BR112013027385B1

BR112013027385B1 - Tanque de desgaseificação a vácuo e método de desgaseificação utilizando o mesmo

Info

Publication number: BR112013027385B1
Application number: BR112013027385-2A
Authority: BR
Inventors: Masaaki Yamamoto; Hironori Takeuchi; Norio Taki; Yoshihiro Tamura; Tomohide Takeuchi
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2020-03-03
Also published as: CN103492344A; KR101403131B1; KR20130126748A; WO2012147180A1; BR112013027385A2; JPWO2012147180A1; JP5068887B1; CN103492344B

Abstract

resumo patente de invenção: "tanque de desgaseificação a vácuo e método de desgaseificação utilizando o mesmo". a invenção refere-se a um tanque de desgaseificação a vácuo que inclui um material refratário de magnésia que contém carbono provido pelo menos em uma parte de contato de um material refratário a qual entra em contato com uma escória fundida, o material refratário de magnésia que contém carbono contém 7% em massa ou mais e menos de 28% em massa de grafite, 3,5% em massa ou mais e 14% em massa ou menos de uma liga de al-mg, e magnésia e impurezas inevitáveis como o restante, e uma razão de massa obtida dividindo uma massa da liga de al-mg por uma massa do grafite é 0,5 ou mais alta e 2,0 ou menos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para TANQUE DE DESGASEIFICAÇÃO A VÁCUO E MÉTODO DE DESGASEIFICAÇÃO UTILIZANDO O MESMO.

CAMPO DA TÉCNICA [0001] A presente invenção refere-se a um tanque de desgaseificação a vácuo que tem uma excelente durabilidade contra escória de baixa basicidade, e a um método de desgaseificação utilizando o tanque de desgaseificação a vácuo.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA [0002] Em um tanque de desgaseificação a vácuo utilizado para um aparelho de desgaseificação a vácuo, um material refratário tal como tijolos de magnésia de carbono ou tijolos de magnésia crômia é utilizado. Como o material refratário, um material refratário que contém carbono tal como os tijolos de magnésia de carbono tem sido amplamente utilizado devido à sua excelente resistência ao choque térmico.

[0003] O material refratário que contém carbono o qual tem um ponto fraco em resistência à oxidação em altas temperaturas e assim a sua taxa de erosão é aumentada sob uma atmosfera fortemente ácida. Aqui, a adição de um antioxidante tal como um pó de Al, um pó de liga de Al-Si, ou um por de liga de Al-Mg ao material refratário que contém carbono tem sido até agora executada (por exemplo, referir aos Documentos de Patente 1 a 5, 10, e 11). Isto para o propósito de impedir que o carbono seja oxidado adicionando um pó metálico que tem uma afinidade mais alta ao oxigênio do que o carbono em uma alta temperatura.

[0004] No entanto, o tijolo de magnésia de carbono mostra uma boa durabilidade contra as escórias que têm uma basicidade de escória (CaO/SiO2: daqui em diante, pode ser simplesmente referida como basicidade ou C/S), de aproximadamente 3 ou mais alta mais tem uma durabilidade deteriorada contra as escórias que têm uma basici

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2/21 dade mais baixa. Isto é porque a viscosidade da escória que tem uma basicidade baixa é significativamente degradada e assim a escória infiltra nos tijolos e assim o agregado de magnésia é erodido e causa rachaduras. Aqui, um método, no qual o cromo metálico ou um composto de cromo sendo contido em adição ao pó de liga de alumínio faz com que o Cr2O3 oxidado gere um material de alto ponto de fusão baseado em MgO-Cr2O3 nas superfícies de operação dos tijolos e as camadas de reação da escória e aumenta a viscosidade aparente da escória, por meio disto suprimindo a eluição do agregado de magnésia (referir ao Documento de Patente 6), é sugerido. Similarmente, um método, no qual o zirconato de cálcio sendo contido em adição ao pó de liga de alumínio faz com que o CaO dissociado em uma alta temperatura seja integrado com a escória e aumenta a viscosidade da escória, por meio disto suprimindo a infiltração (referir ao Documento de Patente 7), um método, no qual um óxido de terra rara sendo contido sem a utilização de cromo em consideração ao meio ambiente faz com que o óxido de terra rara reaja com o SiO2 na escória e aumenta o ponto de fusão da escória, por meio disto suprimindo a infiltração (referir ao Documento de Patente 8), e similares são sugeridos. Mais ainda, um método no qual tijolos triturados que têm MgO como um componente principal ou Al são adicionados à escória dependendo da basicidade da escória para ajustar o componente de escória para tornar-se a zona de cristal inicial de MgO, por meio disto reformando a escória (referir ao Documento de Patente 9), é sugerido.

