NO144053B

NO144053B - CLOCK RING MACHINE.

Info

Publication number: NO144053B
Application number: NO784250A
Authority: NO
Inventors: Frido Strathmann
Original assignee: Herforder Elektricitaets Werke
Priority date: 1977-12-19
Filing date: 1978-12-18
Publication date: 1981-03-02
Also published as: DK148640C; NL7812272A; DE2756661A1; DE2756661C3; FR2412132B1; FI59307B; LU80668A1; NO144053C; GB2010564B; DK148640B; NL182588B; BE872851A; FR2412132A1; DK529478A; ATA266678A; FI59307C; AT367224B; DE2756661B2; SE7812731L; NL182588C

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av partikkelformige, ildfaste karbider og nitrider. Process for the production of particulate, refractory carbides and nitrides.

Denne oppfinnelse angår fremstilling This invention relates to manufacturing

av partikkelformige, ildfaste karbider og nitrider med partikkelstørrelse under en mikron. Mere spesielt angår oppfinnelsen en ny fremgangsmåte for fremstilling av slike materialer ut fra to eller flere utgangsstoffer eller reaktanter, hvorav minst én er et fast stoff, ved dampfasereaksjon under anvendelse av et reaksjonskammer i hvilket det frembringes en høytemperatur-lysbue, idet reaktantene innføres rundt den ene av elektrodene direkte til reaksjonssonen slik at reaktantene forblir i det vesentlige uendret inntil de kommer inn i reaksjonssonen, hvoretter reaktantene blir oppvarmet og opprettholdes i dampfase slik at de kombineres for dannelse av det of particulate refractory carbides and nitrides with a particle size below one micron. More particularly, the invention relates to a new method for producing such materials from two or more starting materials or reactants, of which at least one is a solid, by vapor phase reaction using a reaction chamber in which a high-temperature arc is produced, the reactants being introduced around the one of the electrodes directly to the reaction zone so that the reactants remain substantially unchanged until they enter the reaction zone, after which the reactants are heated and maintained in the vapor phase so that they combine to form the

ønskede produkt, og produktet deretter føres ut fra reaksjonskammeret i gass-suspensjon. desired product, and the product is then fed out of the reaction chamber in gas suspension.

Ildfaste materialers egenskaper og anvendelser er velkjente i teknikken. Med det økende behov for materialer som er i stand til å tåle høye temperaturer, har interes-sen for ildfaste materialer øket hurtig. Samtidig har de anvendelser som ildfaste materialer kan brukes til, vært ekspanderende. Generelt har de ildfaste materialer som nå fremstilles og selges, forholdsvis store partikkelstørrelser. F. eks. er det ganske vanlig med kornstørrelser i området fra 30 grit til 1000 grit. Selv ved fremstilling av slike relativt store korn kreves det kost-bare og tidkrevende knuse- og maleopera-sjoner. Refractory materials' properties and applications are well known in the art. With the growing need for materials capable of withstanding high temperatures, interest in refractory materials has increased rapidly. At the same time, the applications for which refractory materials can be used have been expanding. In general, the refractory materials that are now manufactured and sold have relatively large particle sizes. For example it is quite common to have grain sizes in the range from 30 grit to 1000 grit. Even when producing such relatively large grains, expensive and time-consuming crushing and grinding operations are required.

Det har vært foreslått mange anven-dleser for ildfaste materialer med partik-kelstørrelser under en mikron. F. eks. kan det lages ildfaste materialer med stor tett-het av materialer med partikkelstørrelser under en mikron på grunn av de små par-tiklers evne til å fylle små porer av stør-relse under en mikron. Isolasjon med lav vekt kan lages av slike materialer på grunn av den overordentlig lave massetetthet for slike materialer eller stoffer. Det partikkelformige materiale egner seg for bruk som poleringsmiddel på grunn av dets fine kornstørrelse og de platelignende partikler som avstedkommer hurtig material-fjerning med et minimum av riper og ska-der i den overflate som skal behandles. De finfordelte stoffer eller materialer egner seg godt som pigmenter for malinger o. 1. fordi partikkelstørrelsen bevirker utmerket dekning og har gode flyteegenskaper. Anvendelse av denne art har imidlertid vært alvorlig innskrenket p. g. a. vanskeligheten med å fremstille slike materialer eller stoffer med rimelige omkostninger. Små mengder partikkelformige, ildfaste materialer med kornstørrelser under en mikron har vært fremstilt ved å pulverisere større korn av det samme ildfaste materiale. Men om-kostningene ved en slik produksjonsmetode gjør at materialene blir kommersielt ugun-stige eller utilfredsstillende. Many uses have been proposed for refractory materials with particle sizes below one micron. For example refractory materials with high density can be made from materials with particle sizes below one micron due to the ability of the small particles to fill small pores of size below one micron. Low weight insulation can be made from such materials due to the extremely low mass density of such materials or substances. The particulate material is suitable for use as a polishing agent due to its fine grain size and the plate-like particles which result in rapid material removal with a minimum of scratches and damage to the surface to be treated. The finely divided substances or materials are well suited as pigments for paints etc. 1. because the particle size causes excellent coverage and has good flow properties. Application of this kind has, however, been seriously restricted due to the difficulty of producing such materials or substances at reasonable costs. Small amounts of particulate refractory materials with grain sizes below one micron have been produced by pulverizing larger grains of the same refractory material. But the costs of such a production method mean that the materials are commercially unfavorable or unsatisfactory.

Denne oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for direkte produksjon av partikkelformige, ildfaste materialer som gjør at produksjonen av slike stoffer og materialer blir kommersielt tiltrekkende. Det særegne ved fremgangsmåten ifølge denne oppfinnelse består i hovedsaken i at det anvendes et reaksjonskammer med forholdsvis lite volum for å oppnå en sterk effektkonsentrasjon og i hvilket reaksjonskammer det er anordnet en eller flere i og for seg kjente ikke-konsumerbare elektroder. This invention provides a method for the direct production of particulate, refractory materials which makes the production of such substances and materials commercially attractive. The peculiarity of the method according to this invention consists mainly in the fact that a reaction chamber with a relatively small volume is used to achieve a strong power concentration and in which reaction chamber one or more non-consumable electrodes known per se are arranged.

