JP7319563B2 - Tuyere member and method of installing tuyere in bottom of molten metal smelting vessel - Google Patents
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Description
本発明は、羽口部材、および、溶融金属精錬容器の底部に羽口を設置する方法に関する。 The present invention relates to a tuyere member and method of installing a tuyere in the bottom of a molten metal refining vessel.
鉄鋼業などにおいて溶融金属を取り扱う容器として、底部に溶融金属を撹拌および精錬するためのガス吹き羽口が設けられた精錬容器が汎用されている。精錬容器の内側の溶融金属が接触する部分は、一般的に耐火物により構成されているが、精錬容器の操業を続けるうちに耐火物が溶損する。この溶損は、羽口の周辺において特に進行しやすいため、特に羽口について耐久性を向上し、長寿命化することが望まれる。 BACKGROUND ART As a vessel for handling molten metal in the steel industry, etc., a refining vessel having a gas blowing tuyere provided at the bottom for stirring and refining the molten metal is widely used. The portion of the interior of the refining vessel that is in contact with the molten metal is generally made of refractory material, and the refractory material is eroded during continued operation of the refining vessel. Since this erosion progresses particularly easily in the vicinity of the tuyeres, it is desired to improve the durability of the tuyeres in particular to extend the life of the tuyeres.
羽口の構造としては、耐火物にガスを吹き込むための細管が埋設されている構造のプラグと、当該プラグの周囲に設置された周囲れんがと、の組合せが汎用される。この構造においては、炉外と連通する管体を有するプラグが炉体に固定されているのに対し、周囲れんがは固定されていない。そのため、溶融金属の撹拌や炉自体の動作などに起因して、プラグと周囲れんがとの間および周囲れんが間相互の目地が開く場合がある。このように目地が開くと、溶融金属が流入し、プラグおよび周囲れんがの損耗が進行するおそれがある。 As the tuyere structure, a combination of a plug having a structure in which a thin tube for blowing gas into a refractory is embedded and a surrounding brick installed around the plug is commonly used. In this construction, a plug having a tubular body communicating with the outside of the furnace is fixed to the furnace body, while the surrounding bricks are not fixed. Therefore, joints between the plug and the surrounding bricks and between the surrounding bricks may open due to the agitation of the molten metal, the operation of the furnace itself, and the like. If the joint opens in this manner, molten metal may flow into the joint and cause increased wear of the plug and surrounding bricks.
そこで、羽口において目地が開くことを防ぐ技術が検討されている。たとえば、国際公開第2019/012601号(特許文献1)には、調整れんが等を使用せずに隙間なくプラグを施工する方法が記載されている。特許文献1に技術によれば、調整れんが等を使用する必要がないため、組付け性が向上する。
Therefore, techniques for preventing the opening of the joints at the tuyeres are being studied. For example, International Publication No. 2019/012601 (Patent Literature 1) describes a method of constructing plugs without gaps without using adjustment bricks or the like. According to the technique disclosed in
しかし、特許文献1の技術によっては、施工時に隙間が生じにくいものの、操業中に隙間が生じることは十分に回避できなかった。すなわち、特許文献1の技術は、溶融金属の撹拌や炉自体の動作などに起因する隙間の拡大に対しては対策が不十分だった。また、耐火物の膨張に起因する羽口の破損についても、改善の余地があった。
However, according to the technique of
そこで、操業中における耐火物の破損を防止して、羽口を長寿命化しうる技術が求められる。 Therefore, there is a demand for a technique that can prevent damage to refractories during operation and extend the life of tuyeres.
本発明に係る羽口部材は、溶融金属精錬容器の底部に使用される羽口部材であって、耐火物および当該耐火物に埋設されている細管を含む芯体部分、ならびに、当該芯体部分を包囲して設けられるブロック部分、を有するプラグと、当該プラグを包囲して配置される複数の周囲れんがと、を備え、前記周囲れんがの長手方向の長さが、前記プラグの前記ブロック部分の長手方向の長さと実質的に同一であり、前記溶融金属精錬容器の内側に露出して配置される面である前記周囲れんがの天面は実質的に長方形であり、該周囲れんがの天面の面積が、前記溶融金属精錬容器の内側に露出して配置される面である前記プラグのプラグ天面の面積の、40%以上70%以下であることを特徴とする。A tuyere member according to the present invention is a tuyere member used at the bottom of a molten metal refining vessel, comprising a core portion including a refractory material and capillaries embedded in the refractory material, and the core portion and a plurality of surrounding bricks arranged surrounding the plug, wherein the longitudinal length of the surrounding bricks is equal to the length of the block portion of the plug. The top surface of the surrounding bricks, which has substantially the same length in the longitudinal direction and is the surface exposed inside the molten metal smelting vessel, is substantially rectangular, and the top surface of the surrounding bricks is substantially rectangular. The area is 40% or more and 70% or less of the area of the plug top surface of the plug, which is the surface exposed inside the molten metal refining vessel.
