JPH08253364A

JPH08253364A - サイアロンの製造方法

Info

Publication number: JPH08253364A
Application number: JP8047872A
Authority: JP
Inventors: Christopher Stirling Hogg; スターリングホーグクリストファー
Original assignee: ECC International Ltd
Current assignee: Imerys Minerals Ltd
Priority date: 1995-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 1996-10-01
Also published as: EP0723932A1; GB9501745D0; ATE170825T1; DE69600599D1; EP0723932B1; DE69600599T2; US5814573A; DE69600599T4; ES2121458T3

Abstract

(57)【要約】【課題】改良されたサイアロンの製造方法を提供す
る。【解決手段】 70〜90重量％のアルミノシリケート材料
の粒子及び30〜10重量％の炭質材料の粒子の混合物を反
応容器中で窒素下、1300〜1600℃の範囲の温度で、該粒
子が相互に且つ窒素に対して実質的に連続して動くよう
な態様で加熱することを含む、β′−サイアロンの製造
方法であって、該反応容器中の該粒子の滞留時間が３時
間を超えず、該アルミノシリケート材料が焼成されたク
レーミネラルを含むことを特徴とする方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はサイアロン型の改良
されたセラミック材料の製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】改良されたセラミック材料は広範囲の用途
に、例えば工業的摩耗部位及びベアリング、耐火物、溶
接部品及び溶融金属取扱い材料、金属旋削のための切削
用具、金属押出及びワイヤ引帳のためのダイ、軍事用途
及び身体防護具、電子材料及び複合材料に使用される。
攻撃的で且つ高い温度環境では、改良されたセラミック
の耐腐蝕性、強度、靱性及び耐摩耗性は、現在使用され
ている精巧な金属合金を上回るかなりの有利さを提供す
る。現在増大する注意を引いている改良されたセラミッ
クの或る１つのグループは、サイアロンとして知られて
いるものである。これらの材料は窒化珪素と密接に関連
するが、窒化珪素と比較したときに、或る種の優れた特
性を有し、及び部材への形成がより容易である。窒化珪
素を最終生成物に作る上げるために、典型的に1800℃の
温度及び30MPa の圧力（２トン／平方インチ）が必要で
ある。結果として、一般的に比較的単純な形の小さい物
品しか、窒化珪素から製造することができない。もしア
ルミナが窒化珪素に組み込まれれば、得られる化合物は
より適度の温度及び圧力で焼結することができる。アル
ミナは、窒化珪素の全体の構造を変化させることなく結
晶格子中に適合し、生成物材料は窒化珪素の機械的特性
とアルミナの耐薬品性を兼ね備え、よって工業における
その価値と有用性が増大する。“サイアロン”という用
語はこのタイプの材料を示すのに、現在広く使用されて
いて、その構成元素であるＳｉ、Ａｌ、Ｏ及びＮの化学
記号から由来する。より最近では、β−窒化珪素の結晶
構造を有するサイアロンのタイプがβ′−サイアロンと
して知られるようになって、通常不安定なα−窒化珪素
の構造を有し間隙部位へのある種の金属イオンの溶解に
より及び珪素の代わりにアルミニウム及び窒素の代わり
に酸素の部分的な置換により安定化されるα−サイアロ
ンから、それを区別する。

【０００３】米国特許第3960581 号明細書（Cutler)
は、酸化アルミニウムを40〜20重量％の範囲で、及び二
酸化珪素を46〜70重量％の範囲で含有するクレーと木炭
の完全な混合物を３時間、窒素ガス雰囲気下で1450℃で
密閉した容器中で加熱する、サイアロンの製造方法を記
載している。反応混合物中に残存する炭素はその後、７
００℃で２時間空気中で燃焼された。得られた粉末はデ
ィスクへ圧縮され、２時間窒素雰囲気で加熱することに
より焼結された。記載された方法はバッチ方式である。
米国特許第5110773 号明細書(Corral 等) は、カオリン
クレーを1020℃で焼成し次いで水酸化ナトリウムの10％
溶液で処理して二酸化珪素のいくらかを除去し予備ムラ
イト材料を形成する、β′−サイアロンの製造方法を記
載している。この予備ムライト材料は10μm 又はそれよ
り小さいサイズに微粉砕されて、その粉砕材料は微粉砕
カーボンと均一化された。得られた混合物は造形体に作
られて、窒素の存在下で0.５〜６時間、1350〜1500℃の
範囲の温度で加熱されてβ′−サイアロンを形成した。
加熱工程は種々の型の炉で、例えば連続操作にはトンネ
ル炉で実施することができる。

