CN108779032A - 脱磷装置 - Google Patents

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dephosphorization
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奥利维尔·弗朗西
迈克尔·帕特里克·施内尔泽
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Abstract

一种用于熔融黑色金属脱磷的装置，所述炉包括耐火涂层，按基于耐火氧化物的重量百分比计并且总计为100％，该耐火涂层的至少一个区域、特别是用于与所述熔融黑色金属接触的区域由具有以下平均化学组成的材料构成：‑大于50％的Al2O3、‑大于4％的Cr2O3、‑小于20％的MgO、‑小于5％的CaO、‑小于3％的SiO2、‑小于5％的Fe2O3、‑小于30％的ZrO2、‑小于10％的TiO2，除Al2O3、Cr2O3、MgO、CaO、SiO2、Fe2O3、ZrO2和TiO2以外的成分构成至100％的余量，氧化物Al2O3+Cr2O3+Fe2O3+ZrO2+TiO2的总和占所述化学组成的大于80％。

Description

脱磷装置
技术领域
本发明涉及一种用于涂覆装置(特别是感应炉)的材料，该装置用于黑色金属(尤其是钢和/或铸铁)的脱磷。
本发明还涉及这种装置。
背景技术
脱磷的目的是除去黑色金属中含有的磷。它通过氧化还原实现，任选地与通过喷枪将氧气和/或通过吹气装置将中性气体或还原性气体吹入炉底部组合，如例如CN102936638中所描述的。
使用感应炉进行脱磷而不是使用VOD(真空氧气脱碳)型炉或RH-OB(Ruhrstahl-Heraeus吹氧)型炉或电弧炉，使得投入更低并且灵活性更高。它还使得更好地控制与脱磷相关的吸热反应。感应炉的温度升高也有利地是非常快的。然而，它需要更有效的耐火涂层以保护与熔融金属接触的炉膛区域。此外，腐蚀性环境优选地施加无接缝涂层。因此，砖墙不是最合适的。
图1在横截面上示意性地示出用于脱磷的感应炉的炉膛。该炉膛包括侧壁10，该侧壁10基本竖直地从底座12延伸。
由炉膛的外部到内部，炉膛的侧壁10通常包括：
-支撑层14，电感器16附接在该支撑层14上；
-至少一个隔热层18；
-至少一个电绝缘层20；
-耐火涂层22，其本身包括(优选为压实粉末形式的)非固结区域24和限定炉膛的内表面28的固结区域26。
隔热层18和电绝缘层20的顺序不是限制性的。
由介电矿物材料制成、例如由云母制成的电绝缘层20具有使电感器和耐火涂层电绝缘的功能。
隔热层18尤其可以是陶瓷纤维垫，尤其由硅铝酸盐制成。有利地，它使得可以在加热期间补偿耐火涂层22的热膨胀的影响和/或保护电绝缘层。
由炉膛的外部到内部，底座12通常包括：
-基本上水平的底板30；
-耐火涂层22’，其本身包括(优选为压实粉末形式的)非固结层24’和限定炉膛的内表面28的固结层26’。
通常，在制造底板30和支撑层14并且附接隔热层和电绝缘层之后制造涂层。
首先将涂层构成材料的粉末倒在底板30的上表面上。然后，将这样构成的层例如夯实或振动，直到获得基本上对应于底板上方的涂层厚度的厚度。在还使得去除底板的较弱致密化上层的平整操作之后，将模具暂时放置在由此获得的层上。
模具优选地构造成基本上平行于由隔热层和电绝缘层限定的表面延伸，同时保持与其隔开对应于炉膛侧壁的涂层厚度的距离。
然后，涂层的构成材料的粉末浇注在一方面为模具和另一方面为由隔热层和电绝缘层限定的表面之间，优选直到粉末在其整个高度上环绕模具。
任选地在添加临时粘合剂之后，通过压实(优选通过振动)形成粉末。任何已知用于压实粉末的方法都是可以的。可以在起始进料被注入时逐渐地进行压实。
然后，在炉膛内将温度升高，以固结粉末的至少一部分。如果粉末含有临时粘合剂或热活化粘合剂，升高温度使得可以除去临时粘合剂并活化热粘合剂，而不完全熔化耐火颗粒。
优选地，加热条件使得能够仅固结涂层的一部分，该涂层因此包括在炉膛内侧上为层的形式的固结区域、以及在炉膛外侧上为层的形式的非固结层。
在形成粉末之后或在固结之后可以除去模具。
为了使黑色金属脱磷，感应炉装载有金属和/或前体，例如预还原的铁矿石。然后将进料熔化产生的金属与碱性脱磷炉渣接触。
在脱磷过程中，温度通常超过1200℃，或甚至超过1300℃或超过1400℃。温度通常低于1700℃或1650℃。
腐蚀逐渐磨损固结区域。因此，该磨损增加了传递到非固结区域的能量的量，尤其是通过熔融金属和炉渣。随着所述磨损发生，这导致非固结区域逐渐固结。因此，在损失非固结区域的情况下，固结区域在热流的下游永久地重建。在非固结区域的全部“消耗”之后，固结区域不再重建并且其厚度减小。然后必须更新涂层。
已知感应炉包括基于氧化铝-氧化镁(尖晶石MgAlO4)的干式捣打料或“干式可振动料”(DVC)或“干式耐火”涂层。
与基于二氧化硅的“酸性”涂层相反，这种涂层被称为“碱性”。基于二氧化硅的涂层在脱磷炉中非常不耐腐蚀。事实上，“脱磷”炉渣是高度碱性的。它通常包含基于钙和/或钡的化合物，例如以氟化物或铝酸盐的形式，通常加入辊磨规模的形式的FeO。因此，涂层的二氧化硅与炉渣强烈反应。
因此，涂层的环境是可变的：在金属熔化期间，涂层最初与由原料中含有的氧化物产生的酸性炉渣接触。为了脱磷，将它们与非常碱性的炉渣接触。该炉渣在脱磷过程中逐渐酸化。
干式捣打料由“干式捣打料”粉末(即DVC型粉末)的热固结产生，如例如EP1224153中所描述的。与混凝土不同，该粉末可以“干式地”使用，即不添加水或液体粘合剂，或者较不普遍地使用非常少量的水或液体粘合剂(通常小于3％)。与混凝土相比，干式捣打料粉末通常不包含任何水硬性粘合剂(即在加入水后能够固化成固体的粘合剂)。
因此，从研究与混凝土有关的文献中可以获得的任何教导原则上不能移用至干式捣打料。
干式捣打料粉末的形成通常由在室温下的简单压实、随后的固结热处理产生的固结而得到。因此，干式捣打料粉末的使用是快速的。
