JPH069265A - 耐火物 - Google Patents
耐火物Info
- Publication number
- JPH069265A JPH069265A JP4167838A JP16783892A JPH069265A JP H069265 A JPH069265 A JP H069265A JP 4167838 A JP4167838 A JP 4167838A JP 16783892 A JP16783892 A JP 16783892A JP H069265 A JPH069265 A JP H069265A
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- JP
- Japan
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- cao
- resistance
- refractory
- zro2
- zro
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶融金属容器、精錬容器等の溶融金属の接す
る部位に使用される耐火物及びそれらの容器内にガスを
吹き込むバブリング用通気性耐火物の提供。 【構成】 Al2 O3 が70重量%以上、ZrO2 が3
重量%以上、CaOが0.5〜26重量%で、Al2 O
3 とZrO2 とCaOの合計重量が96重量%以上の組
成を有し、X線回折像におけるピークに単斜晶系のZr
O2 が認められ、且つSiO2 の含有量が1重量%以下
とした。溶鋼に対して高接触角を有するAl2 O3 とZ
rO2 、それに、CaOを使用するために、耐メタル浸
潤性に優れ、単斜晶系ZrO2 の特異な熱膨張挙動によ
りマイクロギャップを生成し、耐スポーリング性に優れ
たものとなる。CaOはAl2 O3 及びZrO2 と反応
して高融点化合物を生成し、また、ZrO2 中にCaO
が固溶するために、低融物を生成することなく焼結が進
行し、高熱間強度材質となり、耐溶鋼摩耗性に優れたも
のとなる。
る部位に使用される耐火物及びそれらの容器内にガスを
吹き込むバブリング用通気性耐火物の提供。 【構成】 Al2 O3 が70重量%以上、ZrO2 が3
重量%以上、CaOが0.5〜26重量%で、Al2 O
3 とZrO2 とCaOの合計重量が96重量%以上の組
成を有し、X線回折像におけるピークに単斜晶系のZr
O2 が認められ、且つSiO2 の含有量が1重量%以下
とした。溶鋼に対して高接触角を有するAl2 O3 とZ
rO2 、それに、CaOを使用するために、耐メタル浸
潤性に優れ、単斜晶系ZrO2 の特異な熱膨張挙動によ
りマイクロギャップを生成し、耐スポーリング性に優れ
たものとなる。CaOはAl2 O3 及びZrO2 と反応
して高融点化合物を生成し、また、ZrO2 中にCaO
が固溶するために、低融物を生成することなく焼結が進
行し、高熱間強度材質となり、耐溶鋼摩耗性に優れたも
のとなる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属容器、精錬容
器等の溶融金属に接する部位に使用されるノンバブリン
グ耐火物及びバブリング耐火物に関する。
器等の溶融金属に接する部位に使用されるノンバブリン
グ耐火物及びバブリング耐火物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、溶融金属に接する部位に使用
される耐火物として、Al2 O3 質,Al2 O3 −Si
O2 質,MgO質,MgO−Al2 O3 質,MgO−C
r2 O3 質,ZrO2 −CaO質,MgO−C質,Al
2 O3 −C質,ZrO2 −C質等が使用されている。
される耐火物として、Al2 O3 質,Al2 O3 −Si
O2 質,MgO質,MgO−Al2 O3 質,MgO−C
r2 O3 質,ZrO2 −CaO質,MgO−C質,Al
2 O3 −C質,ZrO2 −C質等が使用されている。
【0003】ノンガスバブリング耐火れんがの耐用性向
上のために必要な特性として、耐食性と耐スポーリング
性に優れていることが挙げられる。
