JPH06206764A - アルカリガス雰囲気焼成炉用耐火物 - Google Patents
アルカリガス雰囲気焼成炉用耐火物Info
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- JPH06206764A JPH06206764A JP50A JP1929993A JPH06206764A JP H06206764 A JPH06206764 A JP H06206764A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 1929993 A JP1929993 A JP 1929993A JP H06206764 A JPH06206764 A JP H06206764A
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- refractory
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Na、K、Pb、Bi等を含む高温アルカリ
雰囲気に対して優れた耐久性能を発揮する安価なアルカ
リガス雰囲気焼成炉用耐火物を提供する。 【構成】 Al2 O3 が92〜98重量%、CaOが8
〜2重量%の成分組成を有することを特徴とする。
雰囲気に対して優れた耐久性能を発揮する安価なアルカ
リガス雰囲気焼成炉用耐火物を提供する。 【構成】 Al2 O3 が92〜98重量%、CaOが8
〜2重量%の成分組成を有することを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Na、K、Pb、Bi
等を含有するアルカリガス雰囲気に対して優れた耐久性
を発揮するアルカリガス雰囲気焼成炉用の耐火物に関す
る。
等を含有するアルカリガス雰囲気に対して優れた耐久性
を発揮するアルカリガス雰囲気焼成炉用の耐火物に関す
る。
【0002】
【従来の技術】Al2 O3 系耐火物は、優れた耐火性、
耐熱性および耐食性を備えていることから工業的に重要
な地位を占めており、従来から高温焼成炉の内張り、焼
成用の治具、サヤ等として多用されている。ところが、
従来組成のAl2 O3 粒子単味またはAl2 O3 粒子を
珪酸塩化合物で結合したAl2 O3 系耐火物は、高温の
アルカリ雰囲気に対しては耐久性に乏しい欠点がある。
耐熱性および耐食性を備えていることから工業的に重要
な地位を占めており、従来から高温焼成炉の内張り、焼
成用の治具、サヤ等として多用されている。ところが、
従来組成のAl2 O3 粒子単味またはAl2 O3 粒子を
珪酸塩化合物で結合したAl2 O3 系耐火物は、高温の
アルカリ雰囲気に対しては耐久性に乏しい欠点がある。
【0003】すなわち、上記のAl2 O3 系耐火物をア
ルカリガス雰囲気の焼成炉に使用すると、Al2 O3 成
分はアルカリガスと接触反応して材質脆化を生じ、珪酸
塩結合部はアルカリガスと反応して低融点ガラスを生成
し、溶融、亀裂、割れ、剥離などの現象を招く。したが
って、アルカリガス雰囲気焼成炉の内張り材とした場合
には、短期間内に操炉を中断して劣化耐火物を交換補修
する必要がある。
ルカリガス雰囲気の焼成炉に使用すると、Al2 O3 成
分はアルカリガスと接触反応して材質脆化を生じ、珪酸
塩結合部はアルカリガスと反応して低融点ガラスを生成
し、溶融、亀裂、割れ、剥離などの現象を招く。したが
って、アルカリガス雰囲気焼成炉の内張り材とした場合
には、短期間内に操炉を中断して劣化耐火物を交換補修
する必要がある。
【0004】前記の劣化現象を生じない耐高温アルカリ
ガス雰囲気用の耐火物として、ZrO2 やMgOをAl
2 O3 に添加した組成のものが知られている。しかし、
これらの耐火物は構成材料が高価である関係で、工業炉
用の耐火物としてはコスト的に合わない経済面での難点
がある。
ガス雰囲気用の耐火物として、ZrO2 やMgOをAl
2 O3 に添加した組成のものが知られている。しかし、
これらの耐火物は構成材料が高価である関係で、工業炉
用の耐火物としてはコスト的に合わない経済面での難点
がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】通常、電子部品あるい
は蛍光塗料などを熱処理するための焼成炉においては、
概ね被処理材からの発生や雰囲気調整のために炉内がN
a、K、PbまたはBi等を含むアルカリガス雰囲気と
なる。このため、近時の工業用焼成炉の分野では高温ア
ルカリガス雰囲気に対して優れた耐食性を発揮する安価
な耐火物の開発が強く要求されている。
は蛍光塗料などを熱処理するための焼成炉においては、
概ね被処理材からの発生や雰囲気調整のために炉内がN
a、K、PbまたはBi等を含むアルカリガス雰囲気と