并且，通常，干式捣打料粉末由耐火颗粒和热活化粘合剂颗粒形成。固结热处理温度在热活化粘合剂的熔点和耐火颗粒的熔点之间。因此，在固结热处理期间，热活化粘合剂可以从固态转变为粘性液态，从而允许粘附到耐火颗粒上并允许所述颗粒之间的粘合。从固态到该粘性液态的变化被称为粘合剂的“活化”。
热活化粘合剂还选择为以便能够在接近炉工作温度的温度下、特别是在第一次升温期间处于该粘性液态。因此，该粘性液态有利地使得可以降低固结产品的刚性、促进其变形并因此增加其适应局部热机械应力的能力。在随后的升温期间，该液态可以被改变，并且特别地可以通过富集细颗粒而变得刚性。
固结产品由通过基质结合的耐火颗粒形成。其热机械行为大于混凝土的热机械行为。此外，与砖或块的组装不同，干式捣打料涂层可以有利地没有接缝。当前，接缝是金属渗透的有利区域。在配备有水冷电感器的炉中，没有接缝是特别有利的。
文章“Spinel formation in coreless induction furnace linings”，Saikia等人，Proceedings of the 4th International Symposium on Advances inReforactories for the Metallurgical Industries，第827-840页(2004)描述了基于氧化铝和/或尖晶石MgAl2O4的干式捣打料粉末。由这些粉末得到的烧结产品显示出对熔融金属腐蚀的良好耐受性。然而，它们具有有限的抗热冲击性，特别是在轻合金或铝合金熔化的情况(这是严重热冲击的原因)下。当前，热冲击产生裂缝，这是熔融金属有害渗透的原因。
JP 3183656描述了基于结晶二氧化硅的干式捣打料粉末。由这些粉末得到的烧结产品具有良好的抗热冲击性的优点，特别是在反复升温和降温期间。然而，这些烧结产品显示出对熔融金属的腐蚀和渗透的有限耐受性。它们还在其安装和拆卸过程中造成卫生问题，特别是由于可能存在结晶二氧化硅粉尘。
CN101717842描述了配备有基于氧化铝-氧化镁的耐火涂层的脱磷感应炉。该涂层可以有利地通过形成的起始进料在低于1600℃的温度下原位烧结而获得。但是，它的耐腐蚀性不是非常令人满意。
永久热变形是由于形成的起始进料的固结(例如通过烧结)并且返回到环境温度而导致的涂层尺寸的不可逆变化。可以根据推荐EN-993-10测量该变形。
CN101717842的陶瓷材料具有+2％至+6％的非常高的永久热变形。然而，涂有这种材料的炉的初始烧制导致耐火涂层的微裂纹和不完全固结。
此外，脱磷炉通常不连续地起作用，通常每周或甚至每天停止一次。特别地，当永久热变形大于3％时，难以执行加热操作。具体地，由相继的熔化操作产生的烧结导致在涂层的未固结区域中膨胀。该膨胀会极大地破坏先前的固结区域。
因此，脱磷炉的涂层、更一般地说是脱磷装置的涂层必须满足许多特定的限制：对熔渣的酸性环境的耐受性，对脱磷渣的非常碱性环境的耐受性，对热循环的耐受性，对高温(通常为1650℃至1700℃)的耐受性，对磨损和冲击的耐受性，对热冲击的耐受性，对温度快速升高的耐受性等。
因此，需要一种脱磷装置，该脱磷装置的耐火涂层的使用寿命比现有涂层的使用寿命长。
还需要一种脱磷装置，该脱磷装置的耐火涂层可以在小于或等于1600℃的温度下原位烧结。
本发明的一个目的是满足该需求。
发明内容
本发明提出一种材料、特别是称为“根据本发明的粉末”的粉末形式的材料，或称为“根据本发明的固结产品”的固结产品形式的材料，以基于耐火氧化物的质量百分比计并且总计为100％，所述材料具有以下平均化学组成：
-大于50％、优选大于60％、优选大于70％、优选大于80％、优选大于85％的Al2O3，
-大于4％、优选大于5％、或甚至大于7％的Cr2O3，
-小于20％、优选小于15％、优选小于10％、优选小于5％、优选小于3.0％、优选小于2.0％、优选小于1.0％、优选小于0.5％的MgO，
-小于5％、优选小于2.5％、优选小于1％、优选小于0.5％的CaO，
-小于3％、优选小于2％、优选小于1％、优选小于0.9％、优选小于0.5％的SiO2，
-小于5％的Fe2O3，
-小于30％的ZrO2，
-小于10％的TiO2，
除Al2O3、Cr2O3、MgO、CaO、SiO2、Fe2O3、ZrO2和TiO2以外的成分构成至100％的余量，
氧化物Al2O3+Cr2O3+Fe2O3+ZrO2+TiO2的总和占所述化学组成的大于80％、优选大于85％、优选大于90％、优选大于95％、优选大于97％。
如将在说明书的继续中更详细地看到的，发明人出人意料地发现，这种材料特别有利于制造用于脱磷装置的涂层。该材料的组成包含极少氧化镁，但必须包含氧化铬，当它与经历脱磷的熔融黑色金属接触时显著改善涂层的使用寿命。
根据本发明的材料还可包含以下任选和优选特征中的一个或多个：
-Cr2O3的质量含量小于60％、优选小于50％、优选小于25％、优选小于20％、优选小于15％、优选小于12％、优选小于10％；
-Fe2O3的含量小于3％、优选小于2％、优选小于1％、优选小于0.5％；
-TiO2的含量小于7％、优选小于5％、优选小于3％；
-TiO2的含量大于0.5％、大于1％、大于1.1％、大于2％，其促进氧化铝-铬相的形成并且赋予改善的耐腐蚀性；
-ZrO2的含量小于20％、优选小于10％、优选小于5％、优选小于2％、优选小于1％、优选小于0.5％；
-该材料包括选自由以下形成的组的热活化粘合剂：氧化硼、硼酸、硼酸盐、冰晶石、氟化物盐、硅酸盐化合物、磷酸盐化合物、长石、氯化镁、硬硼钙石、粘土、高岭土、结晶二氧化硅、无定形二氧化硅(特别是气相二氧化硅)、有机树脂(尤其是酚醛树脂、呋喃树脂)、陶瓷烧结体、及其混合物；
-以质量百分比计，大于95％的材料由耐火氧化物、热活化粘合剂、任选的防尘剂、任选的选自碳化硅、SiAlON和氮化物的抗湿剂、以及杂质形成；
-耐火氧化物占材料质量的大于80％、优选大于85％、优选大于90％；
-优选地，以质量百分比计，杂质的量小于2％、小于1％、小于0.5％、或甚至基本上为零；
-在一个实施方式中，该材料不包含任何水硬性粘合剂或任何有机粘合剂；
-材料包含：
-2％至15％的抗湿剂，该抗湿剂选自碳化硅、SiAlON、氮化物，和/或
-0.1％至1％的防尘剂，该防尘剂选自由以下形成的组：油(特别是矿物油、煤油)、有机聚合物、及其混合物；