これらの構成によれば、操業中における耐火物の膨張、溶融金属の撹拌、および炉自体の動きなどに起因する耐火物の破損を好適に防止できるので、羽口を長寿命化しうる。
また、この構成によれば、羽口の長寿命化と良好な施工性とを両立しやすい。
According to these configurations, it is possible to suitably prevent damage to the refractory caused by expansion of the refractory during operation, stirring of the molten metal, movement of the furnace itself, and the like, thereby extending the life of the tuyere.
Moreover, according to this configuration, it is easy to achieve both a long life of the tuyere and good workability .
本発明に係る羽口部材は、溶融金属精錬容器の底部に使用される羽口部材であって、耐火物および当該耐火物に埋設されている細管を含む芯体部分、ならびに、当該芯体部分を包囲して設けられるブロック部分、を有するプラグと、当該プラグを包囲して配置される複数の周囲れんがと、を備え、前記周囲れんがの長手方向の長さが、前記プラグの前記ブロック部分の長手方向の長さと実質的に同一であり、前記溶融金属精錬容器の内側に露出して配置される面である前記周囲れんがの天面は実質的に長方形であり、該周囲れんがの天面の短手方向の平均幅が、当該短手方向を延長する方向に沿う前記プラグのプラグ天面の平均幅の、20%以上50%以下であることを特徴とする。A tuyere member according to the present invention is a tuyere member used at the bottom of a molten metal refining vessel, comprising a core portion including a refractory material and capillaries embedded in the refractory material, and the core portion and a plurality of surrounding bricks arranged surrounding the plug, wherein the longitudinal length of the surrounding bricks is equal to the length of the block portion of the plug. The top surface of the surrounding bricks, which has substantially the same length in the longitudinal direction and is the surface exposed inside the molten metal smelting vessel, is substantially rectangular, and the top surface of the surrounding bricks is substantially rectangular. The average width in the lateral direction is 20% or more and 50% or less of the average width of the plug top surface of the plug along the direction extending in the lateral direction.
これらの構成によれば、操業中における耐火物の膨張、溶融金属の撹拌、および炉自体の動きなどに起因する耐火物の破損を好適に防止できるので、羽口を長寿命化しうる。
また、この構成によれば、羽口の長寿命化と良好な施工性とをさらに両立しやすい。
According to these configurations, it is possible to suitably prevent damage to the refractory caused by expansion of the refractory during operation, stirring of the molten metal, movement of the furnace itself, and the like, thereby extending the life of the tuyere.
Moreover, according to this configuration, it is easier to achieve both a long life of the tuyere and good workability .
本発明に係る、溶融金属精錬容器の底部に羽口を設置する方法は、耐火物および当該耐火物に埋設されている細管を含む芯体部分、ならびに、当該芯体部分を包囲して設けられるブロック部分、を有するプラグを設置する工程と、前記プラグを包囲する周囲れんがを複数設置する工程と、を含み、当該プラグに隣接して使用される周囲れんがの長手方向の長さが、前記プラグの前記ブロック部分の長手方向の長さと実質的に同一であり、当該周囲れんがの天面は実質的に長方形であり、前記溶融金属精錬容器の内側に露出して配置される面である前記周囲れんがの天面は実質的に長方形であり、該周囲れんがの天面の面積が、前記溶融金属精錬容器の内側に露出して配置される面である前記プラグのプラグ天面の面積の40%以上70%以下である、溶融金属精錬容器の底部に羽口を設置することを特徴とする。A method of installing a tuyere in the bottom of a molten metal refining vessel according to the present invention is provided with a core portion including a refractory and capillaries embedded in the refractory and surrounding the core portion. and placing a plurality of perimeter bricks surrounding the plug, wherein the longitudinal length of the perimeter bricks used adjacent to the plug is equal to the length of the plug. The perimeter is substantially the same as the longitudinal length of the block portion of the perimeter, the top surface of the perimeter brick is substantially rectangular, and is the surface positioned exposed inside the molten metal smelting vessel. The top surface of the bricks is substantially rectangular, and the area of the top surface of the surrounding bricks is 40% of the area of the plug top surface of the plug, which is the surface that is exposed to the inside of the molten metal refining vessel. It is characterized by installing tuyeres at the bottom of the molten metal refining vessel, which is not less than 70%.
これらの構成によれば、操業中における耐火物の膨張、溶融金属の撹拌、および炉自体の動きなどに起因する耐火物の破損を好適に防止できるので、羽口を長寿命化しうる。
また、この構成によれば、羽口の長寿命化と良好な施工性とを両立しやすい。
According to these configurations, it is possible to suitably prevent damage to the refractory caused by expansion of the refractory during operation, stirring of the molten metal, movement of the furnace itself, and the like, thereby extending the life of the tuyere.
Moreover, according to this configuration, it is easy to achieve both a long life of the tuyere and good workability .