上のために必要な特性として、耐食性と耐スポーリング
性に優れていることが挙げられる。
【0004】この必要特性の中、耐食性は、スラグの塩
基度(通常C/Sとして示されるCaO/SiO2 比)
に影響を受け、高C/Sの場合にはMgOのような塩基
性骨材が、低C/Sの場合にはAl2 O3 ,ZrO2 等
の中性骨材が良好な結果を示す。
基度(通常C/Sとして示されるCaO/SiO2 比)
に影響を受け、高C/Sの場合にはMgOのような塩基
性骨材が、低C/Sの場合にはAl2 O3 ,ZrO2 等
の中性骨材が良好な結果を示す。
【0005】耐スポーリング性は、材質の熱膨張係数や
熱伝導率に依存する。熱膨張係数は小さい方が耐スポー
リング性に優れ、材質としてはC含有系やAl2 O3 −
SiO2 質が良好である。熱伝導率は高い方が耐スポー
リング性に優れ、MgO質が良好である。
熱伝導率に依存する。熱膨張係数は小さい方が耐スポー
リング性に優れ、材質としてはC含有系やAl2 O3 −
SiO2 質が良好である。熱伝導率は高い方が耐スポー
リング性に優れ、MgO質が良好である。
【0006】しかしながら、従来使用されていたMg
O,Al2 O3 ,ZrO2 単味れんがの場合には、高熱
膨張性のため耐スポーリング性に劣る。
O,Al2 O3 ,ZrO2 単味れんがの場合には、高熱
膨張性のため耐スポーリング性に劣る。
【0007】一方、MgO−C質,Al2 O3 −C質,
ZrO2 −C質等のC含有系は、耐食性と耐スポーリン
グ性を兼ね備えた材質であったが、Cは鋼に溶け込み、
鋼中のC%を上昇させる。そのため、低Cを狙った溶鋼
の内張りれんがにC含有れんがを使用しないことが望ま
しいが、Cを含有しないれんがで、耐食性と耐スポーリ
ング性を兼ね備えた材質は無かった。
ZrO2 −C質等のC含有系は、耐食性と耐スポーリン
グ性を兼ね備えた材質であったが、Cは鋼に溶け込み、
鋼中のC%を上昇させる。そのため、低Cを狙った溶鋼
の内張りれんがにC含有れんがを使用しないことが望ま
しいが、Cを含有しないれんがで、耐食性と耐スポーリ
ング性を兼ね備えた材質は無かった。
【0008】一方、ガスバブリング耐火れんがの耐用性
向上のための要求特性として、耐メタル浸潤性と耐スポ
ーリング性、さらに、耐溶鋼摩耗性に優れていることが
挙げられる。
向上のための要求特性として、耐メタル浸潤性と耐スポ
ーリング性、さらに、耐溶鋼摩耗性に優れていることが
挙げられる。
【0009】この要求特性の中、耐メタル浸潤性は、耐
火物の気孔径と溶鋼との接触角、それに、鋼の表面張力
に依存する。この中で気孔径は配合粒度や骨材形状の検
討により解決可能である。また、鋼の表面張力は耐火物
に依存するものではないが、接触角の点は材質により向
上可能であり、Al2 O3 ,MgO,ZrO2 ,CaO
等が良好な結果を示す。
火物の気孔径と溶鋼との接触角、それに、鋼の表面張力
に依存する。この中で気孔径は配合粒度や骨材形状の検
討により解決可能である。また、鋼の表面張力は耐火物
に依存するものではないが、接触角の点は材質により向
上可能であり、Al2 O3 ,MgO,ZrO2 ,CaO
等が良好な結果を示す。
【0010】耐スポーリング性は、材質の熱膨張係数や
熱伝導率に依存する。熱膨張係数は小さい方が耐スポー
リング性に優れ、材質としてはAl2 O3 −SiO2 質
が良好である。熱伝導率は高い方が耐スポーリング性に
優れ、MgO質が良好である。
熱伝導率に依存する。熱膨張係数は小さい方が耐スポー
リング性に優れ、材質としてはAl2 O3 −SiO2 質
が良好である。熱伝導率は高い方が耐スポーリング性に
優れ、MgO質が良好である。
【0011】耐溶鋼摩耗性は、材質の熱間強度に依存す
る。熱間強度は高い方が耐溶鋼摩耗性に優れ、マトリッ
クスの不純物、とくにアルカリ、時にはSiO2 が少な
い方が良好となる。
る。熱間強度は高い方が耐溶鋼摩耗性に優れ、マトリッ
クスの不純物、とくにアルカリ、時にはSiO2 が少な
い方が良好となる。
【0012】ところが、従来の耐火物において、通気性
耐火れんがに必要な特性である耐メタル浸潤性と耐スポ
ーリング性、それに、耐溶鋼摩耗性を兼ね備えた材質は
無かった。