-该材料为粉末形式，耐火颗粒整体占材料质量的大于70％、优选大于80％、大于90％；
-该材料为通过根据本发明的粉末的固结热处理获得的固结产品的形式，特别为块或涂层的形式，优选为涂层的形式；
-固结产品的开孔孔隙度优选大于10％、优选大于10％、优选大于10％、优选大于15％和/或小于30％、优选小于25％、优选小于20％。
在一个实施方式中，该材料包含大于60％的Al2O3、小于1％的二氧化硅，并且在特定的实施方式中，包含大于1％的TiO2。
本发明还涉及用于熔融黑色金属脱磷的装置，优选脱磷炉，优选脱磷感应炉，所述装置包括耐火涂层，该耐火涂层的至少一个区域由根据本发明的材料形成。
脱磷装置尤其可以是冶金转化设备，该设备能够熔化待脱磷的金属或保持该金属熔融。
该设备优选地选自由(特别是由钢或铸铁制成的)处理用钢包和脱磷炉形成的组，优选是间歇炉，特别是井式炉、床式反射炉、固定底板炉、可移动底板炉或感应炉，优选感应炉。
不论装置是怎样的，脱磷剂都被带入熔融金属中，这导致脱磷炉渣的形成。
根据本发明的装置、特别是炉还可以包括以下可选特征中的一个或多个：
-该材料优选为通过固结根据本发明的粉末获得的固结产品的形式，特别是当其处于用于与所述熔融黑色金属接触的区域中时；
-优选地，涂层至少部分地覆盖装置的炉膛；
-涂层包括由固结材料制成的、与熔融黑色金属和/或脱磷炉渣接触的层，和/或由粉末形式的材料制成的层，所述固结材料和粉末形式的材料是根据本发明的；
-优选地，材料覆盖与脱磷炉渣接触或易于与脱磷炉渣接触的涂层区域；
-涂层没有接缝。
附图说明
本发明的其他特征和优点将在研究以下描述和附图时进一步显现，其中图1在横截面上示意性地示出脱磷感应炉的结构。
具体实施方式
定义
-术语“粉末”是指干燥的颗粒混合物。
-术语“颗粒”是指粉末的组成的固体要素。基质部分的颗粒称为“细颗粒”，粒料(granulate)的颗粒称为“细粒(grain)”。
-颗粒的“尺寸”通常由粒度分布表征给出。激光粒度分析仪允许测量例如小于或等于5mm的尺寸。
-粉末的10(D10)、50(D50)、90(D90)和99.5(D99.5)百分位数值或“百分位数”是在粉末颗粒的累积粒度分布曲线上对应于质量百分比分别为10％、50％、90％和99.5％的粒度，粒度按递增顺序分类。例如，10质量％的粉末颗粒具有小于D10的尺寸，并且90质量％的颗粒具有大于D10的尺寸。可以使用粒度分布来确定百分位数值，该粒度分布是使用激光粒度分析仪产生的。
-术语“最大尺寸”是指所述粉末的99.5(D99.5)百分位数值。
-术语“中值尺寸”是指D50百分位数值，即，将颗粒分成质量相等的第一群体和第二群体的尺寸，这些第一群体和第二群体仅分别包含尺寸大于该中值尺寸或小于该中值尺寸的颗粒。
-术语“杂质”是指不可避免的成分，该成分无意地且必然地与原料一起引入或由与这些成分的反应产生。杂质不是必需的成分，而仅是可接受的成分。
-术语“耐火的”是指“具有大于1500℃的熔点”。该定义通常由本领域技术人员使用，并且援引于“Matériaux réfractaires et céramiques techniques(éléments de céramurgie et de technologie[Technical refractory and ceramic materials(ceramurgy and technology components])”，G.Aliprandi，Septima Paris出版，1979。该出版物还在第297页至第301页给出了耐火材料的实例，特别是氧化物、碳化物和氮化物。
-术语“固结”是指热活化粘合剂的热处理(例如烧结和/或活化)，导致起始进料(通常是成形粉末)的硬化。
-术语“热活化粘合剂”是指在温度升高的作用下液化成粘性形式的成分，该粘性形式适于使混合有该粘合剂的耐火粉末的颗粒团聚。举例来说，硼酸、四氟硼酸钾和冰晶石分别在150℃至300℃、约530℃和1010℃的熔点下熔化，得到能够使根据本发明的粉末颗粒团聚的粘性相，即能够产生结构化(自支撑)产品的粘性相。
-术语“硼酸盐”是指基于硼和正电性元素的含氧阴离子化合物。基于硼的含氧阴离子可以是硼酸根含氧阴离子BO2 -、二硼酸根含氧阴离子B2O5 4-、三硼酸根含氧阴离子B3O5 -或四硼酸根含氧阴离子B4O7 2-。四硼酸钠Na2B4O7、三硼酸锂LiB3O5和二硼酸镁Mg2B2O5是硼酸盐的实例。硼酸盐也可以是水合的，例如硼砂Na2B4O7·10H2O。
-术语“临时的”是指“在固结热处理过程中从产品中除去”。
-“+”通常是指“和/或”。例如，“MgO+Cr2O3”是指“MgO和/或Cr2O3”。
-当存在具有较高质量含量的另一相时，称相为“少量的”。
-除非另有说明，否则所有百分比均表示为材料的质量。
-通常，除非另有说明，否则与材料状态(熔点、粘度等)有关的特征在1巴的压力下给出。
根据本发明的粉末
根据本发明的粉末优选包含大于70％、优选大于80％、大于90％、优选基本上100％的耐火颗粒，所述粉末的颗粒被分类为称为“基质部分”的部分或称为“粒料”的部分，这分别取决于该颗粒的尺寸是否小于或等于200μm、或者大于200μm。
根据本发明的粉末可以通过混合具有合适粒度和组成的原料来制造。
耐火颗粒尤其可以是烧结颗粒或熔融颗粒。
·粒度
优选地，基质部分占粉末质量的大于10％、大于15％、优选大于20％和/或小于40％、优选小于35％，显然，由粒料形成的余量补足至100％。
优选地，粉末包含大于10％、大于20％、或甚至大于30％和/或小于50％、或甚至小于40％的尺寸大于1mm的颗粒。
更优选地，粉末包含大于10％、大于20％、或甚至大于30％和/或小于50％、或甚至小于40％的尺寸为0.1mm至1mm的颗粒。
在优选的实施方式中，粉末具有以下特征：
-最大粒度小于5mm，和
-尺寸大于300μm的颗粒的量大于50％并且小于70％，和
-基质部分的量大于15％、优选大于20％、并且小于40％，和
-尺寸小于75μm的颗粒的量大于10％并且小于35％。