[0005] Além disso, no Documento de Patente 10, um tijolo de magnésia de carbono ao qual uma liga de Al-Mg é adicionado está descrito. No entanto, como aparente de uma basicidade de escória (C/S) sob as condições de instalações descritas no texto e um teste de resistência de corrosão sendo 3, os resultados de simular um caso onde os tijolos são utilizados em um conversor estão mostrado.

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3/21 [0006] Além disso, no Documento de Patente 11, como um tijolo de magnésia de carbono apropriado para reparo de pulverização térmica, um exemplo no qual um pó de Al ou uma liga de Al-Mg é adicionado de modo que um conteúdo de Al seja 3% em massa ou menos enquanto um conteúdo de carbono fixo é 13% em massa ou menos está descrito. No entanto, a Técnica Fundamental e o Meios Para Resolver os Problemas do Documento de Patente 11 especificam que esta invenção é utilizada para um conversor. Portanto, um método de avaliação de resistência à corrosão é executado utilizando escórias de conversor para avaliação, e assim a durabilidade contra escórias de baixa basicidade o que é o objeto da presente invenção não está descrita.

[0007] Portanto, de acordo com a técnica relacionada, apesar da adição de uma pequena quantidade de uma liga de Al-Mg aos tijolos de magnésia de carbono utilizados para um tanque de desgaseificação a vácuo para impedir a oxidação de grafite ser conhecida, a durabilidade contra as escórias de baixa basicidade não é conhecida.

DOCUMENTOS DA TÉCNICA ANTERIOR

DOCUMENTOS DE PATENTE [0008] Documento de Patente 1 Pedido de Patente Japonesa Não

Examinado, Primeira Publicação Número S57-166362 (a coluna superior esquerda da pág. 2, Tabela 1) [0009] Documento de Patente 2 Pedido de Patente Japonesa Não

Examinado, Primeira Publicação Número S58-190868 (a coluna direita da pág. 1, Tabela 1) [00010] Documento de Patente 3 Pedido de Patente Japonesa Não Examinado, Primeira Publicação Número S63-166751 (a coluna superior direita da pág. 2, Tabela 3) [00011] Documento de Patente 4 Pedido de Patente Japonesa Não Examinado, Primeira Publicação Número 2001-139366 (Reivindicação

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1, Tabela 2) [00012] Documento de Patente 5 Pedido de Patente Japonesa Não Examinado, Primeira Publicação Número 2007-182337 (parágrafo [0022], Tabela 2) [00013] Documento de Patente 6 Pedido de Patente Japonesa Não Examinado, Primeira Publicação Número H1-320262 (Reivindicação 1 nas REIVINDICAÇÕES, Tabela 1) [00014] Documento de Patente 7 Pedido de Patente Japonesa Não Examinado, Primeira Publicação Número 2000-95556 (Reivindicação 1, parágrafo [0015]) [00015] Documento de Patente 8 Pedido de Patente Japonesa Não Examinado, Primeira Publicação Número 2001-254120 (Reivindicação 1, parágrafo [0013]) [00016] Documento de Patente 9 Pedido de Patente Japonesa Não Examinado, Primeira Publicação Número 2006-257519 (Reivindicação 1) [00017] Documento de Patente 7 Pedido de Patente Japonesa Não Examinado, Primeira Publicação Número H5-186259 (Parágrafo [0016], Tabela 1) [00018] Documento de Patente 11 Pedido de Patente Japonesa Não Examinado, Primeira Publicação Número 2008-151425 (Tabela 3) DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

PROBLEMAS A SEREM RESOLVIDOS PELA INVENÇÃO [00019] No entanto, ainda não pode ser dito que a durabilidade do tijolo de magnésia de carbono contra as escórias de baixa basicidade é suficiente, e, por exemplo, em um caso onde um aço neutralizado com Al-Si, um aço neutralizado com Si, um aço com Si adicionado, ou similares é fundido utilizando um tanque de desgaseificação a vácuo, uma escória de baixa basicidade que tem uma basicidade de 2 ou menos é gerada, e os materiais refratários de revestimento dentro do tan

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5/21 que de desgaseificação a vácuo são severamente consumidos durante a desgaseificação a vácuo.

[00020] Os inventores pesquisaram diligentemente para resolver tais problemas. Como um resultado, um novo conhecimento foi obtido em um procedimento de um exame detalhado do conteúdo de liga de Al-Mg ou de grafite em um material refratário de magnésia que contém carbono para um tanque de desgaseificação a vácuo. Isto é, considerando a liga de Al-Mg a qual foi utilizada como um antioxidante de acordo com a técnica relativa para impedir a oxidação de carbono devido à sua afinidade mais alta do que o carbono, surpreendentemente, foi descoberto que fazendo com que a sua quantidade estivesse dentro de uma faixa específica e ajustando a sua razão de massa para grafite em um material refratário para ser extremamente mais alta do que aquela de acordo com a técnica relativa, uma função de suprimir a erosão de um agregado de magnésia é exibida e uma excelente durabilidade mesmo contra as escórias de baixa basicidade como acima descrito pode ser exibida. Além disso, até agora, era conhecido que a resistência ao choque térmico é reduzida quando a quantidade de metais incluindo uma liga de Al-Mg é aumentada (por exemplo, 3% em massa ou mais alta). No entanto, os inventores descobriram que a resistência ao choque térmico pode também ser assegurada ajustando a quantidade de grafite com relação à quantidade da liga Al-Mg para ficar dentro de uma certa faixa de razão de massa e assim completaram a presente invenção.