Den apparatur som brukes for utførelse av denne fremgangsmåte, kan omfatte en ovn eller reaktor med et lite gasstett reaksjonskammer. Elektroder, hvorav den ene kan være en vegg i reaksjonskammeret, tilveiebringer en høytemperaturlysbue i reaksjonskammeret. Et innmatningssystem innfører det granulerte materiale eller pelleterte reaksjonsstoffer i findelt fast form med en regulert hastighet for å holde lys-buen og spenningen relativt konstant. Et utløpsrør fører sluttproduktene til et opp-samlingssystem. The apparatus used for carrying out this method may comprise an oven or reactor with a small gas-tight reaction chamber. Electrodes, one of which may be a wall in the reaction chamber, provide a high temperature arc in the reaction chamber. A feed system introduces the granulated material or pelleted reactants in finely divided solid form at a regulated rate to keep the arc and voltage relatively constant. An outlet pipe leads the end products to a collection system.

Andre trekk ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den følgende beskrivelse i forbindelse med de tilhørende teg-ninger, hvorav: Fig. 1 er et tverrsnitt av et apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen; Fig. 2 er et skjematisk prosessdiagram som anskueliggjør fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, slik som spesielt anvendt ved fremstilling av partikkelformig siliciumkarbid med partikkelstørrelser under en mikron; Fig. 3 er et tverrsnitt gjennom et annet apparat som kan anvendes ifølge oppfinnelsen ; Fig. 4 er en forstørret detalj delvis i snitt av enden eller spissen av elektrode-enheten som er vist på fig. 3; og Fig. 5 er et forstørret tverrsnitt av en bolt som er brukt til å feste toppen av en reaktorkapsling. Other features of the present invention will be apparent from the following description in connection with the accompanying drawings, of which: Fig. 1 is a cross-section of an apparatus for carrying out the method according to the invention; Fig. 2 is a schematic process diagram illustrating the method according to the invention, as particularly used in the production of particulate silicon carbide with particle sizes below one micron; Fig. 3 is a cross-section through another apparatus which can be used according to the invention; Fig. 4 is an enlarged detail partially in section of the end or tip of the electrode assembly shown in Fig. 3; and Fig. 5 is an enlarged cross-section of a bolt used to fasten the top of a reactor enclosure.

Beskrivelse av prosessen. Description of the process.

I henhold til fremgangsmåten ifølge denne oppfinnelse blir utgangsstoffene ført inn i en beholder eller et lukket rom med begrenset volum, så som en ovn eller reaktor. I det minste ett av utgangsstoffene er et fast stoff i findelt, pelletert eller granulert form. Alle utgangsstoffene kan føres inn i ovnen i granulert eller kornform; ved fremstilling av noen ildfaste materialer er det imidlertid ønskelig å bruke et gassformig utgangsstoff. Den fysikalske form av reaksjons- eller utgangsstoffene vil i stor utstrekning være bestemt av råstoffenes fysikalske form. Ved fremstilling av bornitrid blir f. eks. boroxyd omsatt med en nitrogenholdig forbindelse, slik som ammoniakk på følgende måte: According to the method according to this invention, the starting materials are introduced into a container or a closed space with a limited volume, such as a furnace or reactor. At least one of the starting substances is a solid substance in finely divided, pelleted or granulated form. All the starting materials can be fed into the furnace in granulated or granular form; however, when producing some refractory materials, it is desirable to use a gaseous starting material. The physical form of the reaction or starting substances will be largely determined by the physical form of the raw materials. When producing boron nitride, e.g. boroxide reacted with a nitrogen-containing compound, such as ammonia in the following way:

Siden ammoniakk er lett tilgjengelig i gassform, er det foretrukket å bruke gassformig ammoniakk som det ene av utgangsstoffene. På den annen side blir siliciumkarbid fremstilt ved å omsette kiselsyre med kullstoff på følgende måte: Since ammonia is readily available in gaseous form, it is preferred to use gaseous ammonia as one of the starting materials. On the other hand, silicon carbide is produced by reacting silicic acid with carbon in the following way:

Den beste fysikalske form av de nød-vendige utgangsstoffer ved fremstilling av andre ildfaste karbider, nitrider, borider, silicider og oxyder i henhold til foreliggende oppfinnelse vil være lett forståelig for de teknisk sakkyndige. The best physical form of the necessary starting materials for the production of other refractory carbides, nitrides, borides, silicides and oxides according to the present invention will be easily understood by those skilled in the art.

Det faste utgangsstoff eller de faste utgangsstoffer blir fordampet i en reaksjonssone med høy temperatur i ovnen, hvilken sone frembringes ved hjelp av og mellom to ikke-konsumerbare elektroder. De fordampede utgangsstoffer reagerer med hverandre eller med en gassformig reaksjonskomponent som innføres i reaksjonssonen for å frembringe et findelt ildfast materiale. Det partikkelformige, ildfaste materiale eller stoff som overveiende består av krystaller og korn med størrelse under en mikron, føres ut av ovnen ved hjelp av ekspanderende gasser som dannes ved reaksjonen eller ved hjelp av en inert spylegass som føres inn i ovnen for dette formål, eller ved hjelp av begge metoder. De faste partikkelformige, ildfaste materialer kan så skilles fra spylegassene og underkastes den ønskede ferdigbehandling. The solid starting material or solid starting materials are vaporized in a reaction zone with a high temperature in the oven, which zone is produced by means of and between two non-consumable electrodes. The vaporized starting materials react with each other or with a gaseous reaction component that is introduced into the reaction zone to produce a finely divided refractory material. The particulate refractory material or substance consisting predominantly of crystals and grains of sub-micron size is carried out of the furnace by means of expanding gases produced by the reaction or by means of an inert purge gas introduced into the furnace for this purpose, or using both methods. The solid, particulate, refractory materials can then be separated from the purge gases and subjected to the desired finishing treatment.

