JPH11199334A - Ａｌ合金溶解炉用耐火物およびプレキャストブロック - Google Patents
Ａｌ合金溶解炉用耐火物およびプレキャストブロックInfo
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- JPH11199334A JPH11199334A JP9368427A JP36842797A JPH11199334A JP H11199334 A JPH11199334 A JP H11199334A JP 9368427 A JP9368427 A JP 9368427A JP 36842797 A JP36842797 A JP 36842797A JP H11199334 A JPH11199334 A JP H11199334A
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- Japan
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- refractory
- alloy
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 浸透性の大きいＡｌ−Ｚｎ合金の溶解炉に適
用した場合でも優れた耐スポーリング性、耐浸透性及び
耐食性を示し、且つ施工性にも優れたＡｌ合金溶解炉用
耐火物を提供する。 【解決手段】 Ａｌ2Ｏ3を８０重量％以上含むハイアル
ミナ質低セメントキャスタブル１００重量部に対して、
難溶性リン酸塩、フリット及び炭化硼素の中から選ばれ
る１種以上の添加物を合計で０．５〜３重量部含有する
Ａｌ合金溶解炉用耐火物である。
用した場合でも優れた耐スポーリング性、耐浸透性及び
耐食性を示し、且つ施工性にも優れたＡｌ合金溶解炉用
耐火物を提供する。 【解決手段】 Ａｌ2Ｏ3を８０重量％以上含むハイアル
ミナ質低セメントキャスタブル１００重量部に対して、
難溶性リン酸塩、フリット及び炭化硼素の中から選ばれ
る１種以上の添加物を合計で０．５〜３重量部含有する
Ａｌ合金溶解炉用耐火物である。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、溶融Ａｌ合金に対
する耐食性、耐浸透性、耐スポーリング性等の諸特性に
優れたＡｌ合金溶解炉用の耐火物に関するものである。
する耐食性、耐浸透性、耐スポーリング性等の諸特性に
優れたＡｌ合金溶解炉用の耐火物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】連続Ａｌ合金メッキライン等に設けられ
るＡｌ合金めっき槽には、一般にワーキングポットが付
設され、このワーキングポットにおいてＡｌ合金が溶解
される。また、このようなワーキングポットの下端部に
は、所謂溝型誘導炉が設けられている。
るＡｌ合金めっき槽には、一般にワーキングポットが付
設され、このワーキングポットにおいてＡｌ合金が溶解
される。また、このようなワーキングポットの下端部に
は、所謂溝型誘導炉が設けられている。
【０００３】この溝型誘導炉では溝部に発熱部が集中す
るため、溝部の溶湯温度はワーキングポットに比べ高温
になり、また、エネルギー効率を上げるために発熱部と
溶湯の間の耐火物層の厚みも限定される。このため溝部
の耐火物にはその分厳しい要求特性が課せられる。すな
わち、一般に溝部用の耐火物は、 (1) 耐スポーリング性に優れ、亀裂の発生が少ないこと (2) 溶融Ａｌ合金に対する耐食性に優れること（つま
り、溶融Ａｌ合金による耐火物の還元が少ないこと） (3) 溶融Ａｌ合金の浸透が少ないこと 等の条件を満足する必要がある。特に、溝部での亀裂の
発生は発熱部を損傷させる危険性が大きく、耐火物に亀
裂を生じないことは安定操業の面で極めて重要な要素と
なる。
るため、溝部の溶湯温度はワーキングポットに比べ高温
になり、また、エネルギー効率を上げるために発熱部と
溶湯の間の耐火物層の厚みも限定される。このため溝部
