BR112019008409B1 - Tijolo de magnésia-carbono, e, método para produzir um tijolo de magnésia-carbono - Google Patents

Abstract

A presente invenção provê um tijolo de magnésia-carbono que não inclui grafite e tem excelentes resistências à fragmentação e à corrosão, e um método para a produção do tijolo de magnésia-carbono. O tijolo de magnésia-carbono de acordo com a presente invenção contém um total de 0,1 a 2,0% em massa de piche e/ou negro de fumo, total de 0,1 a 1,0% em massa de alumínio e/ou liga de alumínio, 3,0 a 10,0% em massa de magnésia tendo um diâmetro de partícula menor que 0,075 mm, e 87,0 a 96,0% em massa de magnésia tendo um diâmetro de partícula de 0,075 a 5 mm. A razão em massa de magnésia tendo um diâmetro de partícula de 1 a 5 mm com relação à magnésia tendo um diâmetro de partícula de 0,075 a 1 mm é de 1,66 a 2,34. Quando um aglutinante orgânico é adicionado a uma mistura de matéria-prima refratária que não contém grafite, e a mistura resultante é amassada, moldada e aquecida de modo a obter o tijolo de magnésia-carbono, o tijolo de magnésia-carbono obtido tem uma porosidade aparente de 8,0% ou menos após ser aquecido por 3 horas sob atmosfera redutora a 1400°C.

Description

[Campo técnico]

[001] A presente invenção refere-se a um tijolo de magnésia-carbono a ser usado para um recipiente de metal fundido, um forno de fundição e similares, bem como a um método de produção do mesmo.

[Fundamentos Da Técnica]

[002] Em geral, um tijolo de magnésia-carbono inclui grafite em flocos como uma fonte de carbono, em que, devido ao grafite em flocos incluído no mesmo, uma condutividade térmica é tão alta que existe um problema de perda de calor devido à dissipação de calor de um metal fundido bem como problema de captação de carbono. Além disso, quando isto é usado sob uma atmosfera oxidativa em um forno conversor, uma instalação de fundição secundária, ou semelhante, um componente de sedimento se infiltra em um poro que é formado pela perda de grafite devido à oxidação, de modo que a dissolução de um agregado seja facilitada; e assim, há também um problema de uma resistência à corrosão insuficiente.

[003] Tendo em vista estes problemas, é preferível que o tijolo de magnésia-carbono não inclua o grafite em flocos; no entanto, se o grafite em flocos não está incluído, ocorre um problema de diminuição em uma resistência à fragmentação.

[004] Por conseguinte, vários métodos têm sido propostos para suprimir a diminuição da resistência à fragmentação causada pela ausência do grafite em flocos. Por exemplo, o Documento de Patente 1 propõe um método no qual um aglutinante orgânico, um piche ou um negro de fumo é usado isoladamente ou como uma mistura dos mesmos como uma fonte alternativa de carbono do grafite em flocos. É aí descrito que, quando este método é usado, uma excelente resistência à fragmentação pode ser retida porque a sinterização não ocorre excessivamente (o aumento em um módulo de elasticidade é suprimido) mesmo se o tijolo que tem uma estrutura densa for usado a alta temperatura por um longo período de tempo. Além disso, no exemplo 9 do mesmo, um tijolo refratário de magnésia-alumina que não inclui grafite em flocos, mas inclui uma resina de fenol como aglutinante, 1% em massa de um piche, e 1% em massa de negro de fumo é descrito. No entanto, de acordo com o estudo dos inventores da presente invenção, mesmo se o método do Documento de Patente 1 fosse simplesmente aplicado ao tijolo de magnésia-carbono, verificou-se que havia problemas de formação de fissuras e assim por diante devido à fragmentação quando este era usado em um forno de desgaseificação de RH ou semelhantes.

[005] No Documento de Patente 2, tendo em vista a resistência à fragmentação, é indicado preferivelmente que uma taxa de ocupação das partículas tendo um diâmetro de partícula de mais de 10 µm e 500 µm ou menos na matéria-prima de magnésia seja de 20 a 50% em massa em razão à mistura de matérias-primas refratária, e que uma porção de partículas finas na matéria-prima de magnésia, especialmente a porção tendo um diâmetro de partícula de 10 µm ou menos, não é usada ou é pequena, se houver.