优选地，根据本发明的粉末的粒度分布适于促进其压实。压实模型(例如Fuller-Bolomey模型或Andreassen模型)可以用于确定最合适的粒度分布。
·组成
优选地，耐火颗粒和热活化粘合剂颗粒一起占粉末质量的大于81％、大于85％、大于90％、大于93％、或甚至大于95％、或甚至大于98％。优选地，根据本发明的粉末仅通过混合耐火颗粒和热活化粘合剂颗粒而形成。
对于基质部分和粒料，可以设想根据先前技术使用的所有耐火颗粒，条件是粉末具有根据本发明的化学组成。
在优选的实施方式中，材料、优选粉末形式的材料包含：
-大于85％的Al2O3，和
-小于15％的Cr2O3，和
-小于2％的MgO，和
-小于2％的Fe2O3，和
-小于5％的TiO2，和
-小于10％的ZrO2，和
-小于0.5％的P2O5，和
-小于0.5％的碱金属氧化物K2O+Na2O。
在一个实施方式中，大于80％、大于90％、优选基本上100％的量的耐火颗粒基本上是纯的，即它们各自的质量的大于80％、大于90％、大于超过95％、大于99％、或甚至基本上100％由相同耐火氧化物形成。
优选地，为了限制熔融金属浴污染的风险，P2O5和/或碱金属氧化物K2O+Na2O的含量小于1％、优选小于0.5％。优选地，这些氧化物是杂质。
热活化粘合剂必须选择为在低于工作温度的温度下是可活化的。
热活化粘合剂还必须选择为具有低于耐火颗粒熔点的熔点。因此，在固结热处理期间，热活化粘合剂可以从固态转变为粘性液态，从而允许粘附到耐火颗粒上并允许所述颗粒之间的粘合。
在一个实施方式中，粉末包含大于0.1％和/或小于5％、优选小于3％、或甚至小于1％的热活化粘合剂。
优选地，基于热活化粘合剂的质量，按质量百分比计，大于80％、大于90％、或甚至基本上100％的热活化粘合剂颗粒在基质部分中。
在一个实施方式中，热活化粘合剂的熔点大于5℃、优选大于15℃、优选大于20℃、或甚至大于30℃、大于50℃、大于70℃、大于80℃、大于150℃和/或小于1500℃、小于1300℃、或小于1200℃。
优选地，热活化粘合剂的熔点为150℃至1200℃。
优选地，热活化粘合剂不是金属。
热活化粘合剂优选选自由以下形成的组：氧化硼、硼酸、硼酸盐、冰晶石、氟化物盐、硅酸盐化合物、磷酸盐化合物、长石、氯化镁、硬硼钙石、粘土、高岭土、结晶二氧化硅、无定形二氧化硅(特别是气相二氧化硅)、树脂、陶瓷烧结体、及其混合物。树脂尤其可以选自酚醛树脂、呋喃树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、硅树脂、硅氧烷树脂、醇酸树脂、聚乙烯树脂、及其混合物。在特定的实施方式中，树脂选自可以在固结热处理过程中转化为聚合物的颗粒产品。
优选地，热活化粘合剂选自由以下形成的组：硼酸钠、硼酸钾、硼酸钙、硼酸、氧化硼、粘土、氟化物盐、及其混合物。优选地，热活化粘合剂选自由以下形成的组：硼酸、氧化硼、粘土、氟化物盐、及其混合物。
优选地，热活化粘合剂是无机的。
该粉末尤其可以包含大于0.1％和/或小于5％、优选小于3％、或甚至小于1％的热活化粘合剂，特别是粘土和/或硼酸。
在一个实施方式中，该粉末含有用于在粉末插入期间减少或甚至消除灰尘的试剂。该“防尘剂”可以选自由以下形成的组：油(特别是矿物油、煤油)、有机聚合物、及其混合物。优选地，该试剂是煤油。优选地，防尘剂的量为0.1％至1％。
在一个实施方式中，粉末含有至少一种用于降低所述粉末和/或由所述粉末获得的固结产品与熔融金属的润湿性的试剂。优选地，该“抗湿剂”选自碳化硅、SiAlON和氮化物。优选地，该试剂选自碳化硅。优选地，抗湿剂以尺寸小于或等于100μm的颗粒的形式引入。优选地，抗湿剂的量为5％至15％、优选5％至10％。
优选地，粉末由大于95％、或甚至大于98％、或甚至基本上100％的耐火颗粒、热活化粘合剂颗粒、任选地防尘剂颗粒和任选地抗湿剂颗粒形成，补足至100％的可能余量由杂质(例如来自研磨步骤的铁)形成。
优选地，除了任选的树脂外，粉末不含有任何水硬性粘合剂或有机粘合剂。在一个实施方式中，粉末不含有任何水硬性粘合剂或任何有机粘合剂。在第一个实施方式中，除了任选的树脂外，粉末不含有任何水硬性粘合剂或任何有机粘合剂。在第二个实施方式中，粉末不含有任何水硬性粘合剂或任何有机粘合剂。
耐火颗粒优选选择为以便能够在没有热活化粘合剂的情况下、在至少1000℃的温度下固结、优选烧结。
·粒料的特性
粒料(其颗粒称为“细粒”)也可以包括以下任选特征中的一个或多个：
尺寸大于300μm的细粒的量优选大于30％、大于40％、或甚至大于50％和/或小于70％。
更优选地，该粒料包括由选自以下形成的组的材料制成的耐火细粒或甚至由选自以下形成的组的材料制成的耐火细粒形成：氧化铝、氧化镁、氧化铬、氧化镁-铬铁矿、铝土矿、氧化锆、部分稳定的氧化锆、稳定的氧化锆、氧化铝-氧化锆、氧化镁-氧化铝尖晶石、锆石、堇青石、钛酸铝、氧化铝-氧化锆-二氧化硅-氧化铬(或AZS-Cr)材料、铝土矿、用氧化铝增强的氧化锆、及其混合物。
优选地，所述耐火细粒由选自以下形成的组的材料制成：白刚玉、片状氧化铝、棕刚玉和黑刚玉，优选选自由白刚玉和片状氧化铝形成的组的材料制成。
细粒的最大尺寸小于或等于10mm、优选小于或等于8mm、优选小于或等于6mm、或甚至小于或等于4mm。
按基于粉末的质量百分比计，该粒料优选包含小于20％、小于10％、或甚至小于5％、或甚至基本上不含所述热活化粘合剂颗粒(称为“粘合剂细粒”)。
·基质部分的特性
基质部分(其颗粒称为“细颗粒”)也可以包括以下任选特征中的一个或多个：
-基于材料的质量，尺寸小于75μm的细颗粒的量为10％至35％；
-基质部分含有由耐火材料制成的细耐火颗粒，该耐火材料选自由以下形成的组：氧化铝、氧化镁、氧化铬、铝土矿、氧化锆、部分稳定的氧化锆、稳定的氧化锆、莫来石-氧化锆、氧化铝-氧化锆、氧化镁-氧化铝尖晶石、锆石、钛酸铝、氧化铝-氧化锆-二氧化硅-氧化铬(或AZS-Cr)材料、铝土矿、用氧化铝增强的氧化锆、及其混合物。优选地，所述细耐火颗粒由选自由以下形成的组的耐火材料制成：氧化铝、莫来石、泥质熟料(其含有30％至50％的氧化铝、优选35％至45％的氧化铝)、铝土矿、及其混合物。更优选地，所述细耐火颗粒各自由氧化铝或铬制成。优选地，上述细耐火颗粒一起占基质部分的细耐火颗粒的大于80％、大于90％、或甚至基本上100％。