耐火れんがに必要な特性である耐メタル浸潤性と耐スポ
ーリング性、それに、耐溶鋼摩耗性を兼ね備えた材質は
無かった。
【0013】例えば、Al2 O3 質では高熱膨張や低熱
伝導率のために耐スポーリング性に劣り、Al2 O3 −
SiO2 質では、溶鋼との接触角が小さいために耐メタ
ル浸潤性に劣り、MgO質では高熱膨張のために耐スポ
ーリング性に劣る。
伝導率のために耐スポーリング性に劣り、Al2 O3 −
SiO2 質では、溶鋼との接触角が小さいために耐メタ
ル浸潤性に劣り、MgO質では高熱膨張のために耐スポ
ーリング性に劣る。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐食
性と耐スポーリング性の両方の必要特性を満足する非C
系のノンバブリング耐火物と、耐メタル浸潤性と耐スポ
ーリング性、それに、耐溶鋼摩耗性の全ての必要特性を
満足する通気性耐火物に好適な耐火物を提供することに
ある。
性と耐スポーリング性の両方の必要特性を満足する非C
系のノンバブリング耐火物と、耐メタル浸潤性と耐スポ
ーリング性、それに、耐溶鋼摩耗性の全ての必要特性を
満足する通気性耐火物に好適な耐火物を提供することに
ある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記のような
問題点を解決するために研究を行い、主としてAl2O
3 とZrO2 とCaOからなり、Al2 O3 が70重量
%以上であり、ZrO2 が3重量%以上であり、CaO
が0.5重量%以上26重量%以下であり、Al2 O3
とZrO2 とCaOの合計重量が96重量%以上であ
り、X線回折像のピークに単斜晶系ZrO2 が認めら
れ、SiO2 が0〜1重量%とした材質とすることによ
り、ノンバブリング耐火物及びバブリング耐火物の何れ
にも要求される特性を満足させることを見い出した。
問題点を解決するために研究を行い、主としてAl2O
3 とZrO2 とCaOからなり、Al2 O3 が70重量
%以上であり、ZrO2 が3重量%以上であり、CaO
が0.5重量%以上26重量%以下であり、Al2 O3
とZrO2 とCaOの合計重量が96重量%以上であ
り、X線回折像のピークに単斜晶系ZrO2 が認めら
れ、SiO2 が0〜1重量%とした材質とすることによ
り、ノンバブリング耐火物及びバブリング耐火物の何れ
にも要求される特性を満足させることを見い出した。
【0016】以下、本発明を詳細に説明する。
【0017】本発明の主原料は、アルミナであり、破砕
粒及び球状粒が使用可能である。
粒及び球状粒が使用可能である。
【0018】ZrO2 原料としては、未安定ZrO2 や
部分安定化ZrO2 あるいは安定化ZrO2 が使用可能
であり、またAl2 O3 −ZrO2 原料等の複合原料も
使用可能であるが、本発明はこれらの原料に限定される
ものではなく、特許請求の範囲にあるように、材質にX
線回折像のピークとして、単斜晶系ZrO2 が認められ
れば効果を発揮する。ZrO2 の含有量は3重量%以
上、29.5重量%以下が望ましく、3重量%未満では
効果が発揮されない。29.5重量%超では高価になる
デメリットを有するが、将来ZrO2 の価格が下がるか
あるいは高価であっても使用する必要性があれば、Zr
O2 が29.5重量%超であっても必要特性を満足させ
れば、高耐用性を示すと考えられる。
部分安定化ZrO2 あるいは安定化ZrO2 が使用可能
であり、またAl2 O3 −ZrO2 原料等の複合原料も
使用可能であるが、本発明はこれらの原料に限定される
ものではなく、特許請求の範囲にあるように、材質にX
線回折像のピークとして、単斜晶系ZrO2 が認められ
れば効果を発揮する。ZrO2 の含有量は3重量%以
上、29.5重量%以下が望ましく、3重量%未満では
効果が発揮されない。29.5重量%超では高価になる
デメリットを有するが、将来ZrO2 の価格が下がるか
あるいは高価であっても使用する必要性があれば、Zr
O2 が29.5重量%超であっても必要特性を満足させ
れば、高耐用性を示すと考えられる。
【0019】CaO原料としては、生石灰,消石灰,炭
酸カルシウム等が使用可能であるが、本発明はこれらの