[006] Além disso, o Documento de Patente 3 descreve o tijolo de magnésia-carbono, em que na mistura de matérias-primas refratária, a razão em massa da partícula de magnésia tendo o diâmetro de partícula de 1 mm ou mais para a partícula de magnésia tendo o diâmetro de partícula menor que 1 mm é de 1,27 ou mais e 2,58 ou menos, bem como a quantidade de combinação de grafite no total de magnésia e grafite é de 10% ou menos em massa. Além disso, no Documento de Patente 3, é descrito da seguinte forma. Ou seja, “este tijolo de magnésia-carbono inclui mais partículas grossas quando comparado com um tijolo de magnésia-carbono geral, de modo que a resistência à fragmentação do mesmo seja boa apesar de uma pequena quantidade de combinação de grafite. No entanto, no caso de uma pequena quantidade de combinação do grafite, tal como, por exemplo, 6% ou menos em massa, a resistência à fragmentação do mesmo é por vezes insuficiente dependendo da condição de uso do mesmo. Nesse caso, é preferível combinar no mesmo um negro de fumo ou um piche, cuja temperatura de amolecimento é de 70°C ou maior e 370°C ou menor. Estas matérias-primas têm o efeito de melhorar a resistência à fragmentação do tijolo de magnésia-carbono. A quantidade de adição dessas matérias-primas não é particularmente restrita, mas a quantidade total dessas matérias-primas é preferencialmente 0,5% ou mais em massa e 4% ou menos em massa como uma porcentagem externa em razão à quantidade total de magnésia e grafite na mistura de matérias-primas refratária”.

[007] Ambos os Documentos de Patente 2 e 3 descrevem os exemplos, nos quais a mistura de matérias-primas refratária inclui grafite. No entanto, quando os inventores da presente invenção produziram o tijolo de magnésia sem queima, não incluindo grafite usando a mistura de matérias- primas refratária, na qual apenas grafite foi excluído destas misturas de matérias-primas refratárias, a resistência à fragmentação e a resistência à corrosão do mesmo foram insuficientes.

[Lista de citações] [Documentos de Patentes]

[008] Documento de Patente 1: Publicação Aberta ao Público de Patente Japonesa N° H11-322405 Documento de Patente 2: Publicação Aberta ao Público de Patente Japonesas N° 2007-182337 Documento de Patente 3: Publicação Aberta ao Público de Patente Japonesa N° 2013-72090

[Sumário da invenção] [Problemas a Serem Resolvidos pela Invenção]

[009] Os problemas a serem resolvidos pela presente invenção são prover um tijolo de magnésia-carbono que não inclui grafite, mas que possui uma excelente resistência à fragmentação e resistência à corrosão, bem como prover um método para a produção do mesmo.

[Meios para resolver os problemas]

[0010] Verificou-se na presente invenção que a mistura de matérias- primas refratária do tijolo de magnésia-carbono não inclui grafite, quando um piche e/ou um negro de fumo e alumínio e/ou liga de alumínio eram usados com as quantidades dos mesmos em respectivas faixas específicas e, além disso, uma razão em massa da magnésia tendo o diâmetro de partícula de 1 mm ou mais e menos que 5 mm para a magnésia tendo o diâmetro de partícula de 0,075 mm ou mais e menos que 1 mm foi 1,66 ou mais e a 2,34 ou menos, a densificação e a diminuição no módulo elástico após o tratamento térmico poderiam ser satisfeitas simultaneamente. Além disso, verificou-se que o tijolo de magnésia-carbono tendo excelente resistência à fragmentação e resistência à corrosão poderia ser obtido quando ele foi usado em um forno real.

[0011] Ou seja, de acordo com a presente invenção, o tijolo de magnésia-carbono de (1) a (6) e o método de produção do tijolo de magnésia- carbono de (7) podem ser providos.

[0012] (1) Um tijolo de magnésia-carbono, o tijolo de magnésia- carbono sendo obtido pela adição de um aglutinante orgânico a uma mistura de matérias-primas refratária, seguida de amassamento, moldagem e tratamento térmico, em que na mistura de matérias-primas refratária, um piche e/ou um negro de fumo é incluído com uma quantidade total de 0,1% ou mais em massa e 2,0% ou menos em massa, alumínio e/ou liga de alumínio é incluído(a) com uma quantidade total de 0,1% ou mais, em massa, e 1,0% ou menos em massa, uma magnésia tendo um diâmetro de partícula menor que 0,075 mm é incluída com uma quantidade de 3,0% ou mais em massa e 10,0% ou menos em massa, e uma magnésia tendo um diâmetro de partícula de 0,075 mm ou mais e menos que 5 mm é incluída com uma quantidade de 87,0% ou mais em massa e 96,0% ou menos em massa, mas o grafite não está incluído no mesmo; e uma razão em massa de uma magnésia tendo um diâmetro de partícula de 1 mm ou mais e menos que 5 mm para uma magnésia tendo um diâmetro de partícula de 0,075 mm ou mais e menos que 1 mm é de 1,66 ou mais e 2,34 ou menos; e uma porosidade aparente da mesma após ter sido submetida a um tratamento térmico sob uma atmosfera redutora a 1400°C por 3 horas é 8,0% ou menos.