-按基于热活化粘合剂的质量的百分比计，大于80％、或甚至大于90％、或甚至基本上100％的热活化粘合剂属于基质部分。
-基于材料的质量，热活化粘合剂的细颗粒的量优选大于0.1％和/或优选小于5％、优选小于3％、优选小于1％。
制造固结产品的方法
本发明还涉及制造根据本发明的固结产品的方法，该方法包括以下依次进行的步骤：
a)使用根据本发明的粉末制备起始进料；
(1)该起始进料包含根据本发明的、任选地包含热活化粘合剂的粉末，所述起始进料中的液相占起始进料质量的小于3％、优选小于2％、更优选基本上为0％；或
(2)如下所述，该起始进料由包含根据本发明的、任选地包含热活化粘合剂的粉末和水和/或临时粘合剂的混合物形成；
b)使所述起始进料成型，特别是通过压制、捣打或振动使所述起始进料成型；
c)在高于热活化粘合剂熔点且低于耐火颗粒熔点的温度下固结热处理成型的起始进料。
可以进行该方法以制造感应炉炉膛的侧壁和/或底座的涂层。
在情况(1)中，所述起始进料中的水或甚至液相优选占起始进料质量的小于2％。更优选地，特别是对于具有炉膛的感应炉的涂层，起始进料不包含任何水或任何临时粘合剂。
在步骤b)中，成型优选地由实施本说明书的前言中描述的常规方法产生。特别地，根据本发明的粉末优选浇注在一方面为模具和另一方面为在由底板表面上的隔热层和电绝缘层限定的表面之间。
然后，温度升高使得热活化粘合剂活化，即使得热活化粘合剂颗粒熔化为粘性形式，从而确保耐火颗粒的凝聚。
在步骤c)中，固结热处理优选在高于工作温度的温度下进行。在固结热处理期间达到的最高温度的阶段的持续时间优选大于30分钟、优选大于1小时和/或小于10小时、优选小于3小时。
固结热处理可以导致耐火颗粒的烧结。
当热活化粘合剂存在时，热处理导致热活化粘合剂的活化和/或热处理导致烧结，这在耐火颗粒之间产生粘合剂相。由此获得“固结的”产品。通常，这种固结产品的开孔孔隙度为10％至30％。
如果在炉膛的侧壁和底座的整个厚度上尚未达到活化温度，则炉膛的一部分、特别是靠近炉感应器的部分会不被固结。
在固结热处理步骤之后，可以移除或熔化模具。然后，炉膛准备好用于熔化金属。
制造固结产品的该方法也可以用于制造预制的或预成型的单元块，特别是用作固结区域或与其它块组装的预制的或预成型的单元块。
在一个实施方式中，这种单元块是预成型的炉膛。
对于块的制造，根据(2)，优选向粉末中加入临时粘合剂和/或水硬性粘合剂和水。然后获得混合物，该混合物可以倒入模具中，并且在步骤b)之后，允许在环境温度下制备具有耐“低温”性的预制件。
本发明还涉及这种混合物。
优选地，按相对于加入临时粘合剂和水之前的粉末质量的质量百分比计，该混合物中临时粘合剂的量大于0.5％和/或小于6％，并且水的量大于2％和/或小于6％、或甚至小于5％。
可以使用常规用于制造烧结陶瓷块的临时粘合剂，例如糊精、木质素磺酸钙、CMC或PEG。
固结产品
优选地，在根据本发明的固结产品中：
-Cr2O3的质量含量小于60％、或甚至小于50％、或甚至小于20％、或甚至小于15％；和/或
-Fe2O3的含量小于5％、小于2％、小于1％、或甚至小于0.5％；和/或
-TiO2的含量小于10％、小于5％，和/或
-ZrO2的含量小于30％、小于10％、小于5％、或甚至小于2％。
有利地，从而减小膨胀变化。
观察到的主要存在相(即，按体积计的主要相)是刚玉(α氧化铝)相和尖晶石相(MgAl2O4、MgCr2O4、FeCr2O4、FeAl2O4)。氧化铬优选主要以固溶体(Al，Cr)2O3的形式存在。
可以存在钛酸铝相。仅在材料未固结的区域中观察到锐钛矿相或金红石相。
根据本发明的固结产品优选包含大于0.1％和/或小于5％、小于3％、小于1％的热活化粘合剂和/或由所述固结热处理产生的所述热活化粘合剂的转化产物。
根据本发明的固结产品优选包含大于80％、大于85％、大于90％的氧化物。
根据本发明的固结产品的密度优选大于3.0g/cm3和/或小于3.7g/cm3、优选小于3.5g/cm3。
如下文实施例中测量的，根据本发明的固结产品的永久热变形优选小于3.0％、优选小于2.5％、优选小于2.0％、优选小于1.5％。
如下文实施例中测量的，根据本发明的固结产品的冷抗压强度优选大于18MPa、优选大于25MPa、优选大于30MPa、优选大于40MPa、优选大于50MPa。
脱磷装置
优选地，如本说明书的前言中所描述的，根据本发明的装置是“炉膛”型或“无核”型。
炉膛的上部直径与熔融金属的高度之比优选大于0.4、或甚至大于0.5、或甚至大于0.6，以使脱磷最大化。
优选地，非固结层具有与固结层相同的化学组成。
耐火涂层的总厚度优选大于5cm、或甚至大于6cm、或大于8cm和/或小于30cm、或甚至小于25cm。
固结层限定与熔融金属接触的炉膛的表面。
固结层的厚度优选大于5mm、或甚至大于1cm、或甚至大于2cm。
固结层的厚度优选小于耐火涂层的厚度的一半。
耐火涂层的组成和/或结构可以在竖直方向上变化。
优选地，炉膛的耐火涂层的下部(从炉膛的底座延伸到高于炉膛高度的三分之一的高度、或甚至高达炉膛的中间高度)由DVC型耐火材料或捣打料型耐火材料(例如基于氧化铝-镁尖晶石的耐火材料)制成。
优选地，炉膛的耐火涂层的中部(从下部延伸到脱磷炉渣层面以上的高度并且与熔融金属和/或与炉渣接触)是根据本发明的固结产品。
优选地，炉膛的耐火涂层的上部(从中部延伸高达炉膛的顶部)由整体材料(例如混凝土、DVC或块料塑料)制成。该材料的固结可以有利地在低于与熔融炉渣和金属永久接触的其他区域温度的温度下进行。
制造涂层的方法
制造用于根据本发明的装置(特别是根据本发明的脱磷感应炉)的炉膛的涂层是常规的，如本说明书的前序部分所描述的。
优选地，在引入有色金属之前，将装置加热至高于1450℃、优选高于1500℃的温度，以确保固结区域的烧结。
优选地，耐火涂层延伸以限定炉膛的内表面28，该内表面28没有接缝。
炉膛中的熔融黑色金属可以是钢或铸铁。铸铁尤其可以通过直接还原或从预还原的铁矿石获得。
实施例
使用以下原料：