の耐火物にはその分厳しい要求特性が課せられる。すな
わち、一般に溝部用の耐火物は、 (1) 耐スポーリング性に優れ、亀裂の発生が少ないこと (2) 溶融Ａｌ合金に対する耐食性に優れること（つま
り、溶融Ａｌ合金による耐火物の還元が少ないこと） (3) 溶融Ａｌ合金の浸透が少ないこと 等の条件を満足する必要がある。特に、溝部での亀裂の
発生は発熱部を損傷させる危険性が大きく、耐火物に亀
裂を生じないことは安定操業の面で極めて重要な要素と
なる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、上記のような観
点から耐スポーリング性、溶融Ａｌ合金による耐火物中
のＳｉＯ2の還元の抑制及びコストを考慮して、Ａｌ2Ｏ
3８５重量％クラスの耐火物が使用されている。また、
溶融Ａｌ合金の浸透を少なくするために、リン酸塩結合
のプラスチック耐火物や煉瓦に比べて気孔径の小さい低
セメントキャスタブルも使用されている。しかし、これ
らの耐火物はマグネシアや亜鉛を含む粘性の低いＡｌ合
金を溶解する炉の耐火物としては、溶融Ａｌ合金の浸透
を抑制するという面で必ずしも満足できるものではな
い。
点から耐スポーリング性、溶融Ａｌ合金による耐火物中
のＳｉＯ2の還元の抑制及びコストを考慮して、Ａｌ2Ｏ
3８５重量％クラスの耐火物が使用されている。また、
溶融Ａｌ合金の浸透を少なくするために、リン酸塩結合
のプラスチック耐火物や煉瓦に比べて気孔径の小さい低
セメントキャスタブルも使用されている。しかし、これ
らの耐火物はマグネシアや亜鉛を含む粘性の低いＡｌ合
金を溶解する炉の耐火物としては、溶融Ａｌ合金の浸透
を抑制するという面で必ずしも満足できるものではな
い。
【０００５】これに対して、低セメントキャスタブルを
ベースにした耐火物において、溶融Ａｌ合金の浸透をさ
らに少なくするために硼酸アルミニウムの添加が提案
（「耐火物」39，No.7，(1987）378〜381頁）されてい
る。しかし、このような低セメントキャスタブルの性能
も、Ａｌ合金の中でも特に浸透性が大きいと言われてい
るＡｌ−Ｚｎ合金を溶解する炉の耐火物としては、必ず
しも満足できるものではない。
ベースにした耐火物において、溶融Ａｌ合金の浸透をさ
らに少なくするために硼酸アルミニウムの添加が提案
（「耐火物」39，No.7，(1987）378〜381頁）されてい
る。しかし、このような低セメントキャスタブルの性能
も、Ａｌ合金の中でも特に浸透性が大きいと言われてい
るＡｌ−Ｚｎ合金を溶解する炉の耐火物としては、必ず
しも満足できるものではない。
【０００６】また、マグネシアや亜鉛を含む粘性の低い
Ａｌ合金用の耐火物としては、気孔径の小さい低セメン
トキャスタブルよりもＳｉＯ2含有量の少ないリン酸塩
及び硫酸塩をバインダーとするボーキサイト煉瓦及び不
定形耐火物が適していると言われている（「Ａｌ−あ
る」1994年7月号，23〜28頁）。しかし、煉瓦ではキャ
スタブルのような一体構造が得られず、このため目地か
らの溶融Ａｌ合金のリークを生じやすく、また、溝型誘
導炉のような複雑な構造部では施工自体が難しいという
欠点がある。
Ａｌ合金用の耐火物としては、気孔径の小さい低セメン
トキャスタブルよりもＳｉＯ2含有量の少ないリン酸塩
及び硫酸塩をバインダーとするボーキサイト煉瓦及び不
定形耐火物が適していると言われている（「Ａｌ−あ
る」1994年7月号，23〜28頁）。しかし、煉瓦ではキャ
スタブルのような一体構造が得られず、このため目地か
らの溶融Ａｌ合金のリークを生じやすく、また、溝型誘
導炉のような複雑な構造部では施工自体が難しいという
欠点がある。
【０００７】したがって本発明の目的は、このような従
来技術の課題を解決し、特に浸透性の大きいＡｌ−Ｚｎ
合金の溶解炉に適用した場合でも、優れた耐スポーリン
グ性、耐浸透性及び耐食性（Ａｌ合金による還元によっ
て変質が生じ難いこと）を示し、且つ施工性にも優れた
Ａｌ合金溶解炉用耐火物を提供することにある。
