BR112020015497A2

BR112020015497A2 - Composição refratária, camada refratária, método de produção de um revestimento, revestimento de trabalho e recipiente metalúrgico e método

Info

Publication number: BR112020015497A2
Application number: BR112020015497-0A
Authority: BR
Inventors: Beda Mohanty; Daniel T. Schaner; Roger L. Maddalena
Original assignee: Vesuvius Usa Corporation
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2020-12-08
Also published as: BR112020015497B1; EP3749474A1; CA3088205A1; JP2021513498A; TW201936542A; MX2020008329A; CN110128118B; KR102649884B1; TWI847975B; CN110128118A; AR114359A1; KR20200118802A; JP7289841B2; US11746053B2; EP3749474A4; WO2019156845A1; US20210002176A1

Abstract

a presente invenção se refere a uma composição refratária para formar um revestimento de trabalho em um recipiente metalúrgico que contém uma fração de partículas refratárias de grãos grossos e uma fração de partículas refratárias de grãos finos, ou pelo menos 0,25% de óxido de cálcio aditivo, ou pelo menos 0,25% de dióxido de titânio. as partículas refratárias de grãos grossos podem incluir partículas de alumina, partículas de magnésia, partículas de espinélio de aluminato de magnésio, partículas de zircônia ou partículas de doloma, ou uma combinação de quaisquer dessas partículas. as partículas refratárias de grãos finos podem ser constituídas por qualquer óxido refratário de baixa magnésia. a composição refratária pode ser aplicada a um recipiente metalúrgico por pulverização, pistola, projeto em concreto, vibração, fundição, talochamento ou posicionamento de formas refratárias pré-formadas, ou uma combinação de quaisquer dessas técnicas. quando em contato com metal fundido, o metal fundido penetra no material refratário, umedecendo as partículas refratárias de grãos grossos e formando uma camada de barreira refratário-metal compósita que diminui ou bloqueia o transporte de oxigênio através do revestimento refratário.

Description

“COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA, CAMADA REFRATÁRIA, MÉTODO DE PRODUÇÃO DE UM REVESTIMENTO, REVESTIMENTO DE TRABALHO E RECIPIENTE METALÚRGICO E MÉTODO” ANTECEDENTES

[0001] As informações descritas nesta seção de antecedentes não são necessariamente técnica anterior reconhecida.

[0002] Nos processos metalúrgicos, como a fundição, o metal fundido é transportado entre as operações da unidade em recipientes metalúrgicos. Por exemplo, em processos de fundição contínua, o aço fundido é despejado de um forno de fabricação de aço para uma colher de fundição. À colher de fundição funciona como um recipiente de transporte, dentro da qual o aço fundido se move do forno siderúrgico para uma plataforma de fundição. Na plataforma de fundição, o aço fundido é transferido da colher de fundição para um distribuidor. O distribuidor funciona como um dispositivo de medição que distribui o aço fundido através de um ou mais bicos para dentro de moldes em um fluxo contínuo.

[0003] Recipientes metalúrgicos, como, por exemplo, colheres de fundição e distribuidores, devem conter fisicamente metal fundido a temperaturas relativamente altas, por exemplo, em processos de fabricação de aço, a temperaturas superiores a 1.400ºC (2.552ºF) e, em alguns casos, superiores a 1.500ºC ou mesmo 1.600ºC. Consequentemente, os recipientes metalúrgicos são revestidos com materiais refratários para fornecer superfícies de contato com metais fundidos física e quimicamente estáveis e isolamento entre o metal fundido e as cascas dos recipientes, que normalmente são feitas de aço sólido e, portanto, são suscetíveis a superaquecimento e perda de integridade mecânica se em contato com metal fundido. Convencionalmente, as composições de revestimentos refratários de contato por fusão em recipientes metalúrgicos são formuladas para serem o mais quimicamente inertes e fisicamente estáveis possível em relação ao metal fundido contido nos recipientes.

[0004] Muitos metais e ligas fundidos, e particularmente ferro e aço fundidos, são reativos com espécies de oxigênio, como o oxigênio atmosférico (O2). O ferro no aço fundido reagirá com espécies de oxigênio e produzirá óxidos de ferro. Isso pode ser particularmente problemático durante as operações de transporte e fundição pós-refinação, onde os óxidos de ferro formados em ferro fundido e aço tornam-se inclusões de óxido solidificado e, portanto, diminuem a limpeza de produtos de ferro fundido e aço. Esse problema pode ser ainda mais complicado pela porosidade e permeabilidade dos revestimentos refratários de contato por fusão ao oxigênio atmosférico (O2). Observou-se, por exemplo, que o oxigênio atmosférico (O2) tende a transportar através de revestimentos refratários de contato por fusão em recipientes metalúrgicos, em direção à interface de fusão refratária, onde ferro fundido e outros constituintes de aço (por exemplo, carbono, silício, cromo, manganês, etc.) são oxidados.

[0005] Uma variedade de produtos refratários foi desenvolvida para revestimentos de recipientes metalúrgicos. No entanto, composições e produtos refratários aprimorados para revestimentos de recipientes metalúrgicos, que fornecem melhores propriedades de barreira anti-oxidação durante o uso, seriam vantajosos.

SUMÁRIO

[0006] A invenção descrita neste relatório refere-se a composições refratárias que fornecem propriedades de barreira anti-oxidação durante o uso como revestimentos de contato por fusão (isto é, revestimentos de trabalho) em recipientes metalúrgicos. A invenção descrita neste relatório também se refere a revestimentos de trabalho refratários produzidos a partir de composições refratárias, recipientes metalúrgicos que compreendem os revestimentos refratários, métodos de fabricação de revestimentos refratários e de fabricação de recipientes metalúrgicos que compreendem os revestimentos refratários e métodos de utilização de recipientes metalúrgicos que compreendem os revestimentos refratários em processos metalúrgicos. Os revestimentos refratários fornecem propriedades de barreira anti-coxidação aumentadas, caracterizadas por, por exemplo, um efeito de ataque químico in situ e/ou um efeito de penetração de porosidade no revestimento refratário, infiltração de metal fundido no revestimento refratário que sofre ataque químico e/ou poroso e aprisionamento do metal fundido infiltrado dentro do revestimento refratário, formando assim uma camada de barreira de metal refratário compósita que diminui ou bloqueia o transporte de oxigênio através do revestimento refratário.

[0007] Por exemplo, uma composição refratária para formar um revestimento de trabalho em um recipiente metalúrgico compreende, em porcentagem em massa total da composição refratária, pelo menos 20,0% de partículas refratárias de grãos grossos. As partículas refratárias de grãos grossos têm um tamanho de partícula de pelo menos 150 micrômetros (malha +100). As partículas refratárias de grãos grossos compreendem partículas de alumina, partículas de magnésia, partículas de espinélio de aluminato de magnésio, partículas de zircônia ou partículas de doloma, ou uma combinação de quaisquer delas. A composição refratária compreende ainda pelo menos 0,25% de óxido de cálcio aditivo e, em alguns casos, pelo menos 1,5%. Alternativamente, ou além disso, a composição refratária compreende ainda pelo menos 5,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia com um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100). Em alguns casos, a composição refratária compreende ainda pelo menos 0,25% de óxido de cálcio aditivo e pelo menos 5,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia, com um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100) Em alguns casos, a composição refratária compreende ainda pelo menos 0,25% de dióxido de titânio.

BREVE DESCRIÇÃO Dos DESENHOS

[0008] Vários aspectos e características da invenção descritos neste relatório podem ser mais profundamente entendidos com referência às Figuras em anexo, nas quais: A Figura 1 é uma fotografia de um corte transversal de uma amostra de teste de fusão de aço que mostra quatro zonas separadas do casco de revestimento de trabalho anexado; As Figuras 2A e 2B são imagens de microscopia eletrônica de varredura da interface aço-casco de uma primeira zona (0% de TiO2) da amostra de teste de fusão de aço mostrada na Figura 1; As Figuras 3A e 3B são imagens de microscopia eletrônica de varredura da interface aço-casco de uma segunda zona (3% de TiO2) da amostra de teste de fusão de aço mostrada na Figura 1; As Figuras 4A e 4B são imagens de microscopia eletrônica de varredura da interface aço-casco de uma terceira zona (6% de TiO2) da amostra de teste de fusão de aço mostrada na Figura 1; As Figuras 5A e 5B são imagens de microscopia eletrônica de varredura da interface aço-casco de uma quarta zona (9% de TiO2) da amostra de teste de fusão de aço mostrada na Figura 1; A Figura 6A é uma imagem de microscopia eletrônica de varredura da quarta zona (9% de TiO2) do casco de revestimento de trabalho da amostra de teste de fusão de aço mostrada na Figura 1; e A Figura 6B é uma imagem de microscopia eletrônica de varredura ampliada que mostra uma porção da imagem mostrada na Figura 6A e também mostra os resultados de uma análise de espectroscopia de energia dispersiva realizada na porção ampliada do casco de revestimento de trabalho.

[0009] O leitor apreciará os aspectos e características acima, bem como outros, ao considerar a seguinte descrição detalhada da invenção.

DESCRIÇÃO

[0010] As composições refratárias descritas neste relatório produzem revestimentos de trabalho ou outras estruturas refratárias que fornecem propriedades de barreira anti-oxidação durante o uso em recipientes metalúrgicos. Conforme usado neste relatório, incluindo as reivindicações, o termo "revestimento de trabalho" significa uma camada refratária mais interna que entra em contato com o metal fundido contido em um recipiente metalúrgico. Conforme usado neste relatório, incluindo as reivindicações, o termo "metal" significa tanto metais quanto ligas metálicas.