【０００４】日本公開特許出願No.57/145012、58/04966
9 及び58/064267 は、カーボン粉末及びアルミノシリケ
ートクレーを含むペレットを炭質材料と混合して、該混
合物を加熱したシャフトキルンの最上に供給して、それ
を通して窒素ガス流と向流して通過させ、サイアロン生
成物がキルンの底から連続して回収される、サイアロン
の連続製造方法を記載している。上記の先行技術の方法
では、サイアロンを形成する反応を一般に、垂直に充填
した床炉においてバッチ方式で行う。このタイプの炉
は、連続製造のために動的床操作に転換することができ
るが、これらの条件下では、ガス−固体の接触が特に大
きな直径の床において比較的乏しく、床の断面に渡って
均一な温度を維持することが非常に難しい。このタイプ
の動的床炉における反応混合物の滞留時間は、４〜24時
間程度である。種々の先行技術文献、例えば EP018803
8、EP0187431 、US4511666 、US449193、JP59045912A
のWPI 要約及び J. Jap. Soc, Powder Mettallurgy Vo
l. 40, 1993年12月、1223〜1227頁は、種々のサイアロ
ン又は同様の化合物を製造するための流動床の使用を記
載しているが、いずれも、本発明の方法に使用するため
の、後述のように具体的に選択される出発原料の使用を
記載していない。よって先行技術はそのような出発原料
の使用により得られる利点を示していない。

【０００５】

【課題を解決するために手段】本発明により、70〜90重
量％のアルミノシリケート材料の粒子及び30〜10重量％
の炭質材料の粒子の混合物を容器中で窒素下、1300〜16
00℃の範囲の温度で、該粒子が相互に且つ窒素に対して
実質的に連続して動くような態様で加熱することを含
む、β′−サイアロンの製造方法であって、容器中の該
粒子の滞留時間が３時間を超えず、該アルミノシリケー
ト材料が焼成されたクレーミネラルを含むことを特徴と
する方法が提供される。滞留時間は、前記容器中に該粒
子が存在する平均時間により規定される。

【０００６】

【発明の実施の形態】上記の先行技術において、β′−
サイアロンの製造のために出発原料として焼成ミネラル
を使用することは示唆されておらず、特に粒子の実質的
に連続した動きを提供するように容器を選択する場合に
示唆されておらず、結果として本発明の方法は、予期せ
ず従来技術の方法を超える多様な利点を示す。前記ミネ
ラルは、もちろん天然の発生源から得られてもよいし、
従来技術で使用されるシリカ及びアルミナといった分離
原料よりもより安価に提供されてもよい。また、焼成ク
レーの使用は、シリカとアルミナを一緒に混合したとき
には得られない原子規模でのシリカとアルミナの緊密な
結合を提供し、よって要求される反応及び生成物組成を
提供するのにより有効である。さらに、約50μm 未満の
粒度、より好ましくは少なくとも90％の粒子が５μm 未
満の同等の球形の直径を有する粒状原料を使用すること
が、本発明の方法におけるサイアロンの形成に好まし
い。

【０００７】メタカンダイト（Metakandite)、特にメタ
カオリンは適当な材料を提供する。それは、比較的安価
な公知の焼成方法に続いて適当な形態で得ることがで
き、例えば湿式粉砕といったよく開発された技術を使用
して比較的安価に、容易に微細な粒子のような形態で提
供され得る。一方、先行技術の出発原料、特にシリカ及
びアルミナは適当な微細な粒子の形態に製造するのに比
較的高価である。実質的に連続した粒子の動きを提供す
る、例えば流動床を提供する容器におけるサイアロン製
造方法の操業に関して、本発明者らは、アルミノシリケ
ート材料と炭質材料の混合物のペレットを形成すること
が有利であって、焼成されたミネラル粒子、例えばメタ
カンダイトが、そのような混合物が製造され得るのに好
適な材料を提供することを見出した。粒子がその中で相
互に且つ窒素に対して実質的に連続して動く容器の使用
は、先行技術の充填床炉に付随する問題を回避する。連
続した動きは、より効率のよい反応が、より良い固体／
ガス含有量で、充填床よりもより早く且つ安価に起こる
ことを可能にし、不純物及び未反応成分が少なく、より
均一な組成を有する生成物を製造する。