なる。このため、近時の工業用焼成炉の分野では高温ア
ルカリガス雰囲気に対して優れた耐食性を発揮する安価
な耐火物の開発が強く要求されている。
【0006】本発明者らは、このような要求に沿う耐火
物につき材質成分面から多角的な研究を重ねた結果、安
価なCaOを特定された範囲でAl2 O3 に配合した組
成材質がアルカリガス雰囲気の焼成炉用として優れた耐
食性を示すことを確認した。
物につき材質成分面から多角的な研究を重ねた結果、安
価なCaOを特定された範囲でAl2 O3 に配合した組
成材質がアルカリガス雰囲気の焼成炉用として優れた耐
食性を示すことを確認した。
【0007】本発明は前記の知見に基づいて開発された
もので、その目的は、Na、K、Pb、Bi等を含む高
温アルカリガス雰囲気に対して優れた耐久性を発揮する
安価なアルカリガス雰囲気焼成炉用耐火物を提供するこ
とにある。
もので、その目的は、Na、K、Pb、Bi等を含む高
温アルカリガス雰囲気に対して優れた耐久性を発揮する
安価なアルカリガス雰囲気焼成炉用耐火物を提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるアルカリガス雰囲気焼成炉用耐火物
は、Al2 O3 が92〜98重量%、CaOが8〜2重
量%の成分組成を有することを構成上の特徴とするもの
である。
めの本発明によるアルカリガス雰囲気焼成炉用耐火物
は、Al2 O3 が92〜98重量%、CaOが8〜2重
量%の成分組成を有することを構成上の特徴とするもの
である。
【0009】本発明における成分組成は限定的で、Al
2 O3 が92重量%を下廻りCaOが8重量%を越える
とCaO成分中の水との反応によるスレーキング(消
化)現象が生じて室温での長期保管が困難となり、他
方、Al2 O3 が98重量%を上廻りCaOが2重量%
未満になると高温アルカリガス雰囲気での耐食性が十分
に付与されなくなる。
2 O3 が92重量%を下廻りCaOが8重量%を越える
とCaO成分中の水との反応によるスレーキング(消
化)現象が生じて室温での長期保管が困難となり、他
方、Al2 O3 が98重量%を上廻りCaOが2重量%
未満になると高温アルカリガス雰囲気での耐食性が十分
に付与されなくなる。
【0010】上記Al2 O3 −CaO質の成分組成を有
する本発明のアルカリガス雰囲気焼成炉用耐火物は、例
えばAl2 O3 の骨材粒子とCaOの前駆体となる炭酸
カルシウム(CaCO3) または水酸化カルシウム(Ca(OH)2)
の粉体を混合し、少量の水を加えて所望の形状に成形し
たのち、大気雰囲気下において1400〜1800℃、
好ましくは1600〜1800℃の温度範囲で1〜30
時間焼成処理する方法によって製造することができる。
する本発明のアルカリガス雰囲気焼成炉用耐火物は、例
えばAl2 O3 の骨材粒子とCaOの前駆体となる炭酸
カルシウム(CaCO3) または水酸化カルシウム(Ca(OH)2)
の粉体を混合し、少量の水を加えて所望の形状に成形し
たのち、大気雰囲気下において1400〜1800℃、
好ましくは1600〜1800℃の温度範囲で1〜30
時間焼成処理する方法によって製造することができる。
【0011】
【作用】本発明の成分組成に係るAl2 O3 −CaO質
耐火物は、Al2 O3 およびCaOの骨格粒子と6Al
2 O3 ・CaOからなる粒界結合部によって構成されて
いる。本発明による耐食性の向上効果は、前記の粒界結
合部を形成する6Al2O3 ・CaOが同時に骨格粒子
となるAl2 O3 を被覆し、アルカリガス雰囲気による
Al2 O3 の反応侵食の進行を抑制するために有効に機
能するためと推測される。しかし、CaOの複合化比率
が2重量%未満であると耐食性の向上は十分に付与され
なくなり、また8重量%を越えるとスレーキング現象が
生じて長期保管ができなくなる。したがって、Al2 O
3 が92〜98重量%でCaOが8〜2重量%の範囲を
満たす複合成分組成においてアルカリガス雰囲気焼成炉
用耐火物として優れた耐久性能が発揮される。
耐火物は、Al2 O3 およびCaOの骨格粒子と6Al
2 O3 ・CaOからなる粒界結合部によって構成されて
いる。本発明による耐食性の向上効果は、前記の粒界結
合部を形成する6Al2O3 ・CaOが同時に骨格粒子
となるAl2 O3 を被覆し、アルカリガス雰囲気による
Al2 O3 の反応侵食の進行を抑制するために有効に機
能するためと推測される。しかし、CaOの複合化比率
が2重量%未満であると耐食性の向上は十分に付与され
なくなり、また8重量%を越えるとスレーキング現象が
生じて長期保管ができなくなる。したがって、Al2 O
3 が92〜98重量%でCaOが8〜2重量%の範囲を
満たす複合成分組成においてアルカリガス雰囲気焼成炉
