JPH06340918A - 直火還元加熱方法 - Google Patents
直火還元加熱方法Info
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- JPH06340918A JPH06340918A JP13223693A JP13223693A JPH06340918A JP H06340918 A JPH06340918 A JP H06340918A JP 13223693 A JP13223693 A JP 13223693A JP 13223693 A JP13223693 A JP 13223693A JP H06340918 A JPH06340918 A JP H06340918A
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- Japan
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- burner
- nozzle
- gas
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- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 鋼帯など金属材料の直火還元加熱において、
バーナ火炎の還元領域を広げかつ安定させ、材料の通板
速度の速い場合でも安定して無酸化加熱を行う。 【構成】 バーナタイル底部に多孔のノズルを有し、各
ノズルは内管および外管からなり、該内管および外管の
一方から燃料ガスが、他方から空気が吐出される多孔ノ
ズルバーナによる直火還元加熱方法であって、燃料ガス
と空気の混合ガスのノズル1本あたりの吐出流量Q(N
m3 /秒)、各ノズルの直径d(mm)、バーナ径方向の各
ノズルのピッチa(mm)、およびバーナ周方向の各ノズル
のピッチL(mm)の関係を適正な範囲にして、バーナ火炎
の還元領域をバーナタイル底部から100mm以上にする
ことを特徴とする。
バーナ火炎の還元領域を広げかつ安定させ、材料の通板
速度の速い場合でも安定して無酸化加熱を行う。 【構成】 バーナタイル底部に多孔のノズルを有し、各
ノズルは内管および外管からなり、該内管および外管の
一方から燃料ガスが、他方から空気が吐出される多孔ノ
ズルバーナによる直火還元加熱方法であって、燃料ガス
と空気の混合ガスのノズル1本あたりの吐出流量Q(N
m3 /秒)、各ノズルの直径d(mm)、バーナ径方向の各
ノズルのピッチa(mm)、およびバーナ周方向の各ノズル
のピッチL(mm)の関係を適正な範囲にして、バーナ火炎
の還元領域をバーナタイル底部から100mm以上にする
ことを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鋼帯など金属材料の直火
還元加熱方法に関するものである。
還元加熱方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼帯の熱処理等の材料加熱手段として、
バーナ火炎の還元領域を材料表面に当てる直火還元加熱
方法が知られている。この方法によれば、処理材料を無
酸化状態で加熱することができるので、加熱処理後の還
元炉や酸洗設備が不要になり、また加熱炉内のロール等
へ酸化スケールがピックアップすることがなくなる等、
多くの利点がある。
バーナ火炎の還元領域を材料表面に当てる直火還元加熱
方法が知られている。この方法によれば、処理材料を無
酸化状態で加熱することができるので、加熱処理後の還
元炉や酸洗設備が不要になり、また加熱炉内のロール等
へ酸化スケールがピックアップすることがなくなる等、
多くの利点がある。
【0003】しかしながら、鋼帯等を大きな加熱速度で
安定的に完全無酸化加熱するには、まだ問題が残されて
いた。本出願人は特公平3−69972により、バーナ
タイル底部面積100cm2 あたり5孔以上の2重管式吐
出孔を設け、空気比を0.7〜0.9に調整し、鋼帯と
バーナタイル底部との距離を100〜400mmに調整し
て、鋼帯を安定かつ広い範囲で還元加熱する方法を提案
したが、薄鋼板等の通板速度が速い場合には、振動等に
より鋼板が火炎の還元領域から外れるおそれが生じた。