[0011] Um distribuidor usado em processos de fundição contínua de aço, por exemplo, pode compreender uma estrutura de revestimento refratário que compreende pelo menos duas camadas: (1) um “revestimento de segurança” refratário permanente ou semipermanente que entra em contato com a casca metálica externa do distribuidor ou, em alguns casos, um painel de fibras isolante localizado entre a casca metálica externa e o revestimento de segurança; e (2) um “revestimento de trabalho” refratário de contato por fusão mais interno aplicado sobre o revestimento de segurança. Os revestimentos de segurança são geralmente construídos com composições refratárias moldáveis ou tijolos refratários montados e opcionalmente argamassados em uma estrutura de revestimento imediatamente adjacente a e em contato com a casca de metal externa do distribuidor (ou isolamento de painel de fibra interposto). Os revestimentos de trabalho são geralmente construídos com camadas refratárias monolíticas aplicadas sobre os revestimentos de segurança, usando-se técnicas de aplicação que incluem, mas não necessariamente limitadas a: pulverização, aplicação por pistola, arremesso, vibração (por exemplo, vibração a seco), fundição (por exemplo, pré-fundição), talochamento ou outra aplicação manual, ou posicionamento de formas refratárias pré-formadas formadas a partir de uma composição refratária (por exemplo, placas refratárias ou painéis de parede).

Em algumas implementações, um distribuidor pode compreender uma estrutura refratária que compreende três ou quatro camadas: (1) o revestimento de segurança (opcionalmente com uma camada de isolamento de painel de fibras subjacente); (2) um “revestimento de apoio” refratário intermediário aplicado sobre o revestimento de segurança, que funciona como uma camada de separação para facilitar a remoção do casco de metal após a conclusão de uma operação de fundição contínua; e (3) o revestimento de trabalho aplicado sobre o revestimento de apoio.

[0012] Após a conclusão de uma operação de fundição contínua, o aço residual que não foi drenado de um distribuidor pode ser resfriado e solidificado para formar um casco, que se adere ao revestimento de trabalho. O casco pode ser removido invertendo-se o distribuidor em uma operação denominada “decascamento". A massa do casco sob a força da gravidade causa uma separação entre o revestimento de trabalho e o revestimento de segurança subjacente, que permanece seguro dentro do distribuidor invertido e não cai com o casco. O distribuidor pode, então, ser reprocessado para outra operação de fundição contínua, aplicando um novo revestimento de trabalho sobre o revestimento de segurança, ou aplicando um novo revestimento de apoio e um novo revestimento de trabalho.

[0013] As composições refratárias descritas neste relatório são formuladas em termos de composição química e tamanho de partícula para produzir revestimentos de trabalho em recipientes metalúrgicos que são infiltrados pelo metal fundido contido nos recipientes metalúrgicos. O metal fundido infiltrante penetra na porosidade na composição refratária, molha as partículas refratárias de grãos grossos na composição refratária e fica preso dentro do revestimento de trabalho, abaixo da superfície do revestimento aplicado. A penetração na porosidade, o umedecimento das partículas refratárias de grãos grossos e o aprisionamento do metal fundido infiltrante produz, in situ, uma barreira antioxidação de metal refratário compósita que diminui ou bloqueia o transporte de oxigênio através do revestimento refratário. Sem a intenção de se limitar pela teoria, acredita-se que a infiltração e o aprisionamento do metal fundido sejam facilitados por um efeito do tipo ataque químico in situ, no qual os óxidos de ferro produzidos localmente na interface refratária de fusão reagem quimicamente com os constituintes na composição refratária aplicada para produzir compostos de ponto de fusão relativamente baixo, que derretem do revestimento de trabalho e são substituídos pelo metal fundido.

[0014] Em operações metalúrgicas, como a fundição de aço contínua de distribuidores com revestimentos refratários, o oxigênio atmosférico (O2) e a umidade (H2O0) podem se difundir ou transportar do ambiente ao redor, através dos revestimentos refratários, incluindo o revestimento de trabalho, e atingir a interface refratário-escória na superfície do revestimento de trabalho. Nessa interface, o oxigênio e a umidade podem reagir e oxidar o ferro fundido, produzindo óxidos de ferro, particularmente óxido de ferro (Il) (FeO) em aços de baixo carbono. Nos aços de alta liga, o oxigênio e a umidade também podem reagir com e oxidar elementos de liga, como carbono, silício, cromo, manganês e similares. — Como descrito acima, a formação de óxidos como FeO em distribuidores de fundição contínua é problemática porque os óxidos podem se solidificar como inclusões não metálicas nos produtos de aço fundido, o que indesejavelmente diminui a limpeza da liga de aço. Por conseguinte, é desejável bloquear ou diminuir o transporte de oxigênio e umidade através de revestimentos de trabalho refratários em distribuidores e outros recipientes metalúrgicos.

[0015] Óxidos de ferro, como o FeO, também podem reagir com os óxidos constituintes em revestimentos refratários em recipientes metalúrgicos. Por exemplo, os óxidos de ferro podem reagir com óxido de cálcio ou materiais contendo óxido de cálcio (por exemplo, cal, argilas, cimentos, vidros de soda-cal e similares) presentes em revestimentos refratários (como materiais ligantes, por exemplo) para produzir compostos com temperaturas de ponto de fusão inferiores à temperatura do metal fundido contido no recipiente (por exemplo, inferior a 1.400ºC, que é menor que a temperatura do ponto de fusão de muitas ligas de aço) Da mesma forma, os óxidos de ferro podem reagir com outros constituintes refratários (por exemplo, sílica e alumina) para produzir compostos de ponto de fusão relativamente baixo. Além disso, o tamanho relativo das partículas constituintes que formam um revestimento refratário aplicado pode afetar a cinética das reações entre os óxidos de ferro e os óxidos constituintes. Geralmente, quanto menores forem as partículas de óxido refratário constituintes (por exemplo, partículas contendo óxido de cálcio (cálcia), alumina, sílica, mulita ou óxidos similares com baixo teor de magnésia), mais rapidamente esses óxidos refratários reagirão com óxidos de ferro fundido e produzirão compostos de menor temperatura de ponto de fusão.

[0016] Ao formular a composição química e a distribuição granulométrica das composições refratárias para facilitar a reatividade limitada com óxidos de ferro produzidos in situ, as composições refratárias podem ser engenheiradas para a desintegração parcial e limitada da composição refratária aplicada, resultante do efeito do tipo ataque químico dos óxidos de ferro nos materiais ligantes contendo óxido de cálcio e das partículas refratárias de grãos finos na composição refratária aplicada. As partículas refratárias de grãos grossos, no entanto, geralmente são grandes o suficiente para que as reações do óxido de ferro não afetem substancialmente a integridade ou o tamanho dessas partículas. Os materiais que efetivamente sofreram ataque químico são substituídos, in situ, por metal fundido, que molha e infiltra as partículas refratárias de grãos grossos remanescentes, formando uma fase metálica que cimenta as partículas refratárias de grãos grossos. As partículas refratárias de grãos grossos formam, assim, uma fase refratária em um material compósito de metal refratário. Essa abordagem para projeto refratário — isto é, a promoção da penetração de metal fundido em, e a destruição parcial de, uma camada refratária de contato por fusão em um recipiente metalúrgico — é totalmente contra-intuítiva e contrária à sabedoria convencional na área. Isso ocorre porque seria esperado que a promoção da penetração de metal fundido na porosidade e um efeito do tipo ataque químico e infiltração de metal comprometessem a integridade estrutural de um revestimento de trabalho refratário e fossem contraproducentes nas operações de produção de metais. Não obstante a sabedoria convencional, essa abordagem inesperadamente produz, in situ, uma barreira anti-oxidação de metal refratário compósita que diminui ou bloqueia o transporte de oxigênio através do revestimento refratário.

[0017] As camadas de barreira anti-oxidação in situ, produzidas a partir das composições refratárias descritas neste relatório podem ser usadas como revestimentos de trabalho em recipientes metalúrgicos, principalmente em distribuidores para a fundição contínua de aço. Um revestimento de trabalho para um recipiente metalúrgico pode compreender uma fase refratária e uma fase metálica. A fase refratária pode compreender partículas refratárias de grãos grossos. As partículas refratárias de grãos grossos podem compreender partículas de alumina, partículas de magnésia, partículas de espinélio de aluminato de magnésio, partículas de zircônia ou partículas de doloma ou uma combinação de quaisquer das mesmas. A fase metálica pode compreender o umedecimento de metal fundido (por exemplo, ferro ou aço) e a infiltração das partículas refratárias de grãos grossos da fase refratária. A fase metálica penetra na fase refratária, e as duas fases juntas formam um material compósito de metal refratário. O revestimento de trabalho pode ser formado a partir de uma composição refratária que compreende, em porcentagem em massa total da composição refratária, pelo menos 20% das partículas refratárias de grãos grossos. A composição refratária também pode compreender um ou mais dentre: (i) pelo menos 1,5% de óxido de cálcio aditivo; ou (ii) pelo menos 5,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia, com um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100); ou (iii) pelo menos 0,25% de óxido de cálcio aditivo e pelo menos 5,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia com um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100); ou (iv) pelo menos 0,25% de dióxido de titânio.

[0018] O metal que forma a fase metálica se infiltra na porosidade na composição refratária aplicada e nos espaços intergranulares entre as partículas refratárias de grãos grossos que formam a fase refratária. Esses espaços intergranulares são formados in situ a partir do efeito do tipo ataque químico dos óxidos de ferro nos materiais ligantes contendo óxido de cálcio, ou nas partículas refratárias de grãos finos, ou ambos, na composição refratária aplicada. A camada de barreira de metal refratário compósita resultante diminui ou bloqueia o transporte de oxigênio através do revestimento de trabalho porque a porosidade e o espaço intergranular são preenchidos com metal infiltrado, que é preso entre as partículas refratárias de grãos grossos. Sem a intenção de se limitar pela teoria, acredita-se que o metal aprisionado que forma a fase metálica se torne uma fase estagnada dentro do revestimento de trabalho durante o uso (ou seja, nenhum movimento de fluido aparente ou mistura com metal fundido aparente contido em um recipiente metalúrgico) O aprisionamento e estagnação do metal dentro dos espaços da porosidade e intergranulares bloqueiam ou diminuem a difusão ou outro transporte de oxigênio e umidade através do revestimento de trabalho, assim impedindo ou diminuindo a contaminação por oxigênio do metal fundido aparente contido em um recipiente metalúrgico.

