BR112016015610B1

BR112016015610B1 - método para suprimir oxidação de face traseira de refratário contendo carbono, estrutura de revestimento e refratário contendo carbono

Info

Publication number: BR112016015610B1
Application number: BR112016015610-2A
Authority: BR
Inventors: Yoshisato Kiyota; Akihiko Inoue
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2015-01-06
Publication date: 2021-02-09
Also published as: EP3064878A4; KR101897379B1; BR112016015610A2; TW201534702A; CN105899903B; CN105899903A; TWI532828B; EP3064878B1; JP6107952B2; KR20160107256A; WO2015105039A1; TR201808662T4; JPWO2015105039A1; US20160340262A1; EP3064878A1; US10183895B2

Abstract

MÉTODO PARA SUPRIMIR OXIDAÇÃO DE FACE TRASEIRA DE REFRATÁRIO CONTENDO CARBONO, ESTRUTURA DE REVESTIMENTO E REFRATÁRIO CONTENDO CARBONO. É fornecido um método para suprimir a oxidação de face traseira e uma estrutura de revestimento, com as quais alta hermeticidade ao ar e um forte efeito de supressão de oxidação de face traseira são obtidos. O método para suprimir a oxidação de face traseira de um refratário contendo carbono de acordo com a presente invenção inclui formar uma camada aderente em uma face traseira do refratário contendo carbono aplicando-se uma solução aquosa de silicato de metal alcalino à face traseira e solidificando-se a solução aquosa de silicato de metal alcalino. A solução aquosa de silicato de metal alcalino contém um óxido de metal alcalino R2O (R é o elemento de metal alcalino) e SiO2 e tem uma razão molar de SiO2 em relação ao óxido de metal alcalino de 2,3 ou mais. A face traseira é localizada do lado oposto da face de trabalho. O refratário contendo carbono é utilizado em uma alta temperatura de 400 °C ou superior, e contém 1% em massa ou mais de carbono ou um composto de carbono. A camada aderente sólida de silicato de metal (...).

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a métodos para suprimir a oxidação de face traseira de refratários contendo carbono e estruturas de revestimento, ambos usados em utensílios tais como uma fornalha de fusão e uma fornalha de aquecimento.

TÉCNICA ANTERIOR

[002] Em utensílios, tais como uma fornalha de fusão e uma for nalha de aquecimento, nas quais a temperatura interna alcança altas temperaturas de 400 °C ou mais, as paredes internas dos utensílios incluem painéis de resfriamento ou refratários. As paredes internas de utensílios que enfatizam a supressão de dissipação de calor incluem refratários.

[003] Em relação à estrutura de revestimento da parede interna de uma fornalha de fusão, uma fornalha de aquecimento, e similares, por exemplo, uma panela de fundição de aço fundido é dotada de um refratário de desgaste na face de trabalho que serve como a superfície de aquecimento de refratários para entrar em contato com aço fundido. A face do refratário de desgaste oposta à face de trabalho é chamada de face traseira. Um refratário de revestimento permanente é fornecido no lado de face traseira do refratário de desgaste. O lado do refratário de revestimento permanente oposto ao refratário de desgaste é adicionalmente dotado de um invólucro de aço externo.

[004] Quando há uma preocupação acerca dos danos devido ao choque térmico causado por uma grande mudança de temperatura, quando há uma preocupação acerca da erosão por um gás reativo ou um produto fundido, ou quando um refratário é usado para aplicações em uma atmosfera de redução, carbono, tal como grafite ou negro de fumo, ou um composto de carbono, tal como carboneto de silício, piche, ou resina de fenol, é tipicamente adicionado ao refratário em 1% em massa ou mais como uma medida para aprimorar a durabilidade do refratário. Neste relatório descritivo, um refratário que contém tal carbono ou tal composto de carbono é geralmente chamado de refratário contendo carbono. A adição de carbono e/ou um composto de carbono a um refratário pode aprimorar a durabilidade do refratário aproveitando-se a alta condutividade térmica de carbono e o composto de carbono, um grande ângulo de contato com óxido fundido, uma alta propriedade de preenchimento, e o efeito de ligação em um componente refratário.

[005] Quando um refratário contendo carbono é usado, a face traseira é oxidada e uma camada oxidada é formada no lado de face traseira do refratário contendo carbono. Doravante, a oxidação no lado de face traseira é chamada de oxidação de face traseira, e a camada oxidada formada no lado de face traseira é chamada de camada oxidada de face traseira. A face de trabalho do refratário se desgasta devido ao contato com a escória no lado de face de trabalho do refratário. Nesse tempo, no refratário que contém carbono ou um composto de carbono, carbono ou o composto de carbono é oxidado e eliminado mesmo dentro da face traseira e, como resultado, a porosidade da camada oxidada aumenta de acordo com a quantidade de carbono diminuída. Quando o desgaste continua e a face de trabalho do refratário alcança a camada oxidada no lado de face traseira, o refratário se desgasta rapidamente, o que pode causar um problema.

[006] Em contraste, na Literatura de Patente 1, uma medida foi tomada gerando-se uma diferença entre a proporção de um antioxi- dante no lado de face de trabalho e aquele no lado de face traseira do refratário contendo carbono, ou seja, mudando-se a composição de um refratário na direção de espessura de revestimento. Na Literatura de Patente 2, foi proposto um método para inibir a oxidação de face traseira de um refratário contendo carbono. O método inclui colocar uma folha de proteção refratária formada de uma placa de metal entre um invólucro de aço externo e o refratário.

LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA DE PATENTE

[007] PTL 1 Publicação de Pedido de Patente Não Examinada noJP 03-242369

[008] PTL 2: Publicação de Pedido de Patente Não Examinadano JP 2001-317880

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA DA TÉCNICA

[009] No entanto, o método para mudar a composição do refratá rio contendo carbono na direção de espessura de revestimento na Literatura de Patente 1 não é facilmente alcançado em um contexto industrial. Adicionalmente, o desgaste continua na direção de espessura do revestimento de refratário à medida que o tempo operacional aumenta. De modo a evitar que a parte projetada para ter uma composição destinada para uso em baixas temperaturas sirva como a face de trabalho, a espessura residual do refratário precisa ser maior ao fim da vida útil do refratário do que a de um refratário comum, cuja composição não muda na direção de espessura de revestimento. Ou seja, a parte destinada para uso em baixas temperaturas não pode superar altas temperaturas, e o refratário, desse modo, precisa ser reparado. Portanto, na Literatura de Patente 1, há problemas de custos elevados durante a produção de refratário e custos elevados durante o uso.

[0010] O método para colocar uma folha de proteção refratária formada de uma placa de metal ou formada de uma placa de metal anexada a uma folha flexível no lado de face traseira do refratário con- tendo carbono na Literatura de Patente 2 tem um problema de ter um efeito insuficiente de supressão da oxidação de face traseira. Isso se deve à seguinte razão: se até mesmo lacunas pequenas permanecerem entre a face traseira do refratário e a folha de proteção refratária, o ar externo entra facilmente nas lacunas; ou a folha flexível com as quais as lacunas devem ser preenchidas tem desempenho insatisfatório.

