DE673534C

DE673534C - Manufacture of boron carbide

Info

Publication number: DE673534C
Application number: DEI54203D
Authority: DE
Inventors: Dr Waldemar Kaufmann; Dr Alwin Krauss
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1936-01-31
Filing date: 1936-01-31
Publication date: 1939-03-28

Description

Herstellung von Borearbid Es ist bekannt, Borcarbid durch Erhitzen einer Mischung von entwässerter Borsäure (B03) und Petrolkoks im elektrischen Widerstandsofen herzustellen.Manufacture of boron carbide It is known to produce boron carbide by heating a mixture of dehydrated boric acid (B03) and petroleum coke in an electric resistance furnace to manufacture.

Die Verwendung wasserhaltiger Borsäure ist bei diesem Verfahren nicht möglich, da dann das um den zentral gelegenen Heizwiderstand herumgeschichtete Material infolge der mit der Borsäureentwässerung verbundenen starken Schaumbildung auseinandergetrieben und außerdem der im Inneren entstehende Wasserdampf, der das gesamte Material durchströmen muß, zu unerwünschten Reaktionen mit der Kohle Anlaß geben würde.The use of hydrous boric acid is not in this process possible, because then the material layered around the centrally located heating resistor due to the strong foam formation associated with boric acid drainage and also the water vapor generated inside, which flows through the entire material must give rise to undesirable reactions with the coal.

Die Entwässerung der Borsäure des Handels (H31303) ist im größeren Maßstabe.aber schwer durchzuführen, da sowohl keramisches Material als auch Metalle von der geschmolzenen Borsäure angegriffen werden.The dehydration of commercial boric acid (H31303) is in the greater Scale. But difficult to implement, as both ceramic material and metals be attacked by the molten boric acid.

Es wurde gefunden, daß man die wasserhaltige Borsäure des Handels unmittelbar verwenden kann, wenn. man mit Lichtbogenerhitzung arbeitet. Zu diesem Zweck wird z. B. über einer dünnen Schicht H3B03 Petrolkoksmischung, die sich in einem beliebigen Gefäß befindet, zwischen zwei von oben eingesenkten Kohleelektroden ein Lichtbogen gezündet. Dann wird vorsichtig weitere Mischung nachgegeben, bis der Lichtbogen bedeckt ist. Unter starker Wasserverdampfung bildet sich bald rings um den Lichtbogen, insbesondere aber unter ihm, eine oberflächlich geschmolzene Schicht von Borcarbid. Die Wasserdämpfe können durch die verhältnismäßig dünne Schicht der Reaktionsrnasse leicht nach außen entweichen sowie aus dem um den Lichtbogen sich liildenden Hohlraum ungehindert abströmen. In dem Maße, wie die den Hohlraum umgebende und besonders die ihn von oben bedeckende Schicht durch die nach außen abgeleitete Wärme des Lichtbogens entwässert wird, kann neues Material nachgegeben werden. Durch die Strahlung des Lichtbogens wird das ihn unmittelbar umgebende Gemenge unter Kohlenoxydentwicklung in Borcarbid umgesetzt, das sich in flüssigem Zustand unterhalb der Elektroden ansammelt. Hierdurch und durch Nachstoßen der entwässerten Teile des Reaktionsgutes läßt sich die Menge der Borcarbidschmelze ständig vermehren, so daß man unter Höherziehen der Elektroden und dauerndem Aufschichten frischer Ausgangsmischung einen von unten her erstarrenden und nach oben wachsenden Block von Borcarbid erhält. Es ist hierbei unbedenklich,-wenn geringe Mengen unvollkommen entwässerter Mischung in das Schmelzbad gelangen, da das in ihnen enthaltene Wasser augenblicklich verdampft und längs den Elektro= den gemeinsam mit dem entwickelten Kohlenoxyd leicht entweichen kann.It has been found that the hydrous boric acid is commercially available can use immediately if. arc heating is used. To this Purpose is z. B. over a thin layer of H3B03 petroleum coke mixture, which is in any vessel, between two carbon electrodes sunk from above an arc struck. Then more mixture is carefully added until the arc is covered. With strong evaporation of water soon forms all around around the arc, but especially below it, a superficially melted one Layer of boron carbide. The water vapors can pass through the relatively thin layer The reaction mixture can easily escape to the outside and from around the arc the resulting cavity can flow away unhindered. To the extent that the cavity surrounding and especially the layer covering it from above through the outward If the heat dissipated by the arc is drained, new material can yield will. The mixture immediately surrounding it is created by the radiation of the arc converted into boron carbide with evolution of carbon monoxide, which is in a liquid state accumulates below the electrodes. This and by pushing the drained The amount of boron carbide melt can be continuously increased by parts of the reaction mixture, so that you get fresher by pulling up the electrodes and continuously stacking them up Starting mixture a block that solidifies from below and grows upwards obtained from boron carbide. It is harmless here if small amounts are imperfect dehydrated Mixture get into the weld pool as that's in them contained water evaporates instantly and along the electrodes together can easily escape with the developed carbon monoxide.

Das Verhältnis vor Bor und Kohlenstoff in dem fertigen Produkt läßt sich durch entsprechende Wahl des Ausgangsgemisches in weiten Grenzen ändern. Am leichtesten sind B4 C und B5 C in guter Ausbeute zu erhalten.The ratio of boron and carbon in the finished product leaves change within wide limits through the appropriate choice of the starting mixture. At the B4 C and B5 C are easiest to obtain in good yield.

Das Verfahren kann natürlich auch in anderer Form, z. B. unter Verwendung von drei Elektroden, dreiphasig oder einphasig mit einer Elektrode und der Schmelze als zweiter Elektrode ausgeführt werden.The method can of course also take another form, e.g. B. using of three electrodes, three-phase or single-phase with one electrode and the melt be designed as a second electrode.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of boron carbide from boric acid and coal in the electric furnace, characterized in that a mixture of water-containing Boric acid and carbon are exposed to the action of the electric arc.