本発明に係る、溶融金属精錬容器の底部に羽口を設置する方法は、耐火物および当該耐火物に埋設されている細管を含む芯体部分、ならびに、当該芯体部分を包囲して設けられるブロック部分、を有するプラグを設置する工程と、前記プラグを包囲する周囲れんがを複数設置する工程と、を含み、当該プラグに隣接して使用される周囲れんがの長手方向の長さが、前記プラグの前記ブロック部分の長手方向の長さと実質的に同一であり、当該周囲れんがの天面は実質的に長方形であり、前記周囲れんがの天面の短手方向の平均幅が、当該短手方向を延長する方向に沿う前記プラグのプラグ天面の平均幅の20%以上50%以下である、溶融金属精錬容器の底部に羽口を設置することを特徴とする。A method of installing a tuyere in the bottom of a molten metal refining vessel according to the present invention is provided with a core portion including a refractory and capillaries embedded in the refractory and surrounding the core portion. and placing a plurality of perimeter bricks surrounding the plug, wherein the longitudinal length of the perimeter bricks used adjacent to the plug is equal to the length of the plug. is substantially the same as the length of the block portion in the longitudinal direction, the top surface of the surrounding brick is substantially rectangular, and the average width in the width direction of the top surface of the surrounding brick is equal to the width in the width direction A tuyere is installed at the bottom of the molten metal refining vessel, which is 20% or more and 50% or less of the average width of the plug top surface of the plug along the extending direction.
これらの構成によれば、操業中における耐火物の膨張、溶融金属の撹拌、および炉自体の動きなどに起因する耐火物の破損を好適に防止できるので、羽口を長寿命化しうる。
また、この構成によれば、羽口の長寿命化と良好な施工性とをさらに両立しやすい。
According to these configurations, it is possible to suitably prevent damage to the refractory caused by expansion of the refractory during operation, stirring of the molten metal, movement of the furnace itself, and the like, thereby extending the life of the tuyere.
Moreover, according to this configuration, it is easier to achieve both a long life of the tuyere and good workability .
以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。Preferred embodiments of the present invention are described below. However, the scope of the present invention is not limited by the preferred embodiments described below.
本発明に係る羽口部材は、一態様として、前記溶融金属精錬容器の内側から見たときに、前記プラグ天面が正方形であり、前記周囲れんがの天面の長方形の長辺の長さが、前記プラグ天面の一辺よりも長く、前記周囲れんがの天面の長方形の片方の短辺と前記プラグ天面の四辺のうちの一辺とが同一直線上に並ぶように、4つの前記周囲れんがが前記プラグを包囲して前記周囲れんがと前記プラグとの間に隙間ができないように配置されることが好ましい。As one aspect of the tuyere member according to the present invention, when viewed from the inside of the molten metal refining vessel, the top surface of the plug is square, and the length of the long side of the rectangle of the top surface of the surrounding brick is , the four surrounding bricks are longer than one side of the top surface of the plug so that one short side of the rectangle of the top surface of the surrounding brick and one side of the four sides of the top surface of the plug are aligned on the same straight line. surrounds the plug and is arranged such that there is no gap between the surrounding brick and the plug.
本発明に係る、溶融金属精錬容器の底部に羽口を設置する方法は、一態様として、前記溶融金属精錬容器の内側から見たときに、前記プラグ天面が正方形であり、前記周囲れんがの天面の長方形の長辺の長さが、前記プラグ天面の一辺よりも長く、前記プラグを包囲する前記周囲れんがを複数設置する工程が、前記溶融金属精錬容器の内側から見たときに、前記周囲れんがの天面の長方形の片方の短辺と前記プラグ天面の四辺のうちの一辺とが同一直線上に並ぶように、4つの前記周囲れんがで前記プラグを包囲して前記周囲れんがと前記プラグとの間に隙間ができないように配置される工程を含むことが好ましい。 According to one aspect of the method for installing a tuyere at the bottom of a molten metal refining vessel according to the present invention, when viewed from the inside of the molten metal refining vessel, the top surface of the plug is square, and the surrounding bricks are The length of the long side of the rectangular top surface is longer than one side of the top surface of the plug, and the step of installing a plurality of the surrounding bricks surrounding the plug includes, when viewed from the inside of the molten metal refining vessel, The plug is surrounded by the four surrounding bricks so that one short side of the rectangular top surface of the surrounding brick and one of the four sides of the top surface of the plug are aligned on the same straight line. It is preferable to include a step of arranging so as not to form a gap with the plug.
本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。 Further features and advantages of the invention will become clearer from the following description of exemplary and non-limiting embodiments described with reference to the drawings.