[0011] A presente invenção foi produzida à luz de tais problemas, e um objetivo da presente invenção é fornecer um método para suprimir a oxidação de face traseira de um refratário contendo carbono e fornecer uma estrutura de revestimento, sendo que um efeito suficiente de supressão da oxidação de face traseira é obtido tanto com o método quanto com a estrutura de revestimento.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0012] A presente invenção tem os seguintes recursos de modo aalcançar o objetivo. [1] Um método para suprimir a oxidação de face traseira de um refratário contendo carbono compreende formar uma camada aderente em uma face traseira de um refratário contendo carbono aplicando-se uma solução aquosa de silicato de metal alcalino à face traseira e então solidificar a solução aquosa de silicato de metal alcalino, sendo que a solução aquosa de silicato de metal alcalino contém um óxido de metal alcalino R2O (R é um elemento de metal alcalino) e SiO2 e tem uma razão molar de SiO2 ao óxido de metal alcalino de 2,3 ou mais, sendo que a face traseira é localizada oposta a uma face de trabalho, sendo que o refratário contendo carbono é usado em uma alta temperatura de 400 °C ou mais e que contém 1% em massa ou mais de carbono ou um composto de carbono. [2] No método para suprimir a oxidação de face traseira de um refratário contendo carbono de acordo com [1], a solução aquosa de silicato de metal alcalino tem uma viscosidade de 10 mPa-s ou menos. [3] O método para suprimir a oxidação de face traseira de um refratário contendo carbono de acordo com [1] ou [2] compreende adicionalmente instalar o refratário em um utensílio 30 minutos ou mais depois de concluir a aplicação da solução aquosa de silicato de metal alcalino, sendo que o refratário é dotado da solução aquosa de silicato de metal alcalino solidificada. [4] No método para suprimir a oxidação de face traseira de um refratário contendo carbono de acordo com qualquer um dentre [1] a [3], a solução aquosa de silicato de metal alcalino compreende pelo menos um dentre os silicatos de sódio No 2 e No 3 especificados no Padrão Industrial Japonês JIS K1408-1966, e silicato de sódio No 4. [5] No método para suprimir a oxidação de face traseira de um refratário contendo carbono de acordo com qualquer um dentre [1] a [3], a solução aquosa de silicato de metal alcalino é uma solução aquosa de silicato de potássio. [6] No método para suprimir a oxidação de face traseira de um refratário contendo carbono de acordo com qualquer um dentre [1] a [5], a aplicação da solução aquosa de silicato de metal alcalino é conduzida aplicando-se à face traseira do refratário duas ou mais vezes. [7] No método para suprimir a oxidação de face traseira de um refratário contendo carbono de acordo com qualquer um dentre [1] a [6], a camada aderente do silicato de metal alcalino após a solidificação tem uma espessura de 0,1 mm ou mais e 0,4 mm ou menos. [8] Uma estrutura de revestimento compreende um refratário contendo carbono usado em uma alta temperatura de 400 °C ou mais e que contém 1% em massa ou mais de carbono ou um composto de carbono,

[0013] em que o refratário contendo carbono é dotado de, em sua face traseira, uma camada aderente sólida de um silicato de metal alcalino, sendo que a face traseira é localizada oposta a uma face de trabalho, em que a razão molar de SiO2 presente no silicato de metal alcalino para um óxido de metal alcalino R2O (R é um elemento de metal alcalino) presente no silicato de metal alcalino é 2,3 ou mais. [9] Na estrutura de revestimento de acordo com [8], a camada aderente sólida do silicato de metal alcalino tem uma espessura de 0,1 mm ou mais e 0,4 mm ou menos. [10] um refratário contendo carbono compreende 1% em massa ou mais de carbono ou um composto de carbono e que tem uma camada aderente sólida de um silicato de metal alcalino em pelo menos uma face que deve ser uma face traseira, que é localizada oposta a uma face de trabalho durante o uso, em que a razão molar de SiO2 presente no silicato de metal alcalino para um óxido de metal alcalino R2O (R é um elemento de metal alcalino) presente no silicato de metal alcalino é 2,3 ou mais. [11] no refratário contendo carbono de acordo com [10], a camada aderente sólida do silicato de metal alcalino tem uma espessura de 0,1 mm ou mais e 0,4 mm ou menos.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0014] De acordo com a presente invenção, é fornecido um méto do para suprimir a oxidação de face traseira e uma estrutura de revestimento, com os quais tanto uma alta hermeticidade de ar quanto um grande efeito de supressão da oxidação de face traseira são obtidos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0015] A Figura 1 é uma vista que mostra uma estrutura de reves timento de uma panela de fundição de aço fundido em um moinho de ferro, sendo que a estrutura de revestimento é fornecida por um método para suprimir a oxidação de face traseira de uma modalidade da presente invenção.

[0016] A Figura 2 é uma fotografia que mostra uma porção de ex tremidade do lado de face traseira de um refratário fornecido pela presente invenção no Exemplo 1 após três meses de uso.

[0017] A Figura 3 é uma fotografia que mostra uma porção de ex tremidade do lado de face traseira de um refratário exemplificador na técnica relacionada após três meses de uso.

[0018] A Figura 4 é uma vista que mostra uma estrutura de reves timento de uma panela de fundição de aço fundido em um moinho de ferro no Exemplo 2.

[0019] A Figura 5 é uma fotografia que mostra uma porção de ex tremidade do lado de face traseira de um refratário fornecido pela presente invenção no Exemplo 2 após três meses de uso.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[0020] As modalidades da presente invenção serão descritas abaixo em referência aos desenhos anexos.

DETALHES

[0021] Primeiro, será descrito como a presente invenção é conclu ída. Como uma tentativa de suprimir a oxidação do lado de face traseira de um refratário contendo carbono, foi investigado o que controlou a taxa de oxidação do refratário contendo carbono. Isso se deve ao fato de que é considerado comumente que a taxa de oxidação do refratário contendo carbono, ou seja, a taxa de oxidação de carbono no refratário seja controlada tanto pela taxa de reação de oxidação de carbono como pela taxa de suprimento de oxigênio. A taxa de reação de oxidação de carbono aumenta à medida que a temperatura aumenta. Sabe- se que a taxa de suprimento de oxigênio aumenta em uma face em contato com o ar externo. Nessa descrição, a face traseira do refratário contendo carbono é a face do refratário mais próxima a um invólucro de aço externo.

[0022] Um refratário usado de uma panela de fundição de aço fun dido em um moinho de ferro foi coletado e examinado. O refratário contendo carbono foi oxidado a uma profundidade de cerca de 1 mm da face de trabalho em direção ao lado de face traseira e a uma profundidade de cerca de várias dezenas de milímetros da face traseira em direção ao lado de face de trabalho. Foi observado que a densidade do refratário aumentou e a resistência à oxidação aumentou devido à fusão parcial de um componente refratário à base de óxido em uma camada oxidada no lado de face de trabalho e a área circundante, enquanto a porosidade aumentou em uma camada oxidada no lado de face traseira.

[0023] Ou seja, no lado de face de trabalho do refratário contendo carbono, a oxidação de carbono no refratário foi suprimida por um aumento de resistência a fluxo de ar devido à fusão parcial do componente refratário à base de óxido. No entanto, no lado de face traseira (lado de invólucro de aço externo) que tem uma baixa temperatura, a fusão parcial do componente refratário à base de óxido não ocorreu, de modo que o carbono foi prontamente oxidado e a oxidação prosseguiu para uma área profunda.

[0024] Portanto, foi considerado o seguinte: no lado de face trasei ra, a densificação do refratário não prosseguiu devido à baixa temperatura, e a porosidade aumentou devido à oxidação de carbono no refratário para causar uma redução de resistência a fluxo de ar e adicionalmente para fazer com que o oxigênio entrasse em uma área profunda, resultando em alargamento da camada oxidada. Ou seja, mesmo na face de trabalho que tem uma alta temperatura na qual a taxa de reação de oxidação de carbono é alta, o refratário não foi relativamente oxidado quando o refratário foi densificado, o que sugere que a taxa de suprimento de oxigênio em vez da taxa de reação de oxidação de carbono controlou a taxa de oxidação de carbono.

