないつつ５転炉内の溶湯の攪拌力を向上させるため，Ｆ
底の底吹き羽口から攪拌ガスを溶湯に吹込むいわゆる複
合吹錬が行なわれてーる。

底吹き羽口のガス吹込み通路は単管または二重管で形成
され．溶鋼を更に攪拌するためにガス圧を高めると，羽
口周辺の内張９耐火物が激しく溶挟するという難点があ
った。

そこで．最近では羽ａ周通の内張ク酎大物の溶挑を抑え
つつ、ガス圧七高めるにとができるマルチホールデラグ
方式の底吹き羽口（以下、単にＭＨＰという）が用いら
れている。

ここで．　ＭＨＰとは耐火物内ｌ／ｃガス溜部（風箱）
を埋設し．ｆス溜部に多数のガス吹込み通路ｔ連通させ
た底吹き羽口であシ．ガス溜部にかける背圧によって，
多重の攪拌ガスや冷却ガスなどを高圧で転炉内溶鋼に吹
込みできるものをいう．このＭＨＰ　＃ｉ従来の羽口と
同様に転炉の底部に設置され，転炉内の溶鋼と直接接触
する面（以下，稼働面という）ｔ有している。また，転
炉傾動時には，稼働面はス２グにも接触する．このため
，ＭＨＰを形成する耐火物（以下、ガス吹込みレンガと
いう）の気孔内に溶鋼ヤスヲグ（以下，ス２グ等という
）が浸入し易＜　．　ＭＨＰは浸食シよび醇損を起し易
すかクた． また，特に稼働面は激しく攪拌されている溶鋼流と直接
接触するため、溶鋼による物理的な摩耗が漱レかクた． さらに、上述のガス供給管は．　ＭＨＰ本体の中央周辺
部金貫通して設けられているが，この供給管にガスを通
気すると，その冷却作用によシ供給管を中心として放射
状に負の熱勾配が生じ，熱的スポーリングを起し易すか
クた．それとは別に，稼働面何とその背面（すなわち、
鉄皮側）間にも熱勾配が生じるため、熱的スポーリング
が非常に起シ易かった． これらの理由から、ＭＨＰの寿命は２０００〜２３００
０Ｈ（約６７０〜７６０時間）であう，ＭＨＰの交換ｐ
よびその周囲の補修を頻繁に行わなければならなかった
．このため，転炉の稼働率が低下し、製造コストが高く
なるという間蝋点があった． 上記問題点を解決するために種々の研究が為され，マグ
ネシア・ドロマイト質レンガ，マグネシア・クロム質レ
ンガなどの酸化物系耐火物，ｉ？よびマダネシア●カー
ボン質レンガ、マグネシア●カルシア●カーがン質レン
ガなどの含炭素系耐火物で形成されたＭＨＰが開発され
た。

しかしながら，酸化物系耐火物で形成されたＭＨＰは耐
浸食性は優れているものの，耐熱的スポーリング性が不
十分であった．筐た，一般に、酸化物系耐火物は多孔質
であるためス２グが浸入しやすく，浸食中溶損が起ｂ易
〈，それに伴って構造的スポーリングを起すという欠点
がめった。

含炭素系耐火物で形成されたＭＨＰは，酸化物系耐火物
で形成されたＭＨＰよシ優れた耐熱的スポーリング性を
有しているものの，未だ満足できる耐熱的スポーリング
性は得られてｐらず，ステンレス鋼製の攪拌ガス供給管
の周囲に厚さｌ５乃至２０ｍｍの断熱層金設ける必要が
あう，ＭＨＰの内部構造が複雑になるという欠点があっ
た．加えて、含炭素系耐火物は含有炭素が酸化されてし
まい，耐火物自体が劣化し損壊してし管うという欠点が
Ｔｏ−）た。