[00021] Portanto, um objetivo da presente invenção é prover um tanque de desgaseificação a vácuo no qual os materiais refratários de magnésia que contém carbono que mostram uma excelente durabilidade contra as escórias de baixa basicidade que têm uma basicidade (C/S) de 2 ou menos são utilizados como revestimentos.

[00022] Além disso, outro objetivo da presente invenção é prover

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6/21 um método de desgaseificação capaz de executar a desgaseificação enquanto suprimindo o desgaste de um tanque de desgaseificação a vácuo, no método de desgaseificação de executar um refinamento secundário de aço adicionando uma fonte de Si.

MEIOS PARA RESOLVER OS PROBLEMAS [00023] A presente invenção emprega o seguinte de modo a executar os objetivos para resolver os problemas.

[00024] (a) De acordo com um aspecto da presente invenção, está provido um tanque de desgaseificação a vácuo o qual inclui um invólucro de ferro e um material refratário o qual cobre uma porção interna do invólucro de ferro e executa a desgaseificação de aço fundido em uma atmosfera de pressão reduzida, que inclui: um material refratário de magnésia que contém carbono provido em uma parte do material refratário a qual entra em contato com pelo menos uma escória fundida. O material refratário de magnésia que contém carbono contém 7% em massa ou mais e menos de 28% em massa de grafite, 3,5% em massa ou mais e 14% em massa ou menos de uma liga de Al-Mg, e magnésia e impurezas inevitáveis como o restante, e uma razão de massa obtida dividindo a massa da liga de Al-Mg por uma massa do grafite é 0,5 ou mais alta e 2,0 ou menos.

[00025] (b) No tanque de desgaseificação a vácuo descrito em (a), um limite inferior da razão de massa pode ser 1,0.

[00026] (c) Um método de desgaseificação a vácuo de acordo com outro aspecto da presente invenção inclui: executar uma desgaseificação a vácuo na qual uma escória com uma baixa basicidade de CaO/SiO2^2 é provável ser gerada utilizando o tanque de desgaseificação a vácuo descrito em (a) ou (b).

[00027] (d) No método de desgaseificação a vácuo descrito em (c), a desgaseificação a vácuo pode ser executada enquanto executando um refinamento secundário de aço adicionando Si ou uma liga de Si

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7/21 ao tanque de desgaseificação a vácuo.

[00028] O material refratário de magnésia que contém carbono utilizado para o tanque de desgaseificação a vácuo de acordo com os aspectos da presente invenção de preferência contém 3,5% em massa a 14% em massa e a liga de Al-Mg por percentagem interna, e mais de preferência contém 3,5% por massa, 10,5% em massa desta. Quando a quantidade da liga de Al-Mg é menor do que 3,5% por massa, a resistência à corrosão desejada não pode ser assegurada. Por outro lado, quando mais de 14% em massa desta está contida, a porosidade do material refratário de magnésia que contém carbono é aumentada durante a utilização e a sua estrutura torna-se quebradiça, também resultando em uma degradação da resistência à corrosão. O tipo da liga de Al-Mg não é especificamente limitado, e um tipo geral adicionado aos tijolos magnésia carbono como um antioxidante pode ser utilizado. Apropriadamente, uma liga composta de uma composição de Al12Mg17 pode ser utilizada. Além disso, uma liga de Al-Mg que tem um diâmetro de partícula de 40 pm a 200 pm pode ser utilizada.

[00029] O grafite contido no material refratário de magnésia que contém carbono utilizado para o tanque de desgaseificação a vácuo de acordo com os aspectos acima pode ser um grafite geralmente utilizado em tijolos de magnésia de carbono. Por exemplo, grafite em flocos, grafite simples, grafite artificial, grafite expandido, e similares podem ser utilizados. Apropriadamente, um grafite em flocos natural que tem cristais bem desenvolvidos pode ser utilizado. A quantidade de grafite pode ser de 7% em massa ou mais alta por percentagem interna, de preferência 7% em massa a 28% por massa, e mais de preferência 7% em massa a 14% por massa. Quando a quantidade de grafite não alcança 7% por massa, o papel do carbono para funcionar como o assim denominado material refratário de magnésia que contém carbono não pode ser suficientemente conseguido. Quando a quantidade de grafite

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8/21 excede 28% por massa, a formação de molde torna-se difícil, e a capacidade de enchimento do material refratário não pode ser assegurada. Quando a quantidade do grafite é 14% de massa ou menor, a capacidade de enchimento é adicionalmente melhorada.