原料に限定されるものではなく、耐火材質の化学成分と
して、CaOに換算して0.5重量%以上含まれていれ
ば効果を発揮する。0.5重量%未満の場合には、焼結
性が悪くなり、26重量%以上の場合にはフリーCaO
が生成するために消化が生じる。
酸カルシウム等が使用可能であるが、本発明はこれらの
原料に限定されるものではなく、耐火材質の化学成分と
して、CaOに換算して0.5重量%以上含まれていれ
ば効果を発揮する。0.5重量%未満の場合には、焼結
性が悪くなり、26重量%以上の場合にはフリーCaO
が生成するために消化が生じる。
【0020】SiO2 は耐食性と耐メタル浸潤性を低下
させる成分であるため極力少なくした方が良いが、焼結
助材として添加する場合にも1重量%以下でなければな
らない。
させる成分であるため極力少なくした方が良いが、焼結
助材として添加する場合にも1重量%以下でなければな
らない。
【0021】Al2 O3 ,ZrO2 ,CaO,SiO2
以外の成分として、Cr2 O3 ,MgO,Y2 O3 ,T
iO2 等を含有することができる。
以外の成分として、Cr2 O3 ,MgO,Y2 O3 ,T
iO2 等を含有することができる。
【0022】さらに、耐食性や耐メタル浸潤性を向上さ
せるために、非酸化雰囲気の熱処理で残留する例えば、
ピッチ,タール,フェノール樹脂等の炭素成分を含浸さ
せることや、更に非酸化雰囲気で熱処理することも可能
である。
せるために、非酸化雰囲気の熱処理で残留する例えば、
ピッチ,タール,フェノール樹脂等の炭素成分を含浸さ
せることや、更に非酸化雰囲気で熱処理することも可能
である。
【0023】
【作用】本発明は、溶鋼に対して高接触角を有するAl
2 O3 ,ZrO2 及びCaOを使用するために、耐食性
及び耐メタル浸潤性に優れたものとなる。
2 O3 ,ZrO2 及びCaOを使用するために、耐食性
及び耐メタル浸潤性に優れたものとなる。
【0024】また、単斜晶系ZrO2 の特異な熱膨張挙
動により材質中に、マイクロギャップを生成するため
に、耐スポーリング性に優れたものとなる。
動により材質中に、マイクロギャップを生成するため
に、耐スポーリング性に優れたものとなる。
【0025】CaOは、Al2 O3 及びZrO2 と反応
し、Al2 O3 とは、例えば、CaO・6Al2 O3 等
の高融点化合物を生成し、また、ZrO2 中にCaOが
固溶するために、低融物を生成することなく焼結が進行
する。そのため、高熱間強度材質となり、耐溶鋼摩耗性
に優れたものとなる。
し、Al2 O3 とは、例えば、CaO・6Al2 O3 等
の高融点化合物を生成し、また、ZrO2 中にCaOが
固溶するために、低融物を生成することなく焼結が進行
する。そのため、高熱間強度材質となり、耐溶鋼摩耗性
に優れたものとなる。
【0026】
【実施例】以下、本発明の実施例をノンバブリング耐火
物とバブリング耐火物に適用した実施例を、それぞれ、
表1と表2に分けて説明する。
物とバブリング耐火物に適用した実施例を、それぞれ、
表1と表2に分けて説明する。
【0027】ノンバブリング耐火物への適用例:
【表1】 表1の実施例1,2,3は、アルミナと未安定ジルコニ
アとライムを特定量範囲含む配合物を、通常の方法にて
混練を行なった後、1600℃で焼成した。
アとライムを特定量範囲含む配合物を、通常の方法にて
混練を行なった後、1600℃で焼成した。
【0028】得られた材質は、耐食性、耐スポーリング
性に優れ、また熱間強度もかなり高く、耐溶鋼摩耗性に
優れたものとなる。
性に優れ、また熱間強度もかなり高く、耐溶鋼摩耗性に
優れたものとなる。
【0029】比較のために、表1の比較例のものを上記
実施例の場合と同様に調製した。
実施例の場合と同様に調製した。
【0030】比較例1は、ジルコニアの含有量が特定量
を外れたものである。得られた材質は、耐スポーリング
性に劣る結果となった。これはX線回折像のピークに単
斜晶系ZrO2 が認められないためと考えられる。
を外れたものである。得られた材質は、耐スポーリング
性に劣る結果となった。これはX線回折像のピークに単
斜晶系ZrO2 が認められないためと考えられる。