[0019] As composições refratárias, particularmente composições refratárias monolíticas que podem ser pulverizadas, aplicadas por pistola,

projetadas em concreto, moldáveis e vibráveis a seco formuladas para aplicação in situ como revestimentos de trabalho de recipientes metalúrgicos podem conter tanto partículas refratárias de grãos grossos quanto partículas refratárias de grãos finos. Conforme usado neste relatório, incluindo as reivindicações, o termo "partículas refratárias de grãos grossos" significa partículas com um tamanho de partícula de pelo menos (isto é, maior que ou igual a) 150 micrômetros, e o termo "partículas refratárias de grãos finos” significa partículas com tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros. O tamanho das partículas de pós de fluxo livre pode ser medido usando-se uma análise de peneira seca, de acordo com a norma ASTM C 92 - 95 (2015): Métodos de teste padrão para análise de peneira e teor de água de materiais refratários, que é incorporado por referência a este relatório e em que partículas refratárias de grãos grossos são retidas em uma malha Tyler Standard 100 (tamanho padrão de peneira dos EUA nº 100) e as partículas refratárias de grãos finos passam por uma malha Tyler Standard 100 (tamanho padrão de peneira dos EUA nº 100). Todos os valores de malha especificados neste relatório são expressos como Padrão Tyler, a menos que indicado de outra forma. Os tamanhos de partícula das partículas constituintes em composições refratárias aplicadas (por exemplo, em revestimentos de trabalho aplicados e curados ou usados removidos de recipientes metalúrgicos), ou de outro modo em artigos refratários formados, podem ser medidos como uma média da amostra por análise de imagem de partículas de acordo com a ISO 13322-1: 2014: Análise por tamanho de partícula - Métodos de análise de imagem - Parte 1: Métodos de análise de imagem estática, que é incorporada por referência a este relatório.

[0020] As composições refratárias para formar revestimentos de trabalho em recipientes metalúrgicos podem compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária, pelo menos 20,0% de partículas refratárias de grãos grossos com um tamanho de partícula de pelo menos 150 micrômetros

(malha +100), em que as partículas refratárias de grãos grossos compreendem partículas de alumina, partículas de magnésia, partículas de espinélio de aluminato de magnésio, partículas de zircônia ou partículas de doloma, ou uma combinação de quaisquer das mesmas. As composições refratárias podem ainda compreender um ou mais dentre: (i) pelo menos 1,5% de óxido de cálcio aditivo; ou (ii) pelo menos 5,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia, com um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100); ou (iii) pelo menos 0,25% de óxido de cálcio aditivo e pelo menos 5,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia com um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100); ou (iv) pelo menos 0,25% de dióxido de titânio. Neste relatório, incluindo as reivindicações, quando uma porcentagem de massa de um componente óxido na composição refratária é especificada, a porcentagem de massa é medida por análise de fluorescência de raios-X (XRF), realizada de acordo com a ISO 12677: 2011: Análise química de produtos refratários pelo método de fluorescência de raios-X (XRF) - contas moldadas fundidas, que é incorporada por referência neste relatório. — As porcentagens especificadas de massa de componentes particulados nas composições refratárias são feitas com base em massa seca (isto é, sem adição de água) e são medidas por operações de pesagem a seco.

[0021] Sem a intenção de se limitar pela teoria, acredita-se que uma quantidade mínima de pelo menos 0,5% de óxido de cálcio aditivo (CaO), ou uma quantidade mínima de pelo menos 5,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia, ou ambas, na formulação reaja com óxidos de ferro formados in situ na interface refratário-metal, incluindo poros internos no material refratário aplicado. Os óxidos de ferro formados in situ atacam quimicamente o material intergranular entre as partículas refratárias de grãos grossos. Quando o metal fundido (por exemplo, ferro fundido ou aço) inicialmente entra em contato com a composição refratária, como aplicado em um recipiente metalúrgico, o ferro no metal fundido reage quimicamente com o oxigênio transportado pela composição refratária aplicada, produzindo óxidos de ferro in situ, e esses óxidos de ferro reagem quimicamente com pelo menos uma porção das partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia ou óxido de cálcio intergranular, ou ambos, presentes na composição refratária aplicada. As reações químicas produzem compostos de baixo ponto de fusão que derretem da composição refratária aplicada, pelo menos parcialmente, e formam um espaço intergranular entre as partículas refratárias de grãos grossos, além da porosidade inicia. Como descrito acima, o espaço intergranular resultante e a porosidade inicial são infiltrados com metal fundido que penetra na composição refratária aplicada, tornando-se aprisionado e estagnado, in situ, formando uma camada de barreira anti-oxidação refratário-metal compósita.

[0022] As composições refratárias podem compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária, pelo menos 20,0% de partículas refratárias de grãos grossos ou qualquer sub-faixa nela incluída, como, por exemplo, pelo menos 25,0%, pelo menos 30,0%, pelo menos 35,0%, pelo menos 40,0%, pelo menos 45,0%, pelo menos 50,0%, pelo menos 55,0%, pelo menos 60,0%, pelo menos 65,0%, pelo menos 70,0%, pelo menos 75,0%, até 95,0%, até 90,0%, até 85,0%, até 80,0%, até 75,0%, até 70,0%, de 20,0 a 95,0%, de 45,0 a 95,0%, de 45,0 a 85,0%, de 45,0 a 75,0%, de 50,0 a 75,0%, de 50,0 a 65,0%, de 55,0 a 70,0%, de 50,0 a 60,0% ou de 60,0 a 75,0%. As partículas refratárias de grãos grossos podem ser constituídas por materiais refratários que são estáveis sob condições de uso metalúrgico e relativamente inertes a reações de óxido de ferro. As partículas refratárias de grãos grossos podem compreender partículas de óxido estáveis, como, por exemplo, partículas de alumina, partículas de magnésia, partículas de espinélio de aluminato de magnésio, partículas de zircônia ou partículas de doloma, ou uma combinação de quaisquer das mesmas. Exemplos de partículas refratárias de grãos grossos adequados (malha +100) incluem, sem limitação, alumina tabular, alumina calcinada, alumina fundida (por exemplo, alumina marrom fundida), magnesita calcinada a fundo, magnesita fundida, espinélio de aluminato de magnésio sinterizado, espinélio de aluminato de magnésio fundido, dióxido de zircônio fundido, dolomita calcinada a fundo ou doloma fundida, ou uma combinação de quaisquer dos mesmos. Em alguns casos, as partículas refratárias de grãos grossos são essencialmente livres de cal (óxido de cálcio), olivina e sílica. Em alguns casos, as partículas refratárias de grãos grossos são essencialmente livres de sílica. Em alguns casos, a composição é essencialmente livre de sílica. Conforme usado neste relatório, incluindo as reivindicações, o termo "essencialmente livre" significa que o componente especificado está presente, se houver, em não mais do que níveis de impurezas incidentais.

[0023] Em alguns casos, as composições refratárias podem compreender partículas refratárias de grãos grossos (por exemplo, partículas de alumina ou partículas de magnésia) com tamanhos de partícula de pelo menos 150 micrômetros (malha 100), pelo menos 180 micrômetros (malha 80), pelo menos 210 micrômetros (malha +65), pelo menos 250 micrômetros (malha +60), pelo menos 300 micrômetros (malha +48), pelo menos 350 micrômetros (malha +42), pelo menos 420 micrômetros (malha +35), em 500 micrômetros (malha +32), pelo menos 600 micrômetros (malha +28), pelo menos 700 micrômetros (malha +24), pelo menos 1.000 micrômetros (malha +16), pelo menos 1,2 milímetros (malha +14), pelo menos 1,4 milímetros (malha +12), pelo menos 1,7 milímetros (malha +10) ou pelo menos 2,0 milímetros (malha +9). Em alguns casos, as composições refratárias podem compreender partículas refratárias de grãos grossos (por exemplo, partículas de alumina ou partículas de magnésia) com tamanhos de partículas na faixa de 150 micrômetros a 4,8 milímetros (malha +100; malha -4) ou qualquer sub-faixa incluída na mesma, como, por exemplo, 150 a 2.000 micrômetros (malha +100; malha -9), 150 a 1.000 micrômetros

(malha +100; malha -16), 150 a 500 micrômetros (malha +100; malha -32), 150 a 600 micrômetros (malha +100; malha -28) ou 300 a 600 micrômetros (malha +48; malha -28).

[0024] As composições refratárias podem compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária, pelo menos 5,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia ou qualquer subintervalo nela incluída, como, por exemplo, pelo menos 10,0%, pelo menos 15,0%, pelo menos 25,0%, pelo menos 30%, pelo menos 35,0%, pelo menos 40%, pelo menos 45,0%, pelo menos 50,0%, até 60,0%, até 55,0%, até 50,0%, até 45,0%, até 40,0%, até 35,0%, de 5,0 a 55,0%, de 15,0 a 55,0%, de 25,0 a 55,0%, de 25,0 a 50,0%, de 25,0 a 45,0%, de 25,0 a 40,0%, de 25,0 a 35,0%, de 30,0 a 45,0% ou de 30,0 a 40,0%. As partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia podem ser compostas por materiais refratários que são reativos com óxido de ferro em condições de uso metalúrgico e produzem compostos com baixo ponto de fusão. Óxidos de alta magnésia, como magnésia e olivina, reagirão com óxido de ferro em condições de uso metalúrgico, mas os produtos da reação resultantes têm temperaturas relativamente altas de ponto de fusão (por exemplo, temperaturas de ponto de fusão superiores a 1.600ºC, que é maior que as temperaturas de ponto de fusão da maioria dos aços) e não derreterão de maneira significativa quando entrarem em contato com o metal fundido.

[0025] Por exemplo, a magnésia reagirá com óxido de ferro para produzir ferropericlase no estado sólido a temperaturas de 1.300ºC e até e excedendo 2.400ºC. A presença de partículas refratárias de grãos finos que compreendem altos níveis de magnésia na composição refratária pode resultar na formação de uma crosta de ferropericlase na interface escória-refratário na superfície da composição refratária aplicada. Uma crosta de ferropericlase formada na superfície da composição refratária aplicada pode impedir que o metal fundido penetre na composição refratária e, assim, impedir o efeito do tipo ataque químico e interromper a infiltração de metal fundido entre as partículas refratárias de grãos grossos.