【０００８】本発明の方法において、粒子の反応混合物
は好ましくは、75〜85重量％のアルミノシリケート材料
の粒子と25〜15重量％の炭質材料の粒子を含有する。焼
成されたアルノシリケート材料は、例えばカオリナイ
ト、ナクライト、デイッカイト又はハロイサイトのよう
な焼成されたカンダイトクレーを含む。しかしながら、
それはまた代わりに、あるいは更に、ベントナイト、モ
ントモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト又はベイ
デライト、又はピロフィライト、シリマナイト又はムラ
イトのような焼成されたスメクタイトクレーを含んでも
よい。１又は２以上のカンダイトクレー（任意に、１又
は２以上のスメクタイトクレーと一緒でもよい）は特に
好ましい。一般に、天然に発生するアルミノシリケート
材料は、変動する量の不純物が付随する１又は２以上の
これらのミネラルからなる。カンダイトクレーの場合、
焼成は、450 ℃〜1300℃、好ましくは700 ℃〜1100℃の
範囲の温度で、その焼成生成物の1000℃、２時間での強
熱減量が１重量％以下であるような時間、加熱すること
により実施することができる。

【０００９】本発明の方法はさらに、炭質材料を、炭質
材料の少なくとも20重量％が２μm未満の同等の球形の
直径を有する粒子からなるような粒度分布に粉砕する工
程を含んでもよく、該粉砕工程は炭質材料をアルミノシ
リケート材料と混合する前に実施する。本発明の方法の
反応がその中で実施される前記容器は、好ましくは密閉
された炉である。この文脈における“密閉された”と
は、空気が自由に容器の内部又は中身に接触せず、窒素
が強制的に容器内を通過し自由に大気中へ逃げないよう
な態様でシールすることを意味する。前記反応容器は、
管状のチャンバーが、小さな角度で、好ましくは約10〜
100度の範囲で、例えば５度で水平に対して傾いていて
もよいその縦軸の回りに回転する回転式炉でもよい。回
転速度は有利には約１〜約５rpm の範囲である。これら
の条件下で、反応混合物の床は、結果として良好な固体
／ガス接触とともに、連続した回転運動を受ける。ある
いは、上記したように前記反応容器は、反応混合物の粒
子に沸き返るような動きを与える流動床式炉を含んでも
よく、再び非常に良好な固体／ガス接触を促進する。

【００１０】流動床を提供する反応容器を使用する本発
明の方法の操業が、好ましい。この場合、反応に使用さ
れるアルミノシリケート出発材料は好ましくは、カンダ
イトクレーミネラルを450 ℃〜950 ℃の範囲の温度に、
焼成された該材料のサンプルの1000℃での２時間の強熱
減量が１重量％以下であるような時間、加熱することに
よって形成されたメタカンダイトである。上記したよう
に、有利には、焼成されたアルミノシリケート材料と炭
素の混合物が形成され、上記反応容器へ供給するための
供給材料となる。このような供給材料は好ましくは、ア
ルミノシリケート、好ましくはメタカンダイトと炭素の
乾燥した混合物の0.２mm〜5.０mm、好ましくは0.２〜1.
０mmの範囲の平均サイズを有する粒状物を含む。好まし
くは、該混合物に含まれる炭素は、500nm 未満、好まし
くは100nm 未満の平均粒径の微粉砕された炭素を含み、
炭素含量は98重量％以上である。炭化水素の燃焼から得
られるカーボンブラックが適当な炭素源である。

