(57)【要約】【課題】ガス吹込みノズルが高い耐用性を有する精錬容器を提供する。【解決手段】ガス吹込みノズルを構成するガス吹込みノズル用耐火物が、金属細管が埋設された中心部耐火物ａとその外側の外周部耐火物ｂとからなり、中心部耐火物ａは、金属細管が配置された中心領域の半径Ｒに対してＲ＋ｒ（ｒ＝１０〜１５０ｍｍ）の半径を有し、中心部耐火物ａはＣ含有量が４０〜８０質量％であって、金属Ａｌを３〜８質量％、金属Ｓｉを質量比で金属Ａｌの０．３０〜１．０倍含有するＭｇＯ−Ｃ質れんがで構成され、外周部耐火物ｂはＣ含有量が１０〜２５質量％のＭｇＯ−Ｃ質れんがで構成される。外周部耐火物ｂは、通常のＣ含有量であるため所定の耐摩耗性、耐溶損性を有する。中心部耐火物ａは、Ｃ含有量が高いため熱衝撃による亀裂の発生を抑制できるとともに、高熱伝導率であるために金属細管を流れるガスより冷却されることで稼働面側にスラグや金属の凝固膜（保護膜）が形成され、この凝固膜により摩耗や溶損による損耗が抑制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素含有耐火物にガス吹込み用の金属細管が１本以上埋設されたガス吹込みノズル用耐火物で構成されるガス吹込みノズルを備えた精錬容器において、
前記ガス吹込みノズル用耐火物は、金属細管が埋設された中心部耐火物（ａ）と、該中心部耐火物（ａ）の外周を囲む外周部耐火物（ｂ）とからなり、
ガス吹込みノズル用耐火物の平面において、埋設された全部の金属細管を包含する最小半径の仮想円（ｘ）の半径をＲ（ｍｍ）としたとき、中心部耐火物（ａ）の外形は、仮想円（ｘ）と同心であって半径がＲ＋１０ｍｍ〜Ｒ＋１５０ｍｍの円であり、
中心部耐火物（ａ）は、炭素含有量が４０〜８０質量％であって、金属Ａｌを３〜８質量％、金属Ｓｉを質量比で金属Ａｌの０．３０〜１．０倍含有するＭｇＯ−Ｃ質れんがで構成され、外周部耐火物（ｂ）は、炭素含有量が１０〜２５質量％のＭｇＯ−Ｃ質れんがで構成されることを特徴とする高温溶融物の精錬容器。
【請求項２】
ガス吹込みノズル用耐火物の平面において、中心部耐火物（ａ）の外形は、仮想円（ｘ）と同心であって半径がＲ＋４０ｍｍ〜Ｒ＋７０ｍｍの円であることを特徴とする請求項１に記載の高温溶融物の精錬容器。
【請求項３】
中心部耐火物（ａ）は、炭素含有量が４０〜８０質量％であって、金属Ａｌを５〜７質量％、金属Ｓｉを質量比で金属Ａｌの０．３０〜１．０倍含有するＭｇＯ−Ｃ質れんがで構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の高温溶融物の精錬容器。
【請求項４】
炉底部にガス吹込みノズルを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高温溶融物の精錬容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転炉や電気炉などのような高温溶融物を精錬するための容器であって、炉底などにガス吹込みノズルを備えた精錬容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
転炉や電気炉などでは、精錬効率や合金歩留まりの向上を目的として、炉底から撹拌ガス（通常、窒素やＡｒなどの不活性ガス）や精錬ガスを溶湯内に吹込む、いわゆる底吹きが行われる。この底吹きの方式としては、（1）内管から脱炭を目的とした酸素を、外管から溶鋼接触部位の冷却を目的とした炭化水素ガス（プロパンなど）をそれぞれ吹込む二重管方式、（2）金属管と煉瓦の隙間にスリット状の開孔を設け、その開孔から不活性ガスを吹込む方式（スリット方式）、（3）炭素含有煉瓦に複数本（数本〜数百本）の金属細管を埋設し、煉瓦の底部からガス導入管とガス溜まりを介して不活性ガスを金属細管に供給し、この金属細管から不活性ガスを吹込む方式、などがある。
【０００３】
