JPS61261273A - Manufacture of aluminum oxonitride refractories - Google Patents

Manufacture of aluminum oxonitride refractories

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JPS61261273A
JPS61261273A JP60101487A JP10148785A JPS61261273A JP S61261273 A JPS61261273 A JP S61261273A JP 60101487 A JP60101487 A JP 60101487A JP 10148785 A JP10148785 A JP 10148785A JP S61261273 A JPS61261273 A JP S61261273A
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JP
Japan
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aluminum
alumina
nitrogen
ash
refractories
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進 栗原
関 侃
粟田 煕
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Nikkei Kako KK
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Nikkei Kako KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、酸窒化アルミニウムの製造方法であって、特
に、アル<=ラム残灰を窒化物原料として使用した酸窒
化アルミニウム質耐火物の製造方法に関するものである
。。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing aluminum oxynitride, and in particular, to a method for producing aluminum oxynitride refractories using Al<=rum residual ash as a nitride raw material. This relates to a manufacturing method. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、アルミナの微細粉末と窒化アル1=ウム粉末との
混合物を加熱焼結することによって。
Conventionally, by heating and sintering a mixture of fine alumina powder and aluminum nitride powder.

化学式mA40s・nAINで表わされる酸窒化アルミ
ニウムが得られることが知られている。このようkして
得られた酸窒化アルミニウムは、良好な耐火性、耐熱性
の他に金属溶湯に対して優れた耐食性を有するので、耐
火材料、殊に還元性雰囲気中で使用する耐火材料として
広範な利用分野が期待されている。
It is known that aluminum oxynitride having the chemical formula mA40s·nAIN can be obtained. The aluminum oxynitride obtained in this way has good fire resistance and heat resistance as well as excellent corrosion resistance against molten metal, so it can be used as a refractory material, especially a refractory material used in a reducing atmosphere. It is expected to be used in a wide range of fields.

上記のように酸窒化アルミニウムは、アルミナ粉末と窒
化アル<=ラム粉末の混合物を加熱焼結することによっ
て得ることができるのであるが。
As mentioned above, aluminum oxynitride can be obtained by heating and sintering a mixture of alumina powder and aluminum nitride powder.

このような方法によった場合、得られた耐火物は。When such a method is used, the obtained refractory is.

必然的に高価とならざるを得なかった。この理由は、上
記焼結法による場合、原料として径数μ以下のきわめて
微細に調整されたアルきすを使用しなければならず、ま
た、窒化物原料としても比較的高価な窒化アルミニウム
の粉末を必要とするからである。
It inevitably had to be expensive. The reason for this is that when using the above sintering method, extremely finely adjusted aluminum oxide with a diameter of several μm or less must be used as a raw material, and relatively expensive aluminum nitride powder is used as a nitride raw material. Because you need it.

そこで、酸室化アルミs−ウム質耐火物の製造において
、工業的に大量生産されており廉価に入手し得るバイヤ
ー法アルミナを原料として使用する方法も幾つか提案さ
れている。例えば、特公昭53−14247号公報には
、バイヤー法アルミナを原料とし、これを窒素カス雰囲
気中で電融することによって、電融アルミナ中に窒素分
を導入する方法が開示されている。しかしながら、この
方法による場合は、十分な量の窒素をアルミナ中に導入
することが難しく、窒素含有率の高い耐火物を得ること
ができなかった。
Therefore, in the production of acid-chambered aluminum sulfur refractories, several methods have been proposed in which Bayer process alumina, which is industrially mass-produced and available at low cost, is used as a raw material. For example, Japanese Patent Publication No. 53-14247 discloses a method of introducing nitrogen into fused alumina by using Bayer process alumina as a raw material and electro-melting it in a nitrogen gas atmosphere. However, with this method, it is difficult to introduce a sufficient amount of nitrogen into alumina, and a refractory with a high nitrogen content cannot be obtained.

また、!¥f公昭52−5(1040号公報には、バイ
ヤー法アルミナに金属アルミニウム粉末を混合しておい
て、これを窒素を含有する雰囲気(大気中を含む)中で
電融する含窒素アルミナ耐火物の製造法が記載されてい
る。すなわち、同公報記載の方法は、アルミナの電融過
穆において、アルミナ中に混合しておいた金属アルミニ
ウム粉末に窒化反応を起させて窒化アルキニラふとし、
これを溶融アルミナ中に導入しようとする方法であって
Also,! ¥f Publication No. 1040 describes a nitrogen-containing alumina refractory in which metallic aluminum powder is mixed with Bayer process alumina and then electromelted in a nitrogen-containing atmosphere (including the air). In other words, the method described in the publication causes a nitriding reaction to occur in metallic aluminum powder mixed in alumina during electric fusion of alumina to form alkynyl nitride,
This method attempts to introduce this into molten alumina.