På fig. 2 i tegningene er det vist et skjematisk prosessdiagram som illustrerer fremstillingen av partikkelformig siliciumkarbid ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og prosessen vil bli beskrevet i tilknytning til dette. Som beskrevet ovenfor, er de råmaterialer som anvendes ved fremstilling av siliciumkarbid, kiselsyre og kullstoff. Disse stoffer blir ført til en blandemaskin i omtrentlige støkiomet-riske forhold sammen med et bindemiddel, slik som fenolharpiks. Etter sammenblan-ding blir blandingen pelletert ved hjelp av hvilken som helst egnet anordning, slik som f. eks. en roterende trommel. De resul-terende pellets blir tørket ved hjelp av hvilken som helst egnet anordning, slik som I f. eks. varme brenngasser eller infrarøde I varmelamper. De tørkede pellets blir så oppvarmet eller brent ved en høyere temperatur og overført til et lager for senere dosering inn i ovnen. In fig. 2 in the drawings, a schematic process diagram is shown which illustrates the production of particulate silicon carbide by means of the method according to the invention and the process will be described in connection with this. As described above, the raw materials used in the production of silicon carbide are silicic acid and carbon. These substances are fed to a mixing machine in approximately stoichiometric conditions together with a binder, such as phenolic resin. After mixing, the mixture is pelletized by means of any suitable device, such as e.g. a rotating drum. The resulting pellets are dried using any suitable device, such as in e.g. hot combustion gases or infrared In heat lamps. The dried pellets are then heated or burned at a higher temperature and transferred to a warehouse for later dosing into the furnace.

Pellets inneholdende kiselsyre og kullstoff blir matet inn i ovnene hvor de blir fordampet ved hjelp av den termiske energi som frembringes av høytemperaturlysbuen. Dampene reagerer med hverandre og danner partikkelformig siliciumkarbid. Silici-umkarbidet med kornstørrelse under en mikron blir ført ut av ovnen av ekspanderende kulloxydgass som dannes i ovnen. Pellets containing silicic acid and carbon are fed into the ovens where they are vaporized using the thermal energy produced by the high-temperature arc. The vapors react with each other to form particulate silicon carbide. The sub-micron grain size silicon umcarbide is carried out of the furnace by expanding carbon monoxide gas generated in the furnace.

I tillegg til siliciumkarbid og kulloxyd kan ovnsproduktet inneholde noe partikkelformig kiselsyre og kullstoff. Dette produkt blir ført gjennom en eller flere syk-lonseparatorer i hvilke det meste av sili-ciumkarbidet blir innvunnet. De små partikler fra syklonen kan føres gjennom et filter hvor tilnærmet alt gjenværende produkt blir innvunnet, eller i visse tilfelle kan det føres tilbake til ovnen direkte eller til matningslagere og ført derfra inn i ovnen på nytt. In addition to silicon carbide and carbon oxide, the kiln product may contain some particulate silicic acid and carbon. This product is passed through one or more cyclone separators in which most of the silicon carbide is recovered. The small particles from the cyclone can be passed through a filter where almost all the remaining product is recovered, or in certain cases it can be returned to the furnace directly or to feed stores and from there re-entered the furnace.

Det rå siliciumkarbid kan brukes direkte i mange anvendelser, f. eks. som poleringsmiddel, isolasjon, pigment for malinger e. 1., grunningsmaling, slipemiddel, in-sektdrepende middel, malingsslipemiddel, katalysatorbærer, filtermedium, kjemisk mellomprodukt og i metallurgien. The raw silicon carbide can be used directly in many applications, e.g. as a polishing agent, insulation, pigment for paints e. 1., primer, abrasive, insecticide, paint abrasive, catalyst carrier, filter medium, chemical intermediate and in metallurgy.

Ved noen av de ovennevnte anvendelser kan det kreves et renere produkt. Således kan råproduktene underkastes kontrollert oxydasjon for å fjerne kullstoff etterfulgt av en siktningsoperasjon. På lignende måte kan råproduktene utlutes i fluorvannstoff for å fjerne overflødig kiselsyre og fiber-formig materiale eller de kan utlutes med alkali. Etter utlutning blir produktet vas-ket, sentrifugert og tørket. In some of the above applications, a cleaner product may be required. Thus, the raw products can be subjected to controlled oxidation to remove carbon followed by a screening operation. Similarly, the crude products can be leached in hydrofluoric acid to remove excess silicic acid and fibrous material or they can be leached with alkali. After leaching, the product is washed, centrifuged and dried.

Det kulloxyd som dannes ved reaksjonen, kan gjenvinnes og anvendes på tall-rike måter. Det kan anvendes ved tørknin-gen og brenningen av det pelleterte mat-ningsmateriale eller for å tørke de utlutede og vaskede produkter. Det kan også anvendes ved en uavhengig prosess, f. eks. som et reaksjonsmateriale ved syntese av en orga-nisk forbindelse, slik som urea. The carbon oxide that is formed by the reaction can be recovered and used in numerous ways. It can be used for drying and burning the pelleted feed material or for drying the leached and washed products. It can also be used in an independent process, e.g. as a reaction material in the synthesis of an organic compound, such as urea.

Mens fremgangsmåten hittil er blitt beskrevet spesielt slik som den er blitt ut-ført ved bruken av råmaterialer, hvorav i det minste ett i findelt fast form blir inn-matet i reaksjonssonen eller kammeret, hvor det undergår en kjemisk reaksjon for å danne det ønskede sluttprodukt med par-tikkelstørrelser under en mikron, er fremgangsmåten også anvendbar ved produksjon av et sluttprodukt med partikkelstør-relse under en mikron ved å innføre det samme materiale i større partikler inn i reaksjonssonen eller kammeret, hvorved det materiale som føres inn i reaksjonskammeret eller sonen, blir utsatt for de høye temperaturer som frembringes av buen, bare blir fordampet og så gjendannet i den ønskede partikkelstørrelse under en mikron. F. eks. kan findelt siliciumkarbid ma-tes inn i reaksjonskammeret hvor det blir fordampet og dampene omdannes og frembringer en siliciumkarbidrøk eller tåke med partikkelstørrelser under en mikron. På lignende måte kan andre ildfaste partikler behandles med den her angitte fremgangsmåte for å omdanne dem direkte ved hjelp av formdampning og nydannelse til et materiale eller stoff med partikkelstørrelse under en mikron. While the process has so far been described specifically as carried out by the use of raw materials, at least one of which in finely divided solid form is fed into the reaction zone or chamber, where it undergoes a chemical reaction to form the desired end product with particle sizes below one micron, the method is also applicable in the production of a final product with a particle size below one micron by introducing the same material in larger particles into the reaction zone or chamber, whereby the material introduced into the reaction chamber or zone, is exposed to the high temperatures produced by the arc, is simply vaporized and then regenerated in the desired sub-micron particle size. For example finely divided silicon carbide can be fed into the reaction chamber where it is evaporated and the vapors are converted and produce a silicon carbide smoke or fog with particle sizes below one micron. In a similar way, other refractory particles can be treated with the method indicated here to convert them directly by means of mold evaporation and regeneration into a material or substance with a particle size below one micron.