[0025] Esses resultados de investigação induziram à conclusão de que, aumentar a hermeticidade de ar da face que entra em contato com oxigênio (ar externo), ou seja, aumentando a resistência de fluxo de oxigênio (ar externo) realizando-se revestimento ou similares é eficaz para suprimir a oxidação de face traseira do refratário sem ter nenhuma mudança de composição, como na Literatura de Patente 1, o que degrada o desempenho do refratário na face de trabalho.

[0026] Embora um método para cobrir a face traseira do refratário contendo carbono com uma folha de proteção refratária seja publicamente conhecido (Literatura de Patente 2), desempenho satisfatório não pode ser obtido diferente do que foi mencionado acima. Portanto, de modo a obter desempenho suficiente e constatar um método que é mais fácil e menos custoso do que o método revelado na Literatura de Patente 2, uma argamassa, que foi usada comumente para preencher juntas em um refratário, foi aplicada à face traseira com uma espátula durante a instalação do refratário em uma panela de fundição de aço fundido em um moinho de ferro e as condições da oxidação de face traseira foram determinadas, por exemplo, quando reparo parcial foi realizado.

[0027] Após um mês de uso, uma porção do refratário que tem uma face traseira à qual a argamassa foi aplicada com uma espátula foi coletada e examinada quando o reparo parcial foi realizado em uma região profundamente erodida (primeiro reparo parcial). Uma área do refratário à qual a argamassa não foi aplicada foi oxidada da face traseira a uma profundidade de 20 mm, enquanto a profundidade de oxidação de face traseira em uma área à qual a argamassa foi aplicada foi reduzida pela metade para cerca de 10 mm.

[0028] No entanto, quando a mesma investigação foi realizada após mais um mês de uso (no segundo reparo parcial), uma área do refratário à qual a argamassa não foi aplicada foi oxidada da face tra- seira a uma profundidade de 30 mm, enquanto a profundidade de oxidação em uma área à qual a argamassa foi aplicada foi 25 mm. Essas profundidades de oxidação foram substancialmente iguais. Nesse tempo, a argamassa, que foi aplicada à face traseira do refratário contendo carbono, aderiu a um refratário de revestimento permanente entre o refratário contendo carbono e um invólucro de aço externo, e espaços entre os mesmos foram formados entre a argamassa e a face traseira do refratário contendo carbono. A razão para isso é provavelmente a seguinte: o refratário de revestimento permanente, que teve maior porosidade e maior aspereza de superfície em relação ao refratário contendo carbono, teve adesão mais forte à argamassa e, quando o refratário contendo carbono se contraiu como resultado de resfriamento para reparo parcial após a operação, a argamassa foi separada da face traseira do refratário contendo carbono com o refratário de revestimento permanente no qual a argamassa foi anexada.

[0029] Conforme descrito acima, após o primeiro reparo parcial, um efeito de hermeticidade de ar da argamassa na face traseira do refratário contendo carbono pode ter se perdido, e a oxidação de face traseira pode ter continuado.

[0030] Em seguida, uma tentativa foi feita para aumentar a força adesiva entre o refratário contendo carbono e a argamassa por pré- aplicação da mesma argamassa três dias antes da instalação do refratário em vez da aplicação de espátula da argamassa à face traseira durante a instalação de empilhamento do refratário contendo carbono. No entanto, em contraste ao caso em que a argamassa foi aplicada durante a instalação do refratário em que a argamassa foi comprimida e espalhada entre o refratário e o refratário de revestimento permanente, a pré-aplicação da argamassa à face traseira do refratário gerou espessura indesejada e um excesso ou uma deficiência da argamassa em porções de aresta e, como resultado, a instalação densa foi difícil. No segundo reparo parcial após outro um mês de uso, em uma área à qual a argamassa não foi aplicada, uma porção que se estende da face traseira a uma profundidade de 30 mm foi oxidada, enquanto a profundidade de oxidação de face traseira em uma área à qual a argamassa foi aplicada foi reduzida pela metade para cerca de 15 mm. No entanto, a necessidade de redução adicional na taxa de oxidação de face traseira e a dificuldade de instalação prejudicou o uso prático do método para inibir a oxidação de face traseira pela aplicação de argamassa conforme descrito acima na operação real.

[0031] O caso de uso da aplicação de argamassa revelou que, no processo para aplicar um material que fornece qualquer hermeticidade de ar à face traseira do refratário contendo carbono, o material aderiu de modo mais forte ao refratário de revestimento permanente que tem maior aspereza de superfície quando o material foi aplicado durante a instalação do refratário, e o material foi separado da face traseira do refratário contendo carbono quando o refratário se contraiu como resultado de resfriamento após o uso. Aqui, a aplicação do material à face traseira do refratário antes da instalação de empilhamento e a realização da instalação de empilhamento após um determinado grau de solidificação foram consideradas eficazes. Além disso, mesmo se um material aplicado à face traseira do refratário contendo carbono permaneceu aderido à face traseira, o uso de argamassa como um material de aplicação diminuiu a oxidação somente até a metade. Portanto, houve uma necessidade de constatar um material mais denso que fornece melhor hermeticidade de ar.

[0032] A porosidade do refratário contendo carbono cuja oxidação de face traseira teve de ser suprimida era de, por exemplo, 12% antes de o carbono ter sido oxidado, e 18% depois que o carbono foi oxidado. Portanto, um material a ser aplicado para supressão de oxidação precisa ter porosidade muito menor e fornecer maior hermeticidade de ar do que o refratário contendo carbono. No entanto, um material, tal como a argamassa descrita acima, que tem plasticidade obtida adicionando-se água às partículas de componente refratário que têm grande força e grande elasticidade tem uma desvantagem pelo fato de que a porosidade aumenta à medida que a água anexada e a água de cristalização se decompõem e evaporam durante o uso em alta temperatura.

[0033] Ou seja, as quatro funções a seguir são consideradas im portantes na seleção de um material a ser aplicado para supressão de oxidação: (1) de modo a aumentar a adesão à superfície do refratário contendo carbono, o material tem fluidez e adesividade satisfatórias no tempo de aplicação; (2) de modo a aumentar a adesão ao refratário contendo carbono em comparação à adesão ao refratário de revestimento permanente, o material é solidificado a um determinado grau e a capacidade de espalhamento e adesividade diminuem antes da instalação de empilhamento do refratário após a aplicação do material; (3) de modo a manter a alta hermeticidade de ar mesmo durante o uso em alta temperatura, nenhum poro é formado e a densidade e herme- ticidade de ar são mantidas mesmo se um solvente evaporar ou se decompor em alta temperatura; e (4) de modo a não prejudicar significativamente o desempenho do refratário durante o uso em alta tempe-ratura, o material não degrada o refratário, ou o material que causa a degradação é usado em tal quantidade de resquícios que não são substancialmente exercidos por um efeito adverso.

[0034] Portanto, em relação às propriedades do material a ser aplicado para supressão de oxidação, um material que contém partículas sólidas que têm grande força e grande elasticidade é considerado inadequado, e um material amorfo que mantém sua plasticidade até que solidificação seja concluída em alta temperatura é considerado adequado de modo a satisfazer a função (3) mencionada acima. No entanto, os materiais de aplicação e adesivos para uso em alta temperatura que são comumente distribuídos no mercado são materiais à base de resina e contêm um composto orgânico como um agente principal ou um solvente. Esses materiais de aplicação e adesivos são amorfos, mas foi constatado que os mesmos deterioram e tornam-se frágeis como carbono a 400 °C ou mais no qual um problema de oxidação de carbono aparece, o que causa rupturas e separação e, desse modo, resulta na perda de hermeticidade de ar.