【００１１】好ましくは、前記アルミノシリケート／炭
素混合物は、焼成されたアルミノシリケートの水性スラ
リーを調製し、及び炭素の水性スラリーを調製し、及び
その２種のスラリーを混合することにより作られる。各
々のスラリー又はスラリーの混合物は、水性スラリーの
形成において当該技術分野でよく知られている、例えば
分散剤といった１または２以上の添加剤を含んでもよ
い。アルミノシリケートにとって好ましい分散剤は、該
乾燥アルミノシリケートの重量に基づいて0.０５〜2.０
重量％の量のアンモニウムポリアクリレート又はポリメ
タクリレートである。炭素にとって好ましい分散剤は、
乾燥炭素の重量に基づいて0.０５〜２０重量％の量の界
面活性剤である。あるいはまた、アルミノシリケート及
び炭素は、単一の水性懸濁液の中で一緒にしてもよい。
混合されたスラリーを好ましくは公知の方法で、例えば
湿式ボールミル粉砕又は磨砕グリンディングにより処理
して凝集物を破壊する。微粉砕された懸濁液を好ましく
は、例えばスプレー乾燥を使用して乾燥し、その後ペレ
ット化して上記の要求される粒状サイズにする。最も好
ましい粒状サイズは0.３mm〜0.７mm、特に約0.５mmであ
る。もし粒状物が小さすぎると、特に反応容器が流動床
を提供する場合、導入するときに反応容器から吹き飛ば
されることがある。

【００１２】上記反応容器は、サイアロン製造反応が実
施される単一の工程ゾーンを有してもよく、又は、先行
技術にあるように、反応材料の異なる処理工程が連続し
て実施される２又はそれ以上のゾーンを有してもよい。
上記容器が流動床炉を含む場合、固体の供給材料は炉の
上部、例えば最上部から導入されてもよい。反応容器へ
の供給材料における、含水又はヒドロキシル化クレーよ
りもメタカンダイトの使用は、重要な利点を与える。も
し含水又はヒドロキシル化クレーがそのような方法に使
用されると、かなりの熱量がクレーの脱ヒドロキシル化
に失われ、要求される温度及び／又はより大きいエネル
ギーの入力を維持するのが困難となる。この問題は乾燥
したメタカンダイトを使用することにより回避される。
リットル／分で示される窒素が供給される流量は、kg／
時間で示されるクレー−カーボン混合物が反応容器へ供
給される流量の、好ましくは少なくとも３５倍、さらに
好ましくは４００倍以下である。特に、該方法が進行す
る間に作られる一酸化炭素の濃度を約１０％以下に維持
するのに十分な窒素送出量が好ましい。窒素送出量は例
えば、クレ−カーボン混合物１０kg／分当たり、４０〜
６０kg／分の範囲でよい。窒素は任意に不活性ガス、例
えばヘリウムで希釈されてもよい。窒素は1700〜1800℃
の範囲の温度でも可能である。有利には、容器内の該混
合物の滞留時間は３０分〜２時間の範囲である。本発明
の実施態様を、例示としてのみ下記の例に関して、記載
する。

【００１３】

【実施例１】77重量部の微細焼成カオリナイトクレーと
23重量部の微細炭質材料の３種の異なるブレンドを製造
した。下記の３種の焼成クレーを使用した：焼成クレー
Ａは米国、ジョージア州からの二次カオリンを焼成する
ことによって調製された。それは、９３重量％が２μm
より小さい同等の球形の径を有する粒子からなるような
粒度分布を有し、そのＫ₂Ｏ含量が0.０９重量％でＦｅ
₂Ｏ ₃含量が0.９３重量％であるような不純物レベルを
有した。焼成クレーＢは英国、サウスデヴォン（South
Devon)からの一次カオリンを焼成することにより調製さ
れた。それは、５７重量％が２μm より小さい同等の球
形の径を有する粒子からなるような粒度分布を有し、そ
のＫ₂Ｏ含量が1.９９重量％でＦｅ₂Ｏ₃含量が0.５９
重量％であるような不純物レベルを有した。焼成クレー
Ｃは英国、サウスデヴォンからのカオリナイトボール
クレーを焼成することによって調製された。それは、
３９重量％が２μm より小さい同等の球形の径を有する
粒子からなるような粒度分布を有し、そのＫ₂Ｏ含量が
0.６３重量％でＦｅ₂Ｏ₃含量が4.３２重量％であるよ
うな不純物レベルを有した。炭質材料は、“PFE ACTION
A5"という商品名で、約20nmの平均粒径を有する粒子の
水性分散液として提供されるカーボンブラック、あるい
は２７重量％が２μm より小さい同等の球形の径を有す
る粒子からなるような粒度分布、及び比表面積２3.４m²
/gに粉砕された無煙炭であった。