なか，上記いずれの耐火物も多孔質であるため，溶鋼流
による摩耗を十分に防止することは不可能だった● 本発明は上記事情に鑑みてなされたものでめｂ，耐ス２
グ浸食性，耐スポーリング性，ｐよび耐摩耗性に優れた
耐火物で形或されたＭＨＰ　ｔ−提供すること七目的と
する． 〔課題を解決するための手段〕 本発明の目的は、ガス供給管に連通されたガス溜部と，
前記ガス溜部に連通し．ＷＩ湯容器内に開ロする多数の
ガス吹込み通路が形成されたガス吹込みレンガと，これ
らを包容するように形成された外装レンガと七有し，前
記ガス吹込みレンガが，耐火物の重量に対して金属ｔ−
１−１００重量一の範囲内で種々の割合に含浸させた金
属含浸耐火レンｆからなること金特徴とする底吹き別口
によって達成される。

さらに，前記ガス吹込みレンガが，ガス吹込み通路の開
口側の領域で，耐火物の重量に対して金属１ｋｌ〜５０
！量嘩の範囲の割合で含浸させ，ガス溜部側の領域で耐
火物に対して金属を３０〜１００！量聳の範囲の．割合
で含浸させた金属含浸耐火レンガからなることを特徴と
する底吹き羽口によって達成される● なか，本発明の底吹き羽口は，転炉にかける燃焼ガス供
給用あるいは攪拌ガス供給用の羽口としてのみならず，
高炉などにも同様に用いることができる。

〔作用〕

本発明の底吹き羽口は，その稼働面に金属含浸？火物で
形成された耐火レンガを適用したものである。金謂含浸
耐火物は，耐火物多孔体に金風を含浸させたものであわ
、その見掛け気孔率を通常の耐火物の見掛け気孔率より
小さくする巴とができる。したがって、スラグの浸入に
よって生じる浸食や溶損を防ぐ己とができ、このため嗣
構遺的スポーリング性が向上ずる。

筐た、金属を含没させることによって耐火物の熱伝導性
が向上するので熱分散性が良くなう、耐火物内外に温度
差が生じＨ■ので、熱膨脹差による歪みも生じ難い。こ
のため、耐熱的スポーリング性が向上する．さらに、金
属を含浸させることによって耐火物密度が高くなり耐摩
耗性が向上する。

仁のように、本発明に係わる底吹含羽口は、耐スラグ浸
食性、耐スポーリング性卦よび耐摩耗性に優れているの
で、長期間の操業が可能となる。

〔寮施例〕

以下、図面を参照しながら、本発明に係わる一実施例を
説明する。

第１図は、本発明に係わる底吹き羽目の縦断面図である
。

底吹舞羽口１は、ガス供給管６金有するガス溜部ｌε，
多数のガス吹込み通Ｗ＆４を有する金異含浸耐火レンｆ
３ε，にれらの外側を取囲むように形成された外装レン
ＩＴεを具備するものでめる．金属含浸耐火レ：７ｆ３
は耐火物多孔体に金Ｒを含浸古せたもので１７．耐火物
多孔体には，マグネシア質レンｆ．マグネシア・クロム
質レンガ，１グネシア●スピネル質レンガ，アルξナ質
レンガ．ｔたはスビネル質レンｆなどの焼成耐火物レン
ｊ！ｌ−用いる仁と金できる． 含浸させる金属は，ステンレス鋼，クロム，二クケル，
アルミ二ウ▲，訃よび鉄など．どのような金馬でもよい
が，％にＮｉ　−　Ｃｒ合金が好咳しい．辷れもの金＃
！はそれぞれ単独で、または組合せて前記耐火物多孔体
に含浸させることができる。

前記金属の含浸棗は、耐火物多孔体の重量に対して約１
〜１００重ｔ−俤の範囲内で，所望の効果が得られるよ
うに適宜遍択ずる．％に，稼働面側の金属含浸量金約１
〜５０１１ｔ９６にし．，ｆス溜部側の金Ｎ４含没濫金
３０〜・１００重１憾κするのが好壇レい。巴こで，稼
働面側とは稼働面からガス溜部までの間の約ｖ３の部分
七言い，ｆス溜部側とはガス溜部上面から稼働面までの
間の約１／３の部分のこと金言う。