安定的に完全無酸化加熱するには、まだ問題が残されて
いた。本出願人は特公平3−69972により、バーナ
タイル底部面積100cm2 あたり5孔以上の2重管式吐
出孔を設け、空気比を0.7〜0.9に調整し、鋼帯と
バーナタイル底部との距離を100〜400mmに調整し
て、鋼帯を安定かつ広い範囲で還元加熱する方法を提案
したが、薄鋼板等の通板速度が速い場合には、振動等に
より鋼板が火炎の還元領域から外れるおそれが生じた。
【0004】この問題の解決策として、本出願人はさら
に特願平4−89118号により、2重管吐出孔の外管
から空気をバーナ軸と平行に吐出させ、内管から燃料ガ
スを空気流路に直交しかつ内管の接線方向に吐出させ
て、燃料ガスと空気の混合を均一化し、バーナ火炎の還
元領域を広げることのできるバーナを提案しているが、
まだ改善の余地が残されていた。
に特願平4−89118号により、2重管吐出孔の外管
から空気をバーナ軸と平行に吐出させ、内管から燃料ガ
スを空気流路に直交しかつ内管の接線方向に吐出させ
て、燃料ガスと空気の混合を均一化し、バーナ火炎の還
元領域を広げることのできるバーナを提案しているが、
まだ改善の余地が残されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋼帯など金
属材料の直火還元加熱において、バーナ火炎の還元領域
を広げかつ安定させ、薄鋼板等の通板速度の速い場合で
も安定して無酸化加熱を行うことを目的とする。
属材料の直火還元加熱において、バーナ火炎の還元領域
を広げかつ安定させ、薄鋼板等の通板速度の速い場合で
も安定して無酸化加熱を行うことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、バーナタイル
底部に多孔のノズルを有し、各ノズルは内管および外管
からなり、該内管および外管の一方から燃料ガスが、他
方から空気が吐出される多孔ノズルバーナによる直火還
元加熱方法であって、燃料ガスと空気の混合ガスのノズ
ル1本あたりの吐出流量Q(Nm3 /秒)、各ノズルの
直径d(mm)、バーナ径方向の隣接する各ノズルのピッチ
a(mm)、およびバーナ周方向の隣接する各ノズルのピッ
チL(mm)の関係を適正な範囲にして、バーナ火炎の還元
領域をバーナタイル底部から100mm以上にすることを
特徴とする直火還元加熱方法である。
底部に多孔のノズルを有し、各ノズルは内管および外管
からなり、該内管および外管の一方から燃料ガスが、他
方から空気が吐出される多孔ノズルバーナによる直火還
元加熱方法であって、燃料ガスと空気の混合ガスのノズ
ル1本あたりの吐出流量Q(Nm3 /秒)、各ノズルの
直径d(mm)、バーナ径方向の隣接する各ノズルのピッチ
a(mm)、およびバーナ周方向の隣接する各ノズルのピッ
チL(mm)の関係を適正な範囲にして、バーナ火炎の還元
領域をバーナタイル底部から100mm以上にすることを
特徴とする直火還元加熱方法である。
【0007】その適正範囲は、各ノズルの外管からのガ
ス吐出流がバーナ軸と平行方向となるように外管吐出孔
が設けられ、内管からのガス吐出流がバーナ軸と直交方
向でかつ内管の接線方向となるように内管吐出孔が設け
られた多孔ノズルバーナ(以下これを直交混合型バーナ
という)については、(1)および(2)式により定め
られる。 Q・a/d×104 ≦40 (1) Q・L/d×104 ≦80 (2) また、各ノズルの外管からのガス吐出流および内管から
のガス吐出流がバーナ軸と平行方向となるように、外管
吐出孔および内管吐出孔が設けられた多孔ノズルバーナ
(以下これを平行混合型バーナという)については、
(3)および(4)式により定められる。 Q・a/d×104 ≦25 (3) Q・L/d×104 ≦70 (4) 本発明に使用する多孔ノズルバーナの例を図1〜図3に
示す。図1および図2は直交混合型バーナの例であり、
図1は図2(a) に示す軸方向断面図のA−A矢視図、図
2(b) は図2(a) のB−B矢視図である。すなわち、本
例はバーナタイル底部1に5個のノズル2を有し、各ノ
ズル2は内管3および外管4からなり、内管3には内管
吐出孔5が、外管4には外管吐出孔6が、それぞれ設け
られている。
ス吐出流がバーナ軸と平行方向となるように外管吐出孔