[00030] Além disso, nos aspectos, a razão de massa da liga de AlMg para o grafite (liga de Al-Mg /grafite) é 0,5 ou mais alta, de preferência 1,0 ou mais alta, e mais de preferência em uma faixa de 1,0 a 2,0. Nos tijolos de magnésia de carbono de acordo com a técnica relativa, o grafite o qual é menos provável de ser molhado pelas escórias fundidas permanece sobre a superfície de operação e assim a umidificação pelas escórias fundidas pode ser impedida. No entanto, durante a desgaseificação em uma pressão reduzida por um aparelho de desgaseificação a vácuo tal como RH (Ruhrstahl-Heraus) ou DH (Dortmunt-Horde), a reação química como mostrada na seguinte expressão (1) prossegue entre o agregado de MgO e C dos tijolos de magnésia de carbono e assim existe uma preocupação de que os tijolos possam ser vaporizados.

MgO(s)+C(s)^Mg(g)4+CO(g)4.. .(1) [00031] Aqui, nos aspectos, pela liga de Al-Mg sendo contida na faixa acima descrita e ajustando a razão de massa da liga de Al-Mg para o grafite (liga de Al-Mg / grafite) para ser 0,5 ou mais alta, a pressão parcial de Mg no material refratário de magnésia que contém carbono é aumentada para suprimir a reação da expressão (1), por meio disto impedindo a erosão do agregado de MgO. Referente ao limite superior da razão de massa, quando a quantidade da liga de Al-Mg adicionada é aumentada demais, rachaduras são geradas no material refratário devido à sinterização excessiva, e assim a razão de massa de liga de Al-Mg / grafite é de preferência 2,0 ou menos. Quando o material refratário de magnésia que contém carbono nos aspectos é utilizado como o material refratário de revestimento no tanque de des

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9/21 gaseificação a vácuo, mesmo durante a refinação secundária de aço na qual uma escória com uma baixa basicidade de CaO/SiO2^2 é gerada adicionando Si ou uma liga de Si para fundir aço neutralizado com Al-Si, aço neutralizado com Si, aço com Si adicionado, ou similar, o desgaste do tanque de desgaseificação a vácuo é suprimido tanto quanto possível, e assim a desgaseificação pode ser apropriadamente executada.

[00032] A magnésia contida no material refratário de magnésia que contém carbono utilizado para o tanque de desgaseificação a vácuo dos aspectos pode ser uma magnésia geralmente utilizada como o agregado do material refratário, e, por exemplo, magnésia sinterizada tal como magnésia natural ou similar feita pela queima de magnesita natural, magnesita eletrofundida feita pela fusão de material bruto de magnésia em um forno elétrico e recristalizando o resultante, e similares, podem ser utilizados. Como o agregado de magnésia, aqueles pulverizados em tamanhos de aproximadamente 3 a 5 mm ou menores para ajustar a sua granularidade são geralmente utilizados, mais não existe uma limitação específica. Mais ainda, além do grafite e da liga de Al-Mg, uma resina aglutinante posteriormente descrita ou aditivos podem ser misturados em uma faixa que não se afaste do objetivo da presente invenção podem ser adicionados, e excluindo os componentes misturados, a quantidade da magnésia pode ser ajustada para a quantidade de mistura da magnésia como o restante dos materiais brutos refratários, e de preferência 56% em massa ou mais alta destes, por percentagem interna, podem ser contidos.

[00033] O material refratário de magnésia que contém carbono utilizado para o tanque de desgaseificação a vácuo dos aspectos pode ser obtido pela, como os tijolos de magnésia de carbono bem conhecidos de acordo com a técnica relativa, mistura de uma resina fenólica ou similar como um aglutinante com a magnésia, o grafite, e a liga de Al

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Mg, misturando os materiais brutos refratários, moldando o resultante utilizando uma máquina de prensa ou similar, e então secando o resultante. Além disso, aditivos tais como outros pós metálicos ou pós de composto metálico podem também ser misturados como materiais brutos refratários em uma faixa que não está fora do objetivo da presente invenção.

[00034] Além disso, quando o material refratário de magnésia que contém carbono é revestido dentro do tanque de desgaseificação a vácuo, o material refratário de magnésia que contém carbono pode ser formado pelo menos sobre uma parte que entra em contato com a escória fundida, e pode também ser formado sobre a superfície de revestimento inteira como o revestimento.