【００１４】各ブレンドは、焼成クレーと炭質材料の水
性懸濁液を混合することによって調製された。炭質材料
がカーボンブラックのとき、混合した懸濁液をスプレー
ドライヤーで乾燥させた。炭質材料が粉砕した無煙炭の
とき、混合した懸濁液を濾過して、そのケークをオーブ
ンで一夜乾燥させた。各々の場合に、得られた乾燥生成
物を微粉末に粉砕した。各粉末状ブレンドの100gを、ゆ
るい耐火性プラグで閉鎖される長さ1200mmで内径78mmの
ムライト耐火性チューブを備えた、回転式水平管状炉の
供給端へ導入した。該ムライトチューブは炉の両方の端
に位置するローラー上に搭載されていて、2.５rpm の速
度で回転した。炉内のゾーンの長さ600mm は、1500℃の
温度に維持された。耐火性チューブ内のプラグの位置
は、該ゾーン内の粉末状ブレンドを最高の温度に保持す
るような位置であった。各々の場合に、粉末状ブレンド
はこのゾーンに60分間保持されが。実験の間じゅう、窒
素ガスの流れを10リットル／分の流量で炉を通過させ
た。各実験からの生成物を定量Ｘ線回折の技術により試
験した。焼成クレーＡのカーボンブラックとの炭素熱還
元生成物は、95重量％以上のβ′−サイアロンを含み、
残りはガラスであることが見出された。焼成クレーＢの
カーボンブラックとの炭素熱還元生成物、及び焼成クレ
ーＣの無煙炭との炭素熱還元生成物は、ともに、95重量
％以上のβ′−サイアロンを含み、残りは主にガラスと
微量のムライトの混合物であることが見出された。焼成
クレーＣからの生成物はまた、少量のフェロ−シリコン
を含んでいた。

【００１５】

【実施例２】79重量部の微細焼成カオリナイトクレーと
21重量部の微細炭質材料のブレンドを製造した。焼成カ
オリナイトクレーは実施例１で記載した焼成クレーＡで
あった。炭質材料はドイツコロンビアンカーボンによ
り"RAVEN P-FE"という商品名で供給される平均粒径約21
nm及びBET 窒素吸着法により測定した比表面積が 117m²
/gのカーボンブラックであった。焼成クレーの水性懸濁
液と炭質材料の水性懸濁液をボールミルの中で混合し、
混合した懸濁液をスプレードライヤーで乾燥することに
よってブレンドを調製した。得られた乾燥粉末をパンペ
レタイザーの中でペレット化し、篩にかけて0.６〜2.０
mmのサイズ範囲のペレットを得た。ペレット化されたブ
レンドをスクリューフィーダーを使用したパイロット規
模の回転式炉へ導入した。該炉には長さが1575mmで内径
78mmのムライト耐火性チューブが取付けられていた。該
炉のチューブは、その縦軸が水平に対して0.５度の角度
で傾いていて1.５rpm の速度で回転した。炉チューブ内
の長さ600mm のゾーンは1500℃の温度に保持された。

【００１６】炉チューブは、各端に回転シールが備えら
れていて、よってガスがチューブを通過することがで
き、排気ガスはダクトで除かれ、空気の侵入が防止され
る。実験の間じゅう、窒素ガスの流れは５リットル／分
の流量で炉を通過した。窒素ガスの流れは回転チューブ
の中で固体材料の動きに向流した。ペレット化されたブ
レンドを、連続的に1.５g/分の流量でパイロット規模の
回転式炉の供給端へ135 分間にわたって導入した。該ペ
レット化されたブレントは、チューブが回転するにつれ
て連続した態様で炉チューブを通過することができた。
最高温度のゾーン内の平均滞留時間は、標準式を使用し
て計算されて85分であった。この実験の間、炉から出た
窒素ガスの一酸化炭素含量は、連続的に分析されて最高
値6.８容量％に達したことが見出された。この実験の生
成物は、定量Ｘ線回折の技術により試験されて、わずか
に微量のガラスとともにほぼ100 重量％のβ′−サイア
ロンを含むことが見出された。

