JPH06157173A - 高耐食性耐火物の製造方法 - Google Patents
高耐食性耐火物の製造方法Info
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- JPH06157173A JPH06157173A JP33550692A JP33550692A JPH06157173A JP H06157173 A JPH06157173 A JP H06157173A JP 33550692 A JP33550692 A JP 33550692A JP 33550692 A JP33550692 A JP 33550692A JP H06157173 A JPH06157173 A JP H06157173A
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ムライト化の反応性を良好にすると共に、骨
材の選択範囲を広げ、かつ高強度、高耐食性の耐火物を
得る。 【構成】 耐食、耐火性骨材と結合材の混合物を成形
し、得られた成形体を乾燥又は乾燥後焼成し、乾燥後又
は焼成後の成形体にコロイド状シリカ液とコロイド状ア
ルミナ液の混合液を含浸させ、しかる後これを乾燥又は
乾燥後焼成することにより、極微粒のシリカとアルミナ
によって成形体又は焼成体の気孔が埋められると共に、
成形体等の実使用時の加熱又は焼成によって、1200
℃程度の比較的低い温度で、かつ短時間にシリカとアル
ミナが反応して高融点のムライトとなる。
材の選択範囲を広げ、かつ高強度、高耐食性の耐火物を
得る。 【構成】 耐食、耐火性骨材と結合材の混合物を成形
し、得られた成形体を乾燥又は乾燥後焼成し、乾燥後又
は焼成後の成形体にコロイド状シリカ液とコロイド状ア
ルミナ液の混合液を含浸させ、しかる後これを乾燥又は
乾燥後焼成することにより、極微粒のシリカとアルミナ
によって成形体又は焼成体の気孔が埋められると共に、
成形体等の実使用時の加熱又は焼成によって、1200
℃程度の比較的低い温度で、かつ短時間にシリカとアル
ミナが反応して高融点のムライトとなる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶鋼の鋳造の際に使用
するスライドゲート用プレート、ロングノズル、浸漬ノ
ズル、あるいはタンディッシュの内張り耐火物等として
用いられる高耐食性耐火物の製造方法に関する。
するスライドゲート用プレート、ロングノズル、浸漬ノ
ズル、あるいはタンディッシュの内張り耐火物等として
用いられる高耐食性耐火物の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鋳造用耐火物の耐食性向上の手段として
は、タールピッチ、樹脂類、糖類等の炭素系物質を含浸
させることが一般に行われている。しかし、近年、超極
低炭素鋼の需要増加と共に、耐火物から鉄中に固溶する
炭素が問題となり、前記炭素系含浸材に代えて無機系含
浸材を用いた耐食性耐火物が着目されてきている。従
来、この種の耐食性耐火物の製造方法としては、電融ア
ルミナを主体とする配合物に、結合粘土等を加えて成形
し、得られた成形体を1500〜1600℃の温度で焼
成した後、コロイド状シリカ液又はエチルシリケート液
に浸漬して二次的に気孔率を低下させ、さらに実使用時
の熱によりアルミナとシリカの反応によってムライトを
生成させ、もって耐食性を向上させる方法が知られてい
る(特公昭49−7561号公報参照)。
は、タールピッチ、樹脂類、糖類等の炭素系物質を含浸
させることが一般に行われている。しかし、近年、超極
低炭素鋼の需要増加と共に、耐火物から鉄中に固溶する
炭素が問題となり、前記炭素系含浸材に代えて無機系含
浸材を用いた耐食性耐火物が着目されてきている。従
来、この種の耐食性耐火物の製造方法としては、電融ア
ルミナを主体とする配合物に、結合粘土等を加えて成形
し、得られた成形体を1500〜1600℃の温度で焼
成した後、コロイド状シリカ液又はエチルシリケート液
に浸漬して二次的に気孔率を低下させ、さらに実使用時
の熱によりアルミナとシリカの反応によってムライトを
生成させ、もって耐食性を向上させる方法が知られてい
る(特公昭49−7561号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
無機系含浸材を用いた耐食性耐火物の製造方法において
は、シリカは、通常使用される耐火性材料中では低融物
に属し、これを含浸しているものは、気孔を埋めるとい
う点で耐食性向上に効果はあるものの、未だ不十分であ
る。すなわち、含浸したシリカのアルミナ骨材との反応
