JP4800826B2 - Tuna wall tuyere structure - Google Patents

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Description

本発明は、高炉その他の溶鉱炉の炉壁に設けられて炉内に熱風を吹き込む羽口構造体と、この羽口構造体の構築に用いるに適した可縮性モルタルとに関する。   The present invention relates to a tuyere structure that is provided on a furnace wall of a blast furnace or other blast furnace and blows hot air into the furnace, and a contractible mortar suitable for use in constructing the tuyere structure.

図3は、高炉々壁に設けられた羽口構造体まわりの縦断面図である(特許文献1参照)。羽口構造体は、高炉々壁を貫通して高炉内に熱風を吹き込む銅又は銅合金製の羽口本体1と、この羽口本体1を囲んだ状態で配置されて、外殻鉄皮3等と共に炉壁の一部を構成する羽口受け用耐火物2とよりなる。羽口本体1は、先端が炉内を臨む送風羽口1aと、この送風羽口1aを保持して羽口本体1の胴部を構成する大丸1bとよりなる。大丸1bには、図示しない熱風炉から送られてきた熱風を送風羽口1aに供給する送風支管1cが挿通している。   FIG. 3 is a longitudinal sectional view around the tuyere structure provided on the blast furnace wall (see Patent Document 1). The tuyere structure is arranged in a state of surrounding the tuyere main body 1 made of copper or copper alloy that blows hot air into the blast furnace through the walls of the blast furnace, and the outer shell 3 And the like, and a tuyere receiving refractory 2 constituting a part of the furnace wall. The tuyere main body 1 includes a blower tuyere 1a whose tip faces the inside of the furnace, and a large circle 1b that holds the blower tuyere 1a and constitutes the trunk of the tuyere main body 1. In the Daimaru 1b, a blower branch pipe 1c for supplying hot air sent from a hot air furnace (not shown) to the blower tuyere 1a is inserted.

羽口受け用耐火物2には、炉内に向かって次第に内径が小さくなった裁頭円錐状の孔Hが形成されていて、その孔Hに、羽口本体1(大丸1b)の炉壁厚さ方向内側部分が嵌っている。一方、羽口本体1(大丸1b)の炉壁厚さ方向外側部分は、外殻鉄皮3で支持されている。   The refractory for receiving tuyere 2 is formed with a truncated conical hole H whose inner diameter gradually decreases toward the inside of the furnace, and the furnace wall of the tuyere body 1 (Daimaru 1b) is formed in the hole H. The inner part in the thickness direction is fitted. On the other hand, the outer portion in the furnace wall thickness direction of the tuyere body 1 (Daimaru 1b) is supported by the outer shell 3.

高炉の操業時には、炉内の溶銑及び溶融スラグの熱により、炉床壁耐火物4及び図示しない炉底耐火物が熱膨張する。この熱膨張により、炉床壁耐火物4上に配置された羽口受け用耐火物2全体が上方に押し上げられようとする。一方、外殻鉄皮3は、外気で冷やされるとともにステーブ5に内蔵された水冷機構によっても強制的に冷却されるため、その熱膨張は抑えられている。このため、羽口本体1は、羽口受け用耐火物2から押し上げ力を受ける。この押し上げ力は、羽口本体1が損傷する原因となる。   During operation of the blast furnace, the hearth wall refractory 4 and the bottom refractory (not shown) are thermally expanded by the heat of the hot metal and molten slag in the furnace. Due to this thermal expansion, the whole tuyere receiving refractory 2 disposed on the hearth wall refractory 4 tends to be pushed upward. On the other hand, since the outer shell 3 is cooled by the outside air and is forcibly cooled by a water cooling mechanism built in the stave 5, its thermal expansion is suppressed. For this reason, the tuyere body 1 receives a push-up force from the tuyere receiving refractory 2. This pushing force causes the tuyere body 1 to be damaged.

特許文献1は、かかる羽口本体1の損傷を防止するべく、羽口本体1(大丸1b)と羽口受け用耐火物2との間に、加圧時に収縮する特性、即ち可縮性(クッション性)をもつ耐火モルタル(以下、可縮性モルタルという。)6を介在させることを教示する。羽口受け用耐火物2が押し上げられたときは、可縮性モルタル6が収縮して羽口受け用耐火物2の上方への変位を吸収することにより、羽口本体1に過大な応力が加わることを防止できる。   In Patent Document 1, in order to prevent the tuyere body 1 from being damaged, a characteristic that contracts during pressurization between the tuyere body 1 (Daimaru 1b) and the tuyere receiving refractory 2, that is, contractibility ( It teaches that a fire-resistant mortar (hereinafter referred to as a contractible mortar) 6 having cushioning properties is interposed. When the tuyere receiving refractory 2 is pushed up, the contractible mortar 6 contracts and absorbs the upward displacement of the tuyere receiving refractory 2 so that excessive stress is applied to the tuyere body 1. It can be prevented from joining.

なお、可縮性モルタル6には、セラミックファイバーとコランダム質モルタルとの混練物が用いられる。また一般に、可縮性モルタルとしては、例えば特許文献2に開示されてあるように、焼結アルミナを主体とした耐火骨材、アルミナ製のファイバー、及びフェノール樹脂等の有機結合材よりなる配合物を、水又はアルコールで練り込んだものが知られている。なお、特許文献2は、耐火骨材に炭化珪素を用いてもよいこと、及びファイバーの添加量は、耐火骨材100質量%に対して3〜10質量%とすべきことを教示する。
特開2002−220609号公報 特公平5−80433号公報
For the contractible mortar 6, a kneaded product of ceramic fiber and corundum mortar is used. In general, as the contractible mortar, for example, as disclosed in Patent Document 2, a composition comprising a fireproof aggregate mainly composed of sintered alumina, fibers made of alumina, and an organic binder such as a phenol resin. Is kneaded with water or alcohol. Patent Document 2 teaches that silicon carbide may be used for the refractory aggregate and that the amount of fiber added should be 3 to 10% by mass with respect to 100% by mass of the refractory aggregate.
JP 2002-220609 A Japanese Patent Publication No. 5-80433

可縮性モルタル6は、高炉内の溶融スラグと接触する場合がある。従来の可縮性モルタルは、可縮性に優れる反面、耐スラグ性に劣る課題がある。特に、羽口構造体においては、可縮性モルタル6の収縮代を充分に確保する目的から、羽口本体1と羽口受け用耐火物2との間の間隙を、通常の築炉目地に比べて厚くとっているため、可縮性モルタル6とスラグとの接触面積が広く、可縮性モルタル6がスラグの浸潤を受けやすい。可縮性モルタル6にスラグが浸透すると、その可縮性が低下してしまい、羽口本体1に加わる押し上げ力を充分に緩和できずに羽口本体1の損傷を招くことになる。   The contractible mortar 6 may come into contact with the molten slag in the blast furnace. Conventional shrinkable mortars are excellent in shrinkability but have a problem inferior in slag resistance. In particular, in the tuyere structure, the gap between the tuyere body 1 and the tuyere receiving refractory 2 is used as a normal furnace joint for the purpose of sufficiently securing the shrinkage allowance of the contractible mortar 6. Since it is thicker than that, the contact area between the contractible mortar 6 and the slag is wide, and the contractible mortar 6 is susceptible to infiltration of the slag. When slag permeates into the contractible mortar 6, the contractibility of the slag decreases, and the pushing force applied to the tuyere body 1 cannot be sufficiently relaxed, resulting in damage to the tuyere body 1.