本発明に係る周囲れんが、羽口部材、および、溶融金属精錬容器の底部に羽口を設置する方法(以下、「設置方法」という。)、の実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、電気炉100(溶融金属精錬容器の例である。)の底部に使用される周囲れんが1(本発明に係る周囲れんがの一実施形態である。)、ならびに周囲れんが1とプラグ2とを備える羽口部材10(本発明に係る羽口部材の一実施形態である。)を例として説明する。なお、電気炉100の底部に周囲れんが1およびプラグ2を設置する方法は、本発明に係る設置方法の一実施形態である。
An embodiment of a surrounding brick, a tuyere member, and a method of installing a tuyere on the bottom of a molten metal refining vessel (hereinafter referred to as "installation method") according to the present invention will be described with reference to the drawings. Below, the surrounding bricks 1 (one embodiment of the surrounding bricks according to the present invention) used in the bottom of the electric furnace 100 (which is an example of the molten metal refining vessel), and the surrounding
なお、以下の説明において部材の形状を説明する目的で用いられる各用語は、数学的な定義に従って解釈されるべきではなく、当該形状を工業的に実装する際に通常適用される変形がなされた形状を含んで解釈されるべきである。たとえば、「四角形」は、数学的に定義される四角形(四本の直線によって画定される形状)に限定されず、数学的な定義に従う四角形を工業的に実装するために通常適用される変形(丸み付け、面取りなど)が加えられた実質的に四角形とみなしうる形状を含む。 It should be noted that each term used for the purpose of describing the shape of a member in the following description should not be interpreted according to a mathematical definition, and deformations that are normally applied when implementing the shape industrially have been made. should be interpreted to include shape. For example, "quadrilateral" is not limited to a mathematically defined quadrilateral (a shape defined by four straight lines), but rather the transformation normally applied for industrial implementation of a quadrilateral that follows a mathematical definition ( (rounded, chamfered, etc.) that can be regarded as substantially rectangular.
〔電気炉の構成〕
まず、本実施形態に係る周囲れんが1、羽口部材10、および設置方法の適用対象である電気炉100について説明する(図1)。本実施形態に係る電気炉100は、溶融金属容器として使用される電気炉として公知の構成である。電気炉100は、耐火物により構成された略円筒状の本体部101を有する。電気炉100の底部100aは中央部が外側(下方)に突出した曲面状に形成されており、本体部101は曲面状の底面102を形成している。
[Configuration of electric furnace]
First, the
電気炉100の底部100aには、本体部101を覆う鉄皮(不図示)が設けられている。底部100aに設けられた羽口103は精錬ガス供給源(不図示)に接続されており、羽口103を通じて電気炉100の内部に精錬ガスを吹き込むことができるように構成されている。なお、電気炉100に設けられた加熱手段などは公知の構成であり、図示および説明を省略する。
An iron shell (not shown) covering the
〔羽口部材の構成〕
羽口部材10は、複数の周囲れんが1と、プラグ2とを備える。複数の周囲れんが1は、プラグ2を包囲して配置される(図2、図3)。なお、図2および図3には、周囲れんが1のさらに外側に設置される炉底れんがRを併せて図示しているが、炉底れんがRは羽口部材10の構成要素ではない。
[Configuration of tuyere member]
Tuyere
プラグ2は、耐火物および当該耐火物に埋設されている細管21aを含む芯体部分21、ならびに、芯体部分21を包囲して設けられるブロック部分22、を有する。芯体部分21は、ガスプール21bと給気管21cと、をさらに含む(図3)。
The
細管21a、ガスプール21b、および給気管21cは、精錬ガス供給源(不図示)から供給される精錬ガスの流路を形成する部材である。細管21aは、ステンレス製の孔径2mmの直管である。本実施形態では、芯体部分21の、電気炉100の内側(底面102)に露出して配置される面である芯体天面21dに、六本の細管21aが開口している。ここで、芯体天面21dは、プラグ2の、電気炉100の内側(底面102)に露出して配置される面であるプラグ天面2aの一部である。なお、六本の細管21aのうちの二本が図3の断面に現れている。ガスプール21bは、プラグ2の基端側において六本の細管21aの全てと流体連通する箱状の部材であり、精錬ガス供給源から給気管21cを経て供給された精錬ガスを各細管21aに分配する役割を果たす。
The
ブロック部分22は、耐火物製である。当該耐火物は特に限定されないが、たとえば公知のマグネシア-カーボン質の耐火物を使用できる。当該耐火物の組成も特に限定されないが、たとえば、マグネシアを70重量%以上95重量%以下含み、カーボンを5%以上30%以下含むマグネシア-カーボン質の耐火物でありうる。なお、芯体部分21の耐火物部分を構成する耐火物の組成と、ブロック部分22を構成する耐火物の組成とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
本実施形態に係るプラグ2では、円錐台状の芯体部分21がブロック部分22で包囲されて、プラグ2全体としては四角錐台状に構成されている。したがって、プラグ2の断面の四角形は正方形である。ただし、プラグ2の形状は、プラグ2が設置される電気炉100の底部の形状に対応した形状として、適宜選択される。
In the
本実施形態に係る周囲れんが1は、プラグ2と同様に、四角錐台状に構成されている。ただし、周囲れんが1の断面の四角形は長方形である。以下では、当該長方形の長辺に沿う方向を長手方向といい、短辺に沿う方向を短手方向という。
Like the
周囲れんが1は、耐火物製である。当該耐火物は特に限定されないが、たとえば公知のマグネシア-カーボン質の耐火物を使用できる。当該耐火物の組成も特に限定されないが、たとえば、マグネシアを70重量%以上95重量%以下含み、カーボンを5%以上30%以下含むマグネシア-カーボン質の耐火物でありうる。なお、周囲れんが1を構成する耐火物の組成と、プラグ2を構成する耐火物の組成とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