稼働面側に釦いて前記範囲内の金属含浸出が好ツしいと
した理由は，稼働面側では耐浸食性や耐スポーリング性
などの性質が特Ｋ要求されあので，これらの性質倉向上
させるためには最低でも約１重量悌の金！ｌ４含浸景が
必要でＩＬ且ク耐火物の耐食性かよび耐スポーリング性
七維持しつつ含浸し得る最大量が約５０重量嘩だからで
ある．ｔた，ガス溜部側にかいて前記範囲内の金薦含浸
蓋が好ｌしいとした理由は，ｆス溜部上面は耐火部材３
とガス溜部２とが酔接されるため．この溶接を容易に行
うためには．最低で屯約３０重量係の金属含浸量が必要
であるからである． なお，金属含浸董ｘｏｏｉｉｓとは金属のみで形成され
てしること金意味して′ｓ？砂，耐火部材３εガス溜部
２εの酸接金容易に行うためには，ｉｔ火部材３０下面
ζすなわち．，，ｆス溜部２Ｌの接触面）は金属のみで
形威されているのが特に好ましい。

巴の金真含浸耐火レンガ３には、内径Ｏ。５〜５瓢のガ
ス吹込み通路４が多数穿孔されている．こ巴で特筆すべ
き巴εは，金属含浸耐火レンガ３は優れた耐火物特性を
有している，ガス吹込み通路４にステンレス鋼管を用い
る必要がなく，単なる貢通孔で十分であるεいうこＬで
ある。このように．ｆス吹込み通ＷＩｒ４にステンレス
鋼管ｔ用いる必要がないため％ＭＨＰの内部構造をでき
る限ｂ単純にする仁とができる． ガス溜部２は，ステンレス鋼で形成されたガス収容容器
である。巴のガス溜部２はガス供給管６ｔ有してか＃）
，このガス供給管６はガス管６と接続してｈる．通常，
ガス供給管には，ステンレス鋼管が用いられている．攪
拌ガスや冷却ガスなどのガスは，ガス管６かよびガス供
給管５金介してガス溜部２に収容される．ガス溜部２に
収容されたガスは、ガス吹込み通路４鷺介して転炉内に
噴射される。一般に，攪拌ガスには酸素ガス，アルゴン
ガス，窒素ガス，または二酸化炭素ガスなどが用ｔｘら
れ．冷却ガスには天然ガス，ｆタンガス．またはデロノ
ザンガスなどの炭化水素ガスが用いられる。

このようにして構威され九ＭＨＰＩ，従来の羽口と同様
に，転炉等の底部に設置する。通常，ＭＨＰは転炉等の
垂直中心軸に対して平行に取付けるが、よｂ良い攪拌効
率を得るために傾斜させて取付けることもできる．転炉
に溶鉄が装入されたら，攪拌ガス等をガス吹込み通路金
介して炉内の溶鋼に吹込む。攪拌ガスなどの供給は，ガ
ス供給Φ段（図示せず）によって行なわれる．ガスが供
給される際のガス圧は，所望の攪拌状態が得られるよう
に適宜関節すればよい．しかし，溶鉄が羽口稼働面を浸
漬している場合，ガス吹込み通路への溶鋼浸入を防止す
るために，溶鋼の静圧よｂ４大きいガス圧を印加する必
要がめる． 本発明の底吹き羽口の製造方法は特に限定されないが，
例えば以下の方法を用いることができる。

まず初めに，前記耐火物レンガの耐火性原料かよびバイ
ンダー等を金型に充填して圧力金印加し，矩形型の耐火
物レンガを製造する。耐火物原料を金型に充填する際に
，所望の見掛け気孔率を得るために、所定の焼成で焼失
する繊維（例えば，麻や綿糸など）ｔ−適量添加する。