本発明の目的は、羽口本体が損傷を受けることを長期にわたって防止できる長寿命の羽口構造体を提供することにある。本発明の他の目的は、耐スラグ性に優れ、長期にわたって良好な可縮性を維持できる可縮性モルタルを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a long-life tuyere structure that can prevent the tuyere body from being damaged over a long period of time. Another object of the present invention is to provide a contractible mortar that is excellent in slag resistance and can maintain good contractibility over a long period of time.

発明者らは、まず構造的な観点から羽口構造体の寿命を延長できないかと考えた。図3には、羽口本体1と羽口受け用耐火物2との間の下部の間隙のみに可縮性モルタル6が充填された例を示すが、残余の上部の間隙にも同モルタルを充填すれば、そのモルタルを介して、炉底からの押し上げ力を上方に均一に分散させうる。ところが、この場合、スラグ浸潤等によって、仮に下部のモルタルの可縮性が、上部のモルタルの可縮性よりも早く劣化してしまったとき、炉下方からの押し上げ力が上部のモルタルにて優先的に吸収されることとなって羽口本体1が上向きに傾斜しうる。このため、羽口本体1の破損を招きかねない。そこで、発明者らは、羽口本体が上向きに傾斜することに起因した羽口構造体の破損を防止するべく、鋭意研究の結果、下記第1の発明を完成させたものである。   The inventors first considered whether the lifetime of the tuyere structure could be extended from a structural point of view. FIG. 3 shows an example in which only the lower gap between the tuyere body 1 and the tuyere receiving refractory 2 is filled with the contractible mortar 6, but the same mortar is also put in the remaining upper gap. If it fills, the pushing-up force from a furnace bottom can be uniformly disperse | distributed upwards through the mortar. However, in this case, if the contractibility of the lower mortar deteriorates faster than the contractibility of the upper mortar due to slag infiltration, etc., the push-up force from the lower part of the furnace takes precedence over the upper mortar. The tuyere body 1 can be inclined upward. For this reason, the tuyere body 1 may be damaged. Therefore, the inventors have completed the first invention described below as a result of intensive studies in order to prevent the tuyere structure from being damaged due to the tuyere body tilting upward.

第1の発明は、溶鉱炉の炉壁を貫通した状態で炉壁に保持された金属製の羽口本体(1)と、この羽口本体(1)を囲んで炉壁の一部を構成した羽口受け用耐火物(2)とよりなり、これら羽口本体(1)と羽口受け用耐火物(2)との間には、炉壁の厚さ方向に垂直な断面視において、羽口本体(1)の外周面に沿って周回する環状目地(M)が確保されていて、この環状目地(M)のうち、溶鉱炉の高さ方向に関して下側の下側弧状目地部(M)に、可縮性をもつ第1の耐火モルタル(10)が充填され、残余の上側弧状目地部(M)には、前記第1の耐火モルタル(10)よりも熱間可縮率の小さな第2の耐火モルタル(11)が充填されてなる溶鉱炉々壁の羽口構造体である。 1st invention comprised the metal tuyere main body (1) hold | maintained at the furnace wall in the state which penetrated the furnace wall of the blast furnace, and comprised a part of furnace wall surrounding this tuyere main body (1) The tuyere receiving refractory (2) is formed between the tuyere main body (1) and the tuyere receiving refractory (2) in a cross-sectional view perpendicular to the thickness direction of the furnace wall. An annular joint (M) that circulates along the outer peripheral surface of the mouth body (1) is secured, and the lower arc joint (M 1 ) below the annular joint (M) in the height direction of the blast furnace. ) Is filled with a first refractory mortar (10) having a contractibility, and the remaining upper arc joint (M 2 ) has a higher hot contractibility than the first refractory mortar (10). It is a tuyere structure of a blast furnace wall filled with a small second refractory mortar (11).

発明者らはまた、可縮性モルタル自体の改良によりその寿命を延長できないかと考えた。例えば、上記特許文献2の可縮性モルタルにおいて、スラグに濡れ難い炭化珪素粉の可縮性モルタルに占める割合を増大させれば、可縮性モルタルの耐スラグ性を向上できると考えられる。ところが、単に炭化珪素粉の割合を増大させるだけでは、耐スラグ浸透性は向上するが、良好な可縮率が得られにくい場合があることが判った。この理由は必ずしも定かでないが、溶鉱炉内部等の還元雰囲気下では、炭化珪素粉が体積膨張を生じてモルタルの組織を緻密化させることによるのではないかと考えられる。そこで、発明者らは、炭化珪素粉との組み合わせ使用において良好な可縮性を発揮できる可縮性モルタルを実現すべく鋭意研究を重ねた結果、下記第2及び第3の発明を完成させたものである。   The inventors also thought that improvement of the contractible mortar itself could extend its life. For example, in the contractible mortar disclosed in Patent Document 2, it is considered that the slag resistance of the contractible mortar can be improved by increasing the ratio of silicon carbide powder that hardly wets the slag to the contractible mortar. However, it has been found that by simply increasing the proportion of silicon carbide powder, the slag penetration resistance is improved, but it is difficult to obtain a good contractibility. The reason for this is not necessarily clear, but it is considered that silicon carbide powder undergoes volume expansion and densifies the mortar structure in a reducing atmosphere inside the blast furnace or the like. Therefore, the inventors have completed the following second and third inventions as a result of intensive studies to realize a contractible mortar that can exhibit good contractibility when used in combination with silicon carbide powder. Is.

第2の発明は、溶鉱炉々壁の溶融スラグと接しうる位置の目地材として使用される可縮性モルタルであって、Alが40〜60質量%を占め、残部が主としてSiOよりなるセラミックファイバーを30〜80質量%、平均粒子直径100μm以下の炭化珪素粉を10〜60質量%含む耐火材料に、少なくとも多価アルコールを外掛けで70〜160質量%添加し混練してなり、施工後、乾燥した成形体が、1200℃の温度下で1MPaの圧縮応力を加えた場合に、30%以上の可縮率を示す可縮性モルタルである。 The second invention is a compressible mortar is used as a joint member at a position capable contact with the molten slag of blast furnace s walls, Al 2 O 3 accounts for 40 to 60 mass%, the balance being mainly of SiO 2 To a refractory material containing 30 to 80% by mass of ceramic fiber and 10 to 60% by mass of silicon carbide powder having an average particle diameter of 100 μm or less, at least 70 to 160% by mass of polyhydric alcohol is added and kneaded, After the construction, the dried molded body is a contractible mortar exhibiting a contraction rate of 30% or more when a compressive stress of 1 MPa is applied at a temperature of 1200 ° C.