これらのうち（1）、（2）の方式では、羽口用煉瓦を予め定法により製造し、二重管やスリットを形成する金属管の設置部分を加工したり、２分割ないし４分割とすることで金属管を設置する空間を形成し、施工時にはガスを吹込む金属管を予めセットし、その周囲に羽口用煉瓦を施工するのが一般的である。
一方、（3）の方式で用いられるガス吹込み用プラグ（ノズル）は、マルチプル・ホール・プラグ（以下、ＭＨＰという）と呼ばれる。例えば、特許文献１（特開昭５９−３１８１０号公報）では、このＭＨＰでは１〜２０倍のガス流量（０．０１〜０．２０Ｎｍ３／ｍｉｎ）が制御可能とされている。このため、ＭＨＰは二重管方式やスリット方式に比べて採用が容易である。
【０００４】
ＭＨＰは、ガス溜まりに接続された複数本の金属細管がマグネシア−カーボン煉瓦などの炭素含有耐火物に埋め込まれた構造であるため、その製造は、二重管方式やスリット方式のノズルとは異なり、以下のような方法が採られる。
すなわち、マグネシア原料などの骨材に鱗状黒鉛などの炭素源、ピッチや金属種、フェノール樹脂などのバインダーを加えた原料を、分散性能の高いハイスピードミキサーなどの混練手段を用いて混練し、金属細管を埋設する炭素含有耐火物を構成すべき混練物を得る。そして、この混練物の上に金属細管を敷設しながら積層状に金属細管を埋設した上で、プレス機により所定の圧力で成形を行い、その後、所定の乾燥・焼成などの加熱処理を行う方法（金属細管は、その後、ガス溜まり用の部材に溶接で接合する）、或いは、予めガス溜まり用の部材に金属細管を溶接で接合しておき、その周囲の混練物を充填した上で、プレス機により所定の圧力で成形を行い、その後、所定の乾燥を行う方法、などによりＭＨＰが製造される。
【０００５】
底吹きノズルは炉壁などの耐火物に比べて損傷量（損耗量）が大きく、炉寿命を左右する重要な部材であるため、従来、損傷抑制のための様々な提案がなされており、ＭＨＰについても、例えば、以下のような改善が提案されている。
特許文献２（特開昭６３−２４００８号公報）では、ＭＨＰのガス吹込みノズル部分と周囲羽口を一体化させ、目地部からの先行溶損、磨耗の低減が図られている。しかし、この技術では効果が小さく、有効な対策とはなり得ない。
【０００６】
また、耐火物内に埋設した金属細管の浸炭による低融点化（金属細管の先行損傷）の対策として、以下のような提案がなされている。
特許文献３（特開２０００−２１２６３４号公報）には、マグカーボンなどの炭素含有耐火物に埋設されたステンレス製の金属細管の浸炭を抑制するために、金属細管表面に溶射によって酸化物層を形成することが提案されている。しかし、転炉などのように長期間使用される精錬炉（例えば２ヶ月〜半年の使用期間）では、酸化物層の膜厚が十分ではなく、浸炭抑制効果が小さいという問題がある。
【０００７】
また、特許文献４（特開２００３−２３１９１２号公報）には、金属細管の浸炭を抑制するために、金属細管と炭素含有耐火物との間に耐火性焼結体を配設することが提案されている。しかし、この技術は、浸炭の抑制効果は認められるものの、多数本の金属細管を埋設するノズルでは、金属細管の間隔が狭いため耐火性焼結体を配設することが困難であり、実用化は難しい。
【０００８】
一方、炭素含有耐火物を一旦還元焼成した後、有機物を含浸する方法を採用したものとして、以下のような提案がある。
特許文献５（特開昭５８−０１５０７２号公報）では、金属Ａｌ粉末を添加したマグカーボン煉瓦を５００〜１０００℃で焼成加熱し、その後、炭化収率２５％以上の有機物を煉瓦気孔内に含浸させる処理を行い、熱間強度の向上とともに耐食性の向上を図っている。また、特許文献６（特許第３２０１６７８号公報）では、仮焼無煙炭を０．５〜１０重量％添加したマグカーボン煉瓦を６００〜１５００℃にて還元焼成することで、弾性率の低減による耐熱スポール性の改善が図られるとしている。さらに、焼成後にタールを含浸してもよく、この含浸により気孔の密封、強度アップ、耐消化性の向上が図られるとしている。しかし、これらの技術では効果が少なく、有効な対策とはなり得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭５９−３１８１０号公報