用耐火物として優れた耐久性能が発揮される。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して詳
細に説明する。
細に説明する。
【0013】実施例1 Al2 O3 骨材粒子(粒径1mm)96.4重量%とCa
CO3 粉体(粒度100μm)3.6重量%を混合し、こ
れに水5重量%を加えてモールド成形により幅10mm、
高さ10mm、長さ120mmの煉瓦形状に成形した。つい
で、成形体を大気雰囲気に保たれた焼成炉に入れ170
0℃に昇温したのち2時間保持する条件で焼成処理を施
した。得られた耐火物の成分組成はAl2 O3 98重量
%、CaO2重量%であった。次に、このAl2 O3 −
CaO質の耐火物を2.8%PbO雰囲気に保持された
加熱温度1000℃のアルカリガス雰囲気焼成炉に入れ
て90日間処理し、処理後の耐火物中のPbO含有量を
定量分析して耐食性の評価をおこなった。また、処理前
後における耐火物の高温曲げ強度(試験温度1200
℃)を測定して材質劣化の度合を評価した。それらの結
果を表1に示した。
CO3 粉体(粒度100μm)3.6重量%を混合し、こ
れに水5重量%を加えてモールド成形により幅10mm、
高さ10mm、長さ120mmの煉瓦形状に成形した。つい
で、成形体を大気雰囲気に保たれた焼成炉に入れ170
0℃に昇温したのち2時間保持する条件で焼成処理を施
した。得られた耐火物の成分組成はAl2 O3 98重量
%、CaO2重量%であった。次に、このAl2 O3 −
CaO質の耐火物を2.8%PbO雰囲気に保持された
加熱温度1000℃のアルカリガス雰囲気焼成炉に入れ
て90日間処理し、処理後の耐火物中のPbO含有量を
定量分析して耐食性の評価をおこなった。また、処理前
後における耐火物の高温曲げ強度(試験温度1200
℃)を測定して材質劣化の度合を評価した。それらの結
果を表1に示した。
【0014】実施例2 Al2 O3 骨材粒子(粒度100μm )91重量%とC
aCO3 粉体(粒度100μm )9重量%を混合し、こ
れに水15重量%を加えて流し込み成形により幅10m
m、厚さ10mm、長さ100mmの煉瓦形状に成形した。
ついで、成形体を実施例1と同一条件で焼成処理し、成
分組成がAl2 O3 95重量%、CaO5重量%のAl
2 O3 −CaO質耐火物を製造した。得られた耐火物に
つき、実施例1と同様に耐食性および材質劣化テストを
おこない、結果を表1に併載した。
aCO3 粉体(粒度100μm )9重量%を混合し、こ
れに水15重量%を加えて流し込み成形により幅10m
m、厚さ10mm、長さ100mmの煉瓦形状に成形した。
ついで、成形体を実施例1と同一条件で焼成処理し、成
分組成がAl2 O3 95重量%、CaO5重量%のAl
2 O3 −CaO質耐火物を製造した。得られた耐火物に
つき、実施例1と同様に耐食性および材質劣化テストを
おこない、結果を表1に併載した。
【0015】実施例3 Al2 O3 骨材粒子量を86重量%、CaCO3 粉体量
を14重量%に代えたほかは実施例1と同一条件によ
り、成分組成がAl2 O3 92重量部、CaO8重量%
のAl2 O3 −CaO質耐火物を製造した、得られた耐
火物につき、実施例1と同様にして耐食性および材質劣
化テストをおこない、結果を表1に併載した。
を14重量%に代えたほかは実施例1と同一条件によ
り、成分組成がAl2 O3 92重量部、CaO8重量%
のAl2 O3 −CaO質耐火物を製造した、得られた耐
火物につき、実施例1と同様にして耐食性および材質劣
化テストをおこない、結果を表1に併載した。
【0016】比較例1 Al2 O3 骨材粒子量を98.2重量%、CaCO3 を
1.8重量%に代えたほかは実施例1と同一条件によ
り、成分組成がAl2 O3 99重量%、CaO1重量%
のAl2 O3 −CaO質耐火物を製造した。得られた耐
火物につき、実施例1と同様にして耐食性および材質劣
化テストをおこない、その結果を表1に併載した。
1.8重量%に代えたほかは実施例1と同一条件によ
り、成分組成がAl2 O3 99重量%、CaO1重量%
のAl2 O3 −CaO質耐火物を製造した。得られた耐
火物につき、実施例1と同様にして耐食性および材質劣
化テストをおこない、その結果を表1に併載した。
【0017】比較例2 Al2 O3 骨材粒子量82重量%、CaCO3 を18重
量%に代えたほかは実施例1と同一条件により、成分組
成がAl2 O3 90重量%、CaO10重量%のAl2
O3 −CaO質耐火物を製造した。得られた耐火物につ
き、実施例1と同様にして耐食性および材質劣化テスト
をおこない、この結果を表1に併載した。
量%に代えたほかは実施例1と同一条件により、成分組