に際しては、骨材の電融アルミナが極めて安定性がある
ため、シリカとの反応性が悪く、反応自体の開始温度が
1400℃以上と高いばかりか、反応しても電融アルミ
ナ粒子表面のみに止まり、実使用温度の1600℃付近
では殆んどのシリカは未反応のまま残り、耐食性低下を
引き起こす。又、耐食、耐火性骨材は、アルミナ系に限
定される不具合がある。そこで、本発明は、ムライト化
の反応性を良好にすると共に、骨材の選択範囲を広げ、
かつ高強度、高耐食性が得られる高耐食性耐火物の製造
方法の提供を目的とする。
無機系含浸材を用いた耐食性耐火物の製造方法において
は、シリカは、通常使用される耐火性材料中では低融物
に属し、これを含浸しているものは、気孔を埋めるとい
う点で耐食性向上に効果はあるものの、未だ不十分であ
る。すなわち、含浸したシリカのアルミナ骨材との反応
に際しては、骨材の電融アルミナが極めて安定性がある
ため、シリカとの反応性が悪く、反応自体の開始温度が
1400℃以上と高いばかりか、反応しても電融アルミ
ナ粒子表面のみに止まり、実使用温度の1600℃付近
では殆んどのシリカは未反応のまま残り、耐食性低下を
引き起こす。又、耐食、耐火性骨材は、アルミナ系に限
定される不具合がある。そこで、本発明は、ムライト化
の反応性を良好にすると共に、骨材の選択範囲を広げ、
かつ高強度、高耐食性が得られる高耐食性耐火物の製造
方法の提供を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の高耐食性耐火物の製造方法は、耐食、耐火
性骨材と結合材の混合物を成形し、得られた成形体を乾
燥又は乾燥後焼成し、乾燥後又は焼成後の成形体にコロ
イド状シリカ液とコロイド状アルミナ液の混合液を含浸
させ、しかる後これを乾燥又は乾燥後焼成する方法であ
る。前記混合液に含まれるシリカとアルミナに対するア
ルミナの割合が重量比で50〜90%であることが好ま
しい。
め、本発明の高耐食性耐火物の製造方法は、耐食、耐火
性骨材と結合材の混合物を成形し、得られた成形体を乾
燥又は乾燥後焼成し、乾燥後又は焼成後の成形体にコロ
イド状シリカ液とコロイド状アルミナ液の混合液を含浸
させ、しかる後これを乾燥又は乾燥後焼成する方法であ
る。前記混合液に含まれるシリカとアルミナに対するア
ルミナの割合が重量比で50〜90%であることが好ま
しい。
【0005】
【作用】上記手段においては、極微粒のシリカとアルミ
ナによって成形体又は焼成体の気孔が埋められると共
に、成形体等の実使用時の加熱又は焼成によって、12
00℃程度の比較的低い温度で、かつ短時間にシリカと
アルミナが反応して高融点のムライトとなる。
ナによって成形体又は焼成体の気孔が埋められると共
に、成形体等の実使用時の加熱又は焼成によって、12
00℃程度の比較的低い温度で、かつ短時間にシリカと
アルミナが反応して高融点のムライトとなる。
【0006】耐食、耐火性骨材としては、アルミナ、ム
ライト、ジルコニア等の単独、あるいは複合の焼結ある
いは電融原料の1種又は2種以上が用いられる。コロイ
ド状シリカ液の溶質としてのシリカとしては、5〜50
mμの球形の極微粒が用いられ、好ましくは、10〜2
0mμである。又、コロイド状アルミナ液の溶質として
のアルミナは、5×200mμ程度の棒状の極微粒が用
いられ、好ましくは、10×100mμ程度である。極
微粒のシリカとアルミナは、それぞれどのような製法に
よるものでもよいが、粒径が近似していると、コロイド
状シリカは、一般に負の電荷を、又コロイド状アルミナ
は、正の電荷を有しているため、増粘、ゲル化し易く、
含浸には不適である。コロイド状シリカ液とコロイド状
アルミナ液の溶媒としては、水性、アルコール性等を問
わない。又、両液の安定剤として、酸あるいはアルカリ
を用いるのが一般的であるが、両液を混合した場合に互
いに反応しないようにpHをほぼ同じになるように調製
したものを使用する必要がある。更に、両液の分散質の
分散を良好にするため、界面活性剤を添加してもよい。
一方、コロイド状シリカ液の代わりに、エチルシリケー
トを使用してもよく、同様の作用効果を奏する。混合液
を含浸した成形体の乾燥は、100℃程度の温度で行う
ことが好ましく、又、成形体への混合液の含浸は、繰り
返して行うことが好ましく、このようにすることによ
り、含浸量が増え、効果が顕著となる。
ライト、ジルコニア等の単独、あるいは複合の焼結ある
いは電融原料の1種又は2種以上が用いられる。コロイ
ド状シリカ液の溶質としてのシリカとしては、5〜50
mμの球形の極微粒が用いられ、好ましくは、10〜2
0mμである。又、コロイド状アルミナ液の溶質として
のアルミナは、5×200mμ程度の棒状の極微粒が用