[0026] Por conseguinte, em alguns casos, pelo menos 5,0% da composição refratária em massa total deve ser partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia, em que “óxido de baixa magnésia” significa óxidos que contêm menos de 50% de magnésia em massa total da composição de óxido. Por exemplo, partículas de magnésia na forma de magnesita calcinada a fundo contêm pelo menos 70% de óxido de magnésio em massa, equilíbrio de impurezas incidentais e podem conter até 99,999% (SN) de óxido de magnésio em massa, dependendo do grau e da fonte mineralógica. Da mesma forma, as partículas de olivina e a maior parte dos graus das partículas de doloma contêm o equivalente a cerca de 60% de MgO em massa. Partículas de magnésia, de olivina e de doloma, portanto, não são partículas de óxidos de baixa magnésia. Partículas de espinélio de aluminato de magnésio (MgAl2O4 /MgO-AlZO3), por outro lado, geralmente contêm até um máximo de 40% de magnésia, mesmo em graus ricos em magnésia (por exemplo, o grau de espinélio MR 66 rico em magnésia contém um máximo de 35% de magnésia). As partículas de espinélio de aluminato de magnésio são, portanto, partículas de óxido de baixa magnésia.

[0027] Em alguns casos, a quantidade de partículas refratárias de grãos finos de óxidos de alta magnésia (ou seja, partículas refratárias de grãos finos contendo 50% ou mais de magnésia em massa total da composição de óxido — por exemplo, partículas de magnésia, partículas de olivina ou partículas de doloma) deve ser minimizada nas composições refratárias. Por exemplo, em alguns casos, partículas refratárias de grãos finos de óxido de alta magnésia podem estar presentes nas composições refratárias até um máximo de 75,0%, até 50,0%, até 25,0%, até 15,0%, até 10,0 % ou até 5,0% em massa. Em alguns casos, partículas refratárias de grãos finos de óxido de alta magnésia podem estar presentes na composição refratária em níveis de impurezas incidentais. E, em alguns casos, a quantidade de partículas refratárias de grãos finos de óxido de alta magnésia presentes na composição refratária, se houver, não excede a quantidade de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia, com base na massa.

[0028] As partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia podem compreender partículas de óxido, como, por exemplo, partículas de alumina, partículas de sílica, partículas de mulita, partículas de óxido de cálcio, partículas de dióxido de titânio, partículas de espinélio de aluminato de magnésio ou uma combinação de quaisquer das mesmas. Exemplos de partículas refratárias de grãos finos (malha -100) adequadas para as composições refratárias incluem, sem limitação, alumina tabular, alumina calcinada, alumina fundida (por exemplo, alumina marrom fundida), alumina reativa, alumina hidratável (por exemplo, produtos Alphabond, disponíveis junto à Almatis GmbH), mulita, chamotte, silicatos de alumínio (por exemplo, cianita, andalusita, silimanita), revestimento refratário, cinzas volantes, bauxita calcinada, areia de fundição, quartzo, sílica pirogênica, sílica precipitada (amorfa), fumaça de sílica (microssílica), cal viva (cal queimada), dióxido de titânio bruto (por exemplo, rutilo granular natural ou sintético), anatase, ilmenita, pó de TiO> purificado (por exemplo, pó de TiO2 de grau pigmentado), espinélio sinterizado ou espinélio fundido, ou uma combinação de quaisquer dos mesmos.

[0029] Em alguns casos, as composições refratárias podem compreender partículas refratárias de grãos finos de baixa magnésia (por exemplo, partículas de alumina) com tamanhos de partícula inferiores a 150 micrômetros (malha -100), inferiores a 125 micrômetros (malha -115), inferiores a 105 micrômetros (malha -150), inferiores a 88 micrômetros (malha -170), inferiores a 74 micrômetros (malha -200), inferiores a 63 micrômetros (malha - 250), inferiores a 53 micrômetros (malha -270), inferiores a 44 micrômetros

(malha -325) ou inferiores a 37 micrômetros (malha -400).

[0030] As composições refratárias podem compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária, pelo menos 0,25% de "óxido de cálcio aditivo" ou qualquer subfaixa nela incluída, como, por exemplo, pelo menos 0,5%, pelo menos 0,7%, pelo menos 0,9%, pelo menos 1,0%, pelo menos 1,5%, pelo menos 2,0%, pelo menos 2,5%, pelo menos 3,0%, até 20,0%, até 15,0%, até 12,0%, até 10,0%, até 5,0%, até 3,0%, até 2,5%, de 0,25 a 15,0%, de 0,5 a 15,0%, de 0,5 a 10,0%, de 0,5 a 9,9%, de 0,5 a 5,0%, de 0,5 a 3,0%, de 0,5 a 2,5%, de 1,0 a 10,0%, de 1,0 a 5,0% ou de 1,0 a 3,0%. Conforme usado neste relatório, incluindo as reivindicações, o termo “óxido de cálcio aditivo" significa óxido de cálcio presente na composição a partir de fontes diferentes das partículas refratárias de grãos grossos. Alguns graus de partículas refratárias de grãos grossos incluem óxido de cálcio (cálcia) ou outros óxidos contendo cálcio como impurezas não essenciais ou como constituintes substanciais. Por exemplo, alguns graus de magnesita calcinada a fundo podem conter até 3% em peso de óxido de cálcio e outras impurezas não essenciais intercaladas nas partículas predominantemente de óxido de magnésio. Da mesma forma, alguns graus de partículas de doloma podem conter até 70% em peso de óxido de cálcio. Qualquer óxido de cálcio presente nas composições refratárias das partículas refratárias de grãos grossos não contribui para o "óxido de cálcio aditivo". Em vez disso, o "óxido de cálcio aditivo" está presente nas composições refratárias das partículas refratárias de grãos finos, componentes ligantes ou outros aditivos, ou uma combinação de quaisquer dos mesmos.

[0031] Quando as composições refratárias são aplicadas a recipientes metalúrgicos, como, por exemplo, para formar revestimentos de trabalho em distribuidores, o óxido de cálcio aditivo presente nas partículas refratárias de grãos finos, componentes ligantes ou outros aditivos, é localizado no espaço intergranular entre as partículas refratárias de grãos grossos, em que o óxido de cálcio aditivo está disponível para reagir com óxidos de ferro e formar compostos de baixo ponto de fusão que derretem da composição refratária aplicada e são substituídos por metal fundido. Em contraste, o óxido de cálcio não aditivo presente em partículas refratárias de grãos grossos, como partículas de magnésia ou doloma, pode ser protegido da reação com óxidos de ferro pela magnésia ou outro componente predominante de óxido refratário nas partículas.

[0032] Portanto, pelo menos 0,25% de óxido de cálcio aditivo nas composições refratárias pode ser útil para promover o efeito químico do tipo água-forte, umedecimento das partículas refratárias de grãos grossos e infiltração do metal fundido nas composições refratárias aplicadas. O óxido de cálcio aditivo pode ser diferenciado do óxido de cálcio não aditivo em composições refratárias usando-se análise de difração de raios-X (XRD) em combinação com microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva (SEM-EDS). O óxido de cálcio aditivo pode ser fornecido nas composições refratárias na forma de partículas refratárias de grãos finos contendo óxido de cálcio, materiais ligantes ou aditivos, ou uma combinação de quaisquer dos mesmos. Por exemplo, o óxido de cálcio pode ser fornecido na composição refratária a partir de fontes que incluem, sem limitação, cal (por exemplo, cal hidratada (cortada), cal viva (cal queimada)), silicato de di-cálcio fundido, belita, hexa-aluminato de cálcio (por exemplo, hibonita, SLA-92 (disponível junto à Almatis GmbH), Bonite (disponível junto à Almatis GmbH)), bentonita de cálcio, cimento de aluminato de cálcio (por exemplo, cimento SECARO 71), cimento Portland, argila (por exemplo, argila esférica) ou vidros sódico-cálcicos ou uma combinação de quaisquer dos mesmos.

[0033] A composição refratária pode compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária, pelo menos 0,25% de dióxido de titânio ou qualquer sub-faixa nela incluída, como, por exemplo, pelo menos 0,5%, pelo menos 1,0%, pelo menos, 2,0%, pelo menos 2,5%, pelo menos 3,0%, pelo menos 5,0%, pelo menos 7,5%, pelo menos 8%, até 15,0%, até 12,0%, até 10,0%, até 5%, até 3%, de 0,1 a 15,0%, de 0,25 a 15,0%, de 1,0 a 15,0%, de 1,0 a 12,0%, de 1,0 a 10,0%, de 2,5 a 15,0%, de 2,5 a 12,0%, de 2,5 a 10,0%, de 3,0 a 15,0%, de 3,0 a 12,0%, de 0,1 a 9,5%, de 3,0 a 10,0% ou de 3,0 a 9,0%. A adição de componentes contendo dióxido de titânio (por exemplo, rutilo ou pó de TiO2 de grau de pigmento), como uma partícula refratária de grãos finos ou aditivo, pode aumentar a molhabilidade do aço fundido em partículas refratárias de grãos grossos (por exemplo, partículas de alumina de grãos grossos ou partículas de magnésia de grãos grossos). Portanto, embora não se pretenda limitar pela teoria, acredita-se que a presença de dióxido de titânio na composição refratária aumente a penetração do aço fundido na composição refratária aplicada, através dos poros e dos espaços intergranulares atacados quimicamente e, assim, aumente a uniformidade, profundidade e taxa de infiltração de metal nas partículas refratárias de grãos grossos, e aumente a uniformidade, profundidade e taxa da formação in situ da camada de barreira anti-oxidação refratário-metal compósita.

[0034] O dióxido de titânio, quando presente nas composições refratárias, pode ser adicionado como partículas de rutilo naturais ou sintéticas, partículas de anatase, partículas de ilmenita, pó de TiO2 de grau de pigmento ou outras fontes de partículas contendo TiO2, em alguns casos, pelo menos parcialmente, na forma de partículas de grãos finos (ou seja, com tamanhos de partícula inferiores a 150 micrômetros (malha -100)). Em alguns casos, o dióxido de titânio pode ser fornecido na composição refratária de outras partículas refratárias. Por exemplo, a alumina fundida marrom pode conter cerca de 2 a 4% de TiO2 em massa intercalada nas partículas de Al2O03. As partículas de alumina marrom fundida de grãos grossos ou grãos finos podem, portanto, ser usadas para fornecer dióxido de titânio à composição refratária, isoladamente ou em combinação com ingredientes adicionais que fornecem dióxido de titânio,

como partículas de rutílio naturais ou sintéticas, partículas de anatase, partículas de ilmenita, pó de TiO2 de grau de pigmento ou outras fontes de partículas contendo TiO>2, em alguns casos como partículas de grãos finos, pelo menos em parte.