[0013] (2) O tijolo de magnésia-carbono de acordo com (1), em que na mistura de matérias-primas refratária, o piche e o negro de fumo são usados em conjunto.

[0014] (3) O tijolo de magnésia-carbono de acordo com (1) ou (2), em que na mistura de matérias-primas refratária, o piche e/ou o negro de fumo são incluídos com uma quantidade total de 0,2% ou mais em massa e 1,4% ou menos em massa

[0015] (4) O tijolo de magnésia-carbono de acordo com qualquer um de (1) a (3), em que na mistura de matérias-primas refratária, o alumínio e/ou a liga de alumínio é/são incluído(s) em uma quantidade total de 0,1% ou mais em massa e 0,7% ou menos em massa.

[0016] (5) O tijolo de magnésia-carbono de acordo com qualquer um de (1) a (4), em que na mistura de matérias-primas refratária, a razão em massa da magnésia tendo o diâmetro de partícula de 1 mm ou mais e menos que 5 mm para a magnésia tendo um diâmetro de partícula de 0,075 mm ou mais e menos que 1 mm é de 1,85 ou mais e de 2,20 ou menos.

[0017] (6) O tijolo de magnésia-carbono de acordo com qualquer um de (1) a (5), em que na mistura de matérias-primas refratária, o silício é usado com uma quantidade total incluindo o alumínio e/ou a liga de alumínio sendo 0,2% ou mais em massa e 1,0% ou menos em massa.

[0018] (7) Um método para produzir um tijolo de magnésia-carbono, em que um aglutinante orgânico é adicionado a uma mistura de matérias- primas refratária seguido de amassamento, moldagem e tratamento térmico, a mistura de matérias-primas refratária incluindo, sem incluir grafite, um piche e/ou um negro de fumo com uma quantidade total de 0,1% ou mais em massa e 2,0% ou menos em massa, alumínio e/ou liga de alumínio com uma quantidade total igual ou maior que 0,1% em massa e 1,0% ou menos em massa, e magnésia tendo um diâmetro de partícula menor que 0,075 mm, com uma quantidade de 3,0% ou mais em massa e 10,0% ou menos em massa, e uma magnésia tendo um diâmetro de partícula de 0,075 mm ou mais e menos que 5 mm com uma quantidade de 87,0% ou mais em massa, e 96,0% ou menos em massa; e uma razão em massa de uma magnésia tendo o diâmetro de partícula de 1 mm ou mais e menos que 5 mm para uma magnésia tendo o diâmetro de partícula de 0,075 mm ou mais e menos que 1 mm é 1,66 ou mais e 2,34 ou menos.

[0019] Aqui, o termo “diâmetro de partícula” usado na presente invenção significa uma malha de peneira no momento em que as partículas de matéria-prima refratária são separadas por peneiramento. Por conseguinte, por exemplo, a magnésia tendo o diâmetro de partícula menor que 0,075 mm significa aquele que passa através de uma malha de peneira de 0,075 mm; e a magnésia tendo o diâmetro de partícula de 0,075 mm ou mais significa a que não passa através de uma malha de peneira de 0,075 mm.

[0020] A seguir, a composição da mistura de matérias-primas refratária, que é a característica da presente invenção, será explicada.

[0021] A fim de reduzir o módulo de elasticidade do tijolo, intensifica-se assim a resistência à fragmentação do mesmo, a quantidade do piche e/ou o negro de fumo a ser usado é 0,1% ou mais em massa e 2,0% ou menos em massa, enquanto preferivelmente 0,2% ou mais em massa, e 1,4% ou menos em massa. Quando a quantidade do piche e/ou o negro de fumo é menor que 0,1% em massa, a intensificação da resistência à fragmentação é insuficiente; e quando a quantidade do mesmo é maior que 2,0% em massa, a porosidade torna-se tão alta que a resistência à corrosão é diminuída.

[0022] Na presente invenção, a resistência à fragmentação e a resistência à corrosão do tijolo foram avaliadas pelos valores de medição de uma porosidade aparente e um módulo elástico de velocidade sônica após o tijolo ser submetido a um tratamento térmico sob uma atmosfera redutora a 1400°C por 3 horas. A porosidade aparente e o módulo elástico de velocidade sônica do tijolo descrito abaixo são os valores de medição obtidos após o tijolo ser submetido a um tratamento térmico sob uma atmosfera redutora a 1400°C por 3 horas. Além disso, a porosidade aparente também é chamada simplesmente de “porosidade”, e o módulo elástico de velocidade sônica também é chamado simplesmente de “módulo de elasticidade”.