Beskrivelse av apparatet. Description of the device.

Det refereres nå til apparatet som brukes til utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 viser en ovn eller reaktor som er spesielt egnet for fremstilling av partikkelformige, ildfaste materialer eller stoffer med partikkelstørrelse under en mikron, hvor alle utgangsstoffer blir innført i reaktoren i findelt eller pelletert fast form. Et reaksjonskammer 20 med begrenset volum blir dannet av en sirkulær bunn eller herd 21 og en sylindrisk sidevegg 22 som er laget av grafitt. Den nedre del av sideveggen er tilpasset rundt og ligger fast an mot kantene av herden 21. En stålkapsling 23 omgir reaksjonskammeret 20 og er festet til reaksjonskammeret ved hjelp av en bolt 26 som stikker gjennom bunnen 24 av kapslingen og går inn i en gjenget boring 27 i herden 21. Reference is now made to the apparatus used to carry out the method according to the invention. Fig. 1 shows a furnace or reactor which is particularly suitable for the production of particulate, refractory materials or substances with a particle size below one micron, where all starting substances are introduced into the reactor in finely divided or pelletized solid form. A limited volume reaction chamber 20 is formed by a circular bottom or hearth 21 and a cylindrical side wall 22 which is made of graphite. The lower part of the side wall is fitted around and rests firmly against the edges of the hearth 21. A steel casing 23 surrounds the reaction chamber 20 and is attached to the reaction chamber by means of a bolt 26 which protrudes through the bottom 24 of the casing and enters a threaded bore 27 in the hearth 21.

Kapslingen er fortrinnsvis vannkjølt; The enclosure is preferably water-cooled;

og sideveggen 25 er derfor hul og danner et kjølerom 30 gjennom hvilket vannet blir sirkulert fra innløpet 28 til utløpet 29. På lignende måte er kapslingens bunn forsynt med et kjølerom gjennom hvilket det kan sirkuleres vann fra innløpet 31 til ut-løpet 32. Bunnen 24 av kapslingen er også forsynt med en elektrisk tilkoblingsklemme 33 for forbindelse med en strømkilde. and the side wall 25 is therefore hollow and forms a cooling chamber 30 through which the water is circulated from the inlet 28 to the outlet 29. In a similar way, the bottom of the enclosure is provided with a cooling chamber through which water can be circulated from the inlet 31 to the outlet 32. The bottom 24 of the enclosure is also provided with an electrical connection terminal 33 for connection to a power source.

Et isolasjonsmateriale 35 for høye temperaturer, slik som pulverformig kullstoff, er anbrakt i et ringformet rom 34 mellom kaplingen 23 og reaksjonskammeret 20. En konisk ring 36 av fast grafitt er anbrakt rundt toppen av reaksjonskammeret 20 og over isolasjonsmaterialet 35 og slutter tett inntil kapslingens sidevegg 25. En topplate 37 av stål er festet til toppen av kapslingen ved hjelp av bolter 39 som går gjennom toppen og en flens 40 rundt toppen av kapslingens sidevegg 25. En ringformet pakning An insulating material 35 for high temperatures, such as powdered carbon, is placed in an annular space 34 between the coupling 23 and the reaction chamber 20. A conical ring 36 of solid graphite is placed around the top of the reaction chamber 20 and above the insulating material 35 and ends close to the side wall of the enclosure 25. A steel top plate 37 is attached to the top of the enclosure by means of bolts 39 passing through the top and a flange 40 around the top of the enclosure side wall 25. An annular gasket

38 fremstilt av et hvilket som helst egnet elektrisk isolerende materiale, atskiller toppen fra kapslingen. Boltene 39 er også elektrisk isolert fra kapslingen. Således er toppen 37 fullstendig isolert fra kapslingen som er forbundet med en strømkilde ved hjelp av tilkoblingsklemmen 33. En elektrode 43 stikker koaksialt inn i reaksjonskammeret gjennom en åpning i topplaten 37 på kapslingen. En ringformet pakning 49 holder kapslingen gasstett. Elektroden, som er laget av en god leder, slik som kobber og har en grafittspiss eller -tupp 44, skal være av tilstrekkelig lengde til å berøre av reaksjonskammeret. Elektroden er hul for å tillate vannkjøling av denne. Et lite rør 45, anbragt koaksialt inne i den sentrale hule del av elektroden er tilkoblet vanninntaket 46. Røret 45 fører kjølevann nesten til tuppen av elektroden. Vannet passerer så oppad mellom de indre vegger av elektroden og røret 45 til vann-utløpet 47. 38 made of any suitable electrically insulating material separates the top from the housing. The bolts 39 are also electrically isolated from the casing. Thus, the top 37 is completely isolated from the enclosure which is connected to a power source by means of the connection clamp 33. An electrode 43 protrudes coaxially into the reaction chamber through an opening in the top plate 37 of the enclosure. An annular gasket 49 keeps the enclosure gas-tight. The electrode, which is made of a good conductor such as copper and has a graphite tip or tip 44, should be of sufficient length to touch the reaction chamber. The electrode is hollow to allow water cooling of it. A small pipe 45, placed coaxially inside the central hollow part of the electrode is connected to the water inlet 46. The pipe 45 carries cooling water almost to the tip of the electrode. The water then passes upwards between the inner walls of the electrode and the tube 45 to the water outlet 47.

Elektroden er forbundet med en strøm-kilde gjennom en kabeltilkobling 50. Således er elektroden den ene pol av et elektrisk potensial og sideveggen og bunnen av reaksjonskammeret den annen pol. The electrode is connected to a current source through a cable connection 50. Thus, the electrode is one pole of an electric potential and the side wall and bottom of the reaction chamber the other pole.

Toppen av elektroden er ved hjelp av en kobling 48 forbundet med en anordning for hevning og senkning av elektroden i forhold til bunnen av reaksjonskammeret. Således kan det frembringes en bue mellom denne elektrode og bunnen av reaksjonskammeret ved å berøre bunnen med elektrodetuppen og deretter å trekke elektroden oppad. The top of the electrode is connected by means of a coupling 48 to a device for raising and lowering the electrode in relation to the bottom of the reaction chamber. Thus, an arc can be produced between this electrode and the bottom of the reaction chamber by touching the bottom with the electrode tip and then pulling the electrode upwards.