成がAl2 O3 90重量%、CaO10重量%のAl2
O3 −CaO質耐火物を製造した。得られた耐火物につ
き、実施例1と同様にして耐食性および材質劣化テスト
をおこない、この結果を表1に併載した。
【0018】比較例3 Al2 O3 骨材粒子(粒径1mm)60重量%とAl2 O
3 粉体(粒度100μm)40重量%を混合し、これに水
5重量%を加えてモールド成形して幅10mm、厚さ10
mm、長さ100mmの煉瓦形状に成形した。ついで、成形
体を実施例1と同一条件で焼成処理し、Al2 O3 10
0重量%の耐火物を製造した。得られた耐火物につき実
施例1と同様に耐食性および材質劣化テストをおこな
い、結果を表1に併載した。
3 粉体(粒度100μm)40重量%を混合し、これに水
5重量%を加えてモールド成形して幅10mm、厚さ10
mm、長さ100mmの煉瓦形状に成形した。ついで、成形
体を実施例1と同一条件で焼成処理し、Al2 O3 10
0重量%の耐火物を製造した。得られた耐火物につき実
施例1と同様に耐食性および材質劣化テストをおこな
い、結果を表1に併載した。
【0019】比較例4 Al2 O3 骨材粒子(粒径1mm)65重量%と3Al2
O3 −2SiO2 粉体(粒度100μm )35重量%を
混合し、これに水5重量%を加えてモールド成形して幅
10mm、厚さ10mm、長さ10mmの煉瓦形状に成形し
た。ついで、成形体を実施例1と同一条件で焼成処理
し、成分組成がAl2 O2 90重量%、SiO2 10重
量%のAl2 O3 −SiO2 質耐火物を製造した。得ら
れた耐火物につき実施例1と同様にして耐食性および材
質劣化テストをおこない、結果を表1に併載した。
O3 −2SiO2 粉体(粒度100μm )35重量%を
混合し、これに水5重量%を加えてモールド成形して幅
10mm、厚さ10mm、長さ10mmの煉瓦形状に成形し
た。ついで、成形体を実施例1と同一条件で焼成処理
し、成分組成がAl2 O2 90重量%、SiO2 10重
量%のAl2 O3 −SiO2 質耐火物を製造した。得ら
れた耐火物につき実施例1と同様にして耐食性および材
質劣化テストをおこない、結果を表1に併載した。
【0020】比較例5 安定化ZrO2 骨材粒子(粒径1mm)70重量%と安定
化ZrO2 粉体(粒度100μm )30重量%を混合
し、これに水5重量%を加えてモールド成形して幅10
mm、厚さ10mm、長さ100mmの煉瓦形状に成形した。
ついで、成形体を実施例1と同一条件で焼成処理し、成
分組成がZrO2 100重量%の耐火物を製造した。得
られた耐火物につき実施例1と同様にして耐食性および
材質劣化テストをおこない、結果を表1に併載した。
化ZrO2 粉体(粒度100μm )30重量%を混合
し、これに水5重量%を加えてモールド成形して幅10
mm、厚さ10mm、長さ100mmの煉瓦形状に成形した。
ついで、成形体を実施例1と同一条件で焼成処理し、成
分組成がZrO2 100重量%の耐火物を製造した。得
られた耐火物につき実施例1と同様にして耐食性および
材質劣化テストをおこない、結果を表1に併載した。
【0021】
【表1】
【0022】表1の結果から、実施例1〜3による耐火
物はPbO含有率が比較例5のZrO2 質耐火物よりも
低位にあり、また高温曲げ強度の低下もなく、高温アル
カリガス雰囲気中で優れた耐食性を示すと共に使用によ
る材質劣化が認められなかった。これに対し、比較例1
の耐火物はCaO成分が2重量%未満であるためPbO
含有率が多くなって耐食性が低下し、材質劣化も大き
い。比較例2の耐火物は良好な耐食性と材質強度を保持
するが、CaO成分が8重量%を越えるために保存中に
スレーキング現象が生じ、長期保管ができないという本
質的な製品欠陥がある。その他のAl2 O3 耐火物(比
較例3)、Al2 O3 −SiO2 質耐火物(比較例4)
は、アルカリガス雰囲気中で十分な耐食性を示さず、材
質強度の劣化も認められた。
物はPbO含有率が比較例5のZrO2 質耐火物よりも
低位にあり、また高温曲げ強度の低下もなく、高温アル
カリガス雰囲気中で優れた耐食性を示すと共に使用によ
る材質劣化が認められなかった。これに対し、比較例1
の耐火物はCaO成分が2重量%未満であるためPbO
含有率が多くなって耐食性が低下し、材質劣化も大き
い。比較例2の耐火物は良好な耐食性と材質強度を保持
するが、CaO成分が8重量%を越えるために保存中に
スレーキング現象が生じ、長期保管ができないという本
質的な製品欠陥がある。その他のAl2 O3 耐火物(比
較例3)、Al2 O3 −SiO2 質耐火物(比較例4)
は、アルカリガス雰囲気中で十分な耐食性を示さず、材
質強度の劣化も認められた。
【0023】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によればAl2 O