[0035] Em alguns casos, as composições refratárias podem compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária, até 25% de sílica ou qualquer subfaixa nela incluída, como, por exemplo, até 15%, até 10%, até 5%, até 3,0% de sílica até 2,5%, até 2,0%, até 1,5%, até 1,1%, até 1,0%, até 0,5%, até 0,1%, de 0,1 a 3,0%, ou de 0,1 a 2,5%. Como os óxidos de ferro podem reagir com a sílica e formar compostos de baixo ponto de fusão em condições de uso metalúrgico, a sílica presente nas composições refratárias pode ser fornecida na forma de partículas refratárias de grãos finos contendo Sílica, materiais ligantes ou aditivos ou uma combinação de quaisquer dos mesmos.

[0036] As = composições refratárias podem adicionalmente compreender ligantes sem cálcio, como ligantes de fosfato mono-alumínio (MAP), ligantes de alumina hidratáveis (por exemplo, produtos Alphabond, disponíveis junto à Almatis GmbH), ligantes orgânicos (por exemplo, fenóis, furfural, resinas orgânicas ou similares), fibras orgânicas (por exemplo, fibras celulósicas), agentes dispersantes (por exemplo, lenhossulfonatos ou sais de lenhossulfonato), plastificantes (por exemplo, argila esférica), agentes antiespumantes, agentes de remoção de ar, agentes retardadores (por exemplo, ácido cítrico ou ácido bórico), sais de Epsom, óxidos de boro, metais (por exemplo, partículas de alumínio), carbono (por exemplo, negro de fumo ou grafite) ou uma combinação de quaisquer dos mesmos. As composições refratárias também podem opcionalmente compreender componentes refratários não-óxidos ou outros componentes cerâmicos não-óxidos, como, por exemplo, carbonetos (por exemplo, carboneto de silício, carboneto de alumínio, carboneto de titânio, cementita ou similares), nitretos (por exemplo, nitreto de silício, nitreto de alumínio, nitreto de titânio, nitreto de boro ou similares), sulfetos, silicetos, aluminetos ou boretos, ou uma combinação de quaisquer dos mesmos. Embora as composições refratárias possam compreender qualquer combinação de quaisquer desses componentes opcionais, as composições refratárias também podem estar essencialmente livres de quaisquer desses componentes ou essencialmente livres de qualquer combinação desses componentes.

[0037] As composições refratárias podem compreender qualquer combinação de pelo menos 20,0% de partículas refratárias de grãos grossos e pelo menos 5,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia, em porcentagem em massa total da composição refratária. Por exemplo, as composições refratárias podem compreender pelo menos 50,0% de partículas refratárias de grãos grossos e pelo menos 25,0% de partículas refratárias de grãos finos; ou pelo menos 55,0% de partículas refratárias de grãos grossos e pelo menos 30,0% de partículas refratárias de grãos finos; de 45,0 a 75,0% de partículas refratárias de grãos grossos e 25,0 a 55,0% de partículas refratárias de grãos finos; ou de 55,0 a 70,0% de partículas refratárias de grãos grossos e de 30,0 a 45,0% de partículas refratárias de grãos finos; ou qualquer outra combinação subordinada de partículas refratárias de grãos grossos e grãos finos.

[0038] As quantidades combinadas das partículas refratárias de grãos grossos e partículas refratárias de grãos finos nas composições refratárias podem compreender pelo menos 80%, pelo menos 85%, pelo menos 90% ou pelo menos 95% da massa total da composição refratária. As quantidades combinadas de ligantes e outros aditivos nas composições refratárias podem compreender menos que 20%, menos que 15%, menos que 10% ou menos que 5% da massa total da composição refratária.

[0039] EM alguns casos, a composição refratária pode compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária (como medida pela análise de XRF): pelo menos 80,0% de alumina; até 25,0% de sílica; até 3,0% de óxidos de ferro; pelo menos 0,25% de óxido de cálcio; pelo menos 0,1% de magnésia; até 3,0% de óxidos alcalinos; e até 15,0% de dióxido de titânio. A composição refratária pode compreender pelo menos 80,0% de alumina ou qualquer sub-faixa nela incluída, como, por exemplo, pelo menos 85,0%, pelo menos 90,0%, pelo menos 95,0%, de 80,0 a 99,0%, de 80,0 a 95,0%, de 85,0 a 95,0%, de 90,0 a 99,0% ou de 90,0 a 95,0%. A composição refratária pode compreender até 25,0% de sílica ou qualquer sub-faixa nela incluída, como, por exemplo, até 3,0%, até 2,5%, até 2,0%, até 1,5%, até 1,1%, até 1,0%, até 0,5%, até 0,1%, de 0,1 a 3,0% ou de 0,1 a 2,5%. A composição refratária pode compreender até 3,0% de óxidos de ferro ou qualquer sub-faixa nela incluída, como, por exemplo, até 2,0%, até 1,0%, até 0,5%, até 0,3%, até 0,2%, até 0,1% ou de 0,1 a 0,5%. A composição refratária pode compreender até 3,0% de óxidos alcalinos ou qualquer sub-faixa nela incluída, como, por exemplo, até 2,0%, até 1,0%, até 0,9%, até 0,5%, até 0,2% ou até 0,1%. Em alguns casos, a composição refratária pode ser essencialmente livre de óxidos de ferro, livre de óxidos de ferro adicionados ou pode ter um teor de óxido de ferro de 2,0% em peso ou menos, 1,0% em peso ou menos, 0,5% em peso ou menos, 0,3% em peso ou menos, 0,2% em peso ou menos ou 0,1% em peso ou menos.

[0040] Como descrito acima, a composição refratária pode compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária (como medida por análises de XRF e/ou SEM-EDS), pelo menos 0,25% de óxido de cálcio ou qualquer sub-faixa nela incluída, como, por exemplo, pelo menos 0,7%, pelo menos 0,9%, pelo menos 1,0%, pelo menos 1,5%, pelo menos 2,0%, pelo menos 2,5%, pelo menos 3,0%, de 0,5 a 15,0%, de 0,5 a 10,0%, de 0,5 a 9,9%, de 0,5 a 5,0%, de 0,5 a 3,0%, de 0,5 a 2,5%, de 1,0 a 5,0% ou de 1,0 a 3,0%.

Em alguns casos, a composição refratária pode compreender menos que 2,3% de óxido de cálcio ou mais que 2,5% de óxido de cálcio. Em alguns casos, a composição refratária pode compreender menos que 2,1% de óxido de cálcio ou mais que 2,7% de óxido de cálcio. Em alguns casos, a composição refratária pode compreender menos que 2,0% de óxido de cálcio ou mais que 2,8% de óxido de cálcio. Em alguns casos, a composição refratária pode compreender menos que 1,9% de óxido de cálcio ou mais que 2,9% de óxido de cálcio.

[0041] A composição refratária pode compreender pelo menos 0,1% de magnésia ou qualquer sub-faixa nela incluída, como, por exemplo, pelo menos 1,0%, pelo menos 2,0%, pelo menos 5,0%, pelo menos 10,0%, pelo menos 15,0%, até 75,0%, até 50,0%, até 25,0%, até 20,0%, até 15,0%, até 10,0%, até 7,0%, até 5,0%, até 1,0%, até 0,5%, de 0,1 a 15,0% ou de 5,0 a 15,0%. Em alguns casos, a composição refratária pode compreender menos que 5,9% de magnésia ou mais que 6,1% de magnésia. Em alguns casos, a composição refratária pode compreender menos que 5,5% de magnésia ou mais que 6,5% de magnésia. Em alguns casos, a composição refratária pode compreender menos que 5,0% de magnésia ou mais que 7,0% de magnésia.

[0042] Como descrito acima, em alguns casos, a composição refratária pode compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária (como medida por análises de XRF e/ou SEM-EDS), pelo menos 0,25% e até 15,0% de dióxido de titânio, ou qualquer sub-faixa incluída nela, como, por exemplo, até 12,0%, até 10,0%, até 5%, até 3%, pelo menos 0,5%, pelo menos 1,0%, pelo menos, 2,0%, pelo menos 2,5%, pelo menos 3,0%, pelo menos 5,0%, de 0,1 a 15,0%, de 0,25 a 15,0%, de 1,0 a 15,0%, de 1,0 a 12,0%, de 1,0 a 10,0%, de 2,5 a 15,0%, de 2,5 a 12,0%, de 2,5 a 10,0%, de 3,0 a 15,0%, de 3,0 a 12,0%, de 0,1 a 9,5%, de 3,0 a 10,0% ou de 3,0 a 9,0%. A composição também pode compreender essas quantidades de dióxido de titânio, como fornecido na forma de partículas de grãos finos (isto é, com tamanhos de partícula inferiores a menos de 150 micrômetros (malha -100)). Em alguns casos, a composição refratária pode compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária (como medida por análises de XRF e/ou SEM-EDS) pelo menos 90,0% e até 99,0% de alumina e dióxido de titânio somados ou qualquer sub-faixa nela incluída, como, por exemplo, de 90,0 a 98,0%, de 92,0 a 99,0%, de 92,0 a 98,0%, de 94,0 a 99,0%. de 94,0 a 98,0%, de 95,0 a 99,0%, de 95,0 a 98,0%, de 96,0 a 99,0% ou de 96,0 a 98,0%.