-白刚玉粉，中值尺寸为1mm，最小尺寸为75μm，最大尺寸为4mm，氧化铝含量大于99.6％，颗粒的组成材料的密度等于3.95g/cm3；
-白刚玉粉，尺寸小于200μm，中值尺寸为30μm；
-由Alteo销售的煅烧氧化铝粉末AC44B6，中值尺寸约为6μm，氧化铝含量大于99％；
-由Sibelco销售的细石英砂，中值尺寸为20μm；
-由Bayferrox销售的颜料氧化铬，通常含有98质量％的Cr2O3，中值尺寸D50为0.3μm，细粒密度为5.0；
-由MAF Magnesite销售的煅烧氧化镁(氧化镁)粉末，含有97质量％的MgO，粒度为500μm至4mm；
-由MAF Magnesite销售的煅烧氧化镁粉末，含有97质量％的MgO，最大粒度为200μm，中值尺寸为90μm。
将各种颗粒原料引入混合器中，并且干混5分钟。
对于实施例1，将氧化镁与煅烧氧化铝和石英砂以合适的比例混合，以获得表1中所示的矿物化学组成。
实施例2是通过用白刚玉代替实施例1的混合物中使用的大部分氧化镁和以细石英砂形式提供的所有结晶二氧化硅而获得的。
在实施例3中，与实施例2的混合物不同，一部分的煅烧氧化铝和一部分的细煅烧氧化镁用等质量的颜料氧化铬代替。
在根据本发明的实施例4中，通过替换一部分的煅烧氧化铝，相对于实施例3，氧化铬含量乘以大于2.5。
在根据本发明的实施例5中，与实施例3不同，氧化镁完全被颜料氧化铬代替。
对比实施例6具有甚至更高的氧化铬含量。这是通过将已知的耐火产品粉碎研磨而得到的0.2mm至2mm的部分与18％的氧化铝、5％的颜料氧化铬和3％的石英砂混合而得到的。
在矿物粉末均质化之后，还将1％的糊精粉末置于混合器中，该百分比相对于所述粉末的质量。在混合5分钟后，按相对于初始粉末(因此排除糊精粉末)的质量的百分比计，在不停止混合器的情况下加入3％的水。在引入所有水后，继续混合5分钟。
添加临时粘合剂(例如糊精)和水对于制造小样品是必需的，但在工业应用中不是必需的，特别是对于形成炉涂层。
然后将湿混合物倒入合适的模具中以制造以下部件：
-直径50mm、长60mm的圆柱体，其中心穿有直径12mm的孔，用于测量永久热变形，
-三个相同尺寸的圆柱体，没有孔，用于测量冷抗压强度，
-直径70mm、长380mm的圆柱体，用于腐蚀试验。
为此，将倒入到模具中的湿混合物在90MPa的压力下进行单轴压制。将如此获得的预制件从模具中取出，然后在110℃下干燥24小时。
用于永久热变形测量的圆柱体未经过热处理。
根据以下热循环固结其他圆柱体：
-温度以150℃/h从20℃升至1600℃；
-在1600℃下2小时的阶段；
-以150℃/h降至20℃。
表征
对于含量大于0.1质量％的元素，通过X射线荧光光谱法进行化学分析。如果元素的含量小于0.1质量％，则通过ICP(感应耦合等离子体)在Vista AX模型(由Varian公司销售)上测定。
在固结热处理后的表观密度和开孔孔隙度的测量按照以下方法进行：首先将上述圆柱体干燥称重以确定它们的干质量Ms。然后在真空下将它们置于钟罩中30分钟。然后将钟罩装满水，使杆完全浸入。在浸入后，保持真空30分钟。然后在钟罩中重新建立大气压力，并且使系统再静置30分钟。然后对样品进行流体静力学称重，得到质量Mi。然后用湿布擦拭样品并测量它们的湿质量Mh。
表观密度由比率ρ·Ms/(Mh-Mi)给出，单位为g/cm3，其中ρ为水的密度，等于1g/cm3。
开孔孔隙度由比率100(Mh-Ms)/(Mh-Mi)给出，单位为％。
永久热变形的测量根据标准EN 993-10进行，通过比较“干燥原”状态(即在热处理之前)和在1600℃下所述热处理2小时并恢复到环境温度之后的状态之间的圆柱体尺寸。
冷抗压机械强度测量根据标准EN 993-5进行。
在250kg黑色金属实验室感应炉中评估耐腐蚀性。将引入炉中的圆柱体以10cm/s(30rpm)的线速度轴向旋转，然后在1580℃的温度下在熔融黑色金属浴中浸入至浴槽表面下方10cm至15cm的深度20分钟。金属熔融黑色金属的初始质量组成如下：0.2％的C；0.3％的Si；0.7％的Mn和0.08％的P。脱磷炉渣的初始质量组成如下：58.8％的CaO、10.6％的CaF2和30.3％的FeO。
结果
下表1总结了组成和所获得的结果。
N/A：未测量*：对比实施例
氧化铝-氧化镁型产品和对比实施例1至对比实施例3的产品显示出过高的永久热变形或低的耐腐蚀性。具有高含量氧化铬的产品(例如实施例6)具有机械强度低的缺点。
测试表明，根据本发明的实施例的永久热变形低得多。降低了其开裂的风险并且增加了涂层的使用寿命。涂层的厚度也可以减小。
测试还表明，提高了根据本发明的实施例对于预期应用的耐腐蚀性。
实施例5是最优选的实施例。如现在清楚地看出的，本发明提供了一种材料，其具有良好的耐腐蚀性、高的机械强度和低于5％、优选低于3％的永久热变形。
毋庸置疑地，本发明不限于通过举例的方式提供的实施方式。

Claims (19)

1.一种用于熔融黑色金属脱磷的装置，所述装置包括耐火涂层，按基于耐火氧化物的质量百分比计并且总计为100％，所述耐火涂层的至少一个区域、特别是用于与所述熔融黑色金属接触的区域由具有以下平均化学组成的材料形成：
-大于50％的Al2O3，
-大于4％的Cr2O3，
-小于20％的MgO，
-小于5％的CaO，
-小于3％的SiO2，
-小于5％的Fe2O3，
-小于30％的ZrO2，
-小于10％的TiO2，
除Al2O3、Cr2O3、MgO、CaO、SiO2、Fe2O3、ZrO2和TiO2以外的成分构成至100％的余量，
氧化物Al2O3+Cr2O3+Fe2O3+ZrO2+TiO2的总和占所述化学组成的大于80％。
2.根据前一项权利要求所述的脱磷装置，所述材料包含：
-大于60％的Al2O3，和/或
-大于5％的Cr2O3，和/或
-小于15％的MgO，和/或
-小于2.5％的CaO，和/或
-小于2％的SiO2，和/或
-大于0.5％的TiO2，和/或
其中，氧化物Al2O3+Cr2O3+Fe2O3+ZrO2+TiO2的总和占所述化学组成的大于90％。
3.根据紧接着的前一项权利要求所述的脱磷装置，所述材料包含：
-大于70％的Al2O3，和/或
-大于7％的Cr2O3，和/或