【特許文献２】特開昭６３−２４００８号公報
【特許文献３】特開２０００−２１２６３４号公報
【特許文献４】特開２００３−２３１９１２号公報
【特許文献５】特開昭５８−１５０７２号公報
【特許文献６】特許第３２０１６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上のように、炭素含有耐火物に金属細管を埋設するタイプのガス吹きノズル（ＭＨＰなど）について、耐用性を高めるために耐火物材質や構造について種々検討がなされているが、十分な改善効果が得られていないのが現状である。
したがって本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、炭素含有耐火物にガス吹込み用の金属細管が１本以上埋設されたガス吹込みノズルを備えた高温溶融物の精錬容器であって、ガス吹込みノズルが高い耐用性を有する精錬容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
転炉や電気炉で用いられるＭＨＰの損傷の原因については、これまで、金属細管から勢いよくガスが吹き込まれることから、ノズル稼働面近傍での溶鋼流による溶損、磨耗が主体と考えられてきた。特許文献２の対策はこの考え方に立つものである。また、浸炭などにより金属細管が先に消耗することで、損傷が大きくなるとの考え方もあり、特許文献３や特許文献４のような手法で金属細管への浸炭を防止してきた。一方、吹錬時は不活性ガスを勢いよく吹き込むために耐火物が冷却され、吹錬時と非吹錬時の間の温度差によってスポーリング損傷するのではないかという考え方、さらには、炭素含有耐火物は６００℃付近で強度が最低になるので、その部分で稼働面に亀裂が入り、損傷するのではないか、などのような様々な考え方があり、結論が出ていなかった。その結果、十分な対策が行われず、上記のように必ずしも満足する耐用性が得られていないのが現状である。
【００１２】
そこで、本発明者らは、ＭＨＰの真の損傷原因を探るため、実炉で使用された使用後品（ＭＨＰ）を回収し、ノズル稼働面近傍の耐火物組織について詳細に調査した。その結果、稼働面から深さ１０〜２０ｍｍ程度の耐火物内部で５００〜６００℃という非常に大きな温度変化が発生していることが判明し、さらにこの部位に稼働面と平行な亀裂を確認することができた。このような実炉使用後品の稼動面近傍の詳細な調査を重ねた結果から、ＭＨＰの損傷形態は、溶損や磨耗による損傷ではなく、稼働面近傍で生じている急激な温度勾配に起因した熱衝撃による損傷が主体であるとの結論が得られた。
【００１３】
そこで、本発明者らは、羽口用耐火物に発生する熱応力を小さくする材質改善について鋭意検討を重ねた結果、Ｃ含有量を高くした高熱伝導率（高熱伝導率により温度勾配が小さくなる）、低熱膨張率の耐火物が有効であることが判った。しかし、Ｃ含有量を高くすると耐摩耗性、耐溶損性の低下が著しくなり、摩耗や溶融金属による溶損によって寿命が著しく低下する。そこで、さらに検討を進めた結果、最も冷却されている金属細管周辺部（所定範囲の中心部）に高Ｃ含有量のＭｇＯ−Ｃ材を配し、その周囲（外周部）は通常のＣ含有量のＭｇＯ−Ｃ材とした構造とすることで、問題を解決できることを見出した。すなわち、外周部については通常のＣ含有量の耐火物（ＭｇＯ−Ｃ材）とすることで耐摩耗性、耐溶損性の低下を抑えることができ、一方、金属細管周辺部については、Ｃ含有量を高くした高熱伝導率、低熱膨張率の耐火物（ＭｇＯ−Ｃ材）とすることにより、熱衝撃による亀裂の発生を抑制できるとともに、高熱伝導率であるために金属細管を流れるガスにより冷却されることで、稼働面側にスラグや金属の凝固層又は凝固体（一般にマッシュルームと呼ばれているので、以下の説明でも「マッシュルーム」という。）が形成され、このマッシュルームにより溶鋼から耐火物表面が遮断（保護）され、摩耗や溶損による損耗を抑制する効果が得られることを見出した。