第3の発明は、溶鉱炉々壁の溶融スラグと接しうる位置の目地材として使用される可縮性モルタルであって、施工後、乾燥した成形体の測定において、Alが40〜60質量%を占め、残部が主としてSiOよりなるセラミックファイバー23〜65質量%、平均粒子直径100μm以下の炭化珪素粉8〜40質量%、及び残炭15〜65質量%よりなり、1200℃の温度下で1MPaの圧縮応力を加えた場合に、30%以上の可縮率を示す可縮性モルタルである。 The third invention is a compressible mortar is used as a joint member at a position capable contact with the molten slag of blast furnace s wall, after construction, the measurement of the dried molded body is Al 2 O 3 40 to 60 A temperature of 1200 ° C. is composed of 23 to 65% by mass of ceramic fibers mainly composed of SiO 2, 8 to 40% by mass of silicon carbide powder having an average particle diameter of 100 μm or less, and 15 to 65% by mass of residual carbon. This is a contractible mortar that exhibits a contraction rate of 30% or more when a compressive stress of 1 MPa is applied below.

ここで「施工後、乾燥した成形体」とは、具体的には、還元雰囲気中において、500℃で2時間以上加熱され乾燥された可縮性モルタルを意味するものとする。「残炭」とは、フリーカーボン等の残留有機成分(但し、SiC中のCを除く)を意味するものとする。本明細書において、「〜」の記号は両端点を含む意味で用いるものとする。本明細書において、Al、SiO、C等のように化学式で表記したものは化学成分を意味し、アルミナ−シリカ質原料、炭素粉、炭化珪素粉、アルミナ粉のように表記したものは不可避的不純物を含有する可能性のある現実の耐火原料を意味するものとする。 Here, the “molded product dried after construction” specifically means a contractible mortar heated and dried at 500 ° C. for 2 hours or more in a reducing atmosphere. “Remaining charcoal” means residual organic components such as free carbon (excluding C in SiC). In this specification, the symbol “to” is used to include both end points. In the present specification, those represented by chemical formulas such as Al 2 O 3 , SiO 2 , C, etc. mean chemical components, and are represented as alumina-siliceous raw materials, carbon powder, silicon carbide powder, alumina powder, and the like. The thing shall mean the actual refractory raw material which may contain inevitable impurities.

第1の発明によると、予め第2の耐火モルタルの可縮率を、第1の耐火モルタルの可縮率よりも小さくしておいたことにより、仮にスラグ浸潤等により第1の耐火モルタルの可縮性が多少劣化しても、その劣化後の可縮率よりも第2の耐火モルタルの可縮率の方が小さい状態を保てる。即ち、炉下方からの押し上げ力が上側弧状目地部よりも下側弧状目地部において優先的に吸収される状態を長期にわたって保てる。このため、羽口本体が上方に傾斜することを長期にわたって防止でき、羽口本体の寿命を延ばせる。なお、第1の耐火モルタルとして、第2及び第3の発明による可縮性モルタルを用いると、羽口構造体の寿命を一層延ばすことができる。   According to the first invention, the contractibility of the second refractory mortar is made smaller than the contractibility of the first refractory mortar in advance. Even if the shrinkability is somewhat deteriorated, the shrinkable rate of the second refractory mortar can be kept smaller than the shrinkable rate after the deterioration. That is, it is possible to maintain a state in which the pushing force from below the furnace is preferentially absorbed in the lower arc joint as compared to the upper arc joint. For this reason, it can prevent for a long time that a tuyere main body inclines upwards, and can extend the lifetime of a tuyere main body. In addition, if the contractible mortar according to the second and third inventions is used as the first refractory mortar, the life of the tuyere structure can be further extended.

第2及び第3の発明によると、炭化珪素粉が、耐火モルタルの耐スラグ浸透性を向上させる。炭化珪素粉は、溶鉱炉内部等の還元雰囲気下では、体積膨張を生じて組織を緻密化させるため、モルタル内部へのスラグの浸透を防止できる反面、モルタルの可縮率を低下させてしまう場合があるところ、セラミックファイバーの化学成分を選定したこと、及びセラミックファイバーと炭化珪素粉との配合割合を選定したこと等により、可縮性向上と耐スラグ性向上との兼ね合いが図られ、この結果、耐スラグ性に優れ、長期にわたって良好な可縮性を維持できる可縮性モルタルを実現できる。   According to the second and third inventions, the silicon carbide powder improves the slag penetration resistance of the refractory mortar. Silicon carbide powder causes volume expansion and densifies the structure in a reducing atmosphere such as the inside of a blast furnace, so that the penetration of slag into the mortar can be prevented, but the shrinkage rate of the mortar may be reduced. As a result, by selecting the chemical component of the ceramic fiber and selecting the blending ratio of the ceramic fiber and the silicon carbide powder, a balance between improved shrinkability and improved slag resistance is achieved. A contractible mortar that has excellent slag resistance and can maintain good contractibility over a long period of time can be realized.

図1は、本発明の一実施形態による羽口構造体を示す。図1は、図3のA−A線の位置における断面図に相当する。羽口受け用耐火物2は、高炉の高さ方向(図1の上下方向)、及び高炉々壁の周方向(図1の左右方向)にそれぞれ2分割されていて、合計4つの分割片2a〜2dを組み合わせて構築することにより、羽口本体(大丸1b)を囲む形状となる。炉壁の厚さ方向に垂直な断面視において、羽口本体(大丸1b)と、羽口受け用耐火物2との間に、大丸1bの外周面に沿って周回する環状の目地Mが確保されている。この環状目地Mを、高炉の高さ方向(図1の上下方向)に関して、下側の弧状目地部Mと、残余の上側の弧状目地部Mとに区分する。 FIG. 1 shows a tuyere structure according to an embodiment of the present invention. 1 corresponds to a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The tuyere receiving refractory 2 is divided into two parts in the height direction of the blast furnace (vertical direction in FIG. 1) and the circumferential direction of the blast furnace wall (left and right direction in FIG. 1), for a total of four divided pieces 2a. By constructing a combination of ˜2d, a shape surrounding the tuyere body (Daimaru 1b) is obtained. In a cross-sectional view perpendicular to the thickness direction of the furnace wall, an annular joint M is provided between the tuyere body (Daimaru 1b) and the tuyere receiving refractory 2 along the outer circumferential surface of the Daimaru 1b. Has been. The annular joint M is divided into a lower arc joint M 1 and a remaining upper arc joint M 2 in the height direction of the blast furnace (vertical direction in FIG. 1).

下側弧状目地部Mには、可縮性モルタル10が充填され、上側弧状目地部Mには、可縮性モルタル10よりも熱間可縮率の小さな低可縮性モルタル11が充填されている。なお、図1には一断面図のみを示すが、羽口受け用耐火物2に形成された裁頭円錐状孔H(図3参照)の内面のうち、高炉の高さ方向に関して下側の、下に凸の湾曲面に可縮性モルタル10が塗布され、残余の上に凸の湾曲面領域に低可縮性モルタル11が塗布されている。 The lower arc joint M 1 is filled with a contractible mortar 10, and the upper arc joint M 2 is filled with a low contractibility mortar 11 having a smaller hot contractibility than the contractible mortar 10. Has been. FIG. 1 shows only one cross-sectional view. Of the inner surface of the truncated conical hole H (see FIG. 3) formed in the tuyere receiving refractory 2, the lower side in the height direction of the blast furnace is shown. The contractible mortar 10 is applied to the downward convex curved surface, and the low contractible mortar 11 is applied to the convex curved surface region above the remainder.