3 に特定量のCaOを含む複合成分組成をもち、高温ア
ルカリガス雰囲気下において安定した耐久性能を発揮す
るアルカリガス雰囲気焼成用耐火物を提供することがで
きる。しかも、複合成分となるCaOが極めた安価であ
るから、耐火物の製造コストも低廉化する。したがっ
て、Na、K、Pb、Biなどを含有するアルカリガス
雰囲気で使用される焼成炉の内張り、その他の治具、サ
ヤ等の部材として耐久寿命を大幅に延長し、交換補修頻
度の少ない安価な耐火物として供給することが可能とな
る。
3 に特定量のCaOを含む複合成分組成をもち、高温ア
ルカリガス雰囲気下において安定した耐久性能を発揮す
るアルカリガス雰囲気焼成用耐火物を提供することがで
きる。しかも、複合成分となるCaOが極めた安価であ
るから、耐火物の製造コストも低廉化する。したがっ
て、Na、K、Pb、Biなどを含有するアルカリガス
雰囲気で使用される焼成炉の内張り、その他の治具、サ
ヤ等の部材として耐久寿命を大幅に延長し、交換補修頻
度の少ない安価な耐火物として供給することが可能とな
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 Al2 O3 が92〜98重量%、CaO
が8〜2重量%の成分組成を有することを特徴とするア
ルカリガス雰囲気焼成炉用耐火物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01929993A JP3230063B2 (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | アルカリガス雰囲気焼成炉用耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01929993A JP3230063B2 (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | アルカリガス雰囲気焼成炉用耐火物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06206764A true JPH06206764A (ja) | 1994-07-26 |
JP3230063B2 JP3230063B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=11995551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01929993A Expired - Lifetime JP3230063B2 (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | アルカリガス雰囲気焼成炉用耐火物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3230063B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007049822A1 (ja) | 2005-10-27 | 2007-05-03 | Nippon Steel Corporation | 不定形耐火物 |
JP2015157724A (ja) * | 2014-02-24 | 2015-09-03 | イソライト工業株式会社 | 軽量耐アルカリ耐火断熱れんが及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-01-11 JP JP01929993A patent/JP3230063B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007049822A1 (ja) | 2005-10-27 | 2007-05-03 | Nippon Steel Corporation | 不定形耐火物 |
US8076255B2 (en) | 2005-10-27 | 2011-12-13 | Nippon Steel Corporation | Castable refractory |
JP2015157724A (ja) * | 2014-02-24 | 2015-09-03 | イソライト工業株式会社 | 軽量耐アルカリ耐火断熱れんが及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3230063B2 (ja) | 2001-11-19 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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