[0023] Na mistura de matérias-primas refratária da presente invenção, de modo a proteger da oxidação e para densificar a estrutura, a quantidade de alumínio e/ou a liga de alumínio a ser usada é feita a 0,1% ou mais em massa e 1,0% ou menos em massa, enquanto de preferência 0,1% ou mais em massa e 0,7% ou menos em massa. Quando a quantidade do alumínio e/ou da liga de alumínio é maior que 1,0% em massa, ocorre uma expansão devido à reação do alumínio durante seu uso e, além disso, poros são formados devido à fusão e evaporação do alumínio e/ou da liga de alumínio, de modo que a porosidade aumente, resultando assim em uma resistência à corrosão insuficiente. Quando a quantidade do alumínio e/ou da liga de alumínio é menor que 0,1% em massa, o efeito de densificação da estrutura é insuficiente, de modo que a porosidade aumente, conduzindo assim a uma diminuição na resistência à corrosão. O efeito de densificação da estrutura pode ser expressado eminentemente usando o alumínio e/ou a liga de alumínio tendo um diâmetro de partícula fino, por exemplo, menos que 0,075 mm.

[0024] A mistura de matérias-primas refratária da presente invenção não inclui grafite. Portanto, especialmente a mistura combinada com uma pequena quantidade do pó da fonte de carbono não possui um efeito deslizante do grafite nas partículas da matéria-prima durante o tempo de moldagem, de modo que a propriedade de enchimento das mesmas seja deteriorada. Por conseguinte, porque a magnésia tendo um diâmetro de partícula menor que 0,075 mm pode influenciar significativamente a propriedade de enchimento durante o tempo de moldagem e adicionalmente à propriedade de sinterização durante o tempo de uso, o controle da quantidade do mesmo é muito importante. Ou seja, na mistura de matérias-primas refratária, quando a quantidade da magnésia tendo um diâmetro de partícula menor que 0,075 mm é menor que 3,0% em massa, os vazios na estrutura do tijolo não são suficientemente enchidos levando a um aumento na porosidade. Quando a quantidade de magnésia tendo um diâmetro de partícula menor que 0,075 mm é maior que 10,0% em massa, a propriedade de enchimento após a moldagem torna-se fraca, levando a um aumento na porosidade; e além disso, devido à grande quantidade de pós finos, a sinterização é facilitada, levando a um aumento no módulo de elasticidade. De modo a obter uma resistência à corrosão suficiente, a magnésia tendo um diâmetro de partícula de 0,075 mm ou mais e menos que 5 mm é usada, com uma quantidade de 87,0% ou mais em massa e 96,0% ou menos em massa.

[0025] Na mistura de matérias-primas refratária, quando a razão em massa da magnésia tendo o diâmetro das partículas de 1 mm ou mais e menos que 5 mm para a magnésia tendo um diâmetro de partícula de 0,075 mm ou mais e menos que 1 mm (massa da magnésia tendo o diâmetro das partículas igual ou maior que 1 mm e menor que 5 mm/massa da magnésia tendo um diâmetro de partícula igual ou maior que 0,075 mm e menor que 1 mm) for 1,66 ou mais e 2,34 ou menos, uma baixa porosidade e um baixo módulo de elasticidade pode ser obtido; e além disso, quando a razão em massa é 1,85 ou mais e 2,20 ou menos, uma porosidade ainda mais baixa e um módulo de elasticidade mais baixo podem ser obtidos. Quando a razão em massa é menor que 1,66, a porosidade e o módulo elástico são muito altos; e quando a razão em massa é maior que 2,34, a porosidade é muito alta. Em geral, quando a estrutura é densificada, o módulo elástico aumenta. No entanto, verificou-se da presente invenção que quando a razão em massa foi feita na faixa de 1,66 ou mais e 2,34 ou menos, a densificação da estrutura e a diminuição no módulo de elasticidade poderiam ser satisfeitas simultaneamente.

[0026] Por conseguinte, porque a estrutura do tijolo de magnésia- carbono da presente invenção é densificada, a porosidade aparente da mesma após ter sido submetida a tratamento térmico sob atmosfera redutora a 1400°C por 3 horas é de 8,0% ou menor. Portanto, o tijolo de magnésia-carbono tendo uma resistência à corrosão extremamente boa pode ser obtido.

[0027] Na mistura de matérias-primas refratária da presente invenção, com o objetivo de obter um efeito de densificação adicional da estrutura, silício (silício metálico) pode ser adicionado. A sua quantidade de adição é suficiente com 0,2% ou mais em massa e 1,0% ou menos em massa como uma quantidade total com alumínio e/ou liga de alumínio, ou 0,5% ou menos em massa quando está sozinho. Quando silício fino tendo um diâmetro de partícula menor que 0,045 mm é usado, o efeito de densificação da estrutura pode ser expressado eminentemente. Quando a quantidade de adição é maior que esta quantidade, as substâncias de baixo ponto de fusão são cada vez mais formadas no tijolo de carbono da magnésia, provocando deste modo a deterioração da resistência à corrosão e conduzindo a uma diminuição na sua durabilidade.