なお、下側弧状目地部Mと上側弧状目地部Mとの境界の高さは特に限定されない。例えば、炉壁の厚さ方向に垂直な任意の断面内において、裁頭円錐状孔H(図3参照)の内面の下端から、裁頭円錐状孔Hの全高(直径)Lの40〜60%の高さまでの部分を下側弧状目地部Mとし、それより上方の部分を上側弧状目地部Mとすることが好ましい。 The height of the boundary between the lower arc joint M 1 and the upper arc joint M 2 is not particularly limited. For example, within an arbitrary cross section perpendicular to the thickness direction of the furnace wall, 40-60 of the total height (diameter) L of the truncated conical hole H from the lower end of the inner surface of the truncated conical hole H (see FIG. 3). % Is preferably the lower arc joint M 1 and the upper part is the upper arc joint M 2 .

以上説明した羽口構造体によると、上側弧状目地部Mの可縮率を、下側弧状目地部Mの可縮率よりも小さくしたので、炉下方からの押し上げ力が、下部弧状目地部Mにて優先的に吸収される。仮に、スラグ浸潤等により可縮性モルタル10の可縮性が多少劣化しても、その劣化後の可縮率よりも低可縮性モルタル11の可縮率の方が小さい状態を保てる。このため、炉下方からの押し上げ力が下部弧状目地部Mにて優先的に吸収される状態を長期にわたって保てる。即ち、羽口本体(送風羽口1a及び大丸1b)が上向きに傾斜することを長期にわたり防止でき、羽口本体の寿命を延ばせる。 According to the tuyere structure described above, the contraction rate of the upper arc-shaped joint portion M 2 is made smaller than the contraction rate of the lower arc-shaped joint portion M 1. It is preferentially absorbed by parts M 1. Even if the contractibility of the contractible mortar 10 is somewhat deteriorated due to slag infiltration or the like, the contractibility of the low contractible mortar 11 can be kept smaller than the contractibility after the deterioration. Therefore, keep the state where the upward force from the furnace below is preferentially absorbed by the lower arcuate joint portion M 1 for a long time. That is, it is possible to prevent the tuyere body (the air tuyere 1a and the Daimaru 1b) from tilting upward for a long period of time, thereby extending the life of the tuyere body.

炉下方からの押し上げ力を下側弧状目地部Mにて優先的に吸収させる効果をより確実なものとするためには、可縮性モルタル10と低可縮性モルタル11との熱間可縮率の差が重要である。具体的には、1200℃の温度下で1MPaの圧縮応力を加えた場合の、可縮性モルタル10の可縮率と、低可縮性モルタル11の可縮率との差が5%以上、好ましくは7%以上であると、上記効果が一層向上する。 In order to ensure the effect of preferentially absorbing the pushing-up force from the lower part of the furnace at the lower arc-shaped joint M 1 , the hot contraction between the contractible mortar 10 and the low contractible mortar 11 is possible. The difference in shrinkage is important. Specifically, when a compressive stress of 1 MPa is applied at a temperature of 1200 ° C., the difference between the contractibility of the contractible mortar 10 and the contractibility of the low contractible mortar 11 is 5% or more, When the content is preferably 7% or more, the above effect is further improved.

なお、可縮性モルタル10の可縮率は、目地Mの厚みに応じて設計される。例えば、目地Mの厚みが、50mm〜200mm、より具体的には60mm〜80mmである場合には、可縮性モルタル10は、1200℃の温度下で1MPaの圧縮応力を加えた場合に、30%以上、好ましくは35%以上の可縮率を示すように設計される。   The contractibility of the contractible mortar 10 is designed according to the thickness of the joint M. For example, when the thickness of the joint M is 50 mm to 200 mm, more specifically, 60 mm to 80 mm, the contractible mortar 10 has a thickness of 30 when a compressive stress of 1 MPa is applied at a temperature of 1200 ° C. % Or more, preferably 35% or more.

〔可縮性モルタル10の組成について〕
以下、可縮性モルタル10の組成について説明する。可縮性モルタル10は、炭化珪素粉とセラミックファイバーとを含む耐火材料に、多価アルコールを含む混練液を添加し錬り込んでなる。
[Composition of the contractible mortar 10]
Hereinafter, the composition of the contractible mortar 10 will be described. The contractible mortar 10 is prepared by adding a kneading liquid containing a polyhydric alcohol to a refractory material containing silicon carbide powder and ceramic fibers.

炭化珪素粉は、還元雰囲気下、即ち炉内のCOガス雰囲気下にて体積膨張を生じ、モルタルの組織を緻密化させると共に、炉内に露出したモルタル表層部にガラス質層を形成することにより、可縮性モルタルの耐スラグ浸透性を向上させる。炭化珪素粉として、平均粒子直径100μm以下のものを使用すると、耐スラグ性向上の効果が一層高まる。耐スラグ性のさらなる向上の観点からは、炭化珪素粉の平均粒子直径は、10μm〜50μmであることが好ましい。ここで平均粒子直径は、例えばレーザ回折法により測定される。   Silicon carbide powder causes volume expansion in a reducing atmosphere, that is, in a CO gas atmosphere in the furnace, densifies the mortar structure, and forms a glassy layer on the surface of the mortar surface layer exposed in the furnace. Improves slag penetration of shrinkable mortar. When silicon carbide powder having an average particle diameter of 100 μm or less is used, the effect of improving slag resistance is further enhanced. From the viewpoint of further improving the slag resistance, the average particle diameter of the silicon carbide powder is preferably 10 μm to 50 μm. Here, the average particle diameter is measured by, for example, a laser diffraction method.

炭化珪素粉の、耐火材料に占める配合割合は、10〜60質量%であることが好ましい。炭化珪素粉の配合割合が10質量%未満であると、耐スラグ浸透性向上の効果が不充分となる。炭化珪素粉の配合割合が60質量%を超えると、その分だけセラミックファイバーの配合割合が少なくなる等の結果、可縮性が不充分となる。   The blending ratio of silicon carbide powder in the refractory material is preferably 10 to 60% by mass. When the blending ratio of the silicon carbide powder is less than 10% by mass, the effect of improving the slag resistance is insufficient. When the mixing ratio of the silicon carbide powder exceeds 60% by mass, the contractibility is insufficient as a result of decreasing the mixing ratio of the ceramic fiber.