-小于10％的MgO，和/或
-小于1％的CaO，和/或
-小于1％的SiO2，和/或
-大于1％的TiO2，和/或
其中，氧化物Al2O3+Cr2O3+Fe2O3+ZrO2+TiO2的总和占所述化学组成的大于95％。
4.根据前述权利要求中任一项所述的脱磷装置，所述材料包含：
-大于80％的Al2O3，和/或
-小于25％的Cr2O3，和/或
-小于5％的MgO，和/或
-小于0.5％的CaO，和/或
-小于0.5％的SiO2，和/或
-小于5％的Fe2O3，和/或
-小于10％的TiO2，和/或
-小于30％的ZrO2，和/或
-小于1％的P2O5，和/或
-小于1％的碱金属氧化物K2O+Na2O；和/或
其中，氧化物Al2O3+Cr2O3+Fe2O3+ZrO2+TiO2的总和占所述化学组成的大于97％。
5.根据前述权利要求中任一项所述的脱磷装置，所述材料包含：
-大于85％的Al2O3，和/或
-小于20％的Cr2O3，和/或
-小于2％的MgO，和/或
-小于2％的Fe2O3，和/或
-小于5％的TiO2，和/或
-小于10％的ZrO2，和/或
-小于0.5％的P2O5，和/或
-小于0.5％的碱金属氧化物K2O+Na2O。
6.根据紧接着的前一项权利要求所述的脱磷装置，所述材料包含：
-小于15％的Cr2O3，和/或
-小于1％的MgO，和/或
-小于1％的Fe2O3，和/或
-小于3％的TiO2，和/或
-小于5％的ZrO2。
7.根据前述权利要求中任一项所述的脱磷装置，所述材料是粉末形式，所述粉末的耐火颗粒整体占所述粉末质量的大于70％、优选大于80％、大于90％。
8.根据紧接着的前一项权利要求所述的脱磷装置，其中，粒料由耐火细粒形成，所述耐火细粒由选自由以下形成的组的材料制成：氧化铝、氧化镁、氧化铬、氧化镁-铬铁矿、铝土矿、氧化锆、部分稳定的氧化锆、稳定的氧化锆、氧化铝-氧化锆、氧化镁-氧化铝尖晶石、锆石、堇青石、钛酸铝、氧化铝-氧化锆-二氧化硅-氧化铬材料、铝土矿、用氧化铝增强的氧化锆、及其混合物。
9.根据前述权利要求中任一项所述的脱磷装置，所述材料包含选自由以下形成的组的热活化粘合剂：氧化硼，硼酸，硼酸盐，冰晶石，氟化物盐，硅酸盐化合物，磷酸盐化合物，长石，氯化镁，硬硼钙石，粘土，高岭土，结晶二氧化硅，无定形二氧化硅、特别是气相二氧化硅，酚醛树脂、尤其是呋喃树脂，陶瓷烧结体，及其混合物。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的脱磷装置，所述材料不包含任何热活化粘合剂。
11.根据前述权利要求中任一项所述的脱磷装置，以质量百分比计，大于95％的所述材料由耐火氧化物，任选地热活化粘合剂，任选地防尘剂，任选地选自碳化硅、SiAlON和氮化物的抗湿剂，以及杂质形成。
12.根据前述权利要求中任一项所述的脱磷装置，所述材料不包含任何水硬性粘合剂或任何有机粘合剂。
13.根据前述权利要求中任一项所述的脱磷装置，所述材料包含：
-2％至15％的抗湿剂，所述抗湿剂选自碳化硅、SiAlON、氮化物，和/或
-0.1％至1％的防尘剂，所述防尘剂选自由以下形成的组：油、特别是矿物油、煤油，有机聚合物，及其混合物。
14.根据前述权利要求中任一项所述的脱磷装置，所述材料是固结产品或粉末的形式。
15.根据前述权利要求中任一项所述的脱磷装置，其中，所述涂层包含由固结形式的所述材料和/或粉末形式的所述材料制成的层，所述由固结形式的所述材料制成的层与所述熔融黑色金属接触和/或与脱磷炉渣接触。
16.根据前述权利要求中任一项所述的脱磷装置，其中，所述涂层没有接缝。
17.根据前述权利要求中任一项所述的脱磷装置，所述脱磷装置选自由处理用钢包和脱磷炉形成的组，优选为间歇炉。
18.根据前述权利要求中任一项所述的脱磷装置，所述脱磷装置由感应炉形成。
19.一种制造根据权利要求1至9或11至18中任一项所述的装置的涂层的方法，所述方法包括以下依次进行的步骤：
a)制备起始进料，
(1)所述起始进料包含具有与所述装置的所述材料的组成一致的组成并且包含热活化粘合剂的粉末，所述起始进料中的液相占起始进料质量的小于3％；或
(2)所述起始进料由包含以下的混合物形成：一方面，具有与所述装置的所述材料的组成一致的组成并且包含热活化粘合剂的粉末，和另一方面，
按相对于在加入临时粘合剂和水之前的粉末质量的质量百分比计，
-大于0.5％并且小于6％的量的临时粘合剂，和/或
-大于2％并且小于6％的量的水，
b)通过压制、捣打或振动使所述起始进料成型；
c)在高于所述热活化粘合剂的熔点的温度下固结热处理成型的起始进料。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113699317A (zh) * 2021-09-08 2021-11-26 北京会盛百模具材料技术有限公司 脱磷炉、钢水脱磷方法和冶金工艺
CN115335347A (zh) * 2020-03-05 2022-11-11 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 脱磷炉渣

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3107896B1 (fr) * 2020-03-05 2024-03-01 Saint Gobain Ct Recherches Laitier de déphosphoration

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050137076A1 (en) * 2003-12-18 2005-06-23 3M Innovative Properties Company Transparent fused crystalline ceramic, and method of making the same
CN101300207A (zh) * 2005-09-26 2008-11-05 圣戈班欧洲设计研究中心 表现出增强的抗热冲击性的烧结耐火产品