[0035] Aqui, materiais amorfos à base de óxido são considerados como materiais amorfos que são estáveis mesmo em alta temperatura, e óxidos de Si, Al, B, e P, que são conhecidos como formadores de rede de vidro, são listados como candidatos. Como solventes que induzem de modo favorável o isolamento desses óxidos amorfos e fornecem fluidez, água ou álcoois tais como etanol e etileno glicol são considerados preferenciais devido ao fato de que os mesmos não geram nenhum resíduo em alta temperatura nem em uma atmosfera de oxidação nem na atmosfera de redução.

[0036] Exemplos de materiais que satisfazem essas exigências incluem soluções aquosas de silicato de metal alcalino. Uma solução aquosa de silicato de sódio, que é uma solução aquosa de silicato de metal alcalino, foi convencionalmente adicionada como um aglutinante para moldes de argamassa ou areia para fundição. No entanto, o SiO2 e o Na2O presentes no silicato de sódio são conhecidos como componentes que degradam significativamente o desempenho do refratário devido ao fato de que o SiO2 e o Na2O causam mudanças nas propriedades, tais como redução ou expansão do ponto de fusão do refratário que precisa ter maior capacidade de refração, por exemplo, como um refratário de desgaste para uso no transporte de ferro fundido e aço fundido na indústria de aço.

[0037] No entanto, visto que o aumento somente da hermeticidade de ar da face do refratário que entra em contato com oxigênio foi constatado como suficiente de modo a suprimir a oxidação de face traseira do refratário conforme descrito acima, é concebido que desvantagens do SiO2 e do Na2O presentes no silicato de sódio tornam-se possivelmente insignificantes se uma aplicação muito fina com uma espessura uniforme for alcançada reduzindo-se a quantidade de silicato de sódio usado como a menor possível até que o SiO2 e o Na2O não exerçam substancialmente nenhum efeito adverso no refratário, e tal revestimento fornece hermeticidade de ar.

[0038] Aqui, uma tentativa de suprimir a oxidação de face traseira foi realizada aplicando-se uma solução aquosa de silicato de sódio à face traseira de um refratário contendo carbono. Cada um dentre de uma solução aquosa comercialmente disponível de silicato de sódio No 3 (29% em massa de SiO2, 9,5% em massa de Na2O (com base na massa da solução aquosa, o mesmo se aplica aos seguintes)) e uma solução aquosa de silicato de sódio No 4 (24,5% em massa de SiO2, 7,5% em massa de Na2O) foi aplicada à face traseira do refratário contendo carbono com o uso de um pincel. A solução aquosa de silicato de sódio No 3 é uma solução aquosa que contém 28 a 30% em massa de SiO2, 9,0 a 10,0% em massa de Na2O, e impurezas inevitáveis com base na massa da solução aquosa, conforme especificado no Padrão Industrial Japonês JIS K1408-1966. A solução aquosa de silicato de sódio No 4 está de acordo com as especificações de produto de fabricante e é tipicamente uma solução aquosa que contém 23,5 a 25,5% em massa de SiO2, 7,0 a 8,0% em massa de Na2O, e impurezas inevitáveis com base na massa da solução aquosa e que tem uma razão molar de SiO2 para Na2O de 3,3 a 3,5.

[0039] Como o refratário contendo carbono, 284 tijolos de 230 mm de comprimento, 100 mm de largura, e 81 mm de altura foram usados. A solução aquosa de silicato de sódio No 3 (1,0 litro) e a solução aquosa de silicato de sódio No 4 (1,0 litro) foram aplicadas à face traseira (área total: 2,3 m2) do refratário. A espessura calculada no tempo de aplicação foi de 0,4 mm (a espessura calculada aqui é o valor obtido dividindo-se o volume da solução aquosa aplicada pela área de aplicação).

[0040] No tempo de aplicação, o silicato de sódio fluiu de uma face voltada para cima com 100 mm de largura e 81 mm de altura, que teve de ser a face traseira do refratário contendo carbono, para faces adjacentes. Desse modo, o silicato de sódio foi apropriadamente removido com um tecido, mas a quantidade de silicato de sódio removido foi tão pequena quanto uma quantidade desprezível em relação à quantidade total. A face revestida se solidificou substancialmente 30 minutos após a aplicação, e mesmo se a face revestida foi colocada em contato com as faces revestidas de tijolos adjacentes, a mesma não foi anexada às faces revestidas. Embora a espessura da camada aderente tenha diminuído como resultado de secagem e a espessura para qualquer solução aquosa de silicato de sódio tenha diminuído pela metade para cerca de 0,2 mm, a camada aderente de silicato de sódio (filme de revestimento de silicato de sódio) que cobriu a face traseira inteira do refratário contendo carbono foi formada. O refratário que tem a face traseira à qual o silicato de sódio foi aplicado foi instalado de forma bem-sucedida em uma panela de fundição de aço fundido de maneira idêntica àquela para refratários comuns.

[0041] Depois que a panela de fundição de aço fundido foi usada por um mês, o reparo parcial foi realizado em uma região profundamente erodida. Nesse tempo, uma porção do refratário na região na qual o silicato de sódio foi aplicado à face traseira e uma porção do refratário na região na qual o silicato de sódio não foi aplicado à face traseira foram coletadas e examinadas. No refratário contendo carbono na região à qual o silicato de sódio não foi aplicado foi oxidada da face traseira a uma profundidade de 20 mm, enquanto a profundidade de oxidação da face traseira do refratário contendo carbono na região à qual o silicato de sódio foi aplicado foi menos do que 1 mm. Ou seja, foi constatado que, em comparação à região à qual o silicato de sódio não foi aplicado, a oxidação da face traseira do refratário contendo carbono dificilmente prosseguiu na região à qual o silicato de sódio foi aplicado.

[0042] Depois que a panela de fundição de aço fundido foi usada por mais um mês, a mesma investigação foi realizada. Como resultado, o refratário contendo carbono na região à qual o silicato de sódio não foi aplicado foi oxidado da face traseira a uma profundidade de 30 mm, enquanto a oxidação da face traseira do refratário contendo carbono na região à qual o silicato de sódio foi aplicado foi tão profundo quanto menos do que 1 mm, ou seja, a oxidação dificilmente prosseguiu.

[0043] Após mais um mês de uso, a mesma investigação foi reali zada. Como resultado, o refratário contendo carbono na região à qual o silicato de sódio não foi aplicado foi oxidado da face traseira a uma profundidade de 40 mm, enquanto a profundidade de oxidação de face traseira do refratário contendo carbono em cerca de três quartos da área da região à qual o silicato de sódio foi aplicado foi menor do que 1 mm, e a profundidade de oxidação de face traseira foi de 10 mm no restante em cerca de um quarto da área. Na parte em que a profundidade de oxidação de face traseira foi de 10 mm, rachaduras foram formadas na camada aderente de silicato de sódio. Essas rachaduras foram frequentemente observadas nas partes nas quais a espessura de aplicação era relativamente pequena. Essas rachaduras provavelmente se resultaram da diferença de coeficiente de expansão entre o refratário contendo carbono e silicato de sódio quando a panela de fundição de aço fundido foi resfriada e reaquecida no segundo reparoparcial.