セラミックファイバーは、化学成分値でAlが40〜60質量%を占め、残部がSiOよりなるアルミナ−シリカ質の素材で構成される。Al含有量が60質量%を超えると、セラミックファイバーが硬く折れやすくなり、長期にわたって可縮性を維持することが困難となる。一方、Al含有量が40質量%未満であると、セラミックファイバーの耐熱性が不充分となる。Al含有量を40〜60質量%と規定したことにより、体積膨張を生じる炭化珪素粉との組み合わせ使用において、可縮性モルタルに適度な可縮性、具体的には、1200℃の温度下で1MPaの圧縮応力を加えた場合に、30%以上の可縮率を長期にわたって付与できることが判った。 The ceramic fiber is composed of an alumina-silica material in which Al 2 O 3 occupies 40 to 60% by mass with the chemical component value, and the balance is made of SiO 2 . When the Al 2 O 3 content exceeds 60% by mass, the ceramic fiber becomes hard and easily broken, and it becomes difficult to maintain the contractibility over a long period of time. On the other hand, if the Al 2 O 3 content is less than 40% by mass, the heat resistance of the ceramic fiber becomes insufficient. By defining the Al 2 O 3 content as 40 to 60% by mass, in the combined use with the silicon carbide powder that causes volume expansion, it is suitable for the contractible mortar, specifically 1200 ° C. It was found that when a compressive stress of 1 MPa was applied at a temperature, a contraction rate of 30% or more could be imparted over a long period of time.

セラミックファイバーの、耐火材料に占める配合割合は、30〜80質量%であることが好ましい。セラミックファイバーの配合割合が30質量%未満であると、充分な可縮性が得られにくい。一方、セラミックファイバーの配合割合が80質量%を超えると、耐スラグ浸透性を向上させにくい。充分な可縮性を得ることと耐スラグ浸透性向上との兼ね合いからは、セラミックファイバーの、耐火材料に占める配合割合は、30〜65質量%であることがより好ましい。   The blending ratio of the ceramic fiber in the refractory material is preferably 30 to 80% by mass. When the blending ratio of the ceramic fiber is less than 30% by mass, it is difficult to obtain sufficient contractibility. On the other hand, when the mixing ratio of the ceramic fiber exceeds 80% by mass, it is difficult to improve the slag penetration resistance. From the standpoint of obtaining sufficient shrinkability and improving slag penetration resistance, the blending ratio of the ceramic fiber in the refractory material is more preferably 30 to 65% by mass.

セラミックファイバーの形状としては、例えばバルク状、チョップ状、カール状等が挙げられる。中でも、解砕分散が容易なバルク状が好ましい。セラミックファイバーの径は10μm以下であることが好ましく、長さは10mm〜100mmであることが好ましい。また、この長さの範囲で、長短のファイバーを混在させてもよい。   Examples of the shape of the ceramic fiber include a bulk shape, a chop shape, and a curl shape. Among these, a bulk shape that can be easily crushed and dispersed is preferable. The diameter of the ceramic fiber is preferably 10 μm or less, and the length is preferably 10 mm to 100 mm. Further, long and short fibers may be mixed within this length range.

耐火材料は、上記セラミックファイバー及び炭化珪素粉と共に、例えばアルミナ粉、アルミナ−シリカ粉、ジルコニア粉、マグネシア粉、炭素粉等から選択される1種以上の他の耐火粉末を含んでもよい。耐熱性向上の観点からはアルミナ粉が好ましく、耐スラグ浸透性向上の観点からは炭素粉が好ましい。炭素粉としては、黒鉛、コークス、カーボンブラック等が挙げられる。炭素粉等の他の耐火粉末を含める場合、その配合割合は、耐火材料に占める割合で、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。   The refractory material may contain one or more other refractory powders selected from, for example, alumina powder, alumina-silica powder, zirconia powder, magnesia powder, carbon powder, and the like, together with the ceramic fiber and silicon carbide powder. Alumina powder is preferable from the viewpoint of improving heat resistance, and carbon powder is preferable from the viewpoint of improving slag penetration resistance. Examples of the carbon powder include graphite, coke, and carbon black. When other refractory powders such as carbon powder are included, the blending ratio in the refractory material is preferably 10% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less.

多価アルコールは、上記炭化珪素粉及びセラミックファイバーを含む耐火材料を分散させ泥しょう化するための媒体として機能する。混練液に多価アルコールを含めたことにより、混練液の蒸発後もモルタル中に多くの有機成分が残留し、その有機成分すなわち残炭がセラミックファイバーに保護皮膜を形成し、セラミックファイバーが弾性変形する性質を長期にわたって維持できる。発明者の研究によると、このような効果は、1価アルコールでは得られないことが判っている。   The polyhydric alcohol functions as a medium for dispersing and muddying the refractory material including the silicon carbide powder and the ceramic fiber. By including polyhydric alcohol in the kneading liquid, many organic components remain in the mortar even after the evaporation of the kneading liquid, and the organic component, that is, residual carbon, forms a protective film on the ceramic fiber, and the ceramic fiber is elastically deformed. Can be maintained over a long period of time. According to the inventor's research, it has been found that such an effect cannot be obtained with a monohydric alcohol.

なお、多価アルコールを用いることにより、これ以外の有機物、例えばレジンやピッチ等の有機結合剤を用いなくても適量の残炭量及びカーボン結合を形成できる。有機結合剤と共にその溶剤としても機能する多価アルコールを用いてもよいが、本実施形態では、必ずしも有機結合剤を用いなくても多価アルコールを用いることにより可縮性モルタルを実現できる。   In addition, by using a polyhydric alcohol, an appropriate amount of residual carbon and carbon bonds can be formed without using other organic substances such as an organic binder such as resin and pitch. Although a polyhydric alcohol that functions as a solvent together with the organic binder may be used, in this embodiment, a contractible mortar can be realized by using a polyhydric alcohol without necessarily using an organic binder.

多価アルコールの具体例としては、例えばモノエチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等のエチレングリコールといった二価アルコール、グリセリンやポリグリセリンといった三価アルコールが挙げられる。中でも、安価なモノエチレングリコール及びジエチレングリコールが好ましい。多価アルコールは、濃度98%以上のものを用いることが好ましい。その配合量は、混練液に占める割合で、10質量%以上であることが好ましく、50〜100質量%であることがより好ましい。   Specific examples of the polyhydric alcohol include dihydric alcohols such as ethylene glycol such as monoethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, and tetraethylene glycol, and trihydric alcohols such as glycerin and polyglycerin. Of these, inexpensive monoethylene glycol and diethylene glycol are preferable. It is preferable to use a polyhydric alcohol having a concentration of 98% or more. The blending amount is preferably 10% by mass or more, and more preferably 50 to 100% by mass in the proportion of the kneading liquid.

混練液はまた、多価アルコールと共に、分散剤、増粘剤、消泡剤等の溶液を含んでもよい。但し、混練液に水を含める場合、その配合量が多すぎるとモルタルの可縮性に悪影響を及ぼすため、水の配合量は混練液に占める割合で、10質量%以下であることが好ましい。   The kneading liquid may also contain a solution such as a dispersant, a thickener, and an antifoaming agent together with the polyhydric alcohol. However, when water is included in the kneading liquid, if the blending amount is too large, the shrinkability of the mortar is adversely affected. Therefore, the blending amount of water is preferably 10% by mass or less as a proportion of the kneading liquid.