【００１４】
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
［1］炭素含有耐火物にガス吹込み用の金属細管が１本以上埋設されたガス吹込みノズル用耐火物で構成されるガス吹込みノズルを備えた精錬容器において、
前記ガス吹込みノズル用耐火物は、金属細管が埋設された中心部耐火物（ａ）と、該中心部耐火物（ａ）の外周を囲む外周部耐火物（ｂ）とからなり、
ガス吹込みノズル用耐火物の平面において、埋設された全部の金属細管を包含する最小半径の仮想円（ｘ）の半径をＲ（ｍｍ）としたとき、中心部耐火物（ａ）の外形は、仮想円（ｘ）と同心であって半径がＲ＋１０ｍｍ〜Ｒ＋１５０ｍｍの円であり、
中心部耐火物（ａ）は、炭素含有量が４０〜８０質量％であって、金属Ａｌを３〜８質量％、金属Ｓｉを質量比で金属Ａｌの０．３０〜１．０倍含有するＭｇＯ−Ｃ質れんがで構成され、外周部耐火物（ｂ）は、炭素含有量が１０〜２５質量％のＭｇＯ−Ｃ質れんがで構成されることを特徴とする高温溶融物の精錬容器。
【００１５】
［2］上記［1］の精錬容器において、ガス吹込みノズル用耐火物の平面において、中心部耐火物（ａ）の外形は、仮想円（ｘ）と同心であって半径がＲ＋４０ｍｍ〜Ｒ＋７０ｍｍの円であることを特徴とする高温溶融物の精錬容器。
［3］上記［1］又は［2］の精錬容器において、中心部耐火物（ａ）は、炭素含有量が４０〜８０質量％であって、金属Ａｌを５〜７質量％、金属Ｓｉを質量比で金属Ａｌの０．３０〜１．０倍含有するＭｇＯ−Ｃ質れんがで構成されることを特徴とする高温溶融物の精錬容器。
［4］上記［1］〜［3］のいずれかの精錬容器において、炉底部にガス吹込みノズルを備えることを特徴とする高温溶融物の精錬容器。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の精錬容器は、ガス吹込みノズルが、熱衝撃による亀裂の発生が抑制されるため高い耐用性を有する。このため長寿命の精錬容器とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の精錬容器が備えるガス吹込みノズルを構成するガス吹込みノズル用耐火物の一実施形態を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の精錬容器は、炭素含有耐火物にガス吹込み用の金属細管が１本以上埋設されたガス吹込みノズル用耐火物で構成されるガス吹込みノズルを備えるものであり、前記ガス吹込みノズル用耐火物は、金属細管が埋設された中心部耐火物ａと、この中心部耐火物ａの外周を囲む外周部耐火物ｂとからなる。
上述のとおり、ＭＨＰ羽口の損耗の主因は熱衝撃である。特に、ＭＨＰ羽口の金属細管周辺部は、金属細管を流れるガスによって冷却されるため、熱応力も大きくなる。熱衝撃や熱応力を抑制するためには、ＭｇＯ−Ｃ質れんがのＣ含有量を高くすることが有効であるが、一方で、Ｃ含有量を高くすると溶鋼に対して溶解しやすくなり、耐摩耗性、耐溶損性が低下することが知られている。この点に関して、本発明者らは、Ｃ含有量を高くした金属細管周辺部は、高熱伝導率であるために金属細管を流れるガスにより冷却され、その結果、稼働面側にスラグや金属のマッシュルームが形成され、このマッシュルームにより溶鋼から耐火物表面が保護され、摩耗や溶損による損耗を抑制する効果が得られることを見出した。このため本発明では、精錬容器のガス吹込みノズルを構成するガス吹込みノズル用耐火物を、金属細管が埋設された中心部耐火物ａと、この中心部耐火物ａの外周を囲む外周部耐火物ｂで構成し、中心部耐火物ａを高Ｃ含有量のＭｇＯ−Ｃ質れんがで構成する。しかし、様々な鋼種を製造する転炉においては、例えば高温出鋼材の生産が続いた場合など、しばしばマッシュルームの縮小、消失が起こる。この場合、溶鋼と羽口中心部の接触が発生する。このような場合にも損耗速度の低下が起こらないようにする対策について検討した結果、通常は酸化防止剤として１．５質量％以下（最大でも２．５質量％以下）の範囲で添加される金属Ａｌを３質量％以上添加し、さらに消化防止のために金属Ｓｉを質量比で金属Ａｌの０．３０〜１．０倍添加することにより、耐溶鋼性が著しく向上し、消化も防げることを見出した。