いられ、好ましくは、10×100mμ程度である。極
微粒のシリカとアルミナは、それぞれどのような製法に
よるものでもよいが、粒径が近似していると、コロイド
状シリカは、一般に負の電荷を、又コロイド状アルミナ
は、正の電荷を有しているため、増粘、ゲル化し易く、
含浸には不適である。コロイド状シリカ液とコロイド状
アルミナ液の溶媒としては、水性、アルコール性等を問
わない。又、両液の安定剤として、酸あるいはアルカリ
を用いるのが一般的であるが、両液を混合した場合に互
いに反応しないようにpHをほぼ同じになるように調製
したものを使用する必要がある。更に、両液の分散質の
分散を良好にするため、界面活性剤を添加してもよい。
一方、コロイド状シリカ液の代わりに、エチルシリケー
トを使用してもよく、同様の作用効果を奏する。混合液
を含浸した成形体の乾燥は、100℃程度の温度で行う
ことが好ましく、又、成形体への混合液の含浸は、繰り
返して行うことが好ましく、このようにすることによ
り、含浸量が増え、効果が顕著となる。
【0007】混合液に含まれるシリカとアルミナに対す
るアルミナの割合が重量比で50〜90%の範囲外とな
ると、ムライト(3Al2 O3 ・2SiO2 )組成にな
る割合が少なくなり、強度向上あるいは耐食性向上への
寄与が少なくなる。又、混合液の濃度は、固形分換算で
0.5〜20%が好ましく、より好ましくは5〜15%
である。濃度が0.5%未満では効果が少なく、20%
を超えると含浸性が低下する。混合液の含浸方法として
は、成形体を混合液中に浸漬する方法、浸漬後加圧若し
くは減圧、あるいは超音波振動を混合液に付与させる
等、いかなる方法でもかまわない。このようにして混合
液を含浸された成形体は、必要に応じて周知の方法で乾
燥又は乾燥後焼成される。
るアルミナの割合が重量比で50〜90%の範囲外とな
ると、ムライト(3Al2 O3 ・2SiO2 )組成にな
る割合が少なくなり、強度向上あるいは耐食性向上への
寄与が少なくなる。又、混合液の濃度は、固形分換算で
0.5〜20%が好ましく、より好ましくは5〜15%
である。濃度が0.5%未満では効果が少なく、20%
を超えると含浸性が低下する。混合液の含浸方法として
は、成形体を混合液中に浸漬する方法、浸漬後加圧若し
くは減圧、あるいは超音波振動を混合液に付与させる
等、いかなる方法でもかまわない。このようにして混合
液を含浸された成形体は、必要に応じて周知の方法で乾
燥又は乾燥後焼成される。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例について比較例と共に
説明する。 実施例1〜3、比較例1〜3 耐食、耐火性骨材としてアルミナ(Al2 O3 )及びム
ライトに、結合材として粘土を添加し、常法により混合
し、混合物を成形して高アルミナ質スライドゲート用プ
レートの成形体を多数得、これらを乾燥した。得られた
各成形体を、表1に示すように、シリカ(SiO2 )と
アルミナに対するアルミナの割合が70重量%と一定
で、濃度を変えた混合液中に30分間浸漬し、その間混
合液を収容した容器内をほぼ真空状態に維持した。混合
液の含浸後、各成形体を乾燥した後、再度浸漬した。こ
の操作を3回繰り返した後、110℃の温度で最終熱処
理を施して乾燥した。各成形体の見掛気孔率、かさ比
重、圧縮強さ及び耐食性指数は、それぞれ表1に示すよ
うになった。なお、耐食性指数は、高周波誘導炉にて溶
鋼を1600℃の温度で溶解し、その中に40×40m
m角の棒状の試験片を1時間浸漬し、溶損部の断面積の
減少を、後述する比較例4の溶損を100とした場合の
比で示した。従って、数値が小さいほど耐食性は良好と
なる。
説明する。 実施例1〜3、比較例1〜3 耐食、耐火性骨材としてアルミナ(Al2 O3 )及びム
ライトに、結合材として粘土を添加し、常法により混合
し、混合物を成形して高アルミナ質スライドゲート用プ
レートの成形体を多数得、これらを乾燥した。得られた
各成形体を、表1に示すように、シリカ(SiO2 )と
アルミナに対するアルミナの割合が70重量%と一定
で、濃度を変えた混合液中に30分間浸漬し、その間混
合液を収容した容器内をほぼ真空状態に維持した。混合
液の含浸後、各成形体を乾燥した後、再度浸漬した。こ
の操作を3回繰り返した後、110℃の温度で最終熱処
理を施して乾燥した。各成形体の見掛気孔率、かさ比
重、圧縮強さ及び耐食性指数は、それぞれ表1に示すよ
うになった。なお、耐食性指数は、高周波誘導炉にて溶
鋼を1600℃の温度で溶解し、その中に40×40m
m角の棒状の試験片を1時間浸漬し、溶損部の断面積の
減少を、後述する比較例4の溶損を100とした場合の