多価アルコールの添加量は、施工後、乾燥した可縮性モルタルのうちの、15〜65質量%が残炭で構成される条件を満たすように規定される。具体的には、多価アルコールの添加量は、耐火材料100質量%に対する外掛けで、70〜160質量%である。これより少ないと、施工時の作業性に劣り、多いと施工後の保形性が低下する。作業性と保形性との兼ね合いから、多価アルコールの添加量は外掛けで100〜150質量%であることがより好ましい。   The addition amount of polyhydric alcohol is prescribed | regulated so that 15-65 mass% of dry contractible mortar after construction may satisfy | fill the conditions comprised with a residual charcoal. Specifically, the addition amount of the polyhydric alcohol is 70 to 160% by mass as an outer shell with respect to 100% by mass of the refractory material. If it is less than this, workability at the time of construction is inferior, and if it is more, shape retention after construction is lowered. From the balance between workability and shape retention, the addition amount of the polyhydric alcohol is more preferably 100 to 150% by mass as an outer shell.

以上説明した可縮性モルタルは、還元雰囲気中において500℃で2時間以上加熱し乾燥した状態のときに、上記セラミックファイバー23〜65質量%、上記炭化珪素粉8〜40質量%、及び残炭15〜65質量%よりなる。ここで、セラミックファイバーの割合は、25〜45質量%であることが好ましく、25〜35質量%であることがより好ましい。また、炭化珪素粉の割合は、10〜35質量%であることが好ましく、10〜20質量%であることがより好ましい。また、残炭は、25〜60質量%であることが好ましく、40〜60質量%であることがより好ましい。   The contractible mortar described above is 23 to 65% by mass of the ceramic fiber, 8 to 40% by mass of the silicon carbide powder, and residual carbon when heated and dried at 500 ° C. for 2 hours or more in a reducing atmosphere. It consists of 15-65 mass%. Here, the ratio of the ceramic fiber is preferably 25 to 45% by mass, and more preferably 25 to 35% by mass. Moreover, it is preferable that it is 10-35 mass%, and, as for the ratio of silicon carbide powder, it is more preferable that it is 10-20 mass%. Moreover, it is preferable that residual charcoal is 25-60 mass%, and it is more preferable that it is 40-60 mass%.

〔低可縮性モルタル11の組成について〕
次に、低可縮性モルタル11の組成について詳細に説明する。低可縮性モルタル11には、可縮性が殆ど要求されない。低可縮性モルタル11の、1200℃の温度下で1MPaの圧縮応力を加えた場合の線圧縮率は、例えば25%未満である。このため、低可縮性モルタル11としては、通常の耐火モルタル、例えば耐火材料に粘土を加え、水で錬ったモルタルを使用することもできる。この意味において、図1の環状目地部Mの全域にわたって可縮性モルタル10を介在させる場合に比べると、羽口構造体を安価に実現できる利点もある。低可縮性モルタル11は、例えば次のように構成されうる。
[Composition of low contractibility mortar 11]
Next, the composition of the low contractibility mortar 11 will be described in detail. The low contractibility mortar 11 is hardly required to be contractible. The linear compressibility when the compressive stress of 1 MPa is applied at a temperature of 1200 ° C. of the low contractible mortar 11 is, for example, less than 25%. For this reason, as the low contractibility mortar 11, it is also possible to use a normal refractory mortar, for example, a mortar crushed with water by adding clay to a refractory material. In this sense, there is also an advantage that the tuyere structure can be realized at a low cost as compared with the case where the contractible mortar 10 is interposed over the entire area of the annular joint M of FIG. The low contractible mortar 11 can be configured as follows, for example.

低可縮性モルタル用の耐火材料は、必ずしも炭化珪素粉を含まなくてもよく、例えばアルミナ粉又はアルミナ−シリカ粉等で構成されうる。また、低可縮性モルタル用の耐火材料には、セラミックファイバーを含めないこととするか、又はセラミックファイバーを含める場合は、その配合量は可縮性モルタル10用の耐火材料に含まれるセラミックファイバーの配合量よりも少なくすることが好ましい。具体的には、可縮性モルタル10用の耐火材料に占めるセラミックファイバーの配合割合をX質量%としたとき、低可縮性モルタル11用の耐火材料に占めるセラミックファイバーの配合割合は、0〜(X−10)質量%であることが好ましい。   The refractory material for the low contractible mortar does not necessarily include silicon carbide powder, and may be composed of, for example, alumina powder or alumina-silica powder. In addition, the ceramic fiber is not included in the refractory material for the low contractible mortar, or the ceramic fiber included in the refractory material for the contractible mortar 10 when the ceramic fiber is included. It is preferable to make it less than the compounding amount. Specifically, when the blending ratio of the ceramic fiber in the refractory material for the contractible mortar 10 is X mass%, the blending ratio of the ceramic fiber in the refractory material for the low contractible mortar 11 is 0 to It is preferable that it is (X-10) mass%.

可縮性モルタル用の混練液には、水を用いてもよい。但し、水の配合量が多すぎると、低可縮性モルタル11と可縮性モルタル10との境界において、低可縮性モルタル11中の水分が可縮性モルタル10中の炭化珪素粉を酸化させてしまうことが考えられる。そこで、低可縮性モルタル用の混練液に水を含める場合は、その配合割合は、低可縮性モルタル用の混練液に占める割合で、10質量%未満であることが好ましい。   Water may be used for the kneading liquid for the contractible mortar. However, if the amount of water is too large, the moisture in the low contractible mortar 11 oxidizes the silicon carbide powder in the contractible mortar 10 at the boundary between the low contractible mortar 11 and the contractible mortar 10. It is conceivable to let you. Therefore, when water is included in the kneading liquid for low-shrinkable mortar, the blending ratio is preferably less than 10% by mass in the kneading liquid for low-shrinkable mortar.

図2は、参考形態による羽口構造体を示すもので、図1と同様、図3のA−A線の位置における断面図に相当する。この参考形態は、羽口本体(大丸1b)と、羽口受け用耐火物2との間の環状目地Mに、全域にわたって上記可縮性モルタル10を介在させたもので、上述の通り可縮性モルタル10が充分な耐スラグ浸透性を発揮するため、従来の羽口構造体に比べると、羽口構造体の寿命を延長できる。 2 shows a tuyere structure according to a reference embodiment, and corresponds to a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. In this reference form, the compressible mortar 10 is interposed over the entire area of the annular joint M between the tuyere body (Daimaru 1b) and the tuyere receiving refractory 2, and as described above Since the mortar 10 exhibits sufficient slag penetration resistance, the life of the tuyere structure can be extended as compared with the conventional tuyere structure.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、羽口本体の構成は、図1及び図2に示すものに限られない。羽口本体は、羽口冷却箱やキリカス等と称されているものも含む概念とする。また、羽口本体は大丸1bを有していなくてもよく、この場合は、例えば送風羽口1aを羽口受け用耐火物2が包囲する。また、羽口受け用耐火物2は、例えばアルミナ−炭化珪素質や炭化珪素質等の不定形耐火物を鋳込んだ不焼成ブロックであってもよいし、焼成されたれんがであってもよい。   Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this. For example, the configuration of the tuyere body is not limited to that shown in FIGS. The tuyere body has a concept including what is called a tuyere cooling box or a chilly. Moreover, the tuyere body does not have to have the Daimaru 1b. In this case, for example, the tuyere receiving refractory 2 surrounds the blower tuyere 1a. The tuyere receiving refractory 2 may be an unfired block in which an amorphous refractory such as alumina-silicon carbide or silicon carbide is cast, or may be fired brick. .