が設けられ、内管からのガス吐出流がバーナ軸と直交方
向でかつ内管の接線方向となるように内管吐出孔が設け
られた多孔ノズルバーナ(以下これを直交混合型バーナ
という)については、(1)および(2)式により定め
られる。 Q・a/d×104 ≦40 (1) Q・L/d×104 ≦80 (2) また、各ノズルの外管からのガス吐出流および内管から
のガス吐出流がバーナ軸と平行方向となるように、外管
吐出孔および内管吐出孔が設けられた多孔ノズルバーナ
(以下これを平行混合型バーナという)については、
(3)および(4)式により定められる。 Q・a/d×104 ≦25 (3) Q・L/d×104 ≦70 (4) 本発明に使用する多孔ノズルバーナの例を図1〜図3に
示す。図1および図2は直交混合型バーナの例であり、
図1は図2(a) に示す軸方向断面図のA−A矢視図、図
2(b) は図2(a) のB−B矢視図である。すなわち、本
例はバーナタイル底部1に5個のノズル2を有し、各ノ
ズル2は内管3および外管4からなり、内管3には内管
吐出孔5が、外管4には外管吐出孔6が、それぞれ設け
られている。
【0008】内管3には燃料ガスが、外管4には空気が
それぞれ供給され、内管3からの燃料ガスの吐出流が、
図2(a) の矢印で示すごとくバーナ軸と直交方向で、か
つ図2(b) の矢印で示すごとく内管3の接線方向となる
ように、内管吐出孔5が設けられている。そして外管4
からの空気の吐出流が、図2(a) の矢印で示すごとくバ
ーナ軸と平行方向となるように、外管吐出孔6が設けら
れている。なお燃料ガスと空気の供給は、図2(a) の例
とは逆に、すなわち外管4から燃料ガス、内管3から空
気としてもよい。
それぞれ供給され、内管3からの燃料ガスの吐出流が、
図2(a) の矢印で示すごとくバーナ軸と直交方向で、か
つ図2(b) の矢印で示すごとく内管3の接線方向となる
ように、内管吐出孔5が設けられている。そして外管4
からの空気の吐出流が、図2(a) の矢印で示すごとくバ
ーナ軸と平行方向となるように、外管吐出孔6が設けら
れている。なお燃料ガスと空気の供給は、図2(a) の例
とは逆に、すなわち外管4から燃料ガス、内管3から空
気としてもよい。
【0009】図3は平行混合型バーナの例であり、図3
(a) および図3(b) の矢印で示すごとく、内管3からの
吐出流および外管からの吐出流がともにバーナ軸と平行
方向になるように、内管吐出孔5および外管吐出孔6が
設けられている。この場合も、燃料ガスと空気の供給
は、図3の例とは逆に、すなわち外管4から燃料ガス、
内管3から空気としてもよい。
(a) および図3(b) の矢印で示すごとく、内管3からの
吐出流および外管からの吐出流がともにバーナ軸と平行
方向になるように、内管吐出孔5および外管吐出孔6が
設けられている。この場合も、燃料ガスと空気の供給
は、図3の例とは逆に、すなわち外管4から燃料ガス、
内管3から空気としてもよい。
【0010】本発明は、このような多孔ノズルバーナを
使用して、バーナ火炎の還元領域をバーナタイル底部1
から100mm以上とするものであり、燃料ガスと空気の
混合ガスのノズル1本あたりの吐出流量Q(Nm3 /
秒)、図1および図3(b) に示す各ノズルの直径d(m
m)、バーナ径方向の隣接する各ノズルのピッチa(mm)、
およびバーナ周方向の隣接する各ノズルのピッチL(mm)
を、上記各式を満足する範囲に定める。通板材料の加熱
速度等の条件から、混合ガスの吐出流量Qが規定される
場合は、そのQおよび各式からd,aおよびLを定めた
多孔ノズルバーナを使用し、所定の多孔ノズルバーナを
使用して、通板材料の条件が変わる場合は、各式の条件
を満足する範囲でQを変えることもできる。
使用して、バーナ火炎の還元領域をバーナタイル底部1
から100mm以上とするものであり、燃料ガスと空気の
混合ガスのノズル1本あたりの吐出流量Q(Nm3 /
秒)、図1および図3(b) に示す各ノズルの直径d(m
m)、バーナ径方向の隣接する各ノズルのピッチa(mm)、
およびバーナ周方向の隣接する各ノズルのピッチL(mm)
を、上記各式を満足する範囲に定める。通板材料の加熱
速度等の条件から、混合ガスの吐出流量Qが規定される
場合は、そのQおよび各式からd,aおよびLを定めた