【００１７】

【実施例３】パンペレタイザーからの生成物を篩にかけ
て0.１２５〜0.３０mmのサイズ範囲のペレットを得たこ
と以外は、実施例２のようにして、焼成カオリナイトク
レー及び炭質材料のブレンドを調製した。該ペレットを
次のようにして、流動床炉中で窒素の中で1500℃で反応
させてサイアロンを得た。流動床炉は、長さ1200mmで内
径78mmのムライト耐火性チューブが備えられた垂直に搭
載されたチューブ炉から構成されていた。炉チューブ内
の長さ600mm のゾーンは1500℃の温度に維持された。該
ムライト耐火性チューブの最上は、多孔性耐火性プラグ
で閉鎖されていて、それを通して耐火性チューブへ通し
供給材料の粒状物の導入を可能にする。該耐火性チュー
ブの下方の半分は、直径３〜５mmのアルミナビーズを充
填した。これらのビーズの上には、直径0.５〜１mmのよ
り小さいビーズの厚さ約10mmののより薄い床がある。窒
素ガスはアルミナビーズの床を通して該耐火性チューブ
を上へ通過した。該ビーズは窒素ガスに曲がりくねった
通路を与え、ガスの温度を炉の温度に達するようにす
る。より微細なビーズの床は、窒素ガスにとって分配器
の働きをし、供給材料の粒状物を通して均一な流れを確
実にする。

【００１８】窒素ガスを５リットル／分の流量で、ムラ
イト耐火性チューブの下方の端へ導入し、これはチュー
ブ内の直線速度約0.０１７m/s に相当した。室温での計
算及び実験は、この流量が粒状物の床が流動するのに要
される量を超えるものであって、しかしながら炉から出
るガスにおける一酸化炭素含量が過剰とならず且つ制限
される率にならないことが確実であることを示す。ペレ
ット化された供給粒状物の100gを、震動性フィーダーを
使用して10分間にわたって流動床炉へ導入した。粒状物
を２時間10分にわたって1500℃で炉内でとどまるように
して、その地点で窒素の流量を２リットル／分に減少さ
せ、炉を室温まで冷却させた。冷却したときに、炉から
除去された生成物の重量は50ｇであった。それを定量Ｘ
線回折の技術により試験して、94質量％のβ′−サイア
ロン、５質量％の15Ｒ相及び１質量％のフェロ−サイア
ロンを含むことが概算された。

【００１９】

【実施例４】81.2重量部の微細焼成カオリナイトクレー
と18.8重量部の微細炭質材料でブレンドを調製した。該
カオリナイトクレーは、米国ジョージア州からの加工さ
れた二次カオリンであった。それは９２重量％が２μm
より小さい同等の球形の径を有する粒子からなるような
粒度分布を有し、そのＫ₂Ｏ含量が0.２８質量％でＦｅ
₂Ｏ₃含量が0.５６質量％で、14.0質量％の強熱減量を
有した。該炭質材料は実施例２及び実施例３で使用され
たようなカーボンブラックであった。それは界面活性剤
の助けにより水に分散されて、ＩＣＩより HYPERMER CG
6 の商品名で販売されている。ブレンドを、該カオリナ
イトクレーの水性懸濁液と該炭質材料の水性懸濁液を混
合して、その混合懸濁液をスプレードライヤーで乾燥さ
せて調製した。得られた乾燥粉末をパンペレタイザーで
ペレット化し、篩にかけて0.３０〜0.６０mmのサイズ範
囲のペレットを得た。