Surrounding
周囲れんが1の長手方向の長さL1は、プラグ2のブロック部分22の長手方向の長さL2と実質的に同一である。ここで、周囲れんが1およびブロック部分22の長手方向とは、図3紙面における上下方向であり、電気炉100に設置された状態(図1)においては、電気炉100の底面102から外側に向かう方向である。また、「実質的に同一」とは、周囲れんが1およびブロック部分22の長手方向の長さが、当業者がこれを使用する際に同一と見なしうる程度に近い値であれば十分であり、両者が厳密に一致することを求めるものではない。より具体的には、たとえば、ブロック部分22の長手方向の長さL2に対して2%の誤差が許容されうるが、これに限定されない。
The longitudinal length L1 of the
通常、電気炉の底部にこの種の羽口を設ける場合(図4)、プラグ2を、プラグ2のブロック部分22より短い周囲れんが3で包囲することが通常である。この場合、周囲れんが3の長さが不足する分、底上げする必要がある。しかし、プラグ2のブロック部分22を包囲する周囲れんが3が当該ブロック部分22より短い場合、周囲れんが3をさらに包囲する耐火物(不図示)が熱膨張したときに、周囲れんが3の下面がプラグ2の側面に応力を与えて、これによってプラグ2が破損する場合があった。本実施形態に係る羽口部材10では、周囲れんが1の長手方向の長さL1と、プラグ2のブロック部分22の長手方向の長さL2とが実質的に同一であるので、周囲れんが1の周囲の耐火物が膨張した場合であっても、当該膨張に伴う応力がプラグ2の側面に加わりにくい。そのため、プラグ2の破損を防止でき、プラグ2の長寿命化を期待できる。
Normally, when providing this kind of tuyere in the bottom of an electric furnace (FIG. 4), it is customary to surround the
また、この種の電気炉から溶融金属を排出する場合、電気炉の全体を傾けて、電気炉の上方の開口部(不図示)から溶融金属を注ぎ出す場合がある。このような操作が行われる場合、羽口の短手方向に重力が作用するため、羽口を構成する部材(本実施形態では周囲れんが1およびプラグ2である。)の間、および、羽口と炉底れんがRとの間の目地が開くおそれがある。目地が開くと、目地に溶融金属が入り込むため、羽口を構成する耐火物の破損を招く。本実施形態では、周囲れんが1の長手方向の長さL1と、プラグ2のブロック部分22の長手方向の長さL2とが実質的に同一であるため、電気炉100が傾いて羽口部材10の短手方向(図1および図3の紙面左右方向)に重力が作用した場合であっても、周囲れんが1とプラグ2とが一体に動きやすく、これによって目地が開きにくい。そのため、プラグ2の長寿命化を期待できる。
Further, when discharging molten metal from this type of electric furnace, the entire electric furnace is tilted and the molten metal is sometimes poured out from an upper opening (not shown) of the electric furnace. When such an operation is performed, since gravity acts in the lateral direction of the tuyere, the force between the members constituting the tuyere (the surrounding
周囲れんが1の、電気炉100の内側(底面102)に露出して配置される面である天面1aの面積は、プラグ天面2aの面積の40%以上70%以下であることが好ましい。天面1aの面積がプラグ天面2aの面積の40%以上であると、周囲れんが1の周囲の耐火物の膨張に伴う応力がプラグ2に伝わることをより効果的に抑制しうる。また、天面1aの面積がプラグ天面2aの面積の70%以下であると、周囲れんが1の寸法を施工しやすい規模にできるので、精度よく施工しやすい。天面1aの面積は、プラグ天面2aの面積の45%以上であることがより好ましい。また、天面1aの面積は、プラグ天面2aの面積の65%以下であることがより好ましい。
The area of the
また、天面1aの短手方向の幅T1(天面の短手方向の平均幅の例である。)は、当該短手方向を延長する方向に沿うプラグ天面2aの幅T2(プラグ天面の平均幅の例である。)の、20%以上50%以下であることが好ましい。ここで、天面1aの短手方向は、複数の周囲れんが1についてそれぞれ考慮され、したがって比較対象とするプラグ天面2aの「当該短手方向を延長する方向」も、複数の周囲れんが1についてそれぞれ考慮される。たとえば、図2における周囲れんが1Aの天面1aの幅T1Aについて比較対象とするプラグ天面2aの幅T2Aは、図2紙面の左右方向に沿う幅である。一方、図2における周囲れんが1Bの天面1aの幅T1Bについて比較対象とするプラグ天面2aの幅T2Bは、図2紙面の上下方向に沿う幅である。
Further, the width T1 of the
天面1aの幅T1が、プラグ天面2aの幅T2の20%以上であると、周囲れんが1の周囲の耐火物の膨張に伴う応力がプラグ2に伝わることをより効果的に抑制しうる。また、周囲れんが1の長手方向の幅Wが取り扱いやすい水準の値になりやすい。天面1aの幅T1は、プラグ天面2aの幅T2の25%以上であることがより好ましい。
When the width T1 of the
〔溶融金属精錬容器の底部に羽口を設置する方法〕
次に、本実施形態に係る設置方法について説明する。本実施形態に係る設置方法は、プラグ2を設置する工程(以下、プラグ設置工程という。)と、周囲れんが1を複数設置する工程(以下、周囲れんが設置工程という。)と、を含む。なお、両工程の完了時点で、上記の羽口部材10が完成される。すなわち、両工程の完了時点で、複数の周囲れんが1が、プラグ2を包囲して配置されることになる。
[Method of installing a tuyere at the bottom of a molten metal refining vessel]
Next, an installation method according to this embodiment will be described. The installation method according to the present embodiment includes a step of installing a plug 2 (hereinafter referred to as a plug installing step) and a step of installing a plurality of surrounding bricks 1 (hereinafter referred to as a surrounding brick installing step). Note that the
ここで、プラグ設置工程と、周囲れんが設置工程との順序は限定されないが、プラグ設置工程を先に実施することが一般的である。プラグ設置工程を先に実施する場合は、先に設置されているプラグ2の周囲に、複数の周囲れんが1を、隙間ができないように配置して、プラグ2が複数の周囲れんが1に包囲される状態を実現する。プラグ設置工程を先に実施すると、プラグ2の周囲に周囲れんが1を隙間なく設置しやすい。
Here, the order of the plug installation process and the surrounding brick installation process is not limited, but it is common to carry out the plug installation process first. When the plug installation process is carried out first, a plurality of surrounding