VANTAGEM DA INVENÇÃO [00035] De acordo com os aspectos da presente invenção, um material refratário de magnésia que contém carbono o qual mostra uma excelente durabilidade mesmo durante uma desgaseificação na qual uma escória de baixa basicidade com uma razão de massa C/S de 2 ou menos é gerada, enquanto tendo uma resistência ao choque térmico a qual é inerente ao material refratário de magnésia que contém carbono, pode ser obtido. Além disso, utilizando o material refratário de magnésia que contém carbono de acordo com os aspectos da presente invenção para o material refratário de revestimento dentro do tanque de desgaseificação a vácuo, a desgaseificação pode ser apropriadamente executada quando um aço neutralizado com Al-Si, um aço neutralizado com Si, um aço com Si adicionado, ou similares é fundido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [00036] FIG. 1A é um gráfico que mostra a relação entre o conteúdo de grafite e a profundidade de desgaste em um teste de erosão rotativo.

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11/21 [00037] FIG. 1B é um gráfico que mostra a relação entre o conteúdo de grafite e o índice de desgaste no teste de erosão rotativo.

[00038] FIG. 2A é um gráfico que mostra a relação entre a quantidade de adição de metal e a profundidade de desgaste no teste de erosão rotativo.

[00039] FIG. 2B é um gráfico que mostra a relação entre a quantidade de adição de metal e o índice de erosão no teste de erosão rotativo.

[00040] FIG. 3A é um gráfico que mostra a relação entre a quantidade de adição de metal e razão de redução de massa em um teste de avaliação de resistência à oxidação, e mostra um caso onde o metal adicionado é o Al metálico.

[00041] FIG. 3B é um gráfico que mostra a relação entre a quantidade de adição de metal e razão de redução de massa no teste de avaliação de resistência à oxidação, e mostra um caso onde o metal adicionado é uma liga de Al-Mg.

[00042] FIG. 4 são fotografias que mostram a seção transversal cortada de um material refratário após a queima de oxidação no teste de avaliação de resistência à oxidação.

[00043] FIG. 5 é um gráfico que mostra a relação entre a razão de massa de Al-Mg / grafite e a profundidade de desgaste em um teste de erosão utilizando um forno de fusão de vácuo.

[00044] FIG. 6 é uma vista em seção longitudinal de um tanque de desgaseificação a vácuo de acordo com uma modalidade da presente invenção.

MELHOR MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO [00045] Um tanque de desgaseificação a vácuo e um método de desgaseificação que utiliza o mesmo de acordo com uma modalidade da presente invenção serão descrita abaixo descritos com referência aos desenhos.

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12/21 [00046] A FIG. 6 ilustra um tanque de desgaseificação a vácuo 1 desta modalidade. O tanque de desgaseificação a vácuo 1 é um forno dentro do qual a desgaseificação de aço fundido é executa utilizando uma atmosfera de pressão reduzida e está configurado montando coaxialmente um tanque superior 2 e um tanque inferior 3. O tanque superior 2 inclui um invólucro de ferro cilíndrico 21 e um material refratário 22 o qual cobre a sua superfície periférica interna. A extremidade superior do tanque superior 2 está coberta com uma cobertura de topo

23. Além disso, a face lateral do tanque superior 2 está provida com uma abertura de injeção de liga 24 e uma abertura de descarga 25.

[00047] O tanque inferior 3 inclui um invólucro de ferro 31 que tem substancialmente o mesmo diâmetro que aquele do invólucro de ferro 21 do tanque superior 2 e um material refratário 32 o qual cobre a sua superfície periférica interna.

[00048] A extremidade inferior do tanque inferior 3 está provida com dois tubos de circulação 33 na direção vertical. Mais ainda, dois tubos de imersão 4 estão montados para estender das extremidades inferiores dos tubos de circulação 33, e os tubos de imersão 4 estão imersos no aço fundido dentro de uma concha 5.

[00049] Durante uma operação, o ar dentro do tanque de desgaseificação a vácuo 1 é descarregado da abertura de descarga 25 (seta A1 da FIG. 6) para formar um estado de pressão reduzida, e o aço fundido dentro da concha 5 é aspirado para cima para dentro do tanque de desgaseificação a vácuo 1. Além disso, Ar é soprado de uma abertura de entrada de gás formada sobre um lado do tubo de imersão 4 para fazer com que o aço fundido dentro do tanque de desgaseificação a vácuo 1 flua e espalhe (seta B1 da FIG. 6). Deste modo, a desgaseificação do aço fundido é executada dentro do tanque de desgaseificação a vácuo 1, e o aço fundido desgaseificado é retornado para dentro da concha 5 do outro tubo de imersão 4 (seta B2 da FIG. 6).