Elektroden 43 er bøyet til side nær dens ende og en anordning til å dreie elektroden er forbundet med toppen av elektroden ved hjelp av koblingen 48. Når elektroden blir dreiet, vil tuppen 44 beskrive en sirkulær bane nær bunnen 21 av reaktoren. Følgelig kan en bue dannes mellom tuppen av elektroden og tilnærmet hele bunnen 21 av reaksjonskammeret. Noe buedannelse kan opptre mellom elektroden og sideveggene 22 av reaksjonskammeret. Slik buedannelse blir holdt på et minimum ved å begrense utbøyningen av elektroden, slik at tuppen alltid er nærmere bunnen enn sideveggene. The electrode 43 is bent to the side near its end and a device for turning the electrode is connected to the top of the electrode by means of the coupling 48. When the electrode is turned, the tip 44 will describe a circular path near the bottom 21 of the reactor. Consequently, an arc can be formed between the tip of the electrode and almost the entire bottom 21 of the reaction chamber. Some arcing may occur between the electrode and the side walls 22 of the reaction chamber. Such arc formation is kept to a minimum by limiting the deflection of the electrode, so that the tip is always closer to the bottom than the side walls.

Inntaksrøret 42 er anordnet i topplaten 37 av kapslingen og er forbundet med la-gerkammeret og en mekanisme for auto-matisk innmatning av en regulert mengde utgangsstoff eller matningsstoffer til reaksjonskammeret. Et inspeksjonsrør 41 er også anordnet ved toppen av kapslingen. The intake pipe 42 is arranged in the top plate 37 of the enclosure and is connected to the storage chamber and a mechanism for automatically feeding a regulated quantity of starting material or feed materials into the reaction chamber. An inspection tube 41 is also arranged at the top of the enclosure.

Et avløps- eller utføringsrør 51 er anordnet i reaksjonskammerets vegg 22 nær A drain or outlet pipe 51 is arranged in the wall 22 of the reaction chamber near

toppen av dette. Røret kan være laget av grafitt eller metall og er festet til veggen ved hjelp av gjenger eller et annet egnet middel. Avløpsrøret 51 stikker gjennom kapslingens 23 vegg og et stålrør 52, festet til veggen 25 av kapslingen ved hjelp-av sveising eller en annen egnet metode, omgir den del av røret 51 som stikker gjennom kapslingens vegg. Stålrøret 52 er at-skilt fra avløpsrøret 51 ved hjelp av isola-sjonen 35. En med hull forsynt plate 53 er anbrakt på enden av stålrøret 52. Et annet avløpsrør 54 for produkter er festet til denne og er omgitt av en kjølespiral 55. the top of this. The pipe can be made of graphite or metal and is fixed to the wall by means of threads or another suitable means. The drain pipe 51 protrudes through the wall of the enclosure 23 and a steel pipe 52, attached to the wall 25 of the enclosure by means of welding or another suitable method, surrounds the part of the pipe 51 which protrudes through the wall of the enclosure. The steel pipe 52 is separated from the drain pipe 51 by means of the insulation 35. A perforated plate 53 is placed on the end of the steel pipe 52. Another drain pipe 54 for products is attached to this and is surrounded by a cooling coil 55.

Ved drift av reaktoren for fremstilling av partikkelformige, ildfaste materialer av kornstørrelse under en mikron blir strøm-men satt på og elektroden brakt i berøring med bunnen av reaksjonskammeret for å frembringe en bue. Så blir det pelleterte utgangsstoff innført i reaksjonskammeret gjennom inntaksrøret med regulert eller dosert hastighet. Matningsstoffene faller til bunnen av reaksjonskammeret og inn i den intense varme fra buen, slik at de for-dampes. Dampene reagerer med hverandre og danner partikkelformig, ildfast stoff av partikkelstørrelse under en mikron, hvilket blir ført ut fra reaksjonssonen gjennom avløpsrøret. En inert spyle- eller føregass kan føres inn i reaksjonskammeret gjennom inntaksrøret for å spyle eller føre reaksjonsproduktene ut av reaksjonskammeret gjennom avløpsrørene for produkter. I enkelte tilfelle er det ikke nødvendig med spylegass, idet de gasser som dannes under reaksjonen, ekspanderer og fører re-aksjonsproduktet ut av reaksjonskammeret gjennom avløpsrøret for produkter. When operating the reactor for the production of particulate refractories of sub-micron grain size, current is applied and the electrode is brought into contact with the bottom of the reaction chamber to produce an arc. The pelleted starting material is then introduced into the reaction chamber through the intake pipe at a regulated or metered rate. The feed substances fall to the bottom of the reaction chamber and into the intense heat from the arc, so that they are vaporized. The vapors react with each other and form particulate, refractory material with a particle size below one micron, which is carried out of the reaction zone through the drain pipe. An inert purge or lead gas may be introduced into the reaction chamber through the intake pipe to purge or lead the reaction products out of the reaction chamber through the product drain pipes. In some cases, there is no need for a purge gas, as the gases formed during the reaction expand and lead the reaction product out of the reaction chamber through the waste pipe for products.

På fig. 3 er det vist et modifisert apparat som er spesielt egnet for prosesser hvor i det minste ett av utgangsmaterialene blir innført som findelt, fast stoff i form av korn eller pellets og hvor i det minste ett annet utgangsstoff blir innført i gassform. Et sylindrisk reaksjonskammer 60 av grafitt med sidevegg 61 og bunn 62 i et stykke er anbrakt inne i en stålkapsling 63. Stålkapslingen innbefatter en hul sylindrisk vegg 64 og en hul sirkulær bunn 65 festet til veggen ved hjelp av bolter 66. Både sideveggen og bunnen av kapslingen er vannkjølt, idet vann passerer fra inntaket 67 i sideveggen gjennom det hule parti 69 i veggen til vannutløpet 68 og idet vann passerer fra inntaket 70 gjennom det hule parti 72 av bunnen av stålkapslingen til vannutløpet 71. Bunnen er forsynt med en elektrisk tilkoblingsklemme 73 for forbindelse med en egnet strømkilde. In fig. 3 shows a modified apparatus which is particularly suitable for processes where at least one of the starting materials is introduced as a finely divided, solid substance in the form of grains or pellets and where at least one other starting material is introduced in gaseous form. A cylindrical graphite reaction chamber 60 with side wall 61 and bottom 62 in one piece is placed inside a steel enclosure 63. The steel enclosure includes a hollow cylindrical wall 64 and a hollow circular bottom 65 attached to the wall by means of bolts 66. Both the side wall and the bottom of the enclosure is water-cooled, as water passes from the intake 67 in the side wall through the hollow part 69 in the wall to the water outlet 68 and as water passes from the intake 70 through the hollow part 72 of the bottom of the steel enclosure to the water outlet 71. The bottom is provided with an electrical connection clamp 73 for connection to a suitable power source.