【００１９】
ここで、高Ｃ含有量のＭｇＯ−Ｃ質れんがで構成する中心部耐火物ａは、上述したような効果を得るために、以下に示すような所定の大きさ（外形）にする必要がある。図１に示すように、ガス吹込みノズル用耐火物の平面（稼働面）において（すなわち平面として見た場合において）、埋設された全部の金属細管を包含する最小半径の仮想円ｘの半径をＲ（ｍｍ）としたとき、中心部耐火物ａの外形は、仮想円ｘと同心であって半径がＲ＋１０ｍｍ〜Ｒ＋１５０ｍｍの円とする。すなわち、図１において、中心部耐火物ａの外形をなす円は、半径がＲ＋ｒであってｒ＝１０〜１５０ｍｍである。中心部耐火物ａの外形をなす円の半径がＲ＋１０ｍｍ未満では、金属細管が外周部耐火物ｂとの境界に近すぎるため、耐火物成型時に金属細管の変形等が生じるおそれがあり、一方、中心部耐火物ａの外形をなす円の半径がＲ＋１５０ｍｍを超えると、中心部耐火物ａの稼働面にマッシュルームに覆われない部分が生じ、溶鋼との接触による損傷が生じる。
以上の観点からより好ましい条件としては、中心部耐火物ａの外形を、仮想円ｘと同心であって半径がＲ＋４０ｍｍ〜Ｒ＋７０ｍｍの円とすること、すなわち、図１において、中心部耐火物ａの外形をなす円の半径がＲ＋ｒであってｒ＝４０〜７０ｍｍであることが好ましい。
【００２０】
中心部耐火物ａは、炭素含有量が４０〜８０質量％であって、金属Ａｌを３〜８質量％、好ましくは５〜７質量％、金属Ｓｉを質量比で金属Ａｌの０．３０〜１．０倍含有するＭｇＯ−Ｃ質れんがで構成される。このＭｇＯ−Ｃ質れんがの炭素含有量が４０質量％未満では耐熱衝撃性が十分ではなく、一方、８０質量％を超えると溶鋼に対する耐食性が劣り、信頼性に欠ける。さらに、金属Ａｌの含有量が３質量％未満では、溶鋼に対する耐食性が劣り、一方、８質量％を超えてもその効果は変わらないため、コスト及び安全面からこの範囲で十分である。また、金属Ｓｉが質量比で金属Ａｌの０．３０倍未満では耐消化性に劣り、一方、１．０倍を超えると耐食性が悪化する。また、溶鋼に対する耐食性は、金属Ａｌの含有量を５〜７質量％とすることによりさらに向上する。
【００２１】
一方、外周部耐火物ｂは、炭素含有量が１０〜２５質量％、好ましくは１５〜２５質量％のＭｇＯ−Ｃ質れんがで構成される。このＭｇＯ−Ｃ質れんがの炭素含有量が１０質量％未満では、熱衝撃による損傷が大きくなり、一方、２５質量％を超えると耐摩耗性や耐溶損性に劣るため、満足する耐用性が得られない。
【００２２】
金属細管の材質は特には限定されないが、融点が１３００℃以上の金属材料を用いることが好ましい。例えば、鉄、クロム、コバルト、ニッケルの１種以上を含む金属材料（金属単体又は合金）が挙げられ、なかでも特に、ステンレス鋼（フェライト系、マルテンサイト系、オーステナイト系）、普通鋼、耐熱鋼などが一般的である。金属細管は、通常、内径が１〜４ｍｍ程度、管厚が１〜２ｍｍ程度である。金属管の内径が１ｍｍ未満では、炉内の溶融金属の撹拌に十分なガスの供給が困難となるおそれがあり、４ｍｍを超えると金属細管内に溶融金属が流入して閉塞するおそれがある。
炭素含有耐火物内に埋設される金属細管の本数は特に制限はなく、必要とされるガス吹き流量や稼働部の面積によって適宜選択される。転炉などの高流量が必要とされるものでは、一般に６０〜２５０本程度の金属細管が埋設される。また、電気炉や取鍋のようにガス吹き流量が小さい場合には、一般に１本〜数１０本程度の金属細管が埋設される。