ただし、周囲れんが設置工程を先に実施することも妨げられない。周囲れんが設置工程を先に実施する場合は、プラグ2の寸法を考慮した空地を設けて複数の周囲れんが1を配置したのちに、当該空地にプラグ2を挿入する。また、一部の周囲れんが1を設置したのちに、プラグ2を設置し、残りの周囲れんが1を設置してプラグ2の包囲を完成する、という手順で実施してもよい。この場合、周囲れんが設置工程、プラグ設置工程、周囲れんが設置工程の順で実施されることになる。
However, it does not prevent the surrounding brick installation step from being carried out first. When the step of installing the surrounding bricks is performed first, an open area is provided in consideration of the size of the
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係る周囲れんが、羽口部材、および、溶融金属精錬容器の底部に羽口を設置する方法のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
[Other embodiments]
Finally, other embodiments of the present invention surrounding bricks, tuyere members and methods of installing tuyeres in the bottom of a molten metal refining vessel are described. It should be noted that the configurations disclosed in the respective embodiments below can also be applied in combination with configurations disclosed in other embodiments unless there is a contradiction.
上記の実施形態では、周囲れんが1の断面が長方形である構成を例として説明した。しかし、本発明に係る周囲れんがの断面形状は特に限定されず、たとえば台形であってもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the cross section of the surrounding
上記の実施形態では、プラグ2の断面が長方形である構成を例として説明した。しかし、本発明に係るプラグの断面形状は特に限定されず、たとえば台形であってもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the cross section of the
なお、周囲れんがの断面形状によっては、天面の短手方向の幅が測定位置によって異なる場合がある。同様に、プラグの断面形状によっては、プラグ天面の短手方向の幅が測定位置によって異なる場合がある。このような場合については、天面の短手方向の平均幅が、当該短手方向を延長する方向に沿うプラグ天面の平均幅の、20%以上50%以下であることが好ましい。ここで、「平均幅」とは、幅を測定しうる全ての位置における幅の平均値である。たとえば、周囲れんがの天面が台形であり、上底と下底との距離(当該台形の「高さ」である。)が、上底の長さおよび下底の長さより長い場合は、上底の長さと下底の長さとの平均値が、当該天面の短手方向の平均幅である。 Depending on the cross-sectional shape of the surrounding brick, the width of the top surface in the short direction may vary depending on the measurement position. Similarly, depending on the cross-sectional shape of the plug, the width of the top surface of the plug in the lateral direction may vary depending on the measurement position. In such a case, the average width of the top surface in the transverse direction is preferably 20% or more and 50% or less of the average width of the plug top surface along the direction extending in the transverse direction. Here, the "average width" is the average value of widths at all positions where widths can be measured. For example, if the top surface of the surrounding bricks is trapezoidal and the distance between the upper and lower bases (the "height" of the trapezoid) is longer than the length of the upper and lower bases, the upper The average value of the length of the bottom and the length of the bottom is the average width of the top surface in the transverse direction.
その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。 Regarding other configurations, it should be understood that the embodiments disclosed in this specification are examples in all respects, and that the scope of the present invention is not limited by them. Those skilled in the art will easily understand that modifications can be made as appropriate without departing from the scope of the present invention. Therefore, other embodiments modified without departing from the gist of the present invention are naturally included in the scope of the present invention.
以下では、実施例を示して本発明をさらに説明する。ただし、以下の実施例は本発明を限定しない。 The invention is further illustrated by the following examples. However, the following examples do not limit the present invention.
