PL62794B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.Y.1971 MKP C 04 b, 35/56 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Blazej Soltysik, Felicjan Biolik, Leszek Wip- szycki, Antoni Kucharczyk, Julian Blacha, Stanislaw Pawlowski, Alfons Wieczorek, Hen¬ ryk Lapuszek, Józef Gruca Wlasciciel patentu: Zaklady Metalurgiczne „Trzebinia" Przedsiebiorstwo Panstwowe, Trzebinia — Siersza (Polska) Sposób wytwarzania karborundowych wyrobów ogniotrwalych na wiazaniu azotkowym Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia karborundowych wyrobów ogniotrwalych na wiazaniu azotkowym, odpornych na korozje, slu¬ zacych zwlaszcza jako wylozenie w elektrolizerach do produkcji aluminium i do budowy kolumn rek¬ tyfikacyjnych cynku typu New — Jersey.Dotychczas wyroby karborundowe na wiazaniu azotkowym wytwarzano z mas skladajacych sie w ilosci od 50 do 90% wagowych z karborundu i w ilosci od 10 do 50% wagowych z krzemu krysta¬ licznego o zawartosci powyzej 95,5% wagowych Si.Wyroby po wysuszeniu wypalano w obecnosci azotu lub w zasypce weglowej w kapslach ognio¬ trwalych. W procesie wypalania w masie tworzy Tablica 1 Wlasnosci Wytrzymalosc na sci¬ skanie co najmniej Ogniotrwalosc pod ob¬ ciazeniem 4 kp/cm2 co najmniej (tm) Gazoprzepuszczalnosc 1 Sredni promien kapi- lar otwartych Jednostka miary kp/cm2 °C 1 • m irr • godz. mm HsO mikrony Wska¬ znik 500 1600 0,25— - 1,00 6—12 10 15 20 2 sie azotek krzemu Si3N4 wzglednie tlenoazotek krzemu Si2ON2 lub SiON. Wytworzone w ten spo¬ sób wyroby karborundowe charakteryzuja sie wlasnosciami podanymi w tablicy 1.Wada wyrobów karborundowych na wiazaniu azotkowym wytworzonych tym znanym sposobem jest ich mala stosunkowo odpornosc na korozje pod wplywem zuzli i stopionych soli oraz znaczna przepuszczalnosc gazów.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wy¬ konywania wyrobów karborundowych na wiazaniu azotkowym, które beda odporne na korozje w obec¬ nosci zuzli i stopionych soli, oraz beda charakte¬ ryzowaly sie mala przepuszczalnoscia gazów.Stwierdzono, ze aby ten cel osiagnac nalezy do masy stosowanej w znanym sposobie wytworzenia wyrobów karborundowych na wiazaniu azotkowym wprowadzic odpowiednie substancje katalizujace proces azotkowania.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze do masy skladajacej sie w ilosci od 50 do 90% wago¬ wych z karborundu oraz w ilosci od 10 do 50% wagowych z wysoko zdyspergowanego krzemu kry¬ stalicznego wprowadza sie katalizator reakcji azot¬ kowania w postaci fluorków, fluorokrzemianów, fluoroglinianów, cyjanmidków lub cyjanków me¬ tali alkalicznych lub metali ziem alkalicznych wzglednie ich mieszaniny. Ilosc katalizatora w sto¬ sunku do masy podstawowej zawiera sie w grani¬ cach 1 do 3% wagowych. Z tak przygotowanej €27943 masy formuje sie wyroby, suszy je i nastepnie wypala wt strumieniu gazowego azotu w zakresie temperatury od 1200 do 1500°C albo wypalanie wyrobówT prowadzi sie w zasypce weglowej w kapslach ogniotrwalych w zakresie temperatur od 1400 do 1600°C bez doprowadzenia gazowego azotu.Zasypka weglowa spelnia tu role filtra przepro¬ wadzajacego tlen i dwutlenek wegla w CO co za¬ pobiega utlenianiu sie Si do SiO lub Si02.Wprowadzone do masy karborundowej fluorki, fluorokrzemiany, fluorogliniany cyjanamidki lub cyjanki metali alkalicznych lub ziem alkalicznych katalizuja juz w zakresie nizszych temperatur pro¬ ces azotkowania, dzieki czemu tworza sie dobrze wyksztalcone krysztaly azotku wzglednie tlenoazot- ków krzemu. Ponadto substancje te uaktywniaja powierzchnie ziarn karborundowych, umozliwiajac tym samym otrzymanie wyrobów o zwartym i trwalym monolitycznym czerepie.Wyroby karborundowe wytworzone sposobem wedlug wynalazku posiadaja wlasnosci podane w tablicy 2.Tablica 2 Wlasnosci Wytrzymalosc na scis¬ kanie co najmniej Ogniotrwalosc pod ob¬ ciazeniem 4 kp/cm2 co najmniej Gazoprzepuszczalnosc najwyzej Sredni promien kapilar otwartych Jednosska miary kp/cm2 °C 1 • m m2 •' godz. mm H20 mikrony Wska¬ znik 1000 1650 0,25 3 —6j Wyroby karborundowe produkowane wedlug wynalazku