来技術の課題を解決し、特に浸透性の大きいＡｌ−Ｚｎ
合金の溶解炉に適用した場合でも、優れた耐スポーリン
グ性、耐浸透性及び耐食性（Ａｌ合金による還元によっ
て変質が生じ難いこと）を示し、且つ施工性にも優れた
Ａｌ合金溶解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】このような課題を解決す
るための本発明の耐火物は、Ａｌ2Ｏ3を８０重量％以上
含むハイアルミナ質低セメントキャスタブルをベース
に、耐スポーリング性を劣化させることなく溶融Ａｌ合
金の耐浸透性を向上させるために常温では水に不溶また
は難溶性である添加物を添加したもので、その特徴は、
Ａｌ2Ｏ3を８０重量％以上含むハイアルミナ質低セメン
トキャスタブル１００重量部に対して、難溶性リン酸
塩、フリット及び炭化硼素の中から選ばれる１種以上の
添加物を合計で０．５〜３重量部含有することを特徴と
するＡｌ合金溶解炉用耐火物並びにこの不定形耐火物を
成形したプレキャストブロックである。
るための本発明の耐火物は、Ａｌ2Ｏ3を８０重量％以上
含むハイアルミナ質低セメントキャスタブルをベース
に、耐スポーリング性を劣化させることなく溶融Ａｌ合
金の耐浸透性を向上させるために常温では水に不溶また
は難溶性である添加物を添加したもので、その特徴は、
Ａｌ2Ｏ3を８０重量％以上含むハイアルミナ質低セメン
トキャスタブル１００重量部に対して、難溶性リン酸
塩、フリット及び炭化硼素の中から選ばれる１種以上の
添加物を合計で０．５〜３重量部含有することを特徴と
するＡｌ合金溶解炉用耐火物並びにこの不定形耐火物を
成形したプレキャストブロックである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細とその限定理
由を説明する。本発明の耐火物は、ハイアルミナ質低セ
メントキャスタブルに特定の添加物を適量添加したもの
である。ハイアルミナ質低セメントキャスタブルのＡｌ
2Ｏ3含有量は８０重量％以上、好ましくは８２重量％以
上とする。Ａｌ2Ｏ3含有量が８０重量％未満では耐火物
中のＳｉＯ2含有量が多くなるため、溶融Ａｌ合金によ
るＳｉＯ2の還元が促進され、変質層の形成が大きくな
る。アルミナ原料としては、電融アルミナ、焼結アルミ
ナ、ボーキサイト、ムライト、シャモット、仮焼アルミ
ナ等が利用できる。
由を説明する。本発明の耐火物は、ハイアルミナ質低セ
メントキャスタブルに特定の添加物を適量添加したもの
である。ハイアルミナ質低セメントキャスタブルのＡｌ
2Ｏ3含有量は８０重量％以上、好ましくは８２重量％以
上とする。Ａｌ2Ｏ3含有量が８０重量％未満では耐火物
中のＳｉＯ2含有量が多くなるため、溶融Ａｌ合金によ
るＳｉＯ2の還元が促進され、変質層の形成が大きくな
る。アルミナ原料としては、電融アルミナ、焼結アルミ
ナ、ボーキサイト、ムライト、シャモット、仮焼アルミ
ナ等が利用できる。
【００１０】耐火物中には、溶融Ａｌ合金の浸透抑制効
果を得るために水に不溶または難溶性の添加物が添加さ
れる。すなわち、水に可溶な添加物では適正な分散−凝
縮が阻害されるため緻密な組織が得られず、また乾燥時
に添加物が施工体の表面に移動するため均一な施工体が
得られない。また、乾燥爆裂の問題も生じるおそれがあ
る。このような添加物としては、難溶性リン酸塩、フリ
ット及び炭化硼素が挙げられ、これらの中から選ばれる
１種以上を添加する。
果を得るために水に不溶または難溶性の添加物が添加さ
れる。すなわち、水に可溶な添加物では適正な分散−凝
縮が阻害されるため緻密な組織が得られず、また乾燥時
に添加物が施工体の表面に移動するため均一な施工体が
得られない。また、乾燥爆裂の問題も生じるおそれがあ
る。このような添加物としては、難溶性リン酸塩、フリ
ット及び炭化硼素が挙げられ、これらの中から選ばれる
１種以上を添加する。
【００１１】難溶性リン酸塩としてはリン酸アルミニウ
ム等を用いることができ、溶解性の少ないガラス状のも