En topplate 74 av stål er festet til toppen av kapslingen 63 ved hjelp av bolter 76 som går gjennom toppen og en flens 77 som er anordnet rundt toppen av kapslingen 63. En ringformet isolasjon 75 er anbrakt mellom og atskiller elektrisk topplaten 74 og flensen 77. Boltene 76 er elektrisk isolert fra kapslingen ved hjelp av et isolerende materiale 78 som vist på fig. 5. Således er topplaten 74 og resten av kapslingen fullstendig elektrisk isolert fra hverandre. Et inspeksjonsrør 79 og et matningsrør 80 er anordnet i topplaten 74 på kapslingen. A steel top plate 74 is attached to the top of the enclosure 63 by means of bolts 76 passing through the top and a flange 77 arranged around the top of the enclosure 63. An annular insulator 75 is placed between and electrically separates the top plate 74 and the flange 77. The bolts 76 are electrically isolated from the housing by means of an insulating material 78 as shown in fig. 5. Thus, the top plate 74 and the rest of the enclosure are completely electrically isolated from each other. An inspection pipe 79 and a feed pipe 80 are arranged in the top plate 74 of the enclosure.

En elektrode 81 stikker koaksielt inn i reaksjonskammeret gjennom en aksial glidepakning 87, og har tilstrekkelig lengde til at tuppen kan berøre bunnen av reaksjonskammeret. Toppen av elektroden er over en kobling 85 forbundet med en anordning til å heve og senke elektroden. Elektroden, som er fremstilt av en god leder, slik som kobber, er hul og er forsynt med en grafitt-tupp 82 på enden nær her-dens bunn. Glidepakningen 87 gjør kapslingen gasstett og tillater justering av avstan-den mellom tuppen og bunnen av reaktoren. En kabeltilkobling 88 festet på elektrodene er anordnet for forbindelse med en elektrisk strømkilde. An electrode 81 protrudes coaxially into the reaction chamber through an axial sliding seal 87, and has sufficient length for the tip to touch the bottom of the reaction chamber. The top of the electrode is connected via a link 85 with a device for raising and lowering the electrode. The electrode, which is made of a good conductor, such as copper, is hollow and is provided with a graphite tip 82 at the end near its bottom. The sliding seal 87 makes the enclosure gas-tight and allows adjustment of the distance between the tip and the bottom of the reactor. A cable connection 88 attached to the electrodes is provided for connection with an electrical current source.

Elektroden er vannkjølt. Et hult rør er anbrakt i det hule, sentrale parti av elektroden og stikker nesten ned til tuppen av elektroden, som vist på fig. 4. Røret 83 er forbundet med vanninntaket 84 og fører vann til tuppen av elektroden. Kjølevannet sirkulerer så mellom elektrodens indre vegg og den ytre vegg av røret 83 til vannav-løpet 86. The electrode is water-cooled. A hollow tube is placed in the hollow, central part of the electrode and protrudes almost to the tip of the electrode, as shown in fig. 4. The pipe 83 is connected to the water inlet 84 and leads water to the tip of the electrode. The cooling water then circulates between the inner wall of the electrode and the outer wall of the tube 83 to the water drain 86.

En gassledning, forbundet med en rør-tilkobling 91 ved toppen av kapslingen, fø-rer gassformig utgangsmateriale til tuppen av elektroden. Et gassfordelingshode 89, som er vist best på fig. 4, er festet på elektroden nær tuppen og gassledningen 90 er forbundet med hodet 89 ved hjelp av en kobling 92. Gassfordelingshodet 89 omfat-ter en manifold kanal 93 med et flertall gassutløpshull 94, fordelt rundt elektrodetuppen, og er derved innrettet til å danne en skjerm av gass rundt tuppen. A gas line, connected to a pipe connection 91 at the top of the enclosure, carries gaseous output material to the tip of the electrode. A gas distribution head 89, which is best shown in fig. 4, is attached to the electrode near the tip and the gas line 90 is connected to the head 89 by means of a coupling 92. The gas distribution head 89 comprises a manifold channel 93 with a plurality of gas outlet holes 94, distributed around the electrode tip, and is thereby arranged to form a screen of gas around the tip.

I dette tilfelle er elektroden rett, og tuppen er ikke bøyet til side. Buen kan imidlertid frembringes mellom tuppen og tilnærmet hele bunnen ved å anvende en magnetisk fluks eller mekanisk anordning for å bringe buen til å rotere. In this case, the electrode is straight, and the tip is not bent to the side. However, the arc can be produced between the tip and almost the entire bottom by applying a magnetic flux or mechanical device to cause the arc to rotate.

Et inntak 95 for spyle- eller bæregass er anordnet i den øvre del av kapslingen ovenfor den øvre kant av reaktorkammeret for å føre en inert gass gjennom reaktoren og inn i et avløpsrør 96 anbragt i den øvre del av kapslingen ovenfor den øvre kant av reaksjonskammeret diametralt motsatt i forhold til gassinntaket. Både spylegass-inntaket og avløpsrøret er omgitt av kjøle-spiraler 97 for å forhindre smelting og øde-leggelse på grunn av den intense varme i reaktoren. Avløpsrøret 96 fører til gjen-vinnelsesutstyr for produktet, slik som f. eks. et syklongjenvinnelsessystem. An inlet 95 for purge or carrier gas is arranged in the upper part of the enclosure above the upper edge of the reactor chamber to lead an inert gas through the reactor and into a drain pipe 96 arranged in the upper part of the enclosure above the upper edge of the reaction chamber diametrically opposite in relation to the gas intake. Both the purge gas inlet and the drain pipe are surrounded by cooling coils 97 to prevent melting and destruction due to the intense heat in the reactor. The drain pipe 96 leads to recycling equipment for the product, such as e.g. a cyclone recovery system.