CN101717842A (zh) * 2009-12-29 2010-06-02 江苏大学 一种感应炉炼钢脱磷和脱硫的方法
CN102203029A (zh) * 2008-10-29 2011-09-28 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 自流平混凝土
CN102686534A (zh) * 2009-12-24 2012-09-19 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 用于干燥耐火材料的粉末
CN102712541A (zh) * 2009-12-24 2012-10-03 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 用于玻璃陶瓷干燥耐火材料的粉末
CN103068749A (zh) * 2010-08-10 2013-04-24 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 氧化铬耐火材料
CN104928430A (zh) * 2015-05-22 2015-09-23 江苏嘉耐高温材料有限公司 蓄铁式出铁沟进行铁水预脱磷喂料机及其预脱磷方法
CN105143147A (zh) * 2012-12-19 2015-12-09 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 用于气化炉或用于冶金炉的铝镁制品

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03183656A (ja) 1989-12-09 1991-08-09 Toto Ltd 銅合金用溶解炉の炉材および焼結方法
US6458732B1 (en) 1999-06-07 2002-10-01 Allied Mineral Products, Inc. Lightweight dry refractory
FR2963785A1 (fr) * 2010-08-10 2012-02-17 Saint Gobain Ct Recherches Poudre a base d'oxyde de chrome
CN102936638B (zh) 2012-11-09 2014-05-28 武汉钢铁(集团)公司 一种采用顶底吹炼的感应炉脱磷方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050137076A1 (en) * 2003-12-18 2005-06-23 3M Innovative Properties Company Transparent fused crystalline ceramic, and method of making the same
CN101300207A (zh) * 2005-09-26 2008-11-05 圣戈班欧洲设计研究中心 表现出增强的抗热冲击性的烧结耐火产品
CN102203029A (zh) * 2008-10-29 2011-09-28 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 自流平混凝土
CN105060798A (zh) * 2008-10-29 2015-11-18 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 自流平混凝土
CN102686534A (zh) * 2009-12-24 2012-09-19 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 用于干燥耐火材料的粉末
CN102712541A (zh) * 2009-12-24 2012-10-03 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 用于玻璃陶瓷干燥耐火材料的粉末
CN101717842A (zh) * 2009-12-29 2010-06-02 江苏大学 一种感应炉炼钢脱磷和脱硫的方法
CN103068749A (zh) * 2010-08-10 2013-04-24 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 氧化铬耐火材料
CN103080027A (zh) * 2010-08-10 2013-05-01 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 氧化铬粉末
CN105143147A (zh) * 2012-12-19 2015-12-09 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 用于气化炉或用于冶金炉的铝镁制品
CN104928430A (zh) * 2015-05-22 2015-09-23 江苏嘉耐高温材料有限公司 蓄铁式出铁沟进行铁水预脱磷喂料机及其预脱磷方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115335347A (zh) * 2020-03-05 2022-11-11 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 脱磷炉渣
CN113699317A (zh) * 2021-09-08 2021-11-26 北京会盛百模具材料技术有限公司 脱磷炉、钢水脱磷方法和冶金工艺

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Publication number Publication date
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FR3048428A1 (fr) 2017-09-08

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