のが好適に使用できる。フリットとしては、硼珪酸ソー
ダ系フリット、硼珪酸鉛系フリット、アルミノ硼珪酸系
フリット及びアルミノ硼珪酸ソーダ系フリット等が挙げ
られ、これらを単独または混合して用いることができ
る。このフリットとしては、軟化開始温度がＡｌ合金の
融点以下のもの、すなわち３５０〜７００℃程度のもの
が好適に使用できる。炭化硼素としては、市販の例えば
Ｂ：≧７０重量％、Ｃ：２０〜２５重量％程度の組成の
ものが使用できる。
ム等を用いることができ、溶解性の少ないガラス状のも
のが好適に使用できる。フリットとしては、硼珪酸ソー
ダ系フリット、硼珪酸鉛系フリット、アルミノ硼珪酸系
フリット及びアルミノ硼珪酸ソーダ系フリット等が挙げ
られ、これらを単独または混合して用いることができ
る。このフリットとしては、軟化開始温度がＡｌ合金の
融点以下のもの、すなわち３５０〜７００℃程度のもの
が好適に使用できる。炭化硼素としては、市販の例えば
Ｂ：≧７０重量％、Ｃ：２０〜２５重量％程度の組成の
ものが使用できる。
【００１２】上記添加物の耐火物中での合計配合量はハ
イアルミナ質低セメントキャスタブル１００重量部に対
して０．５〜３重量部、好ましくは１．０〜２重量部と
する。添加物の配合量が０．５重量部未満では溶融Ａｌ
合金の浸透抑制効果が小さく、一方、３重量部を超える
と使用時における過剰な液相の生成により耐スポーリン
グ性が低下する。
イアルミナ質低セメントキャスタブル１００重量部に対
して０．５〜３重量部、好ましくは１．０〜２重量部と
する。添加物の配合量が０．５重量部未満では溶融Ａｌ
合金の浸透抑制効果が小さく、一方、３重量部を超える
と使用時における過剰な液相の生成により耐スポーリン
グ性が低下する。
【００１３】また、耐火物中には上記主成分及び添加物
以外の成分として、低セメントキャスタブルを構成する
仮焼アルミナ、ＳｉＯ2フラワー等のような粒子径１０
μ以下、好ましくは１μ以下の耐火超微粉をハイアルミ
ナ質低セメントキャスタブル１００重量部に対して２〜
８重量部、アルミナセメントを同じく１〜８重量部、縮
合リン酸ソーダ等の分散材、硼砂等の硬化調整材等を必
要に応じて適宜添加することができる。また、耐スポー
リング性向上のため同じく１〜４重量部のステンレスフ
ァイバーを添加することもできる。
以外の成分として、低セメントキャスタブルを構成する
仮焼アルミナ、ＳｉＯ2フラワー等のような粒子径１０
μ以下、好ましくは１μ以下の耐火超微粉をハイアルミ
ナ質低セメントキャスタブル１００重量部に対して２〜
８重量部、アルミナセメントを同じく１〜８重量部、縮
合リン酸ソーダ等の分散材、硼砂等の硬化調整材等を必
要に応じて適宜添加することができる。また、耐スポー
リング性向上のため同じく１〜４重量部のステンレスフ
ァイバーを添加することもできる。
【００１４】
【実施例】表１〜表３に示す配合原料に適量の水分を添
加してミキサーで混練した後、４０ｍｍ×４０ｍｍ×１
６０ｍｍ、７０ｍｍφ×１１０ｍｍ［（３０−２５）ｍ
ｍφ×３５ｍｍ］のるつぼ及び（２５０−１２０）ｍｍ
φ×５０ｍｍの３形状に鋳込み、２４時間常温養生した
後脱枠し、引き続き１０５℃で２４時間乾燥した後、各
種試験に供した。
加してミキサーで混練した後、４０ｍｍ×４０ｍｍ×１
６０ｍｍ、７０ｍｍφ×１１０ｍｍ［（３０−２５）ｍ
ｍφ×３５ｍｍ］のるつぼ及び（２５０−１２０）ｍｍ
φ×５０ｍｍの３形状に鋳込み、２４時間常温養生した
後脱枠し、引き続き１０５℃で２４時間乾燥した後、各
種試験に供した。
【００１５】耐火物の物性については、４０ｍｍ×４０
ｍｍ×１６０ｍｍの試料を５００℃及び１０００℃で３
時間焼成した後、測定した。また、溶融Ａｌ合金の浸透
性については、試料であるるつぼに浸透性の最も大きい
Ａｌ合金である５５％Ａｌ−Ｚｎ合金を６０ｇ入れ、Ａ
ｌ合金の酸化を抑制するため同質のキャスタブルで蓋を
し、６８０℃で４００時間空気焼成した後、Ａｌ合金の
浸潤面積を測定した。
ｍｍ×１６０ｍｍの試料を５００℃及び１０００℃で３