前記特公昭55−14247号公報の方法に比べて、は
るかに窒素含有量の高い耐火物を得ることができるので
あるが、なお次のような欠点を有するものであった。
Although it is possible to obtain a refractory with a much higher nitrogen content than the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 55-14247, it still has the following drawbacks.

すなわち、特公昭52−50040号公報記載の方法は
、上記したように、バイヤー法アルミナに金属アルミニ
ウム粉末を混合しておいて、これを窒素を含有する雰囲
気(大気中を含む)中で電融することによって、アルミ
ナ中に混合している金属アルミニウム粉末を窒化アルミ
ニウムに変化させてから、これを溶融アルミナ中に導入
しようとするものであるが、同公報の方法において、窒
素を含む雰囲気として空気を使用した場合、すなわち、
バイヤー法アルミナと金属アルミニウム粉末の混合物を
大気中で電融した場合に、アルミナ中に混合されている
金属アルミニウム粉末が窒化されると同時に、可成りの
部分が空気中の酸素によって酸化されてしまうので、使
用した金属アルミニウム粉末の全量が有効に利用されず
、また。
That is, in the method described in Japanese Patent Publication No. 52-50040, as described above, metallic aluminum powder is mixed with Bayer process alumina, and this is electrofused in a nitrogen-containing atmosphere (including the air). By doing this, the metallic aluminum powder mixed in the alumina is changed into aluminum nitride, which is then introduced into the molten alumina. If you use , i.e.
When a mixture of Bayer process alumina and metallic aluminum powder is electrofused in the atmosphere, the metallic aluminum powder mixed in the alumina is nitrided and at the same time a considerable portion is oxidized by oxygen in the air. Therefore, the entire amount of metal aluminum powder used is not effectively utilized.

このために各生産ロット毎の製品の窒素含有量が一定し
難いなどの欠点があった。したがって、このような欠点
をなくして、使用した金属アルミニウム粉末を有効に利
用するためには、アルミナ電融炉全体を密閉状態とし、
炉内を完全な窒素ガス   5雰囲気として電融作業を
行わねばならず、このために作業も複雑となシ、また設
備コストが嵩むなどの欠点があった。
For this reason, there were drawbacks such as difficulty in keeping the nitrogen content of the product constant for each production lot. Therefore, in order to eliminate such drawbacks and effectively utilize the used metal aluminum powder, it is necessary to keep the entire alumina electric melting furnace in a sealed state,
The electromelting operation had to be carried out in a complete nitrogen gas atmosphere inside the furnace, which resulted in complicated operations and increased equipment costs.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記のような実情に鑑み1本発明者らは、従来の方法に
比べて効率よく廉価に酸窒化アルJ+ウム質耐火物の素
意を図るべく種々研究を重ねた結果、アルミニウム製錬
工場や溶解工場などでアルミニウム溶融残渣として生成
する所謂残灰が微細なアルミナ分を主成分とし、これに
窒素量がA/Hの形態で含まれていることに着目し、こ
れを通常の電融アルξすの製造にかけると同様にして電
気炉中で溶融するとき、残灰中に含まれている竜素分が
きわめて円滑に溶融アルきす中に導入されて。
In view of the above-mentioned circumstances, the inventors of the present invention have conducted various studies to develop an aluminum oxynitride refractory that is more efficient and cheaper than conventional methods. We focused on the fact that so-called residual ash, which is produced as aluminum molten residue in melting factories, etc., is mainly composed of fine alumina, and contains nitrogen in the form of A/H. When the ash is melted in an electric furnace in the same way as in the production of ash, the dragon elements contained in the remaining ash are introduced into the molten alkaline very smoothly.

窒素含有アルミナが得られるという事実を見出した。し
かしながら、アルミニウム残灰は、上記のように、アル
ミニウム溶解に際して生成する廃棄物でありて、その組
成は必ずしも定まったものではなく、その窒素含有量も
残灰によって区々であるので、これをそのtt溶融して
酸窒化アルミニウム質耐火物とした場合に、溶融生成物
中に導入される窒素量が区々となり、一定品質の耐火物
を得ることが難しかった。
It has been discovered that nitrogen-containing alumina can be obtained. However, as mentioned above, aluminum residual ash is a waste product generated during aluminum melting, and its composition is not necessarily fixed, and its nitrogen content also varies depending on the residual ash, so it is When aluminum oxynitride refractories are produced by tt melting, the amount of nitrogen introduced into the molten product varies, making it difficult to obtain refractories of constant quality.

そこで発明者らは、さらに研究を続けた結果。Therefore, the inventors continued their research.