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TESTE DE EROSÃO ROTATIVO [00050] Utilizando um material de MgO feito de clínquer de magnésia como um agregado, o qual tinha um diâmetro de partícula de 1 a 5 mm e uma pureza de 98% ou mais alta, e um pó fino de magnésia que tem um diâmetro de partícula menor do que 1 mm, grafite em flocos que tem um diâmetro de partícula a 100 a 400 mm e uma pureza de 97% ou mais alta, um pó de liga de Al-Mg (uma composição de Al12Mg17, uma pureza de 99,0% ou mais alta) que tem um diâmetro de partícula de 40 a 200 mm, um pó de Al metálico (uma composição de Al (Al metálico), uma pureza de 99,5% ou mais alta) que tem um diâmetro de partícula de 10 a 100 mm, e uma resina fenólica, materiais brutos refratários de teste dos Testes Números 1 a 12 mostrados na Tabela 1 foram preparados. Mais ainda, um material bruto refratário de teste (Teste Número 16) o qual inclui 10% em massa de grafite, 4% em massa de uma liga de Al-Mg, 2% em massa de uma resina fenólica, e 82,30% em massa de um material de MgO foi preparado. Além disso, após misturar cada material bruto refratário de teste com um Omni-mixer, um tijolo padrão (tamanho: 65 mmx114 mmx230 mm) foi moldado utilizando uma máquina de prensa. Além disso, o tijolo padrão foi seco e aquecido a 200°C, e foi cortado em tamanhos de um fundo superior de 41 mm, um fundo inferior de 67 mm, uma altura de

48,5 mm, e um comprimento de 114 mm, por meio disto obtendo materiais refratários para um teste rotativo.

[00051] Além disso, os materiais refratários de teste obtidos foram revestidos como revestimentos em um aparelho de teste de erosão do tipo de tambor rotativo (não ilustrado), escórias de teste que têm uma composição mostrada na Tabela 2 foram colocadas no mesmo e giradas por 8 horas enquanto sendo aquecidas a 1700°C para executar o teste de erosão rotativo, e a dimensão de altura (dimensão residual) de cada material de teste refratário como os revestimentos foi medida.

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Além disso, as escórias de teste foram substituídas por uma nova a cada 20 minutos dentro do aparelho de teste de erosão do tipo de tambor rotativo. Além disso, um índice de desgaste indica um índice o qual utiliza a profundidade de desgaste do material refratário do Teste Número 4 como 100, e o desgaste torna-se um grau mais baixo conforme o número diminui.

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Tabela 1

Teste N°	Material bruto refratário de teste (unid: massa%)	Teste de erosão rotativo	Teste de resistência à oxidação	Teste de erosão a vácuo
MgO	Resina fenólica	Grafite	Metal adicionado	Dimensão residual (mm)	Prof. de desgaste (mm)	Índice de desgaste	Razão de redução de massa (%)	Prof. de desgaste (mm)
Al-Mg	Al-Mg/C	Al
1	Restante	2	3	2	0,67	0	36,98	11,52	93	-	-
2	5	2,5	0,5	0	37,98	10,52	85	-	-
3	10	2,5	0,25	0	39,04	9,46	76	-	-
4	7	0	0	0	36,11	12,39	100	7,68	9,76
5	7	1,75	0,25	0	38,36	10,14	82	6,44	8,69
6	7	3,5	0,5	0	40,09	8,41	68	2,07	7,29
7	7	7	1	0	40,84	7,66	62	1,15	5,60
8	7	0	0	10,5	32,93	15,57	126	-	-
9	7	0	0	1,75	38,69	9,81	79	6,42	-
10	7	0	0	3,5	39,01	9,49	77	4,72	-
11	7	0	0	7	38,73	9,77	79	1,70	-
12	7	10,5	1,5	0	39,9	8,6	69	-	5,66
13	7	14	2	0	-	-	-	-	5,71
14	9	9	1	0	-	-	-	-	5,49
15	80,36	2	8	8	1	0	-	-	-	-	5,62
16	82,30	2	10	4	0,4	0	32,15	16,35	132	-	-

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Tabela 2

Escória de Teste (unid: massa%)	CaO	SiO2	MnO	T-Fe	Al2O3	MgO	Basicidade (C/S)
27,75	27,75	25	2	12,5	5	1

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17/21 [00052] Como um resultado do teste de erosão rotativo como acima descrito, primeiro, como mostrado nas Figuras 1A e 1B, os resultados dos Testes Números 1 a 3 e 5 nos quais as quantidades da liga de AlMg adicionada eram substancialmente as mesmas, foi confirmado que a erosão foi suprimida conforme a quantidade de grafite foi aumentada, mas o grau de desgaste não foi muito mudado mesmo quando a sua quantidade excedeu 7% por massa.

[00053] A seguir, observando a quantidade de pó de liga de Al-Mg adicionada, como mostrado nas Figuras 2A e 2B, dos resultados dos Testes Número 4 a 7 e 12 (o pó de liga de Al-Mg foi adicionado) nos quais a quantidade de grafite adicionada era constante e os Testes Números 8 a 11 (o pó de Al metálico foi adicionado), quando a quantidade do pó de liga de Al-Mg era 3,5% em massa ou mais alta (isto é, a sua razão de massa para grafite (liga de Al-Mg / grafite) era 0,5 ou mais alta), melhores resultados do que o pó de Al metálico foram mostrados, e os melhores resultados foram mostrados especificamente em um caso onde a razão de massa era 1. Mais ainda, de acordo com o outro teste, foi confirmado que em um caso onde a quantidade de grafite era 7% por massa, até que a quantidade do pó de liga de Al-Mg adicionada era 14% por massa, bons resultados foram mostrados como acima descrito.