〔試験方法〕
図2および図3に示す配置で、周囲れんが1およびプラグ2を設置した。実施例および比較例の各例について、周囲れんが1の寸法は後掲の表に記載したとおりである。プラグ2としては、いずれの例においても、プラグ天面2aが一辺300mmの正方形であり、ブロック部分22の長手方向の長さL2が1550mmであるものを用いた。なお、プラグ天面2aが一辺300mmの正方形であることから、プラグ天面2aの面積は90000mm2である。また、周囲れんが1およびプラグ2に係る記載外の条件は、上記の実施形態に従った。
〔Test method〕
Surrounding
〔評価方法〕
(目地開き)
実施例および比較例の各例について、隙間ゲージを用いて目地開きを評価した。評価結果を、A~Dの四段階で表した。各水準の基準は下記の通りとした。
A:0.5mm未満
B:0.5mm以上1.0mm未満
C:1.0mm以上3.0mm未満
D:3.0mm以上
〔Evaluation methods〕
(Joint opening)
For each of the examples and comparative examples, the joint opening was evaluated using a clearance gauge. The evaluation results were expressed in four grades from A to D. The criteria for each level are as follows.
A: Less than 0.5 mm B: 0.5 mm or more and less than 1.0 mm C: 1.0 mm or more and less than 3.0 mm D: 3.0 mm or more
(施工性)
実施例および比較例の各例について、周囲れんが1一つあたりの重量に基づいて施工性を評価した。評価結果を、A~Dの四段階で表した。各水準の基準は下記の通りとした。
A:周囲れんが1一つあたり200kg未満
B:周囲れんが1一つあたり200kg以上250kg未満
C:周囲れんが1一つあたり250kg以上300kg未満
D:周囲れんが1一つあたり300kg以上
(Workability)
For each of the examples and comparative examples, the workability was evaluated based on the weight per surrounding brick. The evaluation results are expressed in four grades from A to D. The criteria for each level are as follows.
A: less than 200 kg per surrounding brick B: 200 kg or more and less than 250 kg per surrounding brick C: 250 kg or more and less than 300 kg per surrounding brick D: 300 kg or more per surrounding brick
〔結果〕
実施例および比較例の各例についての目地開きおよび施工性の評価結果を表1~表3に示す。周囲れんが1の長さL1を1550mm(ブロック部分22の長さL2と同じ)にした実施例1~11のいずれにおいても、周囲れんが1とブロック部分22との長さが異なる比較例1~3に比べて、目地開きが抑制された。したがって、実施例1~11では、比較例1~3に比べてプラグ2の長寿命化を期待できる。
〔result〕
Tables 1 to 3 show the joint opening and workability evaluation results for each of the examples and comparative examples. In any of Examples 1 to 11 in which the length L1 of the surrounding
表1:実施例のブロックの構成および評価結果
表2:実施例のブロックの構成および評価結果
表3:比較例のブロックの構成および評価結果
本発明は、たとえば溶融金属精錬容器の底部に羽口を設置する用途に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used, for example, to install a tuyere at the bottom of a molten metal refining vessel.
1 :周囲れんが
1a :天面
2 :プラグ
2a :プラグ天面
21 :芯体部分
21a :細管
21b :ガスプール
21c :給気管
21d :芯体天面
22 :ブロック部分
3 :周囲れんが(従来技術)
10 :羽口部材
100 :電気炉
100a :底部
101 :本体部
102 :底面
103 :羽口
R :炉底れんが
REFERENCE SIGNS LIST 1: Surrounding
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Tuyere member 100:
Claims (6)
耐火物および当該耐火物に埋設されている細管を含む芯体部分、ならびに、当該芯体部分を包囲して設けられるブロック部分、を有するプラグと、当該プラグを包囲して配置される複数の周囲れんがと、を備え、前記周囲れんがの長手方向の長さが、前記プラグの前記ブロック部分の長手方向の長さと実質的に同一であり、
前記溶融金属精錬容器の内側に露出して配置される面である前記周囲れんがの天面は実質的に長方形であり、該周囲れんがの天面の面積が、前記溶融金属精錬容器の内側に露出して配置される面である前記プラグのプラグ天面の面積の、40%以上70%以下である羽口部材。 A tuyere member for use in the bottom of a molten metal refining vessel, comprising:
A plug having a core portion including a refractory and capillaries embedded in the refractory, a block portion provided surrounding the core portion , and a plurality of surroundings disposed surrounding the plug a brick, wherein the longitudinal length of the surrounding brick is substantially the same as the longitudinal length of the block portion of the plug;
The top surface of the surrounding bricks, which is the surface exposed to the inside of the molten metal refining vessel, is substantially rectangular, and the area of the top surface of the surrounding bricks is exposed to the inside of the molten metal refining vessel. A tuyere member that is 40% or more and 70% or less of the area of the plug top surface of the plug, which is the surface that is arranged as a flat surface .