【００２０】該ペレット100gを実施例４で記載した流動
床炉へ導入した。炉の温度は初期には1350℃であった
が、ペレットの導入後２時間にわたって1500℃に上昇し
た。炉への窒素の流量は初期にはペレットの導入の間は
２リットル／分であり、その後、実験の残りの間は５リ
ットル／分に増加した。炉チューブの最上から出た窒素
ガスの一酸化炭素含量は連続的にモニターされて、窒素
ガス流量が２リットル／分である間及びそれが５リット
ル／分にまで増加する前、最高濃度１8.７容量％に達し
た。２時間48分後、窒素ガスにおけるＣＯ含量は0.１容
量％に低下し、反応は終了したようだった。窒素流量は
２リットル／分に減少し、及び炉は室温まで冷却され
た。冷却したとき、炉から除去された生成物の重量は47
ｇであった。それを定量Ｘ線回折の技術により試験し
て、92質量％のβ′−サイアロン及び各々２質量％のＸ
相、15Ｒ相、フェロ−シリコン及びアルミナを含むこと
が概算された。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 70〜90重量％のアルミノシリケート材料
の粒子及び30〜10重量％の炭質材料の粒子の混合物を反
応容器中で窒素下、1300〜1600℃の範囲の温度で、該粒
子が相互に且つ窒素に対して実質的に連続して動くよう
な態様で加熱することを含む、β′−サイアロンの製造
方法であって、該反応容器中の該粒子の滞留時間が３時
間を超えず、該アルミノシリケート材料が焼成されたク
レーミネラルを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】該粒子の混合物が75〜85重量％のアルミ
ノシリケート材料の粒子を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】該粒子の混合物が25〜15重量％の炭質材
料の粒子を含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】アルミノシリケート材料が焼成されたカ
ンダイトクレーを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】カンダイトクレーが、該焼成クレーの10
00℃、２時間での強熱減量が１重量％以下であるよう
に、450 ℃〜1300℃の温度で焼成されている請求項４記
載の方法。
【請求項６】炭質材料が微粉砕炭素又はカーボンブラ
ックを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】該炭質材料を、該炭素の少なくとも20重
量％が２μm 未満の同等の球形の直径を有する粒子から
なるような粒度分布に粉砕する工程をさらに含み、該粉
砕工程が該炭素をアルミノシリケート材料と混合する前
に実施される、請求項６記載の方法。
【請求項８】該方法が密閉された炉の中で実施され
る、請求項１記載の方法。
【請求項９】密閉された炉が、炉がその回りを回転す
る縦軸を有する回転式炉を含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】密閉された炉が流動床を提供する請求
項８記載の方法。
【請求項１１】アルミノシリケート材料が焼成された
カンダイトクレーを含む請求項１０記載の方法。
【請求項１２】粒子の混合物が、アルミノシリケート
及び炭質材料を含む粒状物を含有し、該粒状物の平均サ
イズが0.２〜5.００mmの範囲である請求項１記載の方
法。
【請求項１３】粒状物がメタカンダイト及び微粉砕炭
素を含む請求項１２記載の方法。
【請求項１４】粒子の混合物が、アルミノシリケート
材料の粒子を含む第１の水性スラリー、及び炭質材料の
粒子を含む第２の水性スラリーを調製することにより製
造され、該第１のスラリーと該第２のスラリーのスラリ
ー混合物を含むスラリーを形成することを特徴とする請
求項１２記載の方法。
【請求項１５】該スラリー混合物が処理されて凝集物
が破壊され、次いで乾燥される請求項１２記載の方法。
【請求項１６】該スラリー混合物を、乾燥させて前記
粒状物を製造した後にペレット化することを特徴とする
請求項１５記載の方法。
【請求項１７】該反応容器が、サイアロン製造反応が
実施される単一の工程ゾーンを備えた、請求項８記載の
方法。
【請求項１８】該反応容器が、該混合物の異なる処理
が連続して実施される２又はそれ以上のゾーンを備え
た、請求項８記載の方法。
【請求項１９】該反応容器が流動床を提供する請求項
８記載の方法。
【請求項２０】リットル／分で示される窒素が供給さ
れる流量が、kg／時間で示される該混合物が供給される
流量の少なくとも３５倍である請求項１記載の方法。
【請求項２１】滞留時間が３０分〜２時間である請求
項１記載の方法。
【請求項２２】該混合物が該反応容器へ供給されて、
β′−サイアロンがそれにより実質的に連続した態様で
製造される請求項１記載の方法。
【請求項２３】請求項１記載の方法の生成物である
β′−サイアロン。