[Efeitos vantajosos da invenção]

[0028] O tijolo de magnésia-carbono da presente invenção não inclui grafite, e ainda tem excelente resistência à fragmentação e resistência à corrosão, de modo que isto possa ser usado sem problemas em um forno de conversão, uma instalação de fundição secundária e similares. Como resultado, não apenas a perda de calor e a coleta de carbono podem ser suprimidos, mas também a durabilidade do forno pode ser melhorada.

[Breve descrição do desenho] [FIG. 1]

[0029] Isto ilustra uma relação entre a resistência à corrosão do tijolo de magnésia-carbono e a porosidade aparente da mesma após ter sido submetido a tratamento térmico sob atmosfera redutora a 1400°C por 3 horas.

[Descrição das Formas de Realização]

[0030] A magnésia a ser usada na mistura de matérias-primas refratária na presente invenção pode ser qualquer uma de magnésia fundida e uma magnésia sinterizada ou ambas. A composição da mesma não é particularmente restrita; no entanto, a fim de obter uma resistência à corrosão intensificada adicional, a magnésia tendo uma pureza alta de MgO pode ser usada. Portanto, a pureza de MgO pode ser, por exemplo, 96% ou mais, ou mesmo 98% ou mais.

[0031] O piche e o negro de fumo são usados para intensificar a resistência à fragmentação, em que aqueles geralmente usados no tijolo de magnésia-carbono ou semelhantes podem ser usados sem problemas. O piche pode ser usado como pós ou como uma solução obtida dissolvendo-o em um solvente.

[0032] O alumínio, a liga de alumínio e o silício são usados de modo a intensificar a resistência à oxidação bem como para densificar a estrutura, em que aqueles geralmente usados no tijolo de magnésia-carbono ou semelhantes podem ser usados sem problemas.

[0033] Além de magnésia, breu e/ou negro de fumo, alumínio e/ou liga de alumínio e silício, uma matéria-prima geralmente usada como matéria- prima do tijolo de magnésio-carbono pode ser usada sem efeito adverso, desde que a quantidade da mesma seja 5% ou menos em massa. Especificamente, um metal diferente de alumínio, liga de alumínio e silício, bem como fibras, vidros e semelhantes, pode ser usado.

[0034] O tijolo de magnésia-carbono da presente invenção pode ser produzido por um método geral para produzir um tijolo de magnésia-carbono. Ou seja, o tijolo de magnésio-carbono da presente invenção pode ser obtido por adição de um aglutinante orgânico à mistura de matérias-primas refratária seguida de amassamento, moldagem e tratamento térmico.

[0035] No que se refere ao aglutinante orgânico, aglutinantes orgânicos usados em um tijolo de magnésia-carbono usual podem ser usados; por exemplo, uma resina de furano, uma resina de fenol ou semelhante pode ser usada. Além disso, o aglutinante orgânico pode ser usado em qualquer forma, como uma forma de pó, uma forma líquida na qual o aglutinante é dissolvido em um solvente adequado, ou uma forma mista da forma líquida e da forma em pó. Os métodos e as condições de amassamento, moldagem e tratamento térmico, cada um seguem aqueles usados em métodos de produção geral do tijolo de de magnésia-carbono. Por exemplo, a temperatura de tratamento térmico pode ser feita na faixa de 150 a 400°C.

[0036] O tijolo de magnésia-carbono da presente invenção obtido da maneira descrita acima pode ser usado como um material de revestimento interno de um forno para tratamento de um metal fundido, tal como um forno conversor, um forno elétrico, uma panela ou um forno de desgaseificação a vácuo. Este tijolo é especialmente adequado para o uso em que o coletor de carbono é problemático, portanto, para o uso em um forno de desgaseificação a vácuo, tal como RH.

[Exemplos]

[0037] Uma quantidade apropriada de resina fenólica foi adicionada como aglutinante orgânico à mistura de matérias-primas refratária descrita na Tabela 1. A seguir, depois de a mistura assim obtida ser amassada e depois moldada por uma prensa de óleo até uma forma de 230 mm x 114 mm x 100 mm, foi submetida a tratamento térmico (tratamento de secagem) na temperatura máxima de 250°C, com período de espera de 5 horas. A partir disso, amostras para medições de propriedades físicas foram cortados e, em seguida, a porosidade aparente e o módulo elástico de velocidade sônica foram medidos; e também a resistência à corrosão foi avaliada. [Tabela 1]

[0038] Na medição da porosidade aparente, uma amostra com a forma de 50 x 50 x 50 mm foi enterrado em um pó de coque; assim, depois de ter sido aquecido a 1400°C em um forno elétrico e mantido a essa temperatura por 3 horas, foi permitido que ele fosse resfriado naturalmente. Posteriormente, a porosidade aparente foi medida de acordo com JIS R 2205 usando querosene como solvente. Considera-se que, como a porosidade é mais baixa, o tijolo é mais denso, sendo assim mais eficaz na intensificação da resistência à corrosão.