[0044] Em geral, mesmo se rachaduras forem geradas na camada de silicato de sódio, a durabilidade não se deteriora quando a profundidade de oxidação de face traseira é cerca de 10 mm após três meses de uso. No entanto, em um revestimento que tem uma camada de isolamento térmico entre um refratário e um invólucro de aço externo de invólucro para reduzir a perda de energia, a temperatura da face traseira do refratário aumenta em comparação a um revestimento que não tem nenhuma camada de isolamento térmico, e a profundidade de oxidação de face traseira, desse modo, pode aumentar para cerca de 20 mm e a durabilidade pode se deteriorar. Portanto, foi realizado um experimento no qual a espessura de aplicação de silicato de sódio foi geralmente grande. Uma solução aquosa de silicato de sódio No 3 e uma solução aquosa de silicato de sódio No 4 foram, cada uma, aplicadas em uma quantidade de 2,0 litros, que foi duas vezes tão grande quanto 1,0 litro à área de 2,3 m2 no exemplo precedente. A espessura de aplicação calculada para essa quantidade foi de 0,8 mm.

[0045] Após um mês de uso, uma porção do refratário foi coletada e examinada. Como resultado, a camada aderente de silicato de sódio formada pela aplicação da solução aquosa de silicato de sódio No 3 e a solução aquosa de silicato de sódio No 4 conforme descrito acima foi separada do refratário em uma ampla região, e a profundidade de oxidação de face traseira foi cerca de 10 mm. A razão para isso foi provavelmente que a camada de silicato de sódio foi tão espessa que a diferença no coeficiente de expansão entre o refratário contendo carbono e a camada aderente de silicato de sódio não foi absorvida pela deformação elastoplástica da camada aderente de silicato de sódio e, consequentemente, as faces de contato foram separadas uma da outra. Portanto, foi constatado que a espessura da camada aderente de silicato de sódio foi preferencialmente 0,4 mm ou menos após a seca-gem, e mais preferencialmente cerca de 0,2 mm após a secagem.

[0046] De modo a tornar uniforme a espessura da camada aderen te de silicato de sódio, uma solução aquosa comercialmente disponível de silicato de sódio No 3 (29% em massa de SiO2, 9,5% em massa de Na2O) e uma solução aquosa comercialmente disponível de silicato de sódio No 4 (24,5% em massa de SiO2, 7,5% em massa de Na2O) foram diluídas 1,2 vezes com água para reduzir a viscosidade e permitir a aplicação fina e foram, cada uma, aplicadas duas vezes. A fluidez na face revestida desapareceu 10 minutos após a primeira aplicação e, portanto, a segunda aplicação foi realizada. A face revestida substancialmente se solidificou 30 minutos após a segunda aplicação. A geração de revestimento irregular que foi ainda visualmente observada na aplicação única foi drasticamente reduzida pela aplicação dupla.

[0047] Da mesma maneira que no teste precedente, um total de 1,2 litros de uma solução aquosa de silicato de sódio que inclui 1,0 litro de uma solução aquosa de silicato de sódio No 3 ou uma solução aquosa de silicato de sódio No 4 e 0,2 litro de água foi aplicado duas vezes à face traseira (área total: 2,3 m2) do refratário contendo carbono. A espessura de aplicação calculada foi de 0,5 mm, e a espessura após a secagem foi cerca de 0,2 mm para qualquer solução aquosa de silicato de sódio. Mesmo após o total de três meses durante os quais o reparo parcial do refratário foi realizado duas vezes após o começo do uso, a profundidade de oxidação de face traseira do refratário contendo carbono foi cerca de 1 mm, e a oxidação de face traseira foi suprimida de modo satisfatório.

[0048] Uma investigação foi realizada em relação à influência de SiO2 e Na2O presentes no silicato de sódio, que são conhecidos como componentes que causam mudanças de propriedades, tais como redução ou expansão do ponto de fusão e, desse modo, degradam significativamente o desempenho, no refratário para uso em aplicações que exigem alta capacidade de refração. Como resultado, nenhuma infiltração de SiO2 e Na2O no refratário foi observada, o que indica que o desempenho de resistência a incêndio não se degradou.

[0049] Com base no supracitado, é revelado que a oxidação de face traseira do refratário contendo carbono que é usado em uma alta temperatura de 400 °C ou mais e contém 1% em massa de carbono ou um composto de carbono pode ser drasticamente suprimida sem aumentar os custos e degradar a resistência a incêndio aplicando-se uma solução aquosa de silicato de metal alcalino à face traseira do refratário em uma quantidade apropriada de modo que a solução aquosa de silicato de metal alcalino não exerça substancialmente nenhum efeito adverso no refratário e nenhum revestimento irregular notável é gerado, concluindo a presente invenção.

MODALIDADE

[0050] Em seguida, um método para suprimir a oxidação de face traseira de um refratário contendo carbono de acordo com uma modalidade da presente invenção será descrito com base nas constatações precedentes.

[0051] A Figura 1 é uma vista que mostra uma estrutura de reves timento de uma panela de fundição de aço fundido em um moinho de ferro, sendo que a estrutura de revestimento é fornecida por um método para suprimir a oxidação de face traseira de uma modalidade da presente invenção. Nessa estrutura de revestimento, uma camada aderente de silicato de sódio 2 é formada no lado de face traseira de um refratário contendo carbono 1. O refratário contendo carbono 1 é um refratário de desgaste. A face de trabalho do refratário contendo carbono 1 no lado direito do desenho deve entrar em contato com aço fundido (não mostrado). O refratário contendo carbono 1 é usado em uma alta temperatura de 400 °C ou mais. Especificamente, a face de trabalho do refratário contendo carbono 1 deve entrar em contato com aço fundido de 1550 °C a 1650 °C. Duas camadas de um refratário de revestimento aluminoso permanente 3 são fornecidas no lado (no lado esquerdo do desenho) da camada aderente de silicato de sódio 2, sendo que o lado é oposto ao refratário contendo carbono 1. Adicionalmente, um invólucro de aço externo 4 é fornecido no lado do refratário de revestimento permanente 3 oposto ao refratário 1 e à camada aderente de silicato de sódio 2. Uma folha de isolamento de calor pode ser fornecida entre o refratário de revestimento permanente 3 e o invólucro de aço externo 4.

[0052] A camada aderente de silicato de sódio 2 pode ser uma camada aderente de outro silicato de metal alcalino (por exemplo, sili- cato de potássio ou silicato de lítio) e pode ser formada, por exemplo, aplicando-se uma solução aquosa de silicato de metal alcalino à face traseira do refratário contendo carbono 1 com o uso de um pincel de pintura ou similares. A solução aquosa de silicato de metal alcalino tem preferencialmente uma viscosidade apropriada para aplicação em uma espessura uniforme à face traseira inteira do refratário contendo carbono 1. Especificamente, a solução aquosa de silicato de metal alcalino tem preferencialmente uma viscosidade de 10 mPa-s ou menos. À medida que a viscosidade da solução aquosa aumenta para mais do que 10 mPa-s, a geração de revestimento irregular torna-se notável, o que pode causar a ausência da camada aderente em algumas áreas ou pode causar a formação da camada aderente com uma espessura excessivamente grande e, desse modo, a fácil separação da camada aderente em algumas áreas.