Driften av denne apparatutførelse for oppfinnelsen tilsvarer driften av den ut-førelse som er vist og beskrevet i tilknytning til fig. 1. Etter at en bue er frembrakt mellom tuppen av elektroden og bunnen av reaksjonskammeret, blir kornformige utgangsmaterialer innført gjennom mat-ningsinntaket. Utgangsmaterialene faller til bunnen av reaksjonskammeret, blir smeltet og fordampet. Et gassformig utgangsmateriale blir innført gjennom en gassledning og danner en skjerm rundt elektrodetuppen. Dampene reagerer med hverandre og frembringer et ildfast partikkelformig materiale som blir spylt eller ført ut fra reaksjonskammeret. The operation of this device embodiment for the invention corresponds to the operation of the embodiment shown and described in connection with fig. 1. After an arc is produced between the tip of the electrode and the bottom of the reaction chamber, granular starting materials are introduced through the feed inlet. The starting materials fall to the bottom of the reaction chamber, are melted and vaporized. A gaseous starting material is introduced through a gas line and forms a shield around the electrode tip. The vapors react with each other and produce a refractory particulate material which is flushed or discharged from the reaction chamber.

De følgende spesifikke eksempler viser og belyser fremstillingen av ildfaste materialer i partikkelform med partikkelstør-relse under en mikron ved utnyttelsen av fremgangsmåten og apparatet ifølge denne oppfinnelse og apparater av den omtalte type. The following specific examples show and illustrate the production of refractory materials in particulate form with a particle size below one micron using the method and apparatus according to this invention and apparatus of the type mentioned.

Eksempel 1. Example 1.

Et reaksjonskammer av grafitt med en indre diameter av 14,3 cm (5 5/8") og en høyde fra herden på 16,5 cm (6y2") ble anbrakt i en isolert stålkapsling med indre diameter 30,5 cm (12") og høyde 61 cm A graphite reaction chamber with an internal diameter of 14.3 cm (5 5/8") and a height from the hearth of 16.5 cm (6y2") was placed in an insulated steel enclosure with an internal diameter of 30.5 cm (12 ) and height 61 cm

(24"). Gjennom toppen av kapslingen ble (24"). Through the top of the enclosure became

det innsatt en vannkjølt elektrode bestående av et kobberrør med ytre diameter 2,5 cm (1") forsynt med en fast grafittupp med ytre diameter 3,2 cm ( l1/*"), stikkende omkring 7,6 cm (3") ned fra den nedre ende av kobberrøret. inserted a water-cooled electrode consisting of a copper tube of outer diameter 2.5 cm (1") fitted with a fixed graphite tip of outer diameter 3.2 cm (l1/*"), projecting about 7.6 cm (3") down from the lower end of the copper pipe.

Med apparatet montert for drift, ble den elektriske strøm satt på en bue tent mellom elektrodetuppen og bunnen av reaksjonskammeret ved å berøre bunnen av reaksjonskammeret med elektrodetuppen. Det ble observert følgende betingelser: Tomgangsspenning 150 volt Driftsspenning 55—95 volt Strøm 200—400 amperes Et matnings- eller utgangsmateriale, bestående av 4,8 mm (3/16") pellets av blandet kiselsyre og kullstoff i et forhold på 62,48 vektprosent kiselsyre og 37,52 vektprosent kullstoff ble dosert inn i reaksjonskammeret. Etter 65 min. drift ble 300 g produkt innvunnet. En betydelig mengde av produktet ble tilbake i reaktoren og i oppsamlingssystemet. Under driften eller prosessen bie det observert at produktet hevet seg som en sky av fint partikkelfor- With the apparatus assembled for operation, the electric current was applied to an arc ignited between the electrode tip and the bottom of the reaction chamber by touching the bottom of the reaction chamber with the electrode tip. The following conditions were observed: No-load voltage 150 volts Operating voltage 55-95 volts Current 200-400 amperes A feed or output material, consisting of 4.8 mm (3/16") pellets of mixed silicic acid and carbon in a ratio of 62.48 weight percent silicic acid and 37.52 weight percent carbon was dosed into the reaction chamber. After 65 minutes of operation, 300 g of product was recovered. A significant amount of the product remained in the reactor and in the collection system. During the operation or process, it was observed that the product rose as a cloud of fine particulate matter

mig materiale fra reaksjonssonen. Produk- mig material from the reaction zone. Product

tet var av partikkelstørrelse under en mik- was of particle size below a mik-

ron og hadde følgende analyse: Silicium- ron and had the following analysis: Silicon-

karbid — 96,4 vektprosent; kiselsyre (be- carbide — 96.4 percent by weight; silicic acid (be-

stemt ved infrarød teknikk) — 6,8 vekt- voted by infrared technique) — 6.8 wt-

prosent. percent.

Eksempel 2. Example 2.

En grafittreaktor med indre diameter An inner diameter graphite reactor

4,4 cm (1%") og en høyde på 7,6 cm (3") 4.4 cm (1%") and a height of 7.6 cm (3")

ble anbrakt i en grafittkapsling med om- was placed in a graphite casing with re-

trent 5,7 cm (2Vi") indre diameter og 12,7 trained 5.7 cm (2Vi”) inner diameter and 12.7

cm (5") høyde. En vannkjølt elektrode med ytre diameter 1,3 cm C/2") ble innsatt gjen- cm (5") height. A water-cooled electrode with an outer diameter of 1.3 cm C/2") was inserted re-

nom toppen av kapslingen. Elektroden var utstyrt med en tupp av grafittstang med lengde 12,7 cm (5") og med ytre diameter 1,3 cm (i/2"). nom the top of the enclosure. The electrode was equipped with a graphite rod tip 12.7 cm (5") in length and 1.3 cm (1/2") in outer diameter.

Med apparatet montert, ble den elek- With the device installed, it was electrically

triske strøm satt på og en bue tent mellom elektrodetuppen og bunnen av reaksjons- tric current was applied and an arc ignited between the electrode tip and the bottom of the reaction

kammeret ved anvendelse av 50—60 volt og en strøm på 110—120 ampere. the chamber using 50-60 volts and a current of 110-120 amperes.