odznaczaja sie szczególnie niska gazo- przepuszczalnoscia oraz bardzo malym promieniem kapilar otwartych, co warunkuje ich wysoka od¬ pornosc na penetracje i niszczace dzialanie par i gazów oraz stopionych soli, metali i zuzli.Wyroby wytwarzane sposobem wedlug wynalaz¬ ku moga byc stosowane jako wylozenie w elektro- lizerach do produkcji aluminium, do budowy ko¬ lumn rektyfikacyjnych cynku, w przemysle metali niezelaznych do wylozenia agregatów do otrzymy¬ wania metalicznego olowiu, niklu, miedzi, kadmu i innych metali niezelaznych o bardzo wysokim stop¬ niu czystosci, a ponadto moga znalezc takze za¬ stosowanie w przemysle chemicznym ceramicznym i innych przemyslach, gdzie wymagana jest wy¬ soka trwalosc i odpornosc na korozje wylozen.Przyklad: Mr~e skladajaca sie w ilosci 70% wagowych granul anego karborundu, pylu karbo- rundowego w ilosci. 10% wagowych oraz w ilosci 20% wagowych wysoko zdyspergowanego krzemu krystalicznego dokladnie wymieszano z katalizato¬ rem, który stanowil fluorokrzemian wapnia i flu- oroglinian wapnia, uzytym w ilosci 1% wagowego w stosunku do masy podstawowej oraz z lugiem posiarczynowym i glikolem jako plastyfikatorem.Karborund granulowany stosowany do produkcji 4 wyrobów wedlug wynalazku zawieral 95% wago¬ wych SiC, a zelaza w przeliczeniu, na Fe203 0,25% wagowych. Karborund granulowany posiadal ziar¬ nistosc do 2 mm a pyl karborundowy ziarnistosc 5 ponizej 0,06 mm. Krzem krystaliczny zawieral 95,5% wagowych Si i 1% wagowy Fe, przy czym ziarna tego skladnika masy posiadaly granulacje ponizej 0,06 mm.Lepiszcze otrzymano przez dokladne wymiesza¬ lo nie 30% wagowych lugu posiarczynowego, 30% wagowych goracej wody o temperaturze od 80 do 90°C i 20% wagowych wodnego roztworu zelu gli- kocylu. Zel glikocylu otrzymano przez zalanie 10 czesci wagowych glikocylu 90 czesciami wagowymi 15 wody o temperaturze od 20 do 30°C. Po uplywie od 1 do 2 dni zel zmieszano w celu uzyskania jednolitej konsystencji. Katalizator stanowil fluoro¬ krzemian wapnia i fluoroglinian wapnia, o gra¬ nulacji okolo 0,06 mm, zmieszane po równych czes- 20 ciach wagowych.Poszczególne skladniki masy zmieszano w ten sposób, ze najpierw mieszano przez 15 do 30 mi¬ nut w mlynie wibracyjnym na sucho pyl karbo¬ rundowy o granulacji ponizej 0,06 mm z krzemem 25 krystalicznym o granulacji ponizej 0,06 mm, uprzed¬ nio zmieszanym z katalizatorem. Nastepnie w mie¬ szadle przeciwbieznym bez domielenia, mieszano karborund granulowany o granulacji do 2 mm z mieszanka pylu karborundowego, pylu krzemu kry- 30 stalicznego i katalizatora poczatkowo na sucho przez 5 do 8 minut a z kolei stale mieszajac do¬ dano powoli lepiszcze w ilosci 10% wagowych w stosunku do masy suchej i mieszano przez dalsze od 5 do 10 minut. 35 Po wymieszaniu mase przetarto przez sito o wiel¬ kosci oczek od 3 do 5 mm. Z wymieszanej masy sypkiej formowano wyroby karborundowe maszy¬ nowo na prasie hydraulicznej pod cisnieniem 500 kG/cm2. Wyformowane z masy o powyzszym 40 skladzie wyroby suszono najpierw do zawartosci ponizej 2% wagowych wilgoci, po czym wypalano je w strumieniu gazowego azotu w zakresie tem¬ peratur od 1200 do 1500°C. 45 PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania karborundowych wyrobów ogniotrwalych na wiazaniu azotkowym, na drodze formowania wyrobów z masy skladajacej sie w 50 ilosci od 50 do 90% wagowych z karborundu oraz w ilosci od 10 do 50% wagowych z wysokozdy- spergowanego krzemu krystalicznego, suszenia wy¬ robów i wypalania ich w strumieniu gazowego azotu lub tez w zasypce weglowej w kapslach 55 ogniotrwalych, znamienny tym, ze przed formowa¬ niem do masy wprowadza sie w ilosci od 1 do 3% wagowych katalizator w postaci fluorków, fluoro¬ krzemianów, fluoroglinianów, cyjanamidów lub cyjanków alkalicznych metali lub ziem alkalicz- 60 nych wzglednie ich mieszaniny, a uformowane i wysuszone wyroby wypala sie w strumieniu gazo¬ wego azotu w zakresie temperatur 1200—1500°C lub tez w zasypce weglowej w kapslach ognio¬ trwalych w zakresie temperatur 1400—1600°C. PZG w Pab., zam. 361-71, nakl. 310 eg^. PL PL