TESTE DE AVALIAÇÃO DE RESISTÊNCIA À OXIDAÇÃO [00054] Os materiais brutos refratários de teste dos Testes Nos. 4 a 7 e 9 a 11 foram misturados, moldados, e secos como no teste de erosão rotativo, e posteriormente cortados em formas colunares tendo um tamanho de φ50 x altura 50 mm, por meio disto obtendo materiais refratários para um teste de resistência à oxidação. Os materiais refratários de teste obtidos foram colocados em um forno elétrico (não ilustrado) em um estado de serem enterrados em cinzas de coque, foram aquecidos a 1000°C a uma taxa de aumento de temperatura de

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5°C/min, e foram sujeitos a uma pré-queima por 10 horas em uma atmosfera redutora. Além disso, o interior do forno elétrico foi ajustado para uma atmosfera de ar após medir a massa de cada material refratário de teste, o qual foi então adicionalmente sujeito a uma queima de oxidação a 1400°C por 4 horas.

[00055] Após terminar a queima de oxidação, a massa de cada material refratário de teste foi medida, e a sua razão de redução de massa após a queima de oxidação foi obtida. Os resultados estão mostrados na Tabela 1 e nas Figuras 3A e 3B. Dos resultados, foi visto que quando a quantidade de adição de metal era 3,5% em massa ou mais alta, os materiais refratários de teste aos quais o pó de liga de Al-Mg foi adicionado tiveram uma pequena razão de redução de massa e uma excelente resistência à oxidação. Além disso, cada material refratário de teste após terminar a queima de oxidação foi cortado em peças redondas, e fotografias das suas seções transversais estão mostradas em (a) a (g) da FIG. 4. Das fotografias, foi também visto que (c) e (d) aos quais 3,5% em massa ou mais alta do pó de liga de Al-Mg foram adicionados tiveram uma excelente resistência à oxidação.

TESTE DE EROSÃO UTILIZANDO FORNO DE FUSÃO A VÁCUO [00056] Os materiais brutos refratários de teste dos Testes Nos. 4 a 7 e 12 como preparados para o teste de erosão rotativo; um material bruto refratário de teste feito de 7% em massa de grafite, 14% em massa da liga de Al-Mg, 2% em massa da resina fenólica, e o material de MgO como o restante (Teste Número 13); um material bruto refratário de teste feito de 9% em massa de grafite, 9% em massa da liga de Al-Mg, 2% em massa da resina fenólica, e o material de MgO como o restante (Teste Número 14); e um material bruto refratário de teste feito de 8% em massa de grafite, 8% em massa da liga de Al-Mg, 2% em massa da resina fenólica, e 80,36% em massa do material de MgO (Teste Número 15) foram preparados, e misturados, moldados, e se

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19/21 cos como no teste de erosão rotativo. Posteriormente, estes foram cortados em tamanhos de um fundo superior de 46 mm, um fundo inferior de 70 mm, uma altura de 30 mm, e um comprimento de 230 mm, por meio disto obtendo amostras para o teste de erosão de forno de fusão a vácuo. Os materiais refratários de teste obtidos foram revestidos como revestimentos em um forno de fusão a vácuo de 50 kg (não ilustrado), escórias do teste tendo uma composição de escória mostrada na Tabela 2 acima descrita foram colocadas no mesmo e uma desgaseificação foi simulada enquanto aquecendo as escórias de teste a 1650°C. Após reduzir a pressão para 1,3 kPa (10 Torr) e mantendo a dita pressão por 3 horas, a dimensão de altura (dimensão residual) de cada material refratário de teste como o revestimento foi medida, por meio disto obtendo a profundidade de desgaste.

[00057] Mesmo sob uma pressão reduzida com as escórias de baixa basicidade como acima descrito, dos resultados dos Testes Nos. 4 a 7, 12, e 13 nos quais a quantidade de grafite adicionada era constante, como mostrado na Tabela 1, foi determinado que a profundidade de desgaste foi reduzida quanto a quantidade do pó de liga de Al-Mg é 3,5% em massa ou mais alta e assim bons resultados foram mostrados. Como pode ser visto da FIG. 5 que mostra os resultados como um gráfico, foi confirmado que quando a razão de massa da liga de AlMg para grafite (liga de Al-Mg / grafite) era 0,5 ou mais alta, a quantidade de desgaste (profundidade de desgaste) foi reduzida e mais ainda, em um caso onde a razão de massa era 1 a 2, bons resultados foram mostrados.

[00058] Dos resultados de teste, a essência desta modalidade é descrita como segue.