[0053] A solução aquosa de silicato de metal alcalino a ser usada contém um óxido de metal alcalino R2O (R é um elemento de metal alcalino) e SiO2 de modo que a razão molar de SiO2 ao óxido de metal alcalino seja de 2,3 ou mais. Quando a razão molar é de 2,3 ou mais, a solução aquosa de silicato de metal alcalino pode manter sua viscoe- lasticidade apropriada até que a mesma seque e se solidifique e, portanto, uma camada líquida de revestimento que é fina e tem uma espessura uniforme pode ser mantida. Por exemplo, visto que a razão molar para silicato de sódio No 1 é tão baixa quanto cerca de 2,1, um líquido de revestimento tem viscoelasticidade insuficiente e um filme de revestimento formado do líquido de revestimento é instável e, como resultado, a camada aderente de silicato de sódio 2 pode ter defeitos.

[0054] Como uma solução aquosa de silicato de metal alcalino, por exemplo, pelo menos uma dentre as soluções aquosas de silicatos de sódio No 2 e No 3, que são especificados no documento no JIS K1408-1966, o silicato de sódio No 4 conforme explicado anteriormente, e uma solução aquosa de silicato de potássio pode ser usada por si só ou como uma mistura. Se for necessário, a viscosidade dessas soluções aquosas é ajustada por, por exemplo, diluição com água antes do uso. O valor típico da razão molar para cada silicato de sódio é cerca de 2,4 para silicato de sódio No 2, cerca de 3,2 para silicato de sódio No 3, e cerca de 3,4 para silicato de sódio No 4.

[0055] O refratário contendo carbono de acordo com a modalidade da presente invenção que tem uma camada aderente formada aplicando-se a solução aquosa de silicato de metal alcalino que tem a razão molar acima para o refratário contendo carbono e solidificando-se a solução aquosa de silicato de metal alcalino tem uma camada aderente sólida de um silicato de metal alcalino em pelo menos uma face que deve ser a face traseira, que é localizada oposta à face de trabalho durante o uso. A camada aderente contém um óxido de metal alcalino R2O (R é um elemento de metal alcalino) e SiO2 em uma razão molar de SiO2 para o óxido de metal alcalino de 2,3 ou mais.

[0056] A camada aderente de silicato de sódio 2 é formada como resultado de solidificação cerca de 30 minutos após a aplicação da solução aquosa. O refratário contendo carbono 1 é preferencialmente instalado em uma panela de fundição de aço fundido depois que a camada aderente da solução aquosa de silicato de sódio se solidifica e perde fluidez. O mesmo se aplica ao caso do uso de uma solução aquosa de um silicato de metal alcalino diferente do silicato de sódio. Devido a isso, a camada aderente do silicato de metal alcalino pode ser impedida de se separar do refratário com a camada aderente anexada ao refratário de revestimento permanente no lado de face traseira do refratário contendo carbono. A solução aquosa de silicato de metal alcalino pode incluir pelo menos uma dentre as soluções aquosas de silicatos de sódio No 2, No 3, e No 4, e o silicato de potássio e pode incluir uma mistura de duas ou mais dessas soluções aquosas.

[0057] A camada aderente de silicato de sódio 2 tem preferencial mente uma espessura seca de 0,1 mm ou mais e 0,4 mm ou menos. Quando a espessura seca é de 0,1 mm ou mais, um efeito suficiente de suprimir a oxidação de face traseira pode ser obtido. Quando a espessura seca é de 0,4 mm ou menos, a influência do SiO2 e do Na2O presentes no silicato de sódio, ou seja, mudanças nas propriedades, tais como redução ou expansão do ponto de fusão, pode ser reduzida e um risco de fácil separação da camada aderente no caso de grandes mudanças de temperatura também pode ser reduzido. Visto que a aplicação única de silicato de sódio gera revestimento irregular, a segunda aplicação é preferencialmente realizada após a secagem natural por cerca de 30 minutos após a primeira aplicação. Uma solução aquosa de silicato de metal alcalino pode ser aplicada três ou mais vezes. Como um método para aplicar a solução aquosa de silicato de metal alcalino ao refratário contendo carbono 1, adicionalmente à aplicação com um pincel, por exemplo, um método para aspergir a solução aquosa com um aspersor, um método para transferir a solução aquosa com um rolete, e um método para fornecer uma espessura de revestimento uniforme por um método de lâmina de raspadeira podem ser usados separadamente ou em combinação para aplicação. O método para aplicar a solução aquosa de silicato de metal alcalino ao refratário contendo carbono 1 não é limitado aos mesmos.

[0058] De acordo com a presente invenção, a solução aquosa de silicato de metal alcalino é usada como um material a ser aplicado à face traseira do refratário contendo carbono 1 que é usada em uma alta temperatura de 400 °C ou mais e contém 1% em massa ou mais de carbono ou um composto de carbono. Quando a solução aquosa de silicato de metal alcalino é aplicada à face traseira do refratário contendo carbono 1 e é seca (solidificada), uma camada aderente, ou seja, uma camada de revestimento que é amorfa, e tem menos rachaduras e poros na região da temperatura da temperatura comum à alta temperatura, pode ser formada, fornecendo um grande efeito de suprimir a oxidação de face traseira.

[0059] Uma solução aquosa de silicato de metal alcalino, que é liquida, é fácil de obter e aplicar e seca e se solidifica naturalmente em temperatura comum. Portanto, não há necessidade para um processo especial para usar a presente invenção e os custos podem ser reduzidos em comparação aos métodos na técnica relacionada.

[0060] Aplicando-se a solução aquosa de silicato de metal alcalino à face traseira do refratário contendo carbono 30 minutos ou mais antes da instalação do refratário em um utensílio, tal como uma panela de fundição de aço fundido, a camada aderente (camada de revestimento) do silicato de metal alcalino endurece de modo satisfatório e adere à face traseira do refratário contendo carbono. Como resultado, a camada aderente (camada de revestimento) do silicato de metal alcalino pode ser impedida de aderir de modo mais forte ao refratário de revestimento permanente e a argamassa ou similares que preenche as juntas no refratário de revestimento permanente, do que ao refratário contendo carbono. Consequentemente, mesmo quando o refratário encolhe como resultado de resfriamento associado à interrupção de operação após o início de uso, a perda de hermeticidade de ar devido à separação da camada aderente (camada de revestimento) do silicato de metal alcalino do refratário pode ser impedida.

[0061] Na região do refratário contendo carbono 1 em que a face traseira é oxidada (camada oxidada de face traseira), o carbono é eliminado pela oxidação para causar infiltração de escória e força diminuída do componente refratário, induzindo a uma diminuição significativa de durabilidade. Portanto, o reparo realizando-se a desmontagem e reinstalação é exigido antes que região em que a face traseira é oxidada (camada oxidada de face traseira) seja exposta como a face de trabalho. Convencionalmente, a desmontagem é realizada quando o lado de face traseira do refratário é oxidado a uma profundidade de cerca de 40 mm, ou seja, quando a espessura da camada oxidada de face traseira é 40 mm e a espessura residual do refratário total é cerca de 50 a 60 mm. No entanto, quando uma medida para suprimir a oxidação de face traseira de acordo com a presente invenção é tomada, o refratário pode ser usado até que a espessura do refratário diminua para cerca de 20 mm, que é o limite estrutural, e o número de vezes de uso até que os desgastes de refratário possam aumentar cerca de 30 por cento.

[0062] A solução aquosa de silicato de metal alcalino forma uma camada aderente (camada de revestimento) amorfa na região de temperatura da temperatura comum à alta temperatura e, desse modo, fornece alta hermeticidade de ar e um grande efeito de suprimir a oxidação de face traseira. Ademais, visto que serviços tais como gás para purga não são exigidos durante o uso, custos de execução são baixos e a aplicação ao refratário de um recipiente de transferência móvel é possível.