あらかじめアルミニウム残灰に、残灰中に含まれている
窒素量に対応して調節された童のアル電す粉末を添加混
合しておいて、この混合物を電融することによって、窒
素含有量が一定に調整された溶融生成物を製り得ること
を見出した。
The nitrogen content can be reduced by adding and mixing Dodo's Alden Su powder, which has been adjusted according to the amount of nitrogen contained in the residual aluminum ash, in advance and melting this mixture. It has been found that it is possible to produce a constant and controlled melt product.

本発明は、上記したような知見に基ついてなされた亀の
である。
The present invention was made based on the above-mentioned findings.

すなわち1本発明は、アルミニウム残灰またはアルミニ
ウム残灰とアルミナとの混合物を電融する酸窒化アルミ
ニウム質耐火物の製造方法である。
That is, one aspect of the present invention is a method for producing an aluminum oxynitride refractory by electrolyzing residual aluminum ash or a mixture of residual aluminum ash and alumina.

以下1本発明の方法について、さらに具体的に述べる。The method of the present invention will be described in more detail below.

本発明の方法において窒素原料として使用するアルミニ
ウム残灰は、アルミニウム製錬工場や鋳造工場において
生成する炉滓から可及的に金属アルオニウム分を回収し
た残滓であって、溶融アルミニウムの酸化によって生じ
た微細な人zt O,を主体とし、これに5〜15%程
度のA/Nが緻密に混合したものであって、その他若干
の金属Aj分が付着残留している。
The aluminum residual ash used as a nitrogen raw material in the method of the present invention is a residual aluminum ash obtained by recovering as much metal aluonium as possible from the furnace slag produced in an aluminum smelting factory or foundry, and is produced by the oxidation of molten aluminum. It is mainly made up of fine particles zt O, with about 5 to 15% A/N mixed closely with it, and some other metals Aj remain attached.

本発明においては、上記したようなアルミニウム残灰を
そのtまの形状で電融するか、または。
In the present invention, the above-mentioned aluminum residual ash is electrofused in its shape, or.

溶融生成物の窒素含有量を調節するために、必要に応じ
て、適量のアルミナ原料を添加混合し、この混合物を電
融して酸窒化アルミニウム溶融物とする。この場合、ア
ルミニウム残灰に混合するアルミナ原料として1例えば
、市販のバイヤー法アルミナを使用することは好ましい
ことである。バイヤー法アルミナは、適度の粒状性を有
し、比較的廉価に入手することができ、また、アルミニ
ウム残灰と混合して電融した場合に、残灰の溶融生成物
との馴みがよ〈、残灰中の窒素量はほとんど分解を受け
ることなくアル電す中に溶解して含窒素アルミナ溶融物
となる。
In order to adjust the nitrogen content of the molten product, if necessary, an appropriate amount of alumina raw material is added and mixed, and this mixture is electrolyzed to form an aluminum oxynitride melt. In this case, it is preferable to use commercially available Bayer process alumina, for example, as the alumina raw material to be mixed with the aluminum residual ash. Bayer process alumina has moderate granularity, can be obtained at a relatively low price, and when mixed with aluminum residual ash and electrofused, it has good compatibility with the molten product of the residual ash. 〈The amount of nitrogen in the residual ash is hardly decomposed and is dissolved during alkalinity to form a nitrogen-containing alumina melt.

アルミニウム残灰とアルミナ原料との混合割合は、残灰
中に含まれている窒素量と得ようとする溶融耐火物の窒
素含有量を勘案して、任意に定めればよい。
The mixing ratio of the aluminum residual ash and the alumina raw material may be arbitrarily determined in consideration of the amount of nitrogen contained in the residual ash and the nitrogen content of the molten refractory to be obtained.

電融け1通常の電融アルミナの製造におけると同様に9
例えば炭素電極を使用した交流アーク炉を使用して行う
ことができる。
Electro-fused 1 9 as in the production of normal electro-fused alumina
For example, it can be carried out using an AC arc furnace using carbon electrodes.

このようにして得られた電融物は、直接鋳型に流して鋳
造耐火物としてもよいし、凝固物を適宜粒径に粉砕して
焼結耐火物、キャスタブル耐火物などの骨材原料として
使用することができる。
The thus obtained molten material may be poured directly into a mold to produce cast refractories, or the solidified material may be crushed to an appropriate particle size and used as an aggregate raw material for sintered refractories, castable refractories, etc. can do.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述のように2本発明は、含窒素原料としてアルミニウ
ム製錬工場や鋳造工場にシいてアルミニウムの溶解に際
して生成する残灰を使用し、残灰に混合するアルミナ原
料としても、廉価に大量入手し得るバイヤー法アルミナ
のごときを使用し得るので、原料費が安く、シかも、残
灰または残灰とアルきすの混合物の溶融は、411F公
昭52−50040号公報におけるごとき窒素ガス雰囲
気で密閉した電融炉中で行うことを必要とせず9通常の
電融アルミナの製造におけると同様にして大気中で行う
ことができるので、設備費は低源であり。
As mentioned above, the present invention uses the residual ash generated when melting aluminum in an aluminum smelting factory or foundry as a nitrogen-containing raw material, and also as an alumina raw material to be mixed with the residual ash, which can be obtained in large quantities at low cost. The raw material cost is low, and the residual ash or the mixture of residual ash and alkali can be melted using a sealed electrician in a nitrogen gas atmosphere as in Publication No. 411F Publication No. 52-50040. The equipment cost is low because it does not need to be carried out in a melting furnace and can be carried out in the atmosphere in the same manner as in the production of ordinary fused alumina.