比で示した。従って、数値が小さいほど耐食性は良好と
なる。
【0009】
【表1】
【0010】表1からわかるように、混合液の濃度が1
0%の場合、最も気孔率が下がって13.9%となり、
未含浸品である比較例1に比べて2.3%低下し、かさ
比重、圧縮強さ及び耐食性が最も向上している。そし
て、これより濃度が高くてもあるいは低くても各特性が
低下し、特に0.5%未満、あるいは20%を超える
と、効果が低下していることがわかる。 実施例4〜5、比較例4〜6 実施例1〜3と同様にして得た各成形体に、表2に示す
ように、濃度が10%と一定で、シリカとアルミナに対
するアルミナの割合を変えた混合液中に浸漬する操作を
実施例1〜3と同様に施した。各成形体の見掛気孔率等
は、それぞれ表2に示すようになった。
0%の場合、最も気孔率が下がって13.9%となり、
未含浸品である比較例1に比べて2.3%低下し、かさ
比重、圧縮強さ及び耐食性が最も向上している。そし
て、これより濃度が高くてもあるいは低くても各特性が
低下し、特に0.5%未満、あるいは20%を超える
と、効果が低下していることがわかる。 実施例4〜5、比較例4〜6 実施例1〜3と同様にして得た各成形体に、表2に示す
ように、濃度が10%と一定で、シリカとアルミナに対
するアルミナの割合を変えた混合液中に浸漬する操作を
実施例1〜3と同様に施した。各成形体の見掛気孔率等
は、それぞれ表2に示すようになった。
【0011】
【表2】
【0012】表2からわかるように、混合液中のシリカ
とアルミナに対するアルミナの割合が90重量%以下で
は気孔率の変動が小さいが、アルミナ含有量が増すほど
僅かに気孔率が高くなる一方、かさ密度も高くなってい
る。これは、アルミナとシリカの比重差に起因するもの
である。耐食性は、上記アルミナの割合が50〜90重
量%で優れており、50重量%未満では気孔率は低い
が、低融物を生成し易いシリカが多いため耐食性は十分
でない一方、90重量%を超えたアルミナ100重量%
では含浸量が少なく、耐食性が不十分であることがわか
る。
とアルミナに対するアルミナの割合が90重量%以下で
は気孔率の変動が小さいが、アルミナ含有量が増すほど
僅かに気孔率が高くなる一方、かさ密度も高くなってい
る。これは、アルミナとシリカの比重差に起因するもの
である。耐食性は、上記アルミナの割合が50〜90重
量%で優れており、50重量%未満では気孔率は低い
が、低融物を生成し易いシリカが多いため耐食性は十分
でない一方、90重量%を超えたアルミナ100重量%
では含浸量が少なく、耐食性が不十分であることがわか
る。
【0013】実施例6 実施例1〜3と同様にして得た成形体に、表2に示すよ
うに、濃度が10%で、シリカとアルミナに対するアル
ミナの割合を70重量%とした混合液中に浸漬する操作
を実施例1〜3と同様に施した後、1200℃の温度で
焼成した。得られた焼成体の見掛気孔率等は、それぞれ
表2に示すようになった。表1,表2からわかるよう
に、最終熱処理温度の異なる実施例2に比べ、一層耐食
性が向上していることがわかる。
うに、濃度が10%で、シリカとアルミナに対するアル
ミナの割合を70重量%とした混合液中に浸漬する操作
を実施例1〜3と同様に施した後、1200℃の温度で
焼成した。得られた焼成体の見掛気孔率等は、それぞれ
表2に示すようになった。表1,表2からわかるよう
に、最終熱処理温度の異なる実施例2に比べ、一層耐食
性が向上していることがわかる。
【0014】なお、上記各実施例においては、成形体の
乾燥後に混合液を含浸させる場合について述べたが、こ
れに限定されるものではなく、成形体の乾燥後に焼成
し、この焼成体に混合液を含浸させ、しかる後に乾燥又
は乾燥後再度焼成するようにしてもよく、ほぼ同様の作
用効果が得られる。
乾燥後に混合液を含浸させる場合について述べたが、こ
れに限定されるものではなく、成形体の乾燥後に焼成
し、この焼成体に混合液を含浸させ、しかる後に乾燥又
は乾燥後再度焼成するようにしてもよく、ほぼ同様の作
用効果が得られる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高耐食性
耐火物の製造方法によれば、極微粒のシリカとアルミナ
によって成形体又は焼成体の気孔が埋められると共に、
成形体等の実使用時の加熱又は焼成によって、1200
℃程度の比較的低い温度で、かつ短時間にシリカとアル
ミナが反応して高融点のムライトとなるので、従来に比
してムライト化の反応性を良好にすることができると共
に、骨材の選択範囲を広げることができ、かつ高強度、
高耐食性の耐火物を得ることができる。
耐火物の製造方法によれば、極微粒のシリカとアルミナ