[0063] Aplicando-se a solução aquosa de silicato de metal alcalino à face traseira do refratário 30 minutos ou mais antes da instalação do refratário em um utensílio, a camada aderente (camada de revestimento) do silicato de metal alcalino pode ser impedida de ser separada do refratário com a camada aderente anexada ao refratário de revestimento permanente e similares.

[0064] A solução aquosa de silicato de metal alcalino é aplicada à face traseira do refratário de modo que a camada aderente (camada de revestimento) do silicato de metal alcalino obtida por aplicação dupla tenha uma espessura seca de 0,1 mm ou mais e 0,4 mm ou menos. Tal aplicação evita a hermeticidade de ar diminuída devido às rachaduras, mesmo em temperatura aumentada da face traseira devido ao isolamento térmico no lado de face traseira do refratário contendo carbono 1, ou mesmo para uso a longo prazo, e pode manter de forma satisfatória um efeito de suprimir a oxidação de face traseira. A solução aquosa de silicato de metal alcalino pode ser aplicada três ou mais vezes.

[0065] Embora um exemplo no qual a presente invenção é aplica da à estrutura de revestimento da panela de fundição de aço fundido seja descrito acima, a presente invenção não é limitada à mesma. Qualquer refratário contendo carbono para uso em utensílios nos quais a temperatura interna alcança uma alta temperatura de 400 °C ou mais, tal como uma fornalha de fusão e uma fornalha de aquecimento, pode ser instalada em qualquer utensílio.

EXEMPLO 1

[0066] Um estudo de verificação foi realizado na presente inven ção com o uso de uma estrutura de revestimento mostrada na Figura 1. A face de trabalho de um refratário contendo carbono 1 na estrutura de revestimento usada no Exemplo 1 deve entrar em contato com aço fundido de 1550 °C a 1650 °C. O refratário contendo carbono 1 usado teve uma espessura de 150 mm e a seguinte composição: 80% em massa de alumina, 10% em massa de magnésia, e 7% em massa de um material de carbono, com o saldo sendo um aglutinante, tal como uma resina e impurezas inevitáveis. Uma camada aderente de silicato de sódio 2 foi formada aplicando-se uma solução aquosa comercialmente disponível de silicato de sódio No 3 que contém 29% em massa de SiO2 e 9,5% em massa de Na2O ao refratário contendo carbono 1 com o uso de um pincel de pintura.

[0067] A camada aderente de silicato de sódio 2 se solidificou 30 minutos depois de sua aplicação e perdeu fluidez. Nesse estado, o refratário contendo carbono 1 foi instalado em uma panela de fundição de aço fundido. A espessura da camada aderente de silicato de sódio 2 era de 0,4 mm no tempo de aplicação e 0,2 mm após a secagem. Duas camadas de um refratário de revestimento aluminoso permanente 3 que têm, cada uma, uma espessura de 30 mm foram fornecidas no lado interno do invólucro de aço externo 4, 38 mm de espessura, da panela de fundição de aço fundido, ou seja, no lado mais próximo ao centro da panela de fundição de aço fundido. No lado interno do refratário de revestimento aluminoso permanente 3, o refratário contendo carbono 1 que serve como um refratário de desgaste foi instalado de maneira empilhada, com a camada aderente de silicato de sódio 2 em contato com o refratário de revestimento aluminoso permanente 3.

[0068] A panela de fundição de aço fundido que tem essa estrutu ra de revestimento foi operada por três meses. Especificamente, o aço fundido retirado de um conversor (não mostrado) foi mantido na panela de fundição de aço fundido por cerca de 3 horas e então mantido em estado de prontidão por duas horas. Essa operação foi repetida. Depois de cerca de um mês, a panela de fundição de aço fundido foi resfriada para reparo parcial de outra parte, e a panela de fundição de aço fundido foi reaquecida depois de cerca de quatro dias e começou a ser usada novamente. Quando a espessura residual do refratário contendo carbono 1 foi diminuída, o refratário contendo carbono 1 foi desmontado e o refratário contendo carbono 1 foi reinstalado. Em tal operação, a estrutura de revestimento foi usada por três meses.

[0069] A Figura 2 mostra a fotografia de uma porção de extremi dade do lado de face traseira do refratário contendo carbono 1 após três meses. Na Figura 2, as partes brancas são partes oxidadas do refratário contendo carbono 1 (camada oxidada de face traseira). Conforme mostrado na Figura 2, a oxidação de face traseira do refratário contendo carbono 1 fornecido pela presente invenção é suprimida de forma satisfatória.

[0070] Como Exemplo Comparativo, uma estrutura de revestimen to que não tem camada aderente de silicato de sódio 2 e obtida pela instalação do refratário de acordo com a técnica relacionada foi usada por três meses. A Figura 3 mostra a fotografia da face traseira do refratário contendo carbono 1 após três meses na estrutura de revestimento do Exemplo Comparativo. Nessa Figura, as partes brancas também são partes oxidadas do refratário contendo carbono 1 (camada oxidada de face traseira). Conforme mostrado na Figura 3, a oxidação de face traseira prossegue a uma profundidade de cerca de 40 mm no Exemplo Comparativo.

[0071] Isso mostra que a oxidação de face traseira do refratário contendo carbono 1 pode ser reduzida de modo eficaz com o uso da presente invenção.

EXEMPLO 2

[0072] Subsequentemente, outro estudo de verificação foi realiza do na presente invenção. A Figura 4 é uma vista que mostra uma estrutura de revestimento de uma panela de fundição de aço fundido em um moinho de ferro no Exemplo 2, sendo que a estrutura de revestimento é fornecida pelo método para suprimir a oxidação de face traseira da presente invenção. No Exemplo 2, uma camada aderente de silicato de sódio 2 foi formada na face traseira (no lado de invólucro de aço externo) de um refratário contendo carbono 1 como na primeira modalidade. Duas camadas de um refratário de revestimento alumino- so permanente 3 foram fornecidas no lado interno de um invólucro de aço externo 4 da panela de fundição de aço fundido, ou seja, no lado mais próximo ao centro da panela de fundição de aço fundido, enquanto uma folha de isolamento de calor 5 foi interposta entre o refratário de revestimento aluminoso permanente 3 e o invólucro de aço externo 4. No lado interno do refratário de revestimento aluminoso permanente 3, o refratário contendo carbono 1 que serve como um refratário de desgaste foi instalado de maneira empilhada, com a camada aderente de silicato de sódio 2 em contato com o refratário de revestimento aluminoso permanente 3.

[0073] O refratário contendo carbono 1 continha 80% em massa de alumina, 10% em massa de magnésia, e 7% em massa de um material de carbono, e teve uma espessura de 150 mm. A espessura da camada aderente de silicato de sódio 2 era de 0,4 mm no tempo de aplicação e 0,2 mm após a secagem. O refratário de revestimento permanente 3 incluiu duas camadas aluminosas em que cada uma tem uma espessura de 30 mm. A espessura da folha de isolamento de calor 5 foi de 5 mm e a espessura do invólucro de aço externo 4 foi de 38 mm.

[0074] No Exemplo 2, o silicato de sódio foi aplicado pelo mesmo método que no Exemplo 1. Cerca de um mês após o início de uso, foi observada oxidação parcial de face traseira a uma profundidade de cerca de 10 mm conforme mostrado na Figura 5 em cerca de um quarto da área. A oxidação de face traseira ocorreu em áreas em que a espessura da camada aderente de silicato de sódio não foi consistente, ou seja, irregular.