Matnings- eller utgangsmaterialer be- Feed or output materials be-

stående av ammoniakkgass og en pelletert blanding av 50 g kullstoff og 194 g boroxyd ble dosert inn i reaksjonskammeret i løpet av 14,5 min. Ammoniakkgassen ble tilført i større mengder enn det som krevdes for å tilsvare støkiometriske proporsjoner for å frembringe bornitrid. Det gråhvite pro- standing of ammonia gas and a pelleted mixture of 50 g carbon and 194 g boron oxide was dosed into the reaction chamber during 14.5 min. The ammonia gas was added in greater amounts than required to correspond to stoichiometric proportions to produce boron nitride. The grey-white pro-

dukt som ble innvunnet, inneholdt 38,1 product that was recovered contained 38.1

vektprosent nitrogen, som ved beregning oppviste 66,8 vektprosent bornitrid. weight percent nitrogen, which by calculation showed 66.8 weight percent boron nitride.

Ved de beskrevne utføre!sesformer tje- In the described execution forms,

ner ovnen selv om den ene side av poten- lower the oven even if one side of the poten-

sialet eller spenningen. Imidlertid kan det også anvendes en annen elektrode, stik- the sial or voltage. However, another electrode can also be used, plug-

kende inn i reaksjonskammeret i stedet for ovnens vegger. Elektrodene som brukes, into the reaction chamber instead of the furnace walls. The electrodes used,

er ikke-konsumerbare, idet ingen av utgangsstoffene eller reaksjonskomponentene blir dannet eller utgjøres av deler av elek- are non-consumable, as none of the starting materials or reaction components are formed or made up of parts of electricity

trodene. Elektrodene blir brukt bare for å the trodes. The electrodes are used only to

frembringe høytemperaturbuen. produce the high temperature arc.

Et grunnleggende trekk ved denne opp- A fundamental feature of this up-

finnelse er frigjørelsen av et høyt energi- invention is the release of a high energy

nivå pr. volumenhet i et begrenset rom for å danne en reaksjonssone med høy tempe- level per volume unit in a limited space to form a reaction zone with high tempe-

ratur i stand til å fordampe et eller flere utgangsstoffer for å avstedkomme reak- rature able to vaporize one or more starting substances to produce react-

sjoner ved høy hastighet under dannelse av partikkelformige, ildfaste stoffer eller ma- tions at high speed during the formation of particulate, refractory substances or ma-

terialer med partikkelstørrelse under en mikron. Følgelig er det vesentlig i henhold terials with a particle size below one micron. Consequently, it is essential according

til oppfinnelsen å bruke et lite reaksjons- to the invention to use a small reaction

kammer i hvilket det blir dannet en bue og som gir en begrenset reaksjonssone hvor temperaturer blir opprettholdt på nivåer som er i stand til å fordampe faste reak- chamber in which an arc is formed and which provides a limited reaction zone where temperatures are maintained at levels capable of vaporizing solid reactants

sjons- eller utgangsstoffer. tion or starting substances.

Reaksjonen finner sted i de nedre deler The reaction takes place in the lower parts

av reaksjonskammeret idet kammeret er anoden for en likestrømsbue. Enfase- eller trefasevekselstrøm kan også anvendes ved prosessen. Hvis det brukes trefaseveksel- of the reaction chamber, the chamber being the anode for a direct current arc. Single-phase or three-phase alternating current can also be used in the process. If a three-phase alternator is used

strøm, kan buen dreies eller roteres på current, the arc can be turned or rotated on

grunn av anvendelsen av trefasestrøm og det vil ikke kreves uavhengige anordnin- due to the use of three-phase current and no independent devices will be required

ger for å dreie buen. gears to turn the arc.

Reaksjonsstoffene blir ført inn i reaksjonskammeret på en slik måte at bue- The reactants are introduced into the reaction chamber in such a way that arc-

lengden og spenningen holdes relativt kon- the length and tension are kept relatively con-

stant. Den gasstette ovn letter rensning av reaksjonskammeret, forhindrer forurens- steady. The gas-tight oven facilitates cleaning of the reaction chamber, prevents contamination

ning på grunn av den ytre atmosfære og unngår den latente risiko for dannelse av en eksplosiv blanding i reaksjonskamme- due to the external atmosphere and avoids the latent risk of forming an explosive mixture in the reaction chamber

ret. right.

Den hurtige bortføring av reaksjons- The rapid removal of reaction

produktet fra det begrensede område i reaksjonssonen til det større rom i reaksjonskammeret hvor dampene avkjøles ved utstråling og konveksjon med eller uten hjelp av kjølende spylegasser som tilføres kammeret, er i seg selv et viktig trekk i forbindelse med oppfinnelsen. Avløpsrøret kan føre produktene inn i en sone for langsom avkjøling eller for rask avkjøling. the product from the limited area in the reaction zone to the larger space in the reaction chamber where the vapors are cooled by radiation and convection with or without the aid of cooling purge gases supplied to the chamber, is in itself an important feature in connection with the invention. The drain pipe can lead the products into a zone for slow cooling or for rapid cooling.

Det er funnet at krystallstrukturen for It has been found that the crystal structure of

produktet kan kontrolleres etter valg enten ved langsom avkjøling eller ved hurtig avkjøling. the product can be controlled by choice either by slow cooling or by rapid cooling.

En ytterligere viktig fordel med denne fremgangsmåte er at de gasser som utgjør biprodukter, dannet under reaksjonen, kan gjenvinnes og utnyttes. Biproduktet kan være av vesentlig kommersiell verdi og mu- A further important advantage of this method is that the gases which constitute by-products, formed during the reaction, can be recovered and utilized. The by-product can be of significant commercial value and mu-

ligheten for å gjenvinne og utnytte bipro- the ability to recover and utilize bipro-

duktet kan i vesentlig grad redusere de to- the duct can significantly reduce the two-

tale omkostninger ved prosessen. speech costs of the process.

Claims

Process for the production of particulate, refractory carbides and nitrite

rides with a particle size below 1 micron from two or more starting materials or reactants, at least one of which is a solid, by vapor phase reaction using a reaction chamber in which a high-temperature arc is produced, the reactants being introduced around one of the electrodes directly to the reaction zone so that the reactants remain essentially unchanged until they enter the reaction zone, after which the reactants are heated and maintained in vapor phase so that they combine to form the desired product, and the product is then passed out of the reaction chamber in gas suspension, characterized in that a reaction chamber with a relatively small volume is used to achieve a strong effect concentration and in which reaction chamber it is arranged one or more per se known non-consumable electrodes.