耐火物および当該耐火物に埋設されている細管を含む芯体部分、ならびに、当該芯体部分を包囲して設けられるブロック部分、を有するプラグと、当該プラグを包囲して配置される複数の周囲れんがと、を備え、前記周囲れんがの長手方向の長さが、前記プラグの前記ブロック部分の長手方向の長さと実質的に同一であり、
前記溶融金属精錬容器の内側に露出して配置される面である前記周囲れんがの天面は実質的に長方形であり、該周囲れんがの天面の短手方向の平均幅が、当該短手方向を延長する方向に沿う前記プラグのプラグ天面の平均幅の、20%以上50%以下である羽口部材。 A tuyere member for use in the bottom of a molten metal refining vessel, comprising:
A plug having a core portion including a refractory and capillaries embedded in the refractory, a block portion provided surrounding the core portion, and a plurality of surroundings disposed surrounding the plug a brick, wherein the longitudinal length of the surrounding brick is substantially the same as the longitudinal length of the block portion of the plug;
The top surface of the surrounding bricks, which is the surface exposed to the inside of the molten metal refining vessel, is substantially rectangular, and the average width of the top surface of the surrounding bricks in the transverse direction is A tuyere member that is 20% or more and 50% or less of the average width of the plug top surface of the plug along the extending direction .
耐火物および当該耐火物に埋設されている細管を含む芯体部分、ならびに、当該芯体部分を包囲して設けられるブロック部分、を有するプラグを設置する工程と、
前記プラグを包囲する周囲れんがを複数設置する工程と、を含み、
当該プラグに隣接して使用される周囲れんがの長手方向の長さが、前記プラグの前記ブロック部分の長手方向の長さと実質的に同一であり、
当該周囲れんがの天面は実質的に長方形であり、
前記溶融金属精錬容器の内側に露出して配置される面である前記周囲れんがの天面は実質的に長方形であり、該周囲れんがの天面の面積が、前記溶融金属精錬容器の内側に露出して配置される面である前記プラグのプラグ天面の面積の40%以上70%以下である、溶融金属精錬容器の底部に羽口を設置する方法。 A method of installing a tuyere at the bottom of a molten metal refining vessel, comprising:
installing a plug having a core portion including a refractory and capillaries embedded in the refractory and a block portion provided surrounding the core portion;
placing a plurality of perimeter bricks surrounding the plug;
the longitudinal length of the perimeter brick used adjacent to the plug is substantially the same as the longitudinal length of the block portion of the plug;
The top surface of the perimeter brick is substantially rectangular,
The top surface of the surrounding bricks, which is the surface exposed to the inside of the molten metal refining vessel, is substantially rectangular, and the area of the top surface of the surrounding bricks is exposed to the inside of the molten metal refining vessel. A method of installing a tuyere at the bottom of a molten metal refining vessel, which is 40% or more and 70% or less of the area of the plug top surface of the plug, which is the surface arranged as a flat surface.
耐火物および当該耐火物に埋設されている細管を含む芯体部分、ならびに、当該芯体部分を包囲して設けられるブロック部分、を有するプラグを設置する工程と、
前記プラグを包囲する周囲れんがを複数設置する工程と、を含み、
当該プラグに隣接して使用される周囲れんがの長手方向の長さが、前記プラグの前記ブロック部分の長手方向の長さと実質的に同一であり、
当該周囲れんがの天面は実質的に長方形であり、
前記周囲れんがの天面の短手方向の平均幅が、当該短手方向を延長する方向に沿う前記プラグのプラグ天面の平均幅の20%以上50%以下である、溶融金属精錬容器の底部に羽口を設置する方法。 A method of installing a tuyere at the bottom of a molten metal refining vessel, comprising:
installing a plug having a core portion including a refractory and capillaries embedded in the refractory and a block portion provided surrounding the core portion;
placing a plurality of perimeter bricks surrounding the plug;
the longitudinal length of the perimeter brick used adjacent to the plug is substantially the same as the longitudinal length of the block portion of the plug;
The top surface of the perimeter brick is substantially rectangular,
The bottom of the molten metal refining vessel, wherein the average width of the top surface of the surrounding brick in the transverse direction is 20% or more and 50% or less of the average width of the top surface of the plug along the direction extending in the transverse direction. How to install tuyeres in .
前記プラグを包囲する前記周囲れんがを複数設置する工程が、前記溶融金属精錬容器の内側から見たときに、前記周囲れんがの天面の長方形の片方の短辺と前記プラグ天面の四辺のうちの一辺とが同一直線上に並ぶように、4つの前記周囲れんがで前記プラグを包囲して前記周囲れんがと前記プラグとの間に隙間ができないように配置される工程を含む、請求項4又は5に記載の溶融金属精錬容器の底部に羽口を設置する方法。 When viewed from the inside of the molten metal refining vessel, the top surface of the plug is square, and the long side of the rectangle of the top surface of the surrounding brick is longer than one side of the top surface of the plug,
In the step of installing a plurality of the surrounding bricks surrounding the plug, when viewed from the inside of the molten metal refining vessel, one short side of the rectangle of the top surface of the surrounding bricks and one of the four sides of the top surface of the plug 5. The step of surrounding the plug with four of the surrounding bricks so that one side of the plug is arranged on the same straight line so that no gap is formed between the surrounding bricks and the plug. 6. A method of installing a tuyere at the bottom of a molten metal refining vessel according to 5 .
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