繊維七添加する際、ある部分の繊維添加量を多くシ，他
の部分の繊維添加量を少なくすることによって．一体の
耐火物多孔体内で異なった見掛け気孔率を有する部分を
作ることができる。また，添加する繊維の径を変化させ
ることによって行うこともできる．このように一体の耐
火物多孔体であって異なった見掛け気孔率を有する部分
を持つ耐火物多孔体を得ることによｂ，一体の金属含浸
耐大物であって異なった金属含浸量を有する金属含浸耐
火物多孔体を得ることができるのである。

所望の見掛け気孔率に調節された耐火物多孔体を，約１
４００〜１７００℃に予熱し鋭気する。

次いで，所望の畔融金属に浸漬し，圧力（３〜９ｋ９／
ａｌ１）を印加する。

このようにして，耐火物多孔体に金属ｔ−含浸させた金
属含浸耐火レン，ｆｔ−製造することができる．例えば
，見掛け気孔率が４０容積聳に調節され，縦が１０３で
，横が１３３で，高さが１２０ｍである耐火物多孔体に
約４５重量多のＮ１を含浸させることができる。１た，
見掛け気孔率が３０容積優に調節され，縦がＳｅｎｔで
、横が５５１で，高さが９０ａＩ１である耐火物多孔体
に約３６重量嘩のＮｉ−Ｃｒを含浸させることができる
． このようにして製造された金属含浸耐火レンガに多数の
細孔を穿孔し、ガス供給通路４七形成することによって
．金属含浸耐火レンｆ！ｓ２製造することができる。

得られた金属含浸耐火レンガ３ｔ−ステンレス鋼製のガ
ス溜部２の上面と溶接する．溶接する手段は従来の方法
による。金属含浸耐火レンガ３の金属含浸量は，特にｆ
ス溜部と溶接される耐火物領域にかいて高く調製されて
いるので．ｓｉｔ容易且つ確実に行うことができる． ガス溜部２が溶接された金属含浸耐火レン７！／３を，
マグネシア・クロム質等の前記耐火物原料と共に羽日成
形用金型に装入し、圧力（１００〜１０■’Ｑ／ｔｓ　
　）　ｋ印加して羽口或形体を得る。但し，金属含浸体
のみで形成されたものでもよい．得られた羽口或形体は
．研磨加工などによって所望の形状に整形される。

以下，金属含浸耐火レンガ３の種々の耐火物試験の結果
について説明する。

耐浸食性 上述した方法によク，マグネシア●クロム質耐火物原料
を成形し耐火物多孔体金得，この耐火物多孔体重量に対
して，金属含浸ｉｉｏ〜８０Ｉｉ量嘩の範囲内で変化さ
せて５　０ＮＳ　−　５　０Ｃｒを含浸させ，種々の金
属含浸量七有する金属含浸酎火レンガを得た。

この金属ｔ浸耐火レンガを溶鋼かよびスラグに１０時間
暴露して，スラグによる浸食の程度（以下，浸食指数と
いう）金調べた● なか，比較耐火レンガとして，金！Ｒｔ−含浸させてい
ないマグネシア●クロム質耐火レンガも同様にスラグ尋
に暴露し５スラグによる浸食倉調べた。