[0039] Na medição do módulo elástico de velocidade sônica, da mesma forma que a medição da porosidade aparente, uma amostra com a forma de 20 x 20 x 80 mm foi enterrado em um pó de coque; assim, depois de ter sido aquecido a 1400°C em um forno elétrico e mantido a essa temperatura por 3 horas, foi permitido que ele fosse resfriado naturalmente. Posteriormente, o módulo de elasticidade foi obtido medindo uma velocidade sônica em uma direção que não tenha sido aplicada com uma pressão no momento da moldagem da amostra. A resistência à fragmentação foi considerada boa quando o módulo elástico foi de 72 GPa ou menor.

[0040] A resistência à corrosão foi avaliada com um teste de corrosão rotativa. No ensaio de corrosão rotativa, uma superfície interna de um tambor tendo um eixo geométrico de rotação horizontal foi tratada com um tijolo de amostra para revestimento. Um sedimento foi carregado no tambor e depois aquecida para corroer a superfície do tijolo. Um queimador de oxigênio- propano foi usado como uma fonte de aquecimento com a temperatura de teste de 1700°C; a composição de sedimento foi de 30% em massa de CaO, 30% em massa de SiO2, 20% em massa de Al2O3, e 20% em massa de FeO + Fe2O3, em que a carga e descarga do sedimento foram repetidas a cada 30 minutos durante 10 vezes. Após o teste, o tamanho máximo da parte erodida de cada tijolo (tamanho restante do tijolo) foi medido; e a resistência à corrosão foi expressada como o índice de resistência à corrosão em que o tamanho restante do tijolo no “Exemplo Comparativo 1” da Tabela 1 foi considerado como 100, indicando que a resistência à corrosão é melhor, pois o índice de resistência à corrosão é maior.

[0041] No Exemplo 1 ao Exemplo 3, o teor da magnésia tendo o diâmetro das partículas menor que 0,075 mm na mistura de matérias-primas refratária foi alterado dentro da faixa da presente invenção. Em todos eles, a porosidade aparente foi baixa, a resistência à corrosão foi boa, e o módulo elástico foi baixo.

[0042] Por outro lado, no Exemplo Comparativo 1, o teor da magnésia tendo o diâmetro de partícula menor que 0,075 mm era de 1,0% em massa, isto é, menor que o valor limite inferior do mesmo, conduzindo assim ao vazio com enchimento insuficiente; assim, a porosidade aparente foi aumentada e a resistência à corrosão foi diminuída. No Exemplo Comparativo 2, a magnésia tendo o diâmetro de partícula de 0,075 mm ou mais e menos que 5 mm era 85,0% em massa, isto é, menor que o valor limite inferior do mesmo, conduzindo assim a uma diminuição na propriedade de enchimento após moldagem; assim, a porosidade aparente foi aumentada e a resistência à corrosão foi diminuída. No Exemplo Comparativo 3, a magnésia tendo um diâmetro de partícula menor que 0,075 mm foi de 15,0% em massa, isto é, maior que o valor limite superior do mesmo, e a magnésia tendo o diâmetro de partícula de 0,075 mm ou mais e menos que 5 mm foi 83,5% em massa, isto é, menor que o valor limite inferior do mesmo, conduzindo assim a uma diminuição da propriedade de enchimento após a moldagem; assim, a porosidade aparente foi aumentada e a resistência à corrosão foi diminuída. Além disso, o teor de pós finos tendo diâmetro de partícula menor que 0,075 mm era tão grande que facilitou a sinterização, levando a um aumento no módulo de elasticidade.

[0043] No exemplo 4 ao exemplo 8, a razão em massa da magnésia tendo o diâmetro de partícula de 1 mm ou mais e menos que 5 mm à magnésia tendo o diâmetro de partícula de 0,075 mm ou mais e menos que 1 mm foi alterada dentro da faixa da presente invenção. Em todos eles, a porosidade aparente foi baixa, a resistência à corrosão foi boa, e o módulo de elasticidade foi baixo e mantido adequadamente. Além disso, no Exemplo 4 ao Exemplo 8, silício foi adicionado para que a porosidade fosse ainda diminuída. Ou seja, quando se compara o Exemplo 2 e o Exemplo 6, ambos tendo cerca da mesma razão em massa, no Exemplo 6 no qual o silício foi adicionado, a porosidade aparente foi menor e a resistência à corrosão foi maior. Além disso, nos Exemplos 4 e 8, as razões em massa foram de 1,66 e 2,34, respectivamente, isto é, fora da faixa preferida (1,85 ou mais e 2,20 ou menos), de modo que as porosidades do mesmo foram ligeiramente maiores que as dos Exemplos 5 a 7.