によって成形体又は焼成体の気孔が埋められると共に、
成形体等の実使用時の加熱又は焼成によって、1200
℃程度の比較的低い温度で、かつ短時間にシリカとアル
ミナが反応して高融点のムライトとなるので、従来に比
してムライト化の反応性を良好にすることができると共
に、骨材の選択範囲を広げることができ、かつ高強度、
高耐食性の耐火物を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 幸治 愛知県刈谷市小垣江町南藤1番地 東芝セ ラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者 川村 俊夫 愛知県刈谷市小垣江町南藤1番地 東芝セ ラミックス株式会社刈谷製造所内
Claims (2)
- 【請求項1】 耐食、耐火性骨材と結合材の混合物を成
形し、得られた成形体を乾燥又は乾燥後焼成し、乾燥後
又は焼成後の成形体にコロイド状シリカ液とコロイド状
アルミナ液の混合液を含浸させ、しかる後これを乾燥又
は乾燥後焼成することを特徴とする高耐食性耐火物の製
造方法。 - 【請求項2】 前記混合液に含まれるシリカとアルミナ
に対するアルミナの割合が重量比で50〜90%である
ことを特徴とする高耐食性耐火物の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33550692A JPH06157173A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 高耐食性耐火物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33550692A JPH06157173A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 高耐食性耐火物の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06157173A true JPH06157173A (ja) | 1994-06-03 |
Family
ID=18289340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33550692A Pending JPH06157173A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 高耐食性耐火物の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06157173A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005065176A3 (en) * | 2003-12-19 | 2005-12-15 | Motorola Inc | Method and system for charging batteries |
JP2007153644A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Ngk Insulators Ltd | 耐火物の製造方法及びこれにより得られた耐火物 |
WO2009077509A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Dsm Ip Assets B.V. | Sol-gel process with a protected catalyst |
-
1992
- 1992-11-20 JP JP33550692A patent/JPH06157173A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005065176A3 (en) * | 2003-12-19 | 2005-12-15 | Motorola Inc | Method and system for charging batteries |
JP2007153644A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Ngk Insulators Ltd | 耐火物の製造方法及びこれにより得られた耐火物 |
WO2009077509A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Dsm Ip Assets B.V. | Sol-gel process with a protected catalyst |
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