多孔ノズルバーナを使用し、所定の多孔ノズルバーナを
使用して、通板材料の条件が変わる場合は、各式の条件
を満足する範囲でQを変えることもできる。
【0011】なお、図1〜図3には、バーナタイル底部
1の中心および中心から半径aの周上に4個のノズル2
を等間隔(ピッチL)に配した例を示しているが、この
他、半径aの周上に3個,5個,6個等のノズル2を等
間隔に配したものでもよい。また、図4(a) および図4
(b) に示すように、バーナタイル底部1の中心と、半径
aおよび半径2a等の多周上にノズルを配したバーナに
おいては、各周上のピッチLが(2)式あるいは(4)
式を満足するように配置すればよい。さらに、ノズル2
の形状は図1および図3(b) に示したような円形状のほ
か、多角形状でもよい。
1の中心および中心から半径aの周上に4個のノズル2
を等間隔(ピッチL)に配した例を示しているが、この
他、半径aの周上に3個,5個,6個等のノズル2を等
間隔に配したものでもよい。また、図4(a) および図4
(b) に示すように、バーナタイル底部1の中心と、半径
aおよび半径2a等の多周上にノズルを配したバーナに
おいては、各周上のピッチLが(2)式あるいは(4)
式を満足するように配置すればよい。さらに、ノズル2
の形状は図1および図3(b) に示したような円形状のほ
か、多角形状でもよい。
【0012】
【作用】本発明の直火還元加熱方法によれば、多孔ノズ
ルの各ノズルにおける燃焼ガスの同伴、すなわちCO2
やH2 Oといった酸化力の強い燃焼ガス(準平衡ガス)
の巻き込みが抑えられ、バーナ火炎の還元領域における
還元力が向上するとともに還元領域が、バーナタイル底
部から100〜500mmと広がり、無酸化加熱が効果的
に行われる。その効果は、直交混合型バーナでも平行混
合型バーナでも顕著に顕れるが、特に直交混合型バーナ
において効果的である。
ルの各ノズルにおける燃焼ガスの同伴、すなわちCO2
やH2 Oといった酸化力の強い燃焼ガス(準平衡ガス)
の巻き込みが抑えられ、バーナ火炎の還元領域における
還元力が向上するとともに還元領域が、バーナタイル底
部から100〜500mmと広がり、無酸化加熱が効果的
に行われる。その効果は、直交混合型バーナでも平行混
合型バーナでも顕著に顕れるが、特に直交混合型バーナ
において効果的である。
【0013】図1,図2に示すような直交混合型バーナ
および図3に示すような平行混合型バーナにおいて、バ
ーナタイル底部から還元領域までの距離を測定した結果
を図5に示す。縦軸のS(mm)は図5(c) のようにバーナ
タイル底部1から還元領域8の先端までの距離である。
図5(a) および(b) から明らかなように、直交混合型バ
ーナにおいては(1)式および(2)式を満足する範囲
で、平行混合型バーナにおいては(3)式および(4)
式を満足する範囲で、バーナ火炎の還元領域がバーナタ
イル底部から100mm以上となる。このため、薄鋼板の
連続焼鈍等に際して、鋼板をバーナ火炎の還元領域に安
定して通板することができ、かつバーナタイルと鋼板と
が接触するおそれがない。
および図3に示すような平行混合型バーナにおいて、バ
ーナタイル底部から還元領域までの距離を測定した結果
を図5に示す。縦軸のS(mm)は図5(c) のようにバーナ
タイル底部1から還元領域8の先端までの距離である。
図5(a) および(b) から明らかなように、直交混合型バ
ーナにおいては(1)式および(2)式を満足する範囲
で、平行混合型バーナにおいては(3)式および(4)
式を満足する範囲で、バーナ火炎の還元領域がバーナタ
イル底部から100mm以上となる。このため、薄鋼板の
連続焼鈍等に際して、鋼板をバーナ火炎の還元領域に安
定して通板することができ、かつバーナタイルと鋼板と
が接触するおそれがない。
【0014】従来の狭い還元領域では、高速通板する場
合、薄鋼板は弦振動し、薄鋼板が領域から逸れ、薄鋼板
表面が酸化することがある。また薄鋼板はバーナタイル
近傍を通過するので、振動によりバーナタイルと接触し
て表面が疵つき製品品質を損なうことがある。本発明に
よれば、バーナ火炎の還元領域が長くなるので、このよ
うな従来の問題点が解決される。
合、薄鋼板は弦振動し、薄鋼板が領域から逸れ、薄鋼板