[0043] EM alguns casos, a composição refratária pode compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária, pelo menos 80,0% de partículas de alumínio (incluindo partículas de alumina de grãos grossos e de grãos finos) ou qualquer sub-faixa incluída, como, por exemplo, pelo menos 83,0%, pelo menos 85,0%, pelo menos 89,0%, pelo menos 90,0%, pelo menos 91,0%, pelo menos 93,0%, pelo menos 95,0%, pelo menos 97,0%, de 80,0 a 98,0%, de 80,0 a 95,0%, de 83,0 a 95,0% ou de 90,0 a 95,0%. Nos casos em que a composição refratária compreende pelo menos 80,0% de partículas de alumina, pelo menos 35,0% da massa total das partículas de alumina pode ter um tamanho de partícula de pelo menos 150 micrômetros (malha +100) e pelo menos 35,0% da massa total das partículas de alumina pode ter um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100). Em alguns casos, pelo menos 30,0% da massa total das partículas de alumina pode ter um tamanho de partícula de pelo menos 300 micrômetros (malha +48) e pelo menos 35,0% da massa total das partículas de alumina pode ter um tamanho de partícula de menos de 150 micrômetros (malha -100). Em alguns casos, pelo menos 30,0% da massa total das partículas de alumina pode ter um tamanho de partícula de 300 a 600 micrômetros (malha +48; malha -28) e pelo menos 35,0% da massa total das partículas de alumina possui um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100).

[0044] A invenção descrita neste relatório inclui métodos para formar um revestimento de trabalho em um recipiente metalúrgico. Os métodos compreendem a aplicação da composição refratária descrita acima sobre pelo menos uma porção de uma superfície de contato por fusão de um recipiente metalúrgico. A composição refratária pode ser aplicada por pulverização, projeção, pistola, projeção em concreto (por exemplo, vibração a seco), fundição (por exemplo, pré-fundição), talochamento ou outra aplicação manual ou posicionamento de formas refratárias pré-formadas formadas a partir de uma composição refratária (por exemplo, placas refratárias ou painéis de parede). À composição refratária pode ser formulada em termos de composição química e tamanho de partícula para ambos os casos: (i) produzir revestimentos de trabalho em recipientes metalúrgicos que são infiltrados pelo metal fundido, como descrito acima; e (ii) possuir trabalhabilidade para qualquer técnica de aplicação. Por exemplo, as quantidades relativas de partículas refratárias de grãos grossos, partículas refratárias de grãos finos, componentes ligantes, aditivos e água podem ser determinadas por pessoas versadas na técnica, dentro das limitações descritas acima e sem experimentação indevida, para fornecer composições refratárias que sejam viáveis com as técnicas de aplicação descritas. Além disso, as pessoas versadas na técnica, dentro das limitações descritas acima e sem experimentação indevida, podem determinar condições de secagem ou condições de cura ou condições de pré-aquecimento, conforme aplicável a uma dada técnica de aplicação e operação metalúrgica.

[0045] As composições refratárias, quando aplicadas a um recipiente metalúrgico e secas ou curadas (se aplicável), produzem camadas refratárias que têm aparente de pelo menos 20% ou qualquer sub-faixa incluída na mesma, como, por exemplo, pelo menos 21%, pelo menos 22%, pelo menos 23%, pelo menos 25%, pelo menos 30%, pelo menos 35%, pelo menos 40%, pelo menos 45%, pelo menos 50%, de 20 a 60%, de 25 a 55%, de 25 a 50%, de a 55%, de 35 a 55% ou de 45 a 55%. A porosidade aparente da composição refratária aplicada e seca ou curada, conforme aplicável, pode ser determinada de acordo com a norma ASTM C830 - 00 (2016): Métodos de Teste Padrão para Porosidade Aparente, Absorção de Líquido, Gravidade Específica Aparente e Densidade em volume de Formas Refratárias por Pressão a Vácuo, que é incorporada por referência a este relatório.

[0046] As composições refratárias podem ser aplicadas sobre pelo menos uma porção de uma superfície de contato por fusão de um recipiente metalúrgico para produzir uma camada refratária com uma espessura que varia, por exemplo, de 1 milímetro (0,04 polegada) a 65 milímetros (2,6 polegadas), ou qualquer subintervalo incluído, como, por exemplo, de 10 a 50 milímetros (0,4 a 2 polegadas), de 15 a 50 milímetros (0,6 a 2 polegadas), de 20 a 50 milímetros (0,8 a 2 polegadas) ou de 25 a 50 milímetros (1 a 2 polegadas). As composições refratárias descritas neste relatório podem ser usadas para produzir uma porção de revestimento de trabalho das estruturas de revestimento refratárias descritas no Pedido de Patente Provisória dos EUA nº 62/551.509, depositado em 29 de agosto de 2017, que é o pedido prioritário para o Pedido Internacional PCT/US2018/047253, depositado em 21 de agosto de 2018 (Publicação Internacional nº WO 20 / ———-),queé incorporado por referência a este relatório.

[0047] A invenção descrita neste relatório inclui revestimentos de trabalho para recipientes metalúrgicos formados a partir das composições refratárias descritas acima. Os revestimentos de trabalho compreendem uma fase refratária que compreende as partículas refratárias de grãos grossos e uma fase metálica que compreende umedecimento de ferro ou aço e infiltração das partículas refratárias de grãos grossos da fase refratária. A invenção descrita neste relatório também inclui recipientes metalúrgicos que compreendem um piso e uma parede lateral que se estende a partir do piso, e um revestimento de trabalho formado a partir das composições refratárias descritas acima aplicadas sobre pelo menos uma porção do piso e da parede lateral dos recipientes metalúrgicos.

[0048] Em alguns casos, as composições refratárias podem ser usadas para formar revestimentos de trabalho de uso único em recipientes metalúrgicos, como, por exemplo, distribuidores para a fundição contínua de aço. Conforme usado neste relatório, incluindo as reivindicações, "revestimentos de trabalho de uso único" significa revestimentos de trabalho que entram em contato com o metal fundido uma vez antes da remoção de um recipiente metalúrgico após a conclusão de uma operação metalúrgica. Os revestimentos de trabalho de uso único não entram em contato com o metal fundido várias vezes, entre as quais todo o metal fundido é drenado ou removido do recipiente metalúrgico.

[0049] Por exemplo, em distribuidores para a fundição contínua de aço, os revestimentos de trabalho de uso único são aplicados para uma única operação de fundição contínua, durante a qual pelo menos uma porção do revestimento de trabalho está em contato constante com o metal fundido. Após a conclusão da operação, o aço residual que não foi drenado do distribuidor é resfriado e solidificado para formar um casco, que adere ao revestimento de trabalho de uso único. O casco de metal e o revestimento de trabalho aderido são removidos do distribuidor antes de reaplicar um novo revestimento de trabalho de uso único para uma operação de fundição contínua subsequente. Isso contrasta com os revestimentos de trabalho aplicados às colheres de fundição, por exemplo, que entram em contato com o metal fundido em várias ocasiões discretas, entre as quais essencialmente todo o metal fundido é drenado da concha.

[0050] A invenção descrita neste relatório também inclui métodos para o uso de recipientes metalúrgicos que compreendem revestimentos de trabalho formados a partir das composições refratárias descritas acima. Por exemplo, um método pode compreender a realização de um processo de fundição contínua, em que o aço fundido está contido em um distribuidor que compreende um revestimento de trabalho de uso único, formado a partir de uma composição refratária como descrito acima. Embora as composições refratárias tenham sido descritas acima no contexto de distribuidores para uso em processos de fundição contínua de aço, entende-se que as composições refratárias podem ser usadas em outros recipientes metalúrgicos para aplicações ferrosas e não ferrosas, especialmente como revestimentos de trabalho de uso único, como, por exemplo, nos corredores de fundição.

EXEMPLOS EXEMPLO |

[0051] Um teste de fusão de quatro composições refratárias diferentes foi realizado usando-se uma barra laminada a quente de 25 kg de aço AISI 1018 rederretida em um cadinho, com um revestimento de trabalho dividido em quatro zonas separadas. Cada zona do revestimento de trabalho tinha uma composição refratária diferente, como mostrado abaixo, na Tabela 1 (em porcentagens em massa total das composições refratárias). Nas composições refratárias correspondentes às zonas 2, 3 e 4, os 3,0%, 6,0% e 9,0% de dióxido de titânio correspondentes substituíram quantidades iguais de alumina. As quatro composições refratárias eram idênticas, exceto pelo teor de dióxido de titânio e teor de alumina. Todas as quatro composições refratárias continham cerca de 54 a 59% de partículas de alumina tabular de grãos grossos e cerca de 26 a 36% de partículas de alumina tabular de grãos finos, dependendo do teor de dióxido de titânio. Os componentes das composições das zonas 2, 3 e 4 estão dentro dos limites de 88% a 97% de alumina, 0,1% a 1,1% de sílica, 0,25% a 2,1% de óxido de cálcio e 0,25% a 9,5% de dióxido de titânio. O óxido de ferro é uma impureza incidental em outros componentes das composições e não é, ele próprio, um componente aditivo. As razões de alumina para dióxido de titânio nas composições das zonas 2, 3 e 4 são 31,4, 15,3 e 9,8, respectivamente, e estão dentro da faixa de 35 a 8. TABELA 1 Componente Bro getero for ir ea e: [axido de célteio for dr fon oz [Dióxido de titânio aa a eo

[0052] O aço foi derretido no cadinho revestido em um forno de fundição por indução Inductotherm Mark IV de 100 quilowatts, coberto com argônio. A massa de aço solidificado e o casco anexado do revestimento de trabalho foram removidos do cadinho e seccionados. Uma fotografia da amostra de seção transversal é mostrada na Figura 1, incluindo a indicação das quatro zonas do casco de revestimento de trabalho. A massa de aço solidificado 2 é cercada pela composição refratária 10 da zona 1, pela composição refratária 13 da zona 2, pela composição refratária 16 da zona 3 e pela composição refratária 19 da zona 4.

[0053] A microscopia eletrônica de varredura (SEM) foi realizada nas interfaces entre o metal solidificado e os cascos de revestimento de trabalho anexados. As Figuras 2A e 2B mostram imagens SEM representativas da Zona 1 (0% de TiO>2), as Figuras 3A e 3B mostram imagens SEM representativas da Zona 2 (3% de TiO>), as Figuras 4A e 4B mostram imagens SEM representativas da Zona 3 (6% de TiO>) e as Figuras 5A e 5B mostram imagens SEM representativas da Zona 4 (9% de TiO2). Todas as quatro composições refratárias foram pelo menos parcialmente infiltradas com aço, formando camadas de barreira anti-oxidação refratário-aço compósitas. O aumento do teor de dióxido de titânio correlacionou-se com o aumento da profundidade e uniformidade da penetração da composição refratária no aço, conforme indicado abaixo, na Tabela 2.