この結果全第２図κ示した。ここで．ｆＪ！食指数とは
，前記比較耐火レンガの浸食の糧度金基準（１００）と
して．　５　０Ｎｌ　−　５　０Ｃｒｉ含浸させた金真
含没耐火レンガの浸食の猫度金表わしたものである。す
なわち，浸食指数が１００未満のときは．　５０８Ｋ−
５　００ｒ　ｆ　ｔ浸させたことによ少浸食が抑制され
たこと金示す． 第２図から明らかな通，！）　．　５　０Ｎｔ　−　５
　０Ｃｒｔ−含浸させる己とによう，スラグ等による浸
食が抑制された． 耐熱的スポーリング性 ■耐スポール性 上述した方法によｐ１マグネシア質耐火物原料ｔ成形し
耐火物多孔体金得．この耐火物多孔本重量に対して，＾
ｔｋ２０重量％ｐよび４０重１囁含浸させ，金Ｉｉ４含
浸耐火レンガｔ製造した．この金属含浸酎火レンガｔそ
れぞれ所定の温度（１００℃ごと）筐で加熱し５その後
水中で急冷して強度金測定した．′４られた各々の強度
金，加熱急冷前の強度で除して強度指数ｔ−算出した．
Ｃの強度指数ε急冷温度差（ＪＴ）εの関係金第３図に
示した．ここ、で，自三角はＡｔｋ　４　０重量僑含浸
させた金属含浸耐火レンガの結果を，黒丸はＡｔｔｏｏ
重量嘩含浸させた金属含浸耐火レンガの結果金示してい
る．な訃，白丸は比較耐火レンガであるマグネシア質耐
火レンガの結果ｔ示している． 第３図によると，比較耐火レンガは温度差が約１００℃
になると強度の低下が認められる。これに対し，Ａｔ１
ｋ２０重量Ｓ含浸させた金属含浸耐火レンガＦｉ温度差
が約３００″Ｃ筐で，筐た４０重貴ｅｓ含浸させた金属
含浸耐火レンガは温度差が約７００’Ｃ筐では，案温時
と同等の強度金有することがわかった． ■曲げ強度試験 上述の方法で，ｆｆグネシア質耐火レンガにＦ＠ヲ１５
重量優訃よび３０重量優含浸名せた金属含没耐火レンガ
を製造した．？：．の金属含浸耐火レンガを徐々に加熱
し，耐火物温度が２００℃上昇する仁とに曲げ強度ｔ測
定した．この曲げ強度と加熱温度との関係ｆｅ第４図に
示した。この図にかいて，自三角はＦ＠ｆ　３　０　ｌ
ｌｉｔ多含浸させた金萬含浸耐火レ／ｆの結果金，黒丸
はＦ＠金１５８ｔ多含浸させた金Ｉ！４含浸耐火レンガ
の結Ｊｆｌ示している，なお、白丸は比較耐火レンガで
あるマグネシア質耐火レンガの結果を示している。

第４図から明らかなＡシ，比較耐火レンガの曲げ強度と
比べｓ　Ｆ＠’ｅ含浸させた金１Ｆ４含浸耐火レンガの
曲げ強度ｌ−ｉ高いにとがわかクた．以上、本発明の底
吹き羽口に用いられる金属含浸耐火レンガは、スラグ等
による浸食を低減させることができる。渣た、従来の耐
火レンガと比べ高温時における強度かよび曲げ強度の低
下が抑制されるので耐スポーリング性釦よび耐摩耗性が
向上する。したがって，この金属含浸耐火レンガを稼働
面に取付けることによって、本発明の底吹き羽口の耐浸
食性レよび耐スポーリングが向上することが期待できる
。

以下、金属含浸耐火レンガを具備した底吹き羽口（　Ｍ
ＨＰ　）を実際に製造し、転炉に用いた実施例を挙げる
。

（実施例ｌ） 上述した方法より縦３　０　ｃｍ　Ｘ横４０α×高さ６
０ｃｍの７グネシア質耐火物戒形体を製造した。

この耐火物成形体の見掛け気孔率は、稼働面から約４０
αまでの部分が２０容積ダ、その他の部分が５０容ｆｌ
ｔｓ＆ｃ調節されている。

この耐火物多孔体を１６００℃に予熱し、ステンレス溶
湯に浸漬した。次いで、４．０ｋｇ／ｃｙｔ２の圧力を
印加し、稼働面から約４０ＣｒＩＬｔでの部分にステン
レスが２９重量多、その他の部分にはステンレスが５２
重量優含浸した金属含浸耐火レンガを製造した．その後
、内径０．　５　ｎのガス供給通路を穿孔し、金属含浸
耐火レンガの金属含浸量が多い面をガス溜部（ステンレ
ス製）に溶接した。これをマグネシＴカーボン質耐火物
原料と共に羽口用金型に装入し．１０００ψｈ２の圧力
を印加してＭＨＰを製造した． 得られたＭＨＰを転炉底部に設置し、その寿命を測定し
た．　Ｍ｝｛ｐの寿命は３５課損耗したとき終了したと
判断した． このＭ｝｛Ｐの寿命は、７００時間であった。