【0031】比較例2は、CaOの含有量が特定量を外
れたものである。得られた材質は、熱間強度がかなり低
い結果となった。これは、CaOの量が足りずに、焼結
不足となったためと考えられる。
れたものである。得られた材質は、熱間強度がかなり低
い結果となった。これは、CaOの量が足りずに、焼結
不足となったためと考えられる。
【0032】比較例3も、CaOの含有量が特定量を外
れたものである。得られた材質には消化現象が見られ
た。この場合は、CaO量が多すぎて、フリーCaOが
残ったためである。
れたものである。得られた材質には消化現象が見られ
た。この場合は、CaO量が多すぎて、フリーCaOが
残ったためである。
【0033】比較例4の場合は、SiO2 の含有量が特
定量を超えて2重量%含有する例を示す。得られた材質
は耐食性に劣る結果となった。これは、SiO2 とスラ
グの反応により低融物を生成したためと考えられる。
定量を超えて2重量%含有する例を示す。得られた材質
は耐食性に劣る結果となった。これは、SiO2 とスラ
グの反応により低融物を生成したためと考えられる。
【0034】バブリング耐火物への適用例:
【表2】 表2に示すように、バブリング耐火物の場合は、通気性
が必要であるため、微粒の添加量を少なくしている。
が必要であるため、微粒の添加量を少なくしている。
【0035】表2に示す実施例4,5,6のそれぞれの
場合、アルミナと未安定ジルコニアとライムのそれぞれ
を特定量含有する配合物を用いて、通常の方法にて混練
を行った後、1600℃で焼成した。
場合、アルミナと未安定ジルコニアとライムのそれぞれ
を特定量含有する配合物を用いて、通常の方法にて混練
を行った後、1600℃で焼成した。
【0036】得られた材質は、耐メタル浸潤性、耐スポ
ーリング性に優れ、また熱間強度もかなり高く耐溶鋼摩
耗性に優れたものとなる。
ーリング性に優れ、また熱間強度もかなり高く耐溶鋼摩
耗性に優れたものとなる。
【0037】比較例として、表2の比較例5〜8を調製
した。
した。
【0038】比較例5は、ジルコニアの含有量を特定量
から外れる材質の試作を行ったものである。得られた材
質は、耐スポーリング性に劣る結果となった。これはX
線回折像のピークに単斜晶系ZrO2 が認められないた
めと考えられる。
から外れる材質の試作を行ったものである。得られた材
質は、耐スポーリング性に劣る結果となった。これはX
線回折像のピークに単斜晶系ZrO2 が認められないた
めと考えられる。
【0039】比較例6は、CaOのの含有量を特定量か
ら外れる材質の試作を行ったものである。得られた材質
は、熱間強度のかなり低い結果となった。これは、Ca
O量が足りずに、焼結不足となったためと考えられる。
ら外れる材質の試作を行ったものである。得られた材質
は、熱間強度のかなり低い結果となった。これは、Ca
O量が足りずに、焼結不足となったためと考えられる。
【0040】比較例7も、CaOのの含有量を特定量か
ら外れる材質の試作を行ったものである。得られた材質
は、消化が見られた。これは、CaO量が多すぎて、フ
リーCaOが残ったためである。
ら外れる材質の試作を行ったものである。得られた材質
は、消化が見られた。これは、CaO量が多すぎて、フ
リーCaOが残ったためである。
【0041】比較例8は、SiO2 の含有量が特定量を
超えて2重量%含有する例を示す。
超えて2重量%含有する例を示す。
【0042】得られた材質は耐メタル浸潤性に劣る結果
となった。これはSiO2 とメタルの反応により接触角
の低下が著しかったためと考えられる。
となった。これはSiO2 とメタルの反応により接触角
の低下が著しかったためと考えられる。
【0043】
【発明の効果】本発明によって、耐食性と耐スポーリン
グ性を兼ね備えた非C系のノンバブリング材質が得ら
れ、また、耐メタル浸潤性と耐スポーリング性と耐溶鋼
摩耗性を全て満足させるバブリング材質が得られ、溶融
金属に接する部位に適用したときに、きわめて高い耐用
性を示す。
グ性を兼ね備えた非C系のノンバブリング材質が得ら
れ、また、耐メタル浸潤性と耐スポーリング性と耐溶鋼
摩耗性を全て満足させるバブリング材質が得られ、溶融