また作業も容易であるなど多くの利点を有する発明であ
る。
This invention also has many advantages, such as being easy to work with.

〔実施例〕〔Example〕

次に1本発明の実施例を掲げる。 Next, an example of the present invention will be described.

実施例1 アルにラム残灰(分析値: AJ!’!O376L入/
N11%、金属A/8%)20kpをS OKVA O
3相交流アーク炉によって、75V、200人で約2時
間溶融して、約19kpの酸窒化アルミニウム質インゴ
ットを得た。
Example 1 Lamb ash in Al (Analysis value: AJ!'!O376L/
N11%, metal A/8%) 20kp OKVA O
The material was melted in a three-phase AC arc furnace at 75 V with 200 people for about 2 hours to obtain an aluminum oxynitride ingot of about 19 kp.

このインゴットを粉砕して分析したところ平均N含有量
は約5.7 %であった。
When this ingot was crushed and analyzed, the average N content was approximately 5.7%.

実施例2 アルミニウム残灰(分析値: A/、0s75%、 A
JFNIL5%、金属A/6%)100fi景部に対シ
テ、バイヤー法アルミナを50314It部の割合で混
合し。
Example 2 Aluminum residual ash (analytical value: A/, 0s75%, A
JFNIL 5%, Metal A/6%) Mix 100fi parts with Bayer process alumina at a ratio of 50314 parts.

この混合物約20k)を、実施例1におけると同様にし
て、アーク炉によって約2時間溶融して、約19kpの
酸窒化アルミニウム質インゴットを得た。
This mixture (about 20k) was melted in an arc furnace for about 2 hours in the same manner as in Example 1 to obtain an aluminum oxynitride ingot of about 19kp.

このインゴットを分析したところ平均N含有量は約&1
チであった。
When this ingot was analyzed, the average N content was approximately &1
It was Chi.

実施例3 実施例2に使用したと同様のアルミニウム残灰100重
量部に対して、バイヤー法アルミナ100重量部の割合
で混合し、この混合物約201Pを実施例1と同様にし
てアーク炉によって約2時間溶融して、約19k)の酸
窒化アルミニウム質インゴットを得た。
Example 3 100 parts by weight of aluminum residual ash similar to that used in Example 2 was mixed with 100 parts by weight of Bayer process alumina, and approximately 201 P of this mixture was heated in an arc furnace in the same manner as in Example 1. After melting for 2 hours, an aluminum oxynitride ingot of about 19k) was obtained.

このインゴットを分析したところ平均N含有量は約2.
4%であった。
When this ingot was analyzed, the average N content was approximately 2.
It was 4%.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  アルミニウム残灰またはアルミニウム残灰とアルミナ
との混合物を電融することを特徴とする酸窒化アルミニ
ウム質耐火物の製造方法。
A method for producing an aluminum oxynitride refractory, which comprises electrolytizing residual aluminum ash or a mixture of residual aluminum ash and alumina.
JP60101487A 1984-10-26 1985-05-15 Manufacture of aluminum oxonitride refractories Granted JPS61261273A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60101487A JPS61261273A (en) 1985-05-15 1985-05-15 Manufacture of aluminum oxonitride refractories
DE19853538044 DE3538044A1 (en) 1984-10-26 1985-10-25 Process for the manufacture of refractory aluminium oxynitride
BR8505356A BR8505356A (en) 1984-10-26 1985-10-25 PROCESS FOR THE PRODUCTION OF AN ALUMINUM OXINITRET REFRACTORY
FR8516007A FR2572393B1 (en) 1984-10-26 1985-10-25 PROCESS FOR OBTAINING ALUMINUM OXYNITRIDE REFRACTORY
AU49096/85A AU565630B2 (en) 1984-10-26 1985-10-25 Aluminium oxynitride refractory manufacture
CN85109343.4A CN1003587B (en) 1984-10-26 1985-10-26 Method for manufacturing aluminium oxynitride refractory

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61281064A (en) * 1985-06-05 1986-12-11 日本坩堝株式会社 Refractories for sliding nozzle

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61281064A (en) * 1985-06-05 1986-12-11 日本坩堝株式会社 Refractories for sliding nozzle

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