(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
前記第１の耐火モルタルが、Ａｌ２Ｏ３が４０〜６０質量％を占め、残部が主としてＳｉＯ２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。
【請求項４】
前記第１の耐火モルタルが、Ａｌ２Ｏ３が４０〜６０質量％を占め、残部が主としてＳｉＯ２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。
【請求項５】
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、Ａｌ２Ｏ３が４０〜６０質量％を占め、残部が主としてＳｉＯ２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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【特許文献１】特開２００２−２２０６０９号公報
【特許文献２】特公平５−８０４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
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（Ｍ１）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（Ｍ２）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。
【００１１】
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。
【００１２】
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、Ａｌ２Ｏ３が４０〜６０質量％を占め、残部が主としてＳｉＯ２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。
【００１３】
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、Ａｌ２Ｏ３が４０〜６０質量％を占め、残部が主としてＳｉＯ２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。
【００１４】
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、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、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。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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Ｍ１と、残余の上側の弧状目地部Ｍ２とに区分する。
【００１８】
下側弧状目地部Ｍ１には、可縮性モルタル１０が充填され、上側弧状目地部Ｍ２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。
【００１９】
なお、下側弧状目地部Ｍ１と上側弧状目地部Ｍ２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Ｍ１とし、それより上方の部分を上側弧状目地部Ｍ２とすることが好ましい。
【００２０】
以上説明した羽口構造体によると、上側弧状目地部Ｍ２の可縮率を、下側弧状目地部Ｍ１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Ｍ１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Ｍ１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。
【００２１】
炉下方からの押し上げ力を下側弧状目地部Ｍ１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。
【００２２】
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。
【００２３】
〔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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
セラミックファイバーは、化学成分値でＡｌ２Ｏ３が４０〜６０質量％を占め、残部がＳｉＯ２よりなるアルミナ−シリカ質の素材で構成される。Ａｌ２Ｏ３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、Ａｌ２Ｏ３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。Ａｌ２Ｏ３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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
〔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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【実施例】
【００４２】
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、Ａｌ２Ｏ３が４８〜５８質量％を占め、残部がＳｉＯ２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。
【００４３】
【表１】
0004800826.tif 000002
【００４４】
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。
【００４５】
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Ｌ０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／ｃｍ２）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Ｌ１を読み取る。ここに可縮率は、（Ｌ０−Ｌ１）／Ｌ０×１００で算出される。
【００４６】
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。
【００４７】
【表２】
0004800826.tif 000003
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【符号の説明】
【００５２】
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、Ｍ１…下側弧状目地部、Ｍ２…上側弧状目地部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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