表面が酸化することがある。また薄鋼板はバーナタイル
近傍を通過するので、振動によりバーナタイルと接触し
て表面が疵つき製品品質を損なうことがある。本発明に
よれば、バーナ火炎の還元領域が長くなるので、このよ
うな従来の問題点が解決される。
【0015】なお、このようにバーナ火炎の還元領域を
長くしたバーナによれば、図6および図7(図6のA−
A矢視図)に示すように、帯板13の端部外方の炉殻1
2にバーナ10を設け、バーナ火炎11を帯板13に平
行に衝突させて還元熱処理を行うことができ、還元加熱
の領域が拡大される、帯板13の表裏を均一に加熱でき
る、バーナ10の所要本数を低減できる等の効果がもた
らされる。
長くしたバーナによれば、図6および図7(図6のA−
A矢視図)に示すように、帯板13の端部外方の炉殻1
2にバーナ10を設け、バーナ火炎11を帯板13に平
行に衝突させて還元熱処理を行うことができ、還元加熱
の領域が拡大される、帯板13の表裏を均一に加熱でき
る、バーナ10の所要本数を低減できる等の効果がもた
らされる。
【0016】
【実施例】図1、図2に示す直交混合型バーナおよび図
3に示す平行混合型バーナを用い、大気中で酸化させた
縦220mm, 横220mm,厚さ1.6mmの薄鋼板の加熱
実験を行った。バーナ燃焼条件は、空気比:0.8,燃
料ガス:LPG,燃焼容量:50000kcal/hと
し、Q・a/d,Q・L/dおよびSを変化させて加熱
した後の鋼板表面を観察した。結果は表1に示すとお
り、(1),(2),(3)および(4)の各式を満足
する本発明例はいずれも還元加熱が行われた。
3に示す平行混合型バーナを用い、大気中で酸化させた
縦220mm, 横220mm,厚さ1.6mmの薄鋼板の加熱
実験を行った。バーナ燃焼条件は、空気比:0.8,燃
料ガス:LPG,燃焼容量:50000kcal/hと
し、Q・a/d,Q・L/dおよびSを変化させて加熱
した後の鋼板表面を観察した。結果は表1に示すとお
り、(1),(2),(3)および(4)の各式を満足
する本発明例はいずれも還元加熱が行われた。
【表1】
【0017】
【発明の効果】本発明により、多孔ノズルバーナの火炎
において広範囲の安定した還元領域が得られるので、鋼
帯等の直火還元加熱に際し、通板材の振動等により還元
領域からはずれることがなく、均一な還元加熱が達成で
きる。またバーナタイルと材料間の距離が広くとれるの
で、通板材がバーナタイルに接触することなく、すり疵
等のない良好な表面品質の材料が得られる。
において広範囲の安定した還元領域が得られるので、鋼
帯等の直火還元加熱に際し、通板材の振動等により還元
領域からはずれることがなく、均一な還元加熱が達成で
きる。またバーナタイルと材料間の距離が広くとれるの
で、通板材がバーナタイルに接触することなく、すり疵
等のない良好な表面品質の材料が得られる。
【図1】本発明に使用する直交混合型バーナの例を示す
図で、図2(a) のA−A矢視図である。
図で、図2(a) のA−A矢視図である。
【図2】本発明に使用する直交混合型バーナの例を示す
図で、(a) は軸方向断面図、(b) は (a)の B−B矢視
図である。
図で、(a) は軸方向断面図、(b) は (a)の B−B矢視
図である。
【図3】本発明に使用する平行混合型バーナの例を示す
図で、(a) は軸方向断面図、(b) は (a)の C−C矢視
図である。
図で、(a) は軸方向断面図、(b) は (a)の C−C矢視
図である。
【図4】(a),(b) は本発明に使用するバーナのノズル位
置の他の例を示す図の正面図である。
置の他の例を示す図の正面図である。
【図5】(a),(b),(c) は本発明の効果を示す図表であ
る。
る。
【図6】本発明の応用例を示す説明図である。
【図7】本発明の応用例を示す図6のA−A矢視図であ
る。
る。
1:バーナタイル底部 2:ノズル 3:内管 4:外管 5:内管吐出孔 6:外管吐出孔 7:コア領域 8:還元領域 9:平衡領域 10:バーナ 11:バーナ火炎 12:炉殻 13:帯板 a:バーナ径方向のノズルのピッチ L:バーナ周方向のノズルのピッチ S:バーナタイル底部から還元領域先端までの距離
Claims (2)
- 【請求項1】 バーナタイル底部に多孔のノズルを有
し、各ノズルは内管および外管からなり、該内管および