[0075] Portanto, uma solução aquosa comercialmente disponível de silicato de sódio No 3 foi diluída 1,2 vezes por adição de água, de modo que a fluidez da solução aquosa de silicato de sódio No 3 aumentou. Essa solução aquosa diluída de silicato de sódio No 3 foi aplicada duas vezes para tornar a espessura uniforme. A fluidez na face revestida desapareceu 10 minutos após a primeira aplicação e, portanto, a segunda aplicação foi realizada. A face revestida se solidificou substancialmente 30 minutos após a segunda aplicação e o refratário foi, desse modo, instalado em uma panela de fundição de aço fundido. A espessura da camada aderente de silicato de sódio 2 que foi finalmente obtida pela aplicação dupla e solidificação foi de 0,2 mm. Em relação à face traseira do refratário após três meses de uso, a oxidação da face traseira do refratário dificilmente prosseguiu como na Figura 2 para o exemplo 1.

[0076] Isso mostra que a aplicação dupla de silicato de sódio re duziu a geração de revestimento irregular e aprimorou um efeito de inibir a oxidação de face traseira do refratário contendo carbono 1. A solução aquosa de silicato de sódio No 3 que tem uma viscosidade relativamente alta de 22 mPa-s tendeu a gerar revestimento irregular. No entanto, quando a solução aquosa de silicato de sódio No 3 foi diluída 1,2 vezes, com água, a viscosidade diminuiu para 3 mPa-s e a geração de revestimento irregular foi drasticamente reduzida. Visto que foi constatado que a viscosidade da solução aquosa de silicato de sódio afeta a supressão de oxidação de face traseira, as propriedades de revestimento e o efeito de inibir oxidação de face traseira foram estudados para soluções aquosas de vários tipos de silicato de sódio.

[0077] Com uma solução aquosa de silicato de sódio No 4 que tem uma pequena viscosidade de 2 mPa-s, nenhum revestimento irregular foi gerado. Mesmo com uma solução aquosa de silicato de sódio No 2 que tem uma viscosidade de 13 mPa-s, que foi menor do que a solução aquosa de silicato de sódio No 3, revestimento irregular foi gerado e oxidação parcial de face traseira ocorreu. Quando a solução aquosa de silicato de sódio No 2 foi adicionalmente diluída 1,03 vezes com água, a viscosidade diminuiu para 10 mPa-s e o revestimento irregular e oxidação de face traseira foram suprimidos. O silicato de sódio No 1 teve uma viscosidade muito grande de 1.000 mPa-s ou mais e foi difícil aplicar o próprio silicato de sódio No 1. Quando esse silicato de sódio No 1 foi diluído 1,5 vezes com água, a viscosidade diminuiu para 2 mPa-s e nenhum revestimento irregular foi gerado, mas rachaduras foram geradas durante a secagem e oxidação de face traseira também ocorreu durante o uso.

[0078] Isso provavelmente se deve ao fato de que a razão molar de SiO2 para Na2O no silicato de sódio No 1 é 2,1, que é menor do que 2,4 para silicato de sódio No 2, 3,2 para silicato de sódio No 3, e 3,4 para silicato de sódio No 4, e o peso molecular de silicato de sódio No 1 é tão baixo quanto menos do que 200 e, consequentemente, a vis- coelasticidade é insuficiente e o filme de revestimento é instável. Consequentemente, foi constatado que o desempenho de inibição de oxidação satisfatória pode ser obtido quando a razão molar de SiO2 para um óxido alcalino R2O (R é um elemento de metal alcalino) é de 2,3 ou mais e a viscosidade é reduzida para 10 mPa-s ou menos, por exemplo, por diluição com água.LISTA DE REFERÊNCIAS NUMÉRICAS 1 Refratário contendo carbono 2 Camada aderente de silicato de sódio 3 Refratário de revestimento permanente 4 Invólucro de aço externo 5 Folha de isolamento de calor

Claims

1. Método para suprimir a oxidação de face traseira de um refratário contendo carbono (1), caracterizado pelo fato de que compreende formar uma camada aderente em uma face traseira de um refratário contendo carbono (1) aplicando-se uma solução aquosa de silicato de metal alcalino à face traseira e, então, solidificando-se a solução aquosa de silicato de metal alcalino, sendo que a solução aquosa de silicato de metal alcalino contém um óxido de metal alcalino R2O (R é um elemento de metal alcalino) e SiO2 e que tem uma razão molar de SiO2 ao óxido de metal alcalino de 2,3 ou mais, sendo que a face traseira é localizada oposta a uma face de trabalho, sendo que o refratário contendo carbono (1) é usado em uma alta temperatura de 400 °C ou mais e contém 1% em massa ou mais de carbono ou um composto de carbono.

2. Método para suprimir a oxidação de face traseira de um refratário contendo carbono (1), de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizado pelo fato de que a solução aquosa de silicato de metal alcalino tem uma viscosidade de 10 mPa-s ou menos.

3. Método para suprimir a oxidação de face traseira de um refratário contendo carbono (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o método compreende ainda instalar o refratário contendo carbono (1) em um utensílio 30 minutos ou mais depois de concluir a aplicação da solução aquosa de silicato de metal alcalino, sendo que o refratário contendo carbono (1) é dotado da solução aquosa de silicato de metal alcalino solidificada.

4. Método para suprimir a oxidação de face traseira de um refratário contendo carbono (1), de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a solução aquosa de silicato de metal alcalino compreende pelo menos um dentre os silica- tos de sódio No 2 e No 3 especificados no Padrão Industrial Japonês JIS K1408-1966, e silicato de sódio No 4.

5. Método para suprimir a oxidação de face traseira de um refratário contendo carbono (1), de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a solução aquosa de silicato de metal alcalino é uma solução aquosa de silicato de potássio.

6. Método para suprimir a oxidação de face traseira de um refratário contendo carbono (1), de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a aplicação da solução aquosa de silicato de metal alcalino é conduzida aplicando-se à face traseira do refratário contendo carbono (1) duas ou mais vezes.

7. Método para suprimir a oxidação de face traseira de um refratário contendo carbono (1), de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a camada aderente do silicato de metal alcalino após a solidificação tem uma espessura de 0,1 mm ou mais e 0,4 mm ou menos.

8. Estrutura de revestimento caracterizada pelo fato de que compreende um refratário contendo carbono (1) que é usado em uma alta temperatura de 400 °C ou mais e contém 1% em massa ou mais de carbono ou um composto de carbono, em que o refratário contendo carbono (1) é dotado de, em sua face traseira, uma camada aderente sólida de um silicato de metal alcalino, sendo que a face traseira é localizada oposta a uma face de trabalho, e uma razão molar de SiO2 presente no silicato de metal alcalino para um óxido de metal alcalino R2O (R é um elemento de metal alcalino) presente no silicato de metal alcalino é 2,3 ou mais.

9. Estrutura de revestimento, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a camada aderente sólida do silicato de metal alcalino tem uma espessura de 0,1 mm ou mais e 0,4 mm ou menos.

10. Refratário contendo carbono (1) caracterizado pelo fato de que compreende 1% em massa ou mais de carbono ou um com-posto de carbono e que tem uma camada aderente sólida de um silica- to de metal alcalino em pelo menos uma face que deve ser uma face traseira, que é localizada oposta a uma face de trabalho durante o uso, em que uma razão molar de SiO2 presente no silicato de metal alcalino para um óxido de metal alcalino R2O (R é um elemento de metal alcalino) presente no silicato de metal alcalino é 2,3 ou mais.

11. Refratário contendo carbono (1), de acordo com a rei-vindicação 10, caracterizado pelo fato de que a camada aderente sólida do silicato de metal alcalino tem uma espessura de 0,1 mm ou mais e 0,4 mm ou menos.