（実施例２） 上述した方法より、縦５０ｃＩＲＸ横５０ｍＸ高さ６０
ＣＩＬのマグネシア・クロム質耐火物成形体を製造した
。この耐火物或形体の見掛け気孔率は、稼働面から約４
　０　ｃｍ　ｔでの部分が３０容積嘩、その他の部分が
６０容積嘩に調節されている。

この耐火物多孔体を１５００℃に予熱し、Ｆｅ−Ｃｒ溶
湯に浸漬した。次いで、７．　０　ｋ９／ｃｒｕ２の圧
力を印加し、稼働面から約４−はでの部分にＦｅ　−（
ｈが３８重量蝿、その他の部分にＦｉ　Ｆ｛：ｒが５７
重量多含浸した金属含浸耐火レンガを製造した。その後
、内径１．　Ｏ　ｖｔｙｉのガス供給通路を穿孔し、金
属含浸耐火レンガの金属含浸量が多い面をガス溜部（ス
テンレスｍ＞に溶接し■伊を製造した。

得られたＭＨＰを転炉炉底部に設備し寿命を測定した．
このＭＨＰの寿命は６５０時間であった。

（比較例） マグネシアーカーがン質耐火物の原料を内径１．　０　
ｍのステンレス管と風箱の囲うに充填し、２０００ｋＩ
Ｉ／ｃｒＩ１２の圧力を印加し、５０φＸ　６　０ｃｍ
の拙を製造した。このＭＨＰの見掛け気孔率は、５．０
▼ｏＬ％である． 得られた帖を転炉底郁に設置し、その寿命を測定した。

この帖の寿命は、４００時間であった。

上述の通う、本発明の底吹き羽口の寿命は従来の底吹き
羽口と比べて延長されていることがわかクた。これは、
稼働面に金属含浸耐火レンガを適用することにより、耐
浸食性、耐スポーリング性、かよび耐摩耗性が総合的に
向上するためである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スラグによる浸食が低減され五つ耐ス
ポーリング性に優れた底吹き羽口が提供される。本発明
の底吹き羽口は長期操業が可能であｂ、この底吹き羽口
を用しることにより転炉などの稼働率を挙げることがで
きるので、製造コストを小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る底吹き羽口を示す縦
断面図。 第２図ないし第４図は、本発明の実施例の効果を示した
グラフ図。 １・・・底吹き羽口（　ＭＨＰ　）　、ｚ・・・ガス溜
部、３・・・金翼含浸耐火レンガ、４・・・ガス吹込み
通路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガス供給管に連通されたガス溜部と、前記ガス溜
   部に連通し、溶湯容器内に開口する多数のガス吹込み通
   路が形成されたガス吹込みレンガと、これらを包容する
   ように形成された外装レンガとを有し、少なくとも前記
   ガス吹込みレンガが、耐火物の重量に対して金属を１〜
   １００重量％の範囲内で種々の割合に含浸させた金属含
   浸耐火レンガからなることを特徴とする底吹き羽口。
2. （２）前記ガス吹込みレンガが、ガス吹込み通路の開口
   側の領域で、耐火物の重量に対して金属を１〜５０重量
   ％の範囲の割合で含浸させ、ガス溜部側の領域で耐火物
   に対して金属を３０〜１００重量％の範囲の割合で含浸
   させた金属含浸耐火レンガからなることを特徴とする請
   求項１記載の底吹き羽口。