[0044] Por outro lado, a razão em massa no Exemplo Comparativo 4 foi de 1,30, isto é, menor que o valor limite inferior do mesmo, de modo que a porosidade foi aumentada, conduzindo assim a uma diminuição na resistência à corrosão e a um aumento significativo no módulo elástico. A razão em massa no Exemplo Comparativo 5 foi de 2,61, isto é, maior que o valor limite superior do mesmo, de modo que a porosidade foi significativamente aumentada, conduzindo assim a uma diminuição na resistência à corrosão.

[0045] No Exemplo 9 ao Exemplo 12, a quantidade de adição do piche e/ou do negro de fumo foi alterada dentro da faixa da presente invenção. Em todos eles, a porosidade aparente foi baixa, a resistência à corrosão foi boa, e o módulo elástico foi baixo. No Exemplo 10, apenas o negro de fumo com a quantidade de 1% em massa foi adicionado, e no Exemplo 11 apenas o piche com a quantidade de 1% em massa foi adicionado; nestes Exemplos, a porosidade foi ligeiramente maior e também o módulo elástico foi maior, quando comparado com o Exemplo 6, no qual o negro de fumo e o piche foram adicionados com a quantidade de 0,5% em massa cada. No entanto, no Exemplo 10 e no Exemplo 11, o aumento na porosidade foi suprimido pela adição de 0,2% em massa de silício.

[0046] Por outro lado, no Exemplo Comparativo 6, o negro de fumo e o piche não foram adicionados, de modo que o módulo de elasticidade foi significativamente aumentado. No Exemplo Comparativo 7, a quantidade de adição total do negro de fumo e o piche foi de 2,3% em massa, isto é, maior que o valor limite superior do mesmo da presente invenção, de modo que a porosidade foi significativamente aumentada levando assim a uma diminuição na resistência à corrosão.

[0047] No Exemplo 13 ao Exemplo 16, a quantidade de adição de alumínio foi alterada dentro da faixa da presente invenção; e assim, a porosidade aparente foi baixa, a resistência à corrosão foi aumentada, e o módulo elástico foi diminuído. No Exemplo 6, em que o alumínio e o silício foram adicionados com a quantidade total de 0,7% em massa, a porosidade foi menor assim levando a um aumento na resistência à corrosão quando comparado com o Exemplo 15, no qual apenas alumínio foi adicionado com a quantidade de 0,7% em massa. No Exemplo 16, a quantidade de adição de alumínio foi de 1,0% em massa, isto é, fora da faixa preferida (0,1% ou mais em massa e 0,7% ou menos em massa), de modo que a porosidade foi ligeiramente maior que a dos Exemplos 13 a 15.

[0048] Por outro lado, no Exemplo Comparativo 8, no qual o alumínio não foi adicionado, a estrutura não foi densificada de modo que a porosidade aparente foi aumentada, conduzindo assim a uma diminuição na resistência à corrosão. No Exemplo Comparativo 9, no qual a quantidade de adição de alumínio foi de 1,2% em massa, isto é, maior que o valor limite superior do mesmo da presente invenção; e assim, a porosidade foi aumentada de modo que a resistência à corrosão foi diminuída e o módulo elástico foi aumentado.

[0049] No Exemplo 17, no qual 0,2% em massa de silício e 0,2% em massa de carboneto de boro como um antioxidante foram adicionados, e no Exemplo 18, no qual 0,2% em massa de silício, 0,5% em massa de uma liga de Al-Mg (teor de Al de 50% em massa), e 0,5% em massa de carboneto de boro como antioxidante foram adicionados. Nestes Exemplos, uma diminuição adicional na porosidade, bem como um aumento na resistência à corrosão, pode ser conseguida em comparação com o Exemplo 5.

[0050] No Exemplo Comparativo 10 e no Exemplo Comparativo 11, nos quais o grafite em flocos foi adicionado 1,0% em massa e 3,0% em massa, respectivamente, as porosidades eram mais altas de modo que as resistências à corrosão eram mais baixas, quando comparadas com todos os Exemplos.

[0051] A parede lateral de um vaso inferior de RH foi tratada com o tijolo do Exemplo 6 ou o tijolo do Exemplo Comparativo 4 para revestimento interno, e depois, foram usados para 350 vezes (ch) cada; depois disso, os tijolos depois de terem sido usados foram recuperados e verificados. No tijolo do Exemplo 6, não houve fissuras, indicando que este foi muito bem usado com a taxa de perda de erosão de 1,1 mm/ch. No tijolo do Exemplo Comparativo 4, houve fissuras e esfoliação com a taxa de perda de erosão de 2,3 mm/ch.