TABELA 2 BE NB orago j| EEB E ha

[0054] Com referência à Figura 6A, a análise SEM mostrou um revestimento de superfície presente nas partículas de alumina de grãos grossos na composição refratária da zona 4 (9% de TiO>2). A espectroscopia de energia dispersiva (EDS) foi realizada neste revestimento de superfície, o que indicou uma composição de oxi-nitreto de titânio-alumínio (Figura 6B). Isso confirmou que o dióxido de titânio estava reagindo com e modificando a química da superfície das partículas de alumina de grãos grossos. Acredita-se que isso tenha aumentado a molhabilidade do aço nas partículas de alumina de grãos grossos e, portanto, contribuiu para o aumento da uniformidade e profundidade de penetração das partículas de alumina de grãos grossos no aço.

ASPECTOS DA INVENÇÃO

[0055] Vários aspectos da invenção incluem, entre outros, as seguintes cláusulas numeradas.

[0056] 1. Composição refratária para formar um revestimento de trabalho em um recipiente metalúrgico, em que a composição refratária compreende, em porcentagem em massa total da composição refratária: pelo menos 20,0% de partículas refratárias de grãos grossos com um tamanho de partícula de pelo menos 150 micrômetros (malha +100), em que as partículas refratárias de grãos grossos compreendem partículas de alumina, partículas de magnésia, partículas de espinélio de aluminato de magnésio, partículas de zircônia ou partículas de doloma ou uma combinação de quaisquer dos mesmos; e um ou mais dentre:

(i) pelo menos 1,5% de óxido de cálcio aditivo; ou (ii) pelo menos 5,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia, com um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100); ou (iii) pelo menos 0,25% de óxido de cálcio aditivo e pelo menos 5,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia com um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100); ou (iv) pelo menos 0,25% de dióxido de titânio.

[0057] 2. A composição refratária da cláusula 1, que compreende, em porcentagem em massa total da composição refratária: pelo menos 50,0% de partículas refratárias de grãos grossos; e pelo menos 25,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia.

[0058] 3. A composição refratária da cláusula 1 ou 2, que compreende, em porcentagem em massa total da composição refratária: pelo menos 55,0% de partículas refratárias de grãos grossos; e pelo menos 30,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia.

[0059] 4. A composição refratária de qualquer uma das cláusulas 1 a 3, que compreende, em porcentagem em massa total da composição refratária: pelo menos 80,0% de alumina; até 3,0% de sílica; até 0,5% de óxido de ferro (Ill); 0,5% a 10,0% de óxido de cálcio; pelo menos 0,1% de magnésia; até 1,0% de óxidos alcalinos; e até 15,0% de dióxido de titânio.

[0060] 5. A composição refratária de qualquer uma das cláusulas 1 a 4, que compreende, em porcentagem em massa total da composição refratária: pelo menos 90,0% de alumina; até 1,1% de sílica; até 0,3% de óxido de ferro (Ill); 0,5% a 9,9% de óxido de cálcio; até 7,0% de magnésia; até 0,5% de óxidos alcalinos; e + 0,1 a 9,5% de dióxido de titânio.

[0061] 6. A composição refratária de qualquer uma das cláusulas 1 a 5, em que as partículas refratárias de grãos grossos são essencialmente livres de sílica.

[0062] 7. A composição refratária de qualquer uma das cláusulas 1 a 6, em que a composição é essencialmente livre de óxido de ferro.

[0063] 8. A composição refratária de qualquer uma das cláusulas 1 a 7, em que as partículas refratárias de grãos grossos são essencialmente livres de óxido de cálcio, olivina e sílica.

[0064] 9. A composição refratária de qualquer uma das cláusulas 1 a 8, em que as partículas refratárias de grãos grossos compreendem partículas de alumina com um tamanho de partícula de pelo menos 300 micrômetros (malha +48).

[0065] 10. A composição refratária de qualquer uma das cláusulas 1 a 9, que compreende, em porcentagem em massa total da composição refratária, de 0,25% a 15,0% de dióxido de titânio.

[0066] 11. A composição refratária de qualquer uma das cláusulas 1 a 10, que compreende, em porcentagem em massa total da composição refratária, de 90,0% a 99,0% de alumina e dióxido de titânio somados.

[0067] 12. A composição refratária de qualquer uma das cláusulas 1 a 11, que compreende, em porcentagem em massa total da composição refratária, de 25,0% a 55,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia.

[0068] 13. A composição refratária da cláusula 12, que compreende, em porcentagem em massa total da composição refratária, de 30,0% a 40,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia.

[0069] 14. A composição refratária de qualquer uma das cláusulas 1 a 13, em que as partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia compreendem partículas de alumina com um tamanho médio de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100).

[0070] 15. A composição refratária de qualquer uma das cláusulas 1 a 14, que compreende, em porcentagem em massa total da composição refratária, pelo menos 80,0% de partículas de alumina, de preferência pelo menos 90% de partículas de alumina.

[0071] 16. A composição refratária da cláusula 15, em que pelo menos 35,0% da massa total das partículas de alumina têm um tamanho de partícula de pelo menos 150 micrômetros (malha +100), de preferência em que pelo menos 30,0% da massa total das partículas de alumina têm um tamanho de partícula de pelo menos 300 micrômetros (malha +48), e pelo menos 35,0% da massa total das partículas de alumina têm um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100).

[0072] 17. A composição refratária de qualquer uma das cláusulas a 16, em que pelo menos 30,0% da massa total das partículas de alumina têm um tamanho de partícula de 300 a 600 micrômetros (malha +48; malha -28) e pelo menos 35,0% da massa total das partículas de alumina têm um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100).

[0073] 18. A composição refratária de qualquer uma das cláusulas 1 a 17, que compreende, em porcentagem em massa total da composição refratária: pelo menos 25,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia; e de 0,5 a 10,0% de óxido de cálcio aditivo.

[0074] 19. A composição refratária de qualquer uma das cláusulas 1 a 18, que compreende, em porcentagem em massa total da composição refratária: de 25,0 a 55,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia; e de 1,0 a 5,0% de óxido de cálcio aditivo.

[0075] 20. A composição refratária de qualquer uma das cláusulas 1 a 19, que compreende, em porcentagem em massa total da composição refratária, 45 a 75% de partículas refratárias de grãos grossos.

[0076] 21. Método para formar um revestimento de trabalho de uso único em um recipiente metalúrgico, que compreende a aplicação da composição refratária de qualquer uma das cláusulas 1 a 20 sobre pelo menos uma porção de uma superfície de contato por fusão de um recipiente metalúrgico, em que a composição refratária é aplicada por pulverização, pistola, projeção em concreto, vibração, fundição, talochamento ou posicionamento de formas refratárias pré-formadas formadas a partir da composição refratária ou uma combinação de quaisquer das mesmas.

[0077] 22. Revestimento de trabalho para um recipiente metalúrgico formado a partir da composição refratária de qualquer uma das cláusulas 1 a 20, em que o revestimento de trabalho compreende: uma fase refratária que compreende as partículas refratárias de grãos grossos; e uma fase metálica que compreende umectação de ferro ou aço e infiltração nas partículas refratárias de grãos grossos da fase refratária.

[0078] 23. Revestimento de trabalho da reivindicação 22, em que o revestimento de trabalho é um revestimento de trabalho de uso único.

[0079] 24. Um recipiente metalúrgico que compreende: um piso e uma parede lateral que se estende a partir do piso; e o revestimento de trabalho da cláusula 22 ou cláusula 23, aplicado sobre pelo menos uma porção do piso e da parede lateral do recipiente metalúrgico.

[0080] 25. O recipiente metalúrgico da cláusula 24, em que o recipiente metalúrgico compreende um distribuidor de fundição contínua.

[0081] 26. Um revestimento de trabalho para um recipiente metalúrgico que compreende: uma fase refratária que compreende partículas refratárias de grãos grossos com um tamanho de partícula de pelo menos 150 micrômetros (malha +100), em que as partículas refratárias de grãos grossos compreendem partículas de alumina, partículas de magnésia, partículas de espinélio de aluminato de magnésio, partículas de zircônia ou partículas de doloma ou uma combinação de quaisquer dos mesmos; e uma fase metálica que compreende umectação de ferro ou aço e infiltração nas partículas refratárias de grãos grossos da fase refratária; em que o revestimento de trabalho é formado a partir de uma composição refratária que compreende, em porcentagem em massa total da composição refratária: pelo menos 20,0% das partículas refratárias de grãos grossos; e um ou mais dentre: (i) pelo menos 1,5% de óxido de cálcio aditivo; ou

(ii) pelo menos 5,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia, com um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100); ou (iii) pelo menos 0,25% de óxido de cálcio aditivo e pelo menos 5,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia com um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100); ou (iv) pelo menos 0,25% de dióxido de titânio.

[0082] 27. Método para formar o revestimento de trabalho da cláusula 26, em que o método compreende a aplicação da composição refratária sobre pelo menos uma porção de uma superfície de contato por fusão de um recipiente metalúrgico, em que a composição refratária é aplicada por pulverização, pistola, projeto em concreto, vibração, fundição, talochamento ou posicionamento de formas refratárias pré-formadas formadas a partir da composição refratária ou uma combinação de quaisquer das mesmas.

[0083] 28. O método da cláusula 27, em que a composição refratária forma uma camada refratária aplicada com uma porosidade aparente de pelo menos 22%.

[0084] 29. O método da cláusula 28, em que a camada refratária aplicada tem uma porosidade aparente de 25 a 55%.

[0085] 30. O método de qualquer uma das cláusulas 27 a 29, em que a camada refratária é aplicada por pulverização.

[0086] 31. Um recipiente metalúrgico que compreende: um piso e uma parede lateral que se estende a partir do piso; e o revestimento de trabalho da cláusula 26 aplicado sobre pelo menos uma porção do piso e da parede lateral do recipiente metalúrgico.

[0087] 32. O recipiente metalúrgico da cláusula 31, em que o recipiente metalúrgico compreende um distribuidor de fundição contínua.