さらに、上記実施形態では、可縮性モルタル10を羽口構造体に適用した例を示したが、可縮性モルタル10は、羽口構造体以外にも、溶鉱炉々壁の溶融スラグと接しうる位置の目地材として広く使用できる。   Furthermore, in the said embodiment, although the example which applied the contractible mortar 10 to the tuyere structure was shown, the contractible mortar 10 can contact the molten slag of a blast furnace wall besides a tuyere structure. Can be widely used as position joint material.

表1に、一具体例としてのモルタルA〜Fの組成と特性値とを示す。モルタル組成の各項目の数値の単位はすべて質量%である。表1中の空欄は、その材料を含まないことを意味する。表1中のセラミックファイバーは、Alが48〜58質量%を占め、残部がSiOよりなり、径が2.5μmのものを用いた。モノエチレングリコール及びエチルアルコールは、いずれも濃度98%以上の無水系のものを用いた。 Table 1 shows compositions and characteristic values of mortars A to F as one specific example. The unit of the numerical value of each item of the mortar composition is mass%. A blank in Table 1 means that the material is not included. As the ceramic fibers in Table 1, Al 2 O 3 accounted for 48 to 58% by mass, the balance was made of SiO 2 , and the diameter was 2.5 μm. Monoethylene glycol and ethyl alcohol were both anhydrous with a concentration of 98% or more.

Figure 0004800826
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耐スラグ侵食性は、回転侵食試験機により評価した。ドラムの内張りは炭化珪素質の焼成耐火物で構成し、その内張りに形成した凹溝にモルタルA〜Fの試料を充填した。ドラム内に高炉スラグを装入し、バーナで高炉スラグを溶融させながらドラムを回転させた。その後、各試料の最大溶損部の溶損寸法を測定し、各測定値をモルタルDの溶損寸法で割って100倍した相対値(溶損指数)として示した。溶損指数は、値が大きいほど溶損が大きいことを示す。   Slag erosion resistance was evaluated by a rotary erosion tester. The lining of the drum was composed of a silicon carbide-based fired refractory, and the mortar samples A to F were filled in the grooves formed in the lining. Blast furnace slag was charged into the drum, and the drum was rotated while melting the blast furnace slag with a burner. Then, the erosion dimension of the maximum erosion part of each sample was measured, and each measured value was divided by the erosion dimension of the mortar D and indicated as a relative value (melting index). The erosion index indicates that the larger the value, the greater the erosion loss.

可縮率の測定は、次の手順で行なった。上部が開口した内径φ25mmの有底円筒状の坩堝にモルタルの試料を充填する。そして、試料の量が恒量になるまで充分に乾燥させ、この段階で試料の高さLを測定する。次に、坩堝内の試料を1200℃に均一に保った状態で、1MPa(約10kgf/cm)の荷重を試料に静かに加え、試料の圧縮量が安定したときの試料の高さLを読み取る。ここに可縮率は、(L−L)/L×100で算出される。 The shrinkage rate was measured according to the following procedure. A mortar sample is filled in a bottomed cylindrical crucible having an inner diameter of φ25 mm opened at the top. Then, the sample is sufficiently dried until the amount of the sample becomes constant, and the height L 0 of the sample is measured at this stage. Next, with the sample in the crucible kept uniformly at 1200 ° C., a load of 1 MPa (about 10 kgf / cm 2 ) was gently applied to the sample, and the sample height L 1 when the compression amount of the sample was stabilized Read. Here, the contractibility is calculated as (L 0 −L 1 ) / L 0 × 100.

表2には、表1のモルタルA〜Fを還元雰囲気中において500℃で2時間加熱し乾燥させたものの組成も示す。表2中の空欄はその材料を含まないことを意味する。   Table 2 also shows the compositions of the mortars A to F shown in Table 1 that were dried by heating at 500 ° C. for 2 hours in a reducing atmosphere. A blank in Table 2 means that the material is not included.

Figure 0004800826
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モルタルA〜Cは、表1に示すように、いずれも優れた耐スラグ侵食性及び可縮率を示す。これは、炭化珪素粉、特定構成のアルミナ−シリカ質セラミックファイバー、及びモノエチレングリコールを組み合わせ使用したことによる。これらのモルタルA〜Cは、耐スラグ侵食性に優れるため、可縮性がスラグ浸透に起因して損なわれることを防止でき、羽口本体の損傷防止に必要な可縮性を長期にわたって発揮することができる。このため、図1の可縮性モルタル10として用いて好適である。   As shown in Table 1, each of the mortars A to C exhibits excellent slag erosion resistance and contractibility. This is because silicon carbide powder, a specific configuration of alumina-siliceous ceramic fiber, and monoethylene glycol were used in combination. Since these mortars A to C are excellent in slag erosion resistance, the shrinkability can be prevented from being damaged due to slag infiltration, and the contractility necessary for preventing damage to the tuyere body can be exhibited over a long period of time. be able to. For this reason, it is suitable for use as the contractible mortar 10 of FIG.

モルタルDは、表1に示すように、混練液にエチルアルコールを使用したため、モルタルA〜Cに比べると耐スラグ侵食性及び可縮率に劣る。また、表2に示すように、乾燥状態のモルタルDに占める残炭の量は不充分であり、セラミックファイバーに保護皮膜を形成する効果に劣ると考えられる。これらの点から、図1の可縮性モルタル10の混練液としては、エチルアルコール等の1価アルコールでは好ましくなく、モノエチレングリコール等の多価アルコールが好ましいと考えられる。これは、1価アルコールは、モルタル中に有機成分を殆ど残すことなく揮発してしまうことに原因する。但し、モルタルDは、図1の低可縮性モルタル11としては用いられうる。この場合、低可縮性モルタル11と、可縮性モルタル10としてのモルタルA〜Cとの可縮率の差は30%以上32%以下となる。   As shown in Table 1, the mortar D uses ethyl alcohol as the kneading liquid, and thus is inferior in slag erosion resistance and shrinkage rate compared to the mortars A to C. Moreover, as shown in Table 2, the amount of residual charcoal in the mortar D in a dry state is insufficient, and it is considered that the effect of forming a protective film on the ceramic fiber is inferior. From these points, it is considered that monohydric alcohol such as ethyl alcohol is not preferable as the kneading liquid of the contractible mortar 10 in FIG. 1, and polyhydric alcohol such as monoethylene glycol is preferable. This is because the monohydric alcohol volatilizes with almost no organic component remaining in the mortar. However, the mortar D can be used as the low contractible mortar 11 of FIG. In this case, the difference in contractibility between the low contractible mortar 11 and the mortars A to C as the contractible mortar 10 is 30% or more and 32% or less.