[0052] Na Fig. 1, uma relação é mostrada entre a resistência à corrosão dos tijolos de magnésia-carbono dos Exemplos e Exemplos Comparativos e a porosidade aparente dos mesmos após ter sido submetido a tratamento térmico sob atmosfera redutora a 1400°C por 3 horas. Pode ser visto que nos tijolos de carbono de magnésia dos Exemplos, as porosidades aparentes eram de 8,0% ou menos, tendo assim boas resistências à corrosão. Por outro lado, em Exemplos Comparativos, pode ser visto que as porosidades aparentes eram maiores que 8,0%, tendo assim resistências à corrosão significativamente reduzidas, exceto no Exemplo Comparativo 6. Deve ser notado aqui que porque o Exemplo Comparativo 6 não usou o negro de fumo e/ou o piche, a resistência à fragmentação do mesmo não estava em um nível de um uso prático.

Claims (7)

1. Tijolo de magnésia-carbono, caracterizado pelo fato de que é obtido pela adição de um aglutinante orgânico a uma mistura de matérias- primas refratária seguida de amassamento, moldagem, e tratamento térmico, em que: na mistura de matérias-primas refratária, um piche e/ou um negro de fumo é incluído com uma quantidade total de 0,1% ou mais em massa e 2,0% ou menos em massa, alumínio e/ou liga de alumínio é/são incluída(os) com uma quantidade total de 0,1% ou mais em massa, e 1,0% ou menos em massa, uma magnésia tendo um diâmetro de partícula menor que 0,075 mm é incluída com uma quantidade de 3,0% ou mais em massa e 10,0% ou menos em massa, e uma magnésia tendo um diâmetro de partícula de 0,075 mm ou mais e menos que 5 mm é incluída com uma quantidade de 87,0% ou mais em massa e 96,0% ou menos em massa, mas o grafite não está incluído no mesmo; e uma razão em massa de uma magnésia tendo um diâmetro de partícula de 1 mm ou mais e menos que 5 mm a uma magnésia tendo um diâmetro de partícula de 0,075 mm ou mais e menos que 1 mm é de 1,66 ou mais e 2,34 ou menos; e uma porosidade aparente da mesma após ter sido submetida a um tratamento térmico sob uma atmosfera redutora a 1400°C por 3 horas é 8,0% ou menos.

2. Tijolo de magnésia-carbono de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na mistura de matérias-primas refratária, o piche e o negro de fumo são usados em conjunto.

3. Tijolo de magnésia-carbono de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que na mistura de matérias-primas refratária, o piche e/ou o negro de fumo são incluídos com uma quantidade total de 0,2% ou mais em massa e 1,4% ou menos em massa.

4. Tijolo de magnésia-carbono de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que na mistura de matérias- primas refratária, o alumínio e/ou a liga de alumínio é/são incluída(os) com uma quantidade total de 0,1% ou mais em massa e 0,7% ou menos em massa.

5. Tijolo de magnésio-carbono de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que na mistura de matérias- primas refratária, a razão em massa da magnésia tendo o diâmetro de partícula de 1 mm ou mais e menos que 5 mm à magnésia tendo o diâmetro da partícula de 0,075 mm ou mais e menos que 1 mm é 1,85 ou mais e 2,20 ou menos.

6. Tijolo de magnésia-carbono de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que na mistura de matérias- primas refratária, o silício é usado com uma quantidade total incluindo o alumínio e/ou a liga de alumínio sendo 0,2% ou mais em massa e 1,0% ou menos em massa.

7. Método para produzir um tijolo de magnésia-carbono como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um aglutinante orgânico é adicionado a uma mistura de matérias-primas refratária seguido de amassamento, moldagem e tratamento térmico, a mistura de matérias-primas refratária incluindo, sem incluir grafite, um piche e/ou negro de fumo com uma quantidade total igual ou maior que 0,1% em massa e 2,0% ou menos em massa de alumínio e/ou liga de alumínio com uma quantidade total igual ou maior que 0,1% em massa e 1,0% ou menos em massa, e uma magnésia tendo um diâmetro de partícula menor que 0,075 mm com uma quantidade de 3,0% ou mais em massa e 10,0% ou menos em massa, e uma magnésia tendo um diâmetro de partícula de 0,075 mm ou mais e menos que 5 mm com uma quantidade de 87,0% ou mais em massa e 96,0% ou menos em massa; e uma razão em massa de uma magnésia tendo um diâmetro de partícula de 1 mm ou mais e menos que 5 mm para uma magnésia tendo um diâmetro de partícula de 0,075 mm ou mais e menos que 1 mm é de 1,66 ou mais e 2,34 ou menos.