[0088] Vários recursos e características são descritos neste relatório e ilustrados nos desenhos para fornecer uma compreensão geral da invenção. Entende-se que os vários recursos e características descritos neste relatório e ilustrados nos desenhos podem ser combinados de qualquer maneira operacional, independentemente de tais recursos e características serem expressamente descritos ou ilustrados em combinação neste relatório. Os inventores e o requerente pretendem expressamente que essas combinações de recursos e características sejam incluídas no âmbito deste relatório e pretendem ainda reivindicar tais combinações de recursos e características, de modo a não adicionar matéria nova ao pedido. Assim, as reivindicações podem ser alteradas para anumerar, em qualquer combinação, quaisquer recursos e características descritos de forma expressa ou inerente, ou de outra forma expressa ou inerente suportada pelo presente relatório. — Além disso, o requerente reserva-se o direito de alterar as reivindicações para negar afirmativamente recursos e características que possam estar presentes na técnica anterior, mesmo que esses recursos e características não estejam expressamente descritos neste relatório. Portanto, essas emendas não adicionarirão nova matéria ao relatório descritivo ou às reivindicações, e cumprirão com as exigências de descrição por escrito, suficiência descritiva e matéria adicionada (por exemplo, 35 USC &$ 112(a) e Artigo 123(2) EPC). A invenção pode compreender, consistir em ou consistir essencialmente nos vários recursos e características descritos neste relatório. Em alguns casos, a invenção também pode ser essencialmente livre de qualquer componente ou outro recurso ou característica descrita neste relatório.

[0089] Além disso, qualquer intervalo numérico enumerado neste relatório inclui os pontos de extremidade enumerados e descreve todos os subintervalos da mesma precisão numérica (isto é, com o mesmo número de dígitos especificados) incluídos no intervalo anumerado. Por exemplo, um intervalo enumerado de “1,0 a 10,0" descreve todas as sub-faixas entre (e incluindo) o valor mínimo enumerado de 1,0 e o valor máximo enumerado de 10,0, como, por exemplo, “2,4 a 7,6", mesmo se a faixa de “2,4 a 7,6" não estiver expressamente enumerada no texto do relatório. Por conseguinte, o requerente reserva-se o direito de emendar este relatório, incluindo as reivindicações, para enumerar expressamente qualquer subintervalo da mesma precisão numérica incluído nos intervalos expressamente enumerados neste relatório. Todos essos intervalos são inerentemente descritos neste relatório, de forma que a emenda para enumerar expressamente esses subintervalos obedecerá às exigências de descrição por escrito, suficiência descritiva e matéria adicionada (por exemplo, USC $ 112 (a) e Artigo 123(2) EPC).

[0090] Os artigos gramaticais "um", “uma”, “o" e “a", conforme utilizados neste relatório, pretendem incluir "pelo menos um" ou "um ou mais", a menos que indicado de outra forma ou exigido pelo contexto. Assim, os artigos são usados neste documento para se referirem a um ou mais de um (isto é, a “pelo menos um”) dos objetos gramaticais do artigo. A título de exemplo, "um componente" significa um ou mais componentes e, portanto, possivelmente, mais de um componente é contemplado e pode ser empregado ou utilizado em uma implementação da invenção. Além disso, o uso de um substantivo no singular inclui o plural, e o uso de um substantivo no plural inclui o singular, a menos que o contexto do uso exija o contrário.

[0091] Qualquer patente, pedido de patente, publicação ou outro documento extrínseco identificado neste relatório é incorporado por referência a este relatório em sua totalidade, a menos que seja indicado de outra forma, mas apenas na medida em que o material incorporado não conflite com descrições, definições, declarações, ilustrações e similares, expressamente estabelecidos neste relatório. Como tal, e na medida do necessário, as descrições expressas estabelecidas neste relatório substituem qualquer material conflitante incorporado por referência, Qualquer material, ou parte dele, que seja incorporado por referência a este relatório, mas que conflite com as descrições expressas estabelecidas neste relatório, só é incorporado na medida em que não ocorra nenhum conflito entre o material incorporado e as descrições expressas.

O requerente se reserva o direito de emendar este relatório para enumerar expressamente qualquer assunto, ou parte dele, incorporado por referência.

À emenda deste relatório para adicionar tal matéria incorporada obedecerá às exigências de descrição por escrito e suficiência descritiva (por exemplo, 35 USC $ 112(a) e Artigo 123(2) EPC).

Claims

REIVINDICAÇÕES

1 COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA para formar um revestimento de trabalho em um recipiente metalúrgico, em que a composição refratária é caracterizada por compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária:

pelo menos 20,0% de partículas refratárias de grãos grossos com um tamanho de partícula de pelo menos 150 micrômetros (malha +100), em que as partículas refratárias de grãos grossos compreendem partículas de alumina, partículas de magnésia, partículas de espinélio de aluminato de magnésio, partículas de zircônia ou partículas de doloma, ou uma combinação de quaisquer dentre eles; e um ou mais dentre:

(i) pelo menos 0,5% de óxido de cálcio aditivo, partículas refratárias de grãos finos com um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha - 100); ou

(ii) pelo menos 5,0% de partículas refratárias de grãos finos com óxido de baixa magnésia, com um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100 ); ou

(ili) pelo menos 0,25% de óxido de cálcio aditivo e pelo menos 5,0% de partículas refratárias óxido de baixa magnésia de grãos finos com um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100); ou

(iv) pelo menos 0,25% de dióxido de titânio; e em que a composição refratária compreende, em porcentagem em massa total da composição refratária:

pelo menos 80,0% de alumina;

até 3,0% de sílica;

até 0,5% de óxido de ferro (Ill);

0,5% a 5,0% de óxido de cálcio;

pelo menos 0,1% de magnésia; até 1,0% de óxidos alcalinos; e até 15,0% de dióxido de titânio.
2. COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária: pelo menos 50,0% de partículas refratárias de grãos grossos; e pelo menos 25,0% de partículas refratárias de grãos finos e óxido de baixa magnésia.
3. COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelas partículas refratárias de grãos grossos serem essencialmente livres de sílica.
4. COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por ser essencialmente isenta de óxido de ferro.
5. COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelas partículas refratárias de grãos grossos serem essencialmente livres de óxido de cálcio, olivina e sílica.
6. COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelas partículas refratárias de grãos grossos compreenderem partículas de alumina com um tamanho de partícula de pelo menos 300 micrômetros (malha +48).
7. COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária, 0,25% a 15,0% de dióxido de titânio.
8. COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária, 90,0% a 99,0% da soma de alumina e dióxido de titânio.
9. COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária, de 25,0% a 55,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia.
10. COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária, de 30,0% a 40,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia.
11. COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelas partículas refratárias de grãos finos com óxido de baixa magnésia compreenderem partículas de alumina com um tamanho médio de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100).
12. COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária, pelo menos 80,0% de partículas de alumina.
13. “COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária, pelo menos 90,0% de partículas de alumina.
14. COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por pelo menos 35,0% da massa total das partículas de alumina têm um tamanho de partícula de pelo menos 150 micrômetros (malha +100) e pelo menos 35,0% da massa total das partículas de alumina têm um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100).
15. “COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por pelo menos 30,0% da massa total das partículas de alumina têm um tamanho de partícula de pelo menos 300 micrômetros (malha +48) e pelo menos 35,0% da massa total das partículas de alumina têm um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100).
16. COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por pelo menos 30,0% da massa total das partículas de alumina têm um tamanho de partícula de 300 a 600 micrômetros (malha +48; malha -28) e pelo menos 35,0% da massa total das partículas de alumina têm um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100).
17. COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender, em porcentagem em massa total da composição refratária: pelo menos 20,0% de partículas refratárias de grãos grossos com um tamanho de partícula de pelo menos 150 micrômetros (malha +100), em que as partículas refratárias de grãos grossos compreendem partículas de alumina, partículas de magnésia, partículas de espinélio de aluminato de magnésio, partículas de zircônia ou partículas de doloma ou uma combinação das mesmas; pelo menos 0,25% de dióxido de titânio; e um ou mais dentre: (i) pelo menos 1,5% de aditivo de óxido de cálcio; ou (ii) pelo menos 5,0% de partículas refratárias de grãos finos com óxido de baixa magnésia, com um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100); ou (iii) pelo menos 0,25% de aditivo de óxido de cálcio e pelo menos 5,0% de partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia com um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100).
18. “COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada por compreender pelo menos 0,25% de partículas refratárias de grãos finos de dióxido de titânio aditivo com um tamanho de partícula inferior a 150 micrômetros (malha -100).
19. CAMADA REFRATÁRIA aplicada caracterizada por compreender a composição refratária, de acordo com a reivindicação 1, em que a camada refratária aplicada tem uma porosidade aparente de pelo menos 22%.
20. “MÉTODO DE PRODUÇÃO DE UM REVESTIMENTO de trabalho de uso único em um recipiente metalúrgico, caracterizado por compreender a aplicação da composição refratária, de acordo com a reivindicação 1 sobre pelo menos uma porção de uma superfície de contato de fusão de um recipiente metalúrgico, em que a composição refratária é aplicada por pulverização, pistolay projeção em concreto, vibração, fundição, talochamento ou posicionamento de formas refratárias pré-formadas produzidas a partir da composição refratária ou uma combinação de quaisquer dentre elas.
21. REVESTIMENTO DE TRABALHO de uso único para um recipiente metalúrgico produzido a partir da composição refratária, de acordo com a reivindicação 1, em que o revestimento de trabalho é caracterizado por compreender: uma fase refratária que compreende as partículas refratárias de grãos grossos; e uma fase metálica que compreende ferro ou aço que desloca pelo menos parcialmente as partículas refratárias de grãos finos de óxido de baixa magnésia, o umedecimento das partículas refratárias de grãos grossos da fase refratária e a infiltração no revestimento de trabalho.
22. “RECIPIENTE METALÚRGICO caracterizado por compreender: um piso e uma parede lateral que se estende a partir do piso; e o revestimento de trabalho de uso único, de acordo com a reivindicação 21, aplicado sobre pelo menos uma parte do piso e da parede lateral do recipiente metalúrgico.
23. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo recipiente metalúrgico compreender um distribuidor de fundição.