外管の一方から燃料ガスが、他方から空気が吐出され、
外管からのガス吐出流がバーナ軸と平行方向となるよう
に外管吐出孔が設けられ、内管からのガス吐出流がバー
ナ軸と直交方向でかつ内管の接線方向となるように内管
吐出孔が設けられた多孔ノズルバーナによる直火還元加
熱方法であって、燃料ガスと空気の混合ガスのノズル1
本あたりの吐出流量Q(Nm3 /秒)、各ノズルの直径
d(mm)、バーナ径方向の隣接する各ノズルのピッチa(m
m)、およびバーナ周方向の隣接する各ノズルのピッチL
(mm)を、(1)式および(2)式を満足する範囲にし
て、バーナ火炎の還元領域をバーナタイル底部から10
0mm以上にすることを特徴とする直火還元加熱方法。 Q・a/d×104 ≦40 (1) Q・L/d×104 ≦80 (2) - 【請求項2】 バーナタイル底部に多孔のノズルを有
し、各ノズルは内管および外管からなり、該内管および
外管の一方から燃料ガスが、他方から空気が吐出され、
外管からのガス吐出流および内管からのガス吐出流がバ
ーナ軸と平行方向となるように、外管吐出孔および内管
吐出孔が設けられた多孔ノズルバーナによる直火還元加
熱方法であって、燃料ガスと空気の混合ガスのノズル1
本あたりの吐出流量Q(Nm3 /秒)、各ノズルの直径
d(mm)、バーナ径方向の隣接する各ノズルのピッチa(m
m)、およびバーナ周方向の隣接する各ノズルのピッチL
(mm)を、(3)式および(4)式を満足する範囲にし
て、バーナ火炎の還元領域をバーナタイル底部から10
0mm以上にすることを特徴とする直火還元加熱方法。 Q・a/d×104 ≦25 (3) Q・L/d×104 ≦70 (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13223693A JPH06340918A (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 直火還元加熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13223693A JPH06340918A (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 直火還元加熱方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06340918A true JPH06340918A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=15076554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13223693A Withdrawn JPH06340918A (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 直火還元加熱方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06340918A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010018449A (ja) * | 2008-07-08 | 2010-01-28 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 球状金属酸化物粉末の製造方法 |
-
1993
- 1993-06-02 JP JP13223693A patent/JPH06340918A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010018449A (ja) * | 2008-07-08 | 2010-01-28 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 球状金属酸化物粉末の製造方法 |
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Legal Events
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