金属に接する部位に適用したときに、きわめて高い耐用
性を示す。
Claims (2)
- 【請求項1】 主としてAl2 O3 とZrO2 とCaO
からなり、Al2 O3 を70重量%以上、ZrO2 を3
重量%以上、CaOを0.5重量%以上、26重量%以
下含有し、Al2 O3 とZrO2 とCaOの合計重量が
96重量%以上であり、且つ、X線回折像のピークに単
斜晶系ZrO2 が認められる耐火物。 - 【請求項2】 主としてAl2 O3 とZrO2 とCaO
からなり、Al2 O3 を70重量%以上、ZrO2 を3
重量%以上、CaOを0.5重量%以上、26重量%以
下、SiO2 を1重量%以下含有し、且つ、Al2 O3
とZrO2 とCaOの合計重量が96重量%以上であ
り、さらに、X線回折像のピークに単斜晶系ZrO2 が
認められる耐火物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04167838A JP3121442B2 (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04167838A JP3121442B2 (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 耐火物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH069265A true JPH069265A (ja) | 1994-01-18 |
JP3121442B2 JP3121442B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=15857021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04167838A Expired - Fee Related JP3121442B2 (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 耐火物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3121442B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8203625B2 (en) | 2008-07-18 | 2012-06-19 | Panasonic Corporation | Image capture device which selects reading method based on sensitivity information |
CN103302281A (zh) * | 2013-06-14 | 2013-09-18 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司 | 一种高等级钢使用的中间包耐火材料 |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP04167838A patent/JP3121442B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8203625B2 (en) | 2008-07-18 | 2012-06-19 | Panasonic Corporation | Image capture device which selects reading method based on sensitivity information |
CN103302281A (zh) * | 2013-06-14 | 2013-09-18 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司 | 一种高等级钢使用的中间包耐火材料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3121442B2 (ja) | 2000-12-25 |
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