【００２３】
次に、本発明の精錬容器が備えるガス吹込みノズルを構成するガス吹き込みノズル用耐火物の製造方法について説明する。
炭素含有耐火物（中央部耐火物ａ、外周部耐火物ｂ）の主たる原料は、骨材と炭素源、金属Ａｌ、金属Ｓｉであるが、その他の添加材料及びバインダーなどを含む場合がある。
炭素含有耐火物の骨材には、マグネシア、アルミナ、ドロマイト、ジルコニア、クロミア、スピネル（アルミナ−マグネシア、クロミア−マグネシア）などが適用できるが、本発明では、溶融金属や溶融スラグに対する耐食性の観点から主たる骨材としてマグネシアを用いる。
【００２４】
また、炭素含有耐火物の炭素源は特には限定されず、鱗状黒鉛、膨張黒鉛、土壌黒鉛、仮焼無煙炭、石油系ピッチ、カーボンブラックなど一般的に使用されるものが適用可能である。炭素源の添加量は、上述した中心部耐火物ａと外周部耐火物ｂの各炭素含有量に応じて決められる。
上述した骨材と炭素源、金属Ａｌ、金属Ｓｉ以外の添加材料としては、例えば、Ａｌ−Ｍｇ合金などの金属種、ＳｉＣ、Ｂ４Ｃなどの炭化物が挙げられ、これらを１種以上を含む場合がある。これら添加材料の配合量は、通常３．０質量％以下である。
炭素含有耐火物の原料は、一般にバインダーを含む。バインダーには、フェノール樹脂、液状ピッチなど、一般的に定形耐火物のバインダーとして適用できるものが使用できる。バインダーの配合量は、通常１〜５質量％（外掛け質量％）程度である。
【００２５】
ガス吹込みノズル用耐火物の製造には既知の製法が適用でき、その一例を以下に挙げるが、これに限定されるものではない。
まず、中心部耐火物ａ用と外周部耐火物ｂ用の各耐火物原料をそれぞれ混合し、ミキサーで混練して混練物とする。金属細管を中心部耐火物ａ用の混練物内の所定の位置に配置した後、一軸プレスにて成形し、金属細管が埋設された中心部耐火物ａを製作する。さらに、この中心部耐火物ａの周囲に外周部耐火物ｂ用の混練物を充填した上で、等方静圧成形（コールド・アイソスタティック・プレス。以下「ＣＩＰ成形」という。）により一体化し、ガス吹込みノズル用耐火物となる母材を成形する。その後、その母材に定法により乾燥などの所定の加熱処理を施す。また、必要に応じて、外形を整えるための加工などを適宜行ってもよい。
【００２６】
中心部耐火物ａの加圧成形方法としては、成形枠内に初めに少量の混練物を充填して加圧後、金属細管を所定の位置に配置した上で、所定量の混練物を充填して加圧することを繰り返し行う多段加圧成形方式や、金属細管が加圧時の混練物の移動と共に移行するような金属細管両端の保持方法を採用し、全量の混練物とともに１回の加圧で成形する単回加圧成形方式などで行うことができる。
また、金属細管とガス溜まり部との接合は、中心部耐火物ａの成形後、母材の成形後、或いは母材の加熱処理後のいずれかの段階で両者を溶接する方法、中心部耐火物ａの成形時に、予めガス溜まり部の上面板を溶接した金属細管を中心部耐火物ａ用の混練物内に配置する方法などを適宜選択することができる。
【００２７】
炭素含有耐火物の原料の混練方法には特に制限はなく、ハイスピードミキサー、タイヤミキサー（コナーミキサー）、アイリッヒミキサーなど、定形耐火物の混練設備として用いられる混練手段を用いればよい。
混練物の成形には、油圧式プレス、フリクションプレスなどの一軸成形機やＣＩＰ成形機など、耐火物の成形に使用される一般的なプレス機が使用できる。
成形した炭素含有耐火物は、乾燥温度１８０〜３５０℃、乾燥時間５〜３０時間程度で乾燥させればよい。
以上のようにして製造されるガス吹込みノズル用耐火物は、転炉や電気炉などの精錬容器に取り付けられ、ガス吹込みノズルが構成される。ガス吹込みノズルの位置は一般に炉底部であるが、これに限定されない。炉底部の場合、底吹き羽口周辺の炉底煉瓦としてガス吹込みノズル用耐火物が取り付けられ、ガス吹込みノズルが構成される。
【実施例】
【００２８】
［実施例１］