時間焼成した後、測定した。また、溶融Ａｌ合金の浸透
性については、試料であるるつぼに浸透性の最も大きい
Ａｌ合金である５５％Ａｌ−Ｚｎ合金を６０ｇ入れ、Ａ
ｌ合金の酸化を抑制するため同質のキャスタブルで蓋を
し、６８０℃で４００時間空気焼成した後、Ａｌ合金の
浸潤面積を測定した。
【００１６】また、熱的スポーリングについては（２５
０−１２０）ｍｍφ×５０ｍｍの試料を４個回転ドラム
侵食装置にセットした後、常温から２００℃／ｈｒの昇
温速度で１０００℃まで昇温し、自然冷却した後、試料
を切断して使用初期の急熱加熱時の亀裂の発生の評価を
行った。なお、この熱的スポーリングテストを行った試
料には、ステンレスファイバー（ＳＵＳ−３０４）を主
原料１００重量部に対して２重量部添加した。
０−１２０）ｍｍφ×５０ｍｍの試料を４個回転ドラム
侵食装置にセットした後、常温から２００℃／ｈｒの昇
温速度で１０００℃まで昇温し、自然冷却した後、試料
を切断して使用初期の急熱加熱時の亀裂の発生の評価を
行った。なお、この熱的スポーリングテストを行った試
料には、ステンレスファイバー（ＳＵＳ−３０４）を主
原料１００重量部に対して２重量部添加した。
【００１７】これらの試験結果を表１〜表３に併せて示
す。これよればＡｌ2Ｏ3８０重量％以上のハイアルミナ
質低セメントキャスタブル１００重量部に対して難溶性
リン酸塩、フリット及び炭化硼素の中から選ばれる１種
以上の添加物を合計で０．５〜３重量部添加した本発明
例の試料は、比較例の試料に比べて同等以上の耐スポー
リング性を有し、且つ溶融Ａｌ合金の浸潤が従来技術の
比較例に比べ大幅に改善されていることが判る。
す。これよればＡｌ2Ｏ3８０重量％以上のハイアルミナ
質低セメントキャスタブル１００重量部に対して難溶性
リン酸塩、フリット及び炭化硼素の中から選ばれる１種
以上の添加物を合計で０．５〜３重量部添加した本発明
例の試料は、比較例の試料に比べて同等以上の耐スポー
リング性を有し、且つ溶融Ａｌ合金の浸潤が従来技術の
比較例に比べ大幅に改善されていることが判る。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】
【表３】
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように本発明のＡｌ合金溶解
炉用耐火物は、浸透性の大きいＡｌ−Ｚｎ合金の溶解炉
に適用した場合でも、優れた耐スポーリング性、耐浸透
性および耐食性を示し、且つ施工性にも優れた効果を有
する。
炉用耐火物は、浸透性の大きいＡｌ−Ｚｎ合金の溶解炉
に適用した場合でも、優れた耐スポーリング性、耐浸透
性および耐食性を示し、且つ施工性にも優れた効果を有
する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三輪 徹 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 森 肇 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 新家 博幸 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 奈良 正 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 古川 知良 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 中之薗 良 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 浜崎 佳久 岡山県岡山市浜野４−８−21 (72)発明者 須藤 新太郎 神奈川県川崎市幸区下平間21−３ (72)発明者 加藤 洋一 神奈川県川崎市中原区上小田中３−29−14 −410 (72)発明者 田淵 幸春 岡山県岡山市西片岡732 (72)発明者 栗田 和彦 千葉県印旛郡白井町南山１−５−８棟402 号 (72)発明者 山田 弘 埼玉県北葛飾郡庄和町米島1186−62
