148303. lajstromszámú szabadalom • Eljárás különleges tűzállóanyagok előállítására

Megjelent: 1961. szeptember 30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.303. SZÁM 80. b. 8. OSZTÁLY -- PE-392. ALAPSZÁM Eljárás különleges tűzálló anyagok előállítására PECHINEY Compagnie de Produits Chimiques et Elektrometallurgiques cég, Párizs (Franciaország) Feltaláló: Ruelle Louis mérnök, Grenoble (Isere, Franciaország) A bejelentés napja: 1959. november 26. Franciaországi elsőbbsége: 1958. november 28. Egyes esetekben szükség van olyan különleges tűzálló anyagok alkalmazására, amelyek nemcsak magas hőmérsékleteket képesek kibírni, hanem vákuum és kémiai korrózió hatását is; e két tényező magas hőmérsékleteken különösen veszélyes lehet a tűzálló anyagok számára. Ilyen célokra általában a tűzálló fémek, mint a wolfram, molibdén, tantál, titán, cirkónium stb. karbidjai, boridjai és nitridjei alkalmazhatók. Javasolták már az ilyen tűzálló vegyületek elemeikből történő szintetikus előállítását; az így kapott tűzálló fémkarbidokat, fémnitrideket, ill. fémboridokat azután összezúzták, majd a kívánt alakokban agglomerálták és magas hőmérsékleten zsugorították, a •kemencékben felhasználható tűzálló alaktestek