[00059] O tanque de desgaseificação a vácuo 1 desta modalidade ilustrado na FIG. 6 inclui os invólucros de ferro 21 e 31 e os materiais refratários 22 e 32 que cobrem as porções internas dos invólucros de

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20/21 ferro 21 e 31, e executa a desgaseificação de aço fundido em uma atmosfera de pressão reduzida. Além disso, sobre os materiais refratários 22 e 32 inteiros ou pelo menos suas partes as quais entram em contato com a escória fundida, o material refratário de magnésia que contém carbono está formado como o revestimento. Mais ainda, o material refratário de magnésia que contém carbono contém 7% em massa ou mais alta e menos do que 28% em massa do grafite, 3,5% em massa ou mais alta e 14% em massa ou menos da liga de Al-Mg, a razão de massa obtida dividindo a massa da liga de Al-Mg pela massa do grafite é 0,5 ou mais alta e 2,0 ou menos, e o seu restante é feito de magnésia e impurezas inevitáveis. Além disso, e mais preferível que o limite inferior da razão de massa seja 1,0.

[00060] Além disso, as impurezas inevitáveis da presente invenção contêm um aglutinante tal como uma resina fenólica a qual é adicionada em uma pequena quantidade durante o processo de fabricação. Uma porção do aglutinante é vaporizada durante o processo de secagem, mas o seu restante permanece dentro dos materiais refratários. Na presente invenção, não somente as impurezas inevitáveis contidas nos materiais brutos, mas também o restante do aglutinante é definido como as impurezas inevitáveis.

[00061] Além disso, o conteúdo de magnésia pode ser 58% em massa ou mais e 89,5% em massa ou menos. A razão é que em um caso onde a quantidade de grafite não excede 28% em massa como o limite superior e o conteúdo da liga de Al-Mg é 14% por massa, a razão de massa obtida dividindo a massa da liga de Al-Mg pela massa do grafite tem um valor ligeiramente mais do que 0,5, e a quantidade de magnésia como o restante é 58% em massa ou mais alta. Além disso, em um caso onde a quantidade de grafite é 7% em massa e a quantidade de liga de Al-Mg é 3,5% por massa, a razão de massa obtida dividindo a massa da liga de Al-Mg pela massa do grafite tinha um

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21/21 valor de 0,5, e disto, a quantidade da magnésia do restante é menos de 89,5% por massa.

[00062] No método de desgaseificação a vácuo desta modalidade, a desgaseificação a vácuo na qual uma escória com uma baixa basicidade de CaO/SiO2^2 é provável a ser gerada é executado utilizando o tanque de desgaseificação a vácuo 1 que tem a configuração acima. Além disso, a desgaseificação a vácuo pode também ser executada enquanto executando um refinamento secundário de aço adicionando Si ou uma liga de Si ao tanque de desgaseificação a vácuo.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL [00063] Como foi acima descrito, foi confirmado que como o material refratário de magnésia que contém carbono desta modalidade contém 3,5 a 14% em massa do pó de liga de Al-Mg e a sua razão de massa para o grafite é 0,5 ou mais, uma excelente durabilidade contra as escórias de baixa basicidade está mostrada e uma excelente durabilidade está mostrada mesmo sob uma pressão reduzida na desgaseificação. Isto supera as desvantagens do material refratário de magnésia que contém carbono de acordo com a técnica relativa e assim contribui significativamente para um aumento na vida útil dos materiais refratários sob as condições operacionais de desgaseificação na indústria de aço.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Tanque de desgaseificação a vácuo (1) o qual inclui um invólucro de ferro (21,31) e um material refratário (22, 32) o qual cobre uma porção interna do invólucro de ferro (21, 31) e executa uma desgaseificação de aço fundido sob uma atmosfera de pressão reduzida, o tanque de desgaseificação a vácuo (1) sendo caracterizado pelo fato de que compreende:

um material refratário de magnésia que contém carbono (22, 32) provido pelo menos em uma parte de contato do material refratário (22, 32) a qual entra em contato com uma escória fundida, em que o material refratário de magnésia que contém carbono (22, 32) contém 7% em massa ou mais e menos de 28% em massa de um grafite, 3,5% em massa ou mais e 14% em massa ou menos de uma liga de Al-Mg, e uma magnésia e impurezas inevitáveis como o restante, e uma razão de massa obtida dividindo uma massa da liga de Al-Mg por uma massa do grafite é 1,0 ou mais e 2,0 ou menos.
2. Método de desgaseificação a vácuo, caracterizado pelo fato de que compreende executar uma desgaseificação a vácuo na qual uma escória com uma baixa basicidade de CaO/SiO2^2 é provável de ser gerada utilizando o tanque de desgaseificação a vácuo (1) como definido na reivindicação 1.
3. Método de desgaseificação a vácuo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a desgaseificação a vácuo é executada enquanto executando um refinamento secundário de um aço adicionando um Si ou uma liga de Si ao tanque de desgaseificação a vácuo (1).