Claims (2)
- 【請求項１】 Ａｌ2Ｏ3を８０重量％以上含むハイアル
ミナ質低セメントキャスタブル１００重量部に対して、
難溶性リン酸塩、フリット及び炭化硼素の中から選ばれ
る１種以上の添加物を合計で０．５〜３重量部含有する
ことを特徴とするＡｌ合金溶解炉用耐火物。 - 【請求項２】 請求項１に記載の組成を有する不定形耐
火物を成形したことを特徴とするＡｌ合金溶解炉用耐火
物のプレキャストブロック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9368427A JPH11199334A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | Ａｌ合金溶解炉用耐火物およびプレキャストブロック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9368427A JPH11199334A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | Ａｌ合金溶解炉用耐火物およびプレキャストブロック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11199334A true JPH11199334A (ja) | 1999-07-27 |
Family
ID=18491793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9368427A Pending JPH11199334A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | Ａｌ合金溶解炉用耐火物およびプレキャストブロック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11199334A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150034681A (ko) * | 2012-04-13 | 2015-04-03 | 아르셀러미탈 인베스티가시온 와이 데살롤로 에스엘 | 용융 알루미늄에 의한 침범에 내성을 가지는 개선된 버블 펌프 |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP9368427A patent/JPH11199334A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150034681A (ko) * | 2012-04-13 | 2015-04-03 | 아르셀러미탈 인베스티가시온 와이 데살롤로 에스엘 | 용융 알루미늄에 의한 침범에 내성을 가지는 개선된 버블 펌프 |
| JP2015520796A (ja) * | 2012-04-13 | 2015-07-23 | アルセロルミタル・インベステイガシオン・イ・デサロジヨ・エセ・エレ | 溶融アルミニウムによる浸食に耐性がある改良型気泡ポンプ |
| JP2018141237A (ja) * | 2012-04-13 | 2018-09-13 | アルセロルミタル・インベステイガシオン・イ・デサロジヨ・エセ・エレ | 溶融アルミニウムによる浸食に耐性がある改良型気泡ポンプ |
| US10711335B2 (en) | 2012-04-13 | 2020-07-14 | ArcelorMittal Investigación y Desarrollo, S.L. | Bubble pump resistant to attack by molten aluminum |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040727 |