本発明の精錬容器において、ガス吹込みノズルを構成するガス吹込みノズル用耐火物の中心部耐火物（ａ）に用いるＭｇＯ−Ｃ質れんがについて、その耐溶鋼性を評価するため、表１及び表２に示す原料配合で３０ｍｍ角×１６０ｍｍ長さの耐火物試料（本発明相当材、比較材）を作成し、これら耐火物試料を高周波偏芯炉を用いて１６５０℃の溶鋼（ＳＳ４００）中に３０分浸漬した後の残厚を測定し、試験前の厚さとの差から損耗量を求めた。同じく耐消化性を評価するため、表１及び表２に示す原料配合で２５ｍｍ×２５ｍｍ×２５ｍｍの耐火物試料（本発明相当材、比較材）を作成し、これら耐火物試料をコークス粉中で１０００℃×３時間熱処理後、１００℃の水蒸気雰囲気で３時間処理した後の耐火物試料の亀裂の有無を調査した。亀裂の有無の判断は、目視による外観観察により行った。
【００２９】
それらの結果を表１及び表２に併せて示す。これによれば、比較例３〜５と比較例９を比べると分かるように、本発明相当材（本発明の中心部耐火物（ａ）の条件を満たすＭｇＯ−Ｃ質れんが）は、金属Ａｌの添加により耐溶鋼性の著しい改善がみられる。また、本発明相当材は耐消化性にも優れており、通常羽口れんがに使用される耐火物（比較例１、２）と同様、亀裂の発生がないことが確認できる。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
【表２】
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【００３２】
［実施例２］
図１に示すように同心円状に８１本の金属細管を配置したガス吹込みノズル用耐火物を表３〜表６に示す条件で製造した。
ガス吹込みノズル用耐火物の平面において、埋設された全部の金属細管を包含する最小半径の仮想円ｘの半径Ｒは５０ｍｍであり、ｒ＝８〜２００ｍｍの範囲で中心部耐火物ａの半径Ｒ＋ｒを変化させた。
炭素含有耐火物に埋設する金属細管としては、普通鋼又はステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の外径３．５ｍｍ、内径２．０ｍｍのものを用いた。
各耐火物原料を表３〜表６に示す割合でそれぞれ混合し、ミキサーで混練した。金属細管を中心部耐火物ａ用の混練物内に配置して一軸プレスにて中心部耐火物ａを成形した。さらに、その中心部耐火物ａの周囲に外周部耐火物ｂ用の混練物を充填した上で、ＣＩＰ成形により母材を成形した。その後、その母材を定法により乾燥処理し、製品とした。
【００３３】
製造されたガス吹込みノズル用耐火物を２５０トン転炉の底吹き羽口周辺の炉底煉瓦に使用してガス吹込みノズルを構成し、発明例と比較例の精錬容器とした。それぞれ２５００〜２８００ｃｈ使用後、れんがの残厚から損耗速度（ｍｍ／ｃｈ）を求め、比較例１の損耗速度を“１”とした損耗速度比（指数）を求めた。また、耐消化性は、使用後１週間放置した後の亀裂の有無を目視による外観観察により調べ、判定を行った。
それらの結果を表３〜表６に併せて示す。これによれば、本発明例のガス吹込みノズルは、損耗速度が小さく、優れた耐用性を有していることが判る。また、本発明例のなかでも、中心部耐火物ａの半径がＲ＋４０ｍｍ〜Ｒ＋７０ｍｍのガス吹込みノズルを備えたものは、特に優れた耐用性を有している。
【００３４】
【表３】
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【００３５】
【表４】
2020176313.tif 000006
【００３６】
【表５】
2020176313.tif 000007
【００３７】
【表６】
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【符号の説明】
【００３８】
ａ  中心部耐火物
ｂ  外周部耐火物
ｘ  仮想円
【図１】
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