モルタルEは、炭化珪素粉を含まず、アルミナ粉を主体とし、しかも混練液に水を使用したため、耐スラグ侵食性が不充分である。モルタルFは、アルミナ粉を主体としたため耐スラグ侵食性が不充分であるとともに、セラミックファイバーの配合量が少なすぎるため、可縮率が不充分であり、可縮率の測定において崩壊した。   The mortar E does not contain silicon carbide powder, is mainly composed of alumina powder, and water is used for the kneading liquid, so that the slag erosion resistance is insufficient. Since the mortar F was mainly composed of alumina powder, the slag erosion resistance was insufficient, and the blending amount of the ceramic fiber was too small, so that the contractibility was insufficient, and collapsed in the measurement of the contractibility.

一実施形態による羽口構造体の炉壁厚さ方向に垂直な断面図。Sectional drawing perpendicular | vertical to the furnace wall thickness direction of the tuyere structure by one Embodiment. 参考形態による羽口構造体の炉壁厚さ方向に垂直な断面図。Sectional drawing perpendicular | vertical to the furnace wall thickness direction of the tuyere structure by a reference form. 従来技術による羽口構造体の炉壁厚さ方向に平行な断面図。Sectional drawing parallel to the furnace wall thickness direction of a tuyere structure by a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1…羽口本体、1a…送風羽口、1b…大丸、1c…送風支管、2…羽口受け用耐火物、2a〜2d…分割片、3…外殻鉄皮、4…炉床壁耐火物、5…ステーブ、6…従来の可縮性モルタル、10…可縮性モルタル(第1の耐火モルタル)、11…低可縮性モルタル(第2の耐火モルタル)、H…孔、M…環状目地、M…下側弧状目地部、M…上側弧状目地部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... tuyere main body, 1a ... ventilation tuyere, 1b ... Daimaru, 1c ... ventilation branch, 2 ... tuyere receiving refractory material, 2a-2d ... split piece, 3 ... outer shell iron skin, 4 ... hearth wall refractory 5 ... Stave, 6 ... Conventional contractible mortar, 10 ... Contractable mortar (first refractory mortar), 11 ... Low contractible mortar (second refractory mortar), H ... Pore, M ... Ring joint, M 1 ... lower arc joint, M 2 ... upper arc joint

Claims (5)

溶鉱炉々壁を貫通した状態で炉壁に保持された金属製の羽口本体と、この羽口本体を囲んで炉壁の一部を構成した羽口受け用耐火物とよりなり、これら羽口本体と羽口受け用耐火物との間には、炉壁の厚さ方向に垂直な断面視において、羽口本体の外周面に沿って周回する環状目地が確保されていて、この環状目地のうち、前記羽口受け用耐火物に形成された裁頭円錐状孔の全高の下端から40%〜60%高さまでの部分を下側弧状目地部とし、それより上方の部分を上側弧状目地部とし、前記下側弧状目地部に、可縮性をもつ第1の耐火モルタルが充填され、前記上側弧状目地部には、前記第1の耐火モルタルよりも熱間可縮率の小さな第2の耐火モルタルが充填されてなる溶鉱炉々壁の羽口構造体。 It consists of a metal tuyere main body that is held on the furnace wall in a state of penetrating the blast furnace wall, and a tuyere receiving refractory that forms part of the furnace wall surrounding the tuyere main body. An annular joint that circulates along the outer peripheral surface of the tuyere body is secured between the main body and the refractory for receiving tuyere in a cross-sectional view perpendicular to the thickness direction of the furnace wall. Among them, a portion from the lower end of the total height of the truncated conical hole formed in the refractory for receiving tuyere to a height of 40% to 60% is a lower arc joint, and a portion above the upper arc joint is an upper arc joint. and then, the lower arcuate joint portion, is filled with a first refractory mortar with compressible properties, wherein the upper arcuate joint portion, a small second hot Allowed shrinkage than said first refractory mortar The tuyere structure of the blast furnace wall filled with refractory mortar. 1200℃の温度下で1MPaの圧縮応力を加えた場合の、第1の耐火モルタルの可縮率と第2の耐火モルタルの可縮率との差が5%以上である請求項1記載の羽口構造体。   2. The feather according to claim 1, wherein the difference between the contractibility of the first refractory mortar and the contractibility of the second refractory mortar when a compressive stress of 1 MPa is applied at a temperature of 1200 ° C. is 5% or more. Mouth structure. 前記第1の耐火モルタルが、Alが40〜60質量%を占め、残部が主としてSiOよりなるセラミックファイバーと、平均粒子直径100μm以下の炭化珪素粉とを含む請求項1又は2記載の羽口構造体。 Said first refractory mortar, Al 2 O 3 accounts for 40 to 60 mass%, and ceramic fiber the balance of predominantly SiO 2, mean particle according to claim 1 or 2, wherein and a diameter 100μm or less of silicon carbide powder Tuyere structure. 前記第1の耐火モルタルが、Alが40〜60質量%を占め、残部が主としてSiOよりなるセラミックファイバーを30〜80質量%、平均粒子直径100μm以下の炭化珪素粉を10〜60質量%含む耐火材料に、少なくとも多価アルコールを外掛けで70〜160質量%添加し混練してなり、施工後、乾燥した成形体が、1200℃の温度下で1MPaの圧縮応力を加えた場合に、30%以上の可縮率を示す請求項1に記載の羽口構造体 In the first refractory mortar, Al 2 O 3 accounts for 40 to 60% by mass, the balance is mainly 30 to 80% by mass of ceramic fibers mainly composed of SiO 2 , and silicon carbide powder having an average particle diameter of 100 μm or less is 10 to 60%. When 70 to 160% by mass of polyhydric alcohol is added to the refractory material containing 5% by mass and kneaded. After the construction, the dried molded body is subjected to a compressive stress of 1 MPa at a temperature of 1200 ° C. The tuyere structure according to claim 1, wherein the tuyere structure exhibits a contractibility of 30% or more. 前記第1の耐火モルタルが、施工後、乾燥した成形体の測定において、Alが40〜60質量%を占め、残部が主としてSiOよりなるセラミックファイバー23〜65質量%、平均粒子直径100μm以下の炭化珪素粉8〜40質量%、及び残炭15〜65質量%よりなり、1200℃の温度下で1MPaの圧縮応力を加えた場合に、30%以上の可縮率を示す請求項1に記載の羽口構造体 The first refractory mortar has a measurement of a dried molded article after construction. Al 2 O 3 accounts for 40 to 60% by mass, and the balance is mainly made of SiO 2 23 to 65% by mass, average particle diameter 100μm or less of silicon carbide powder 8-40 wt%, and residual carbon from 15 to 65 consist of mass%, when added to 1MPa compressive stress at a temperature of 1200 ° C., claims defining a compressible rate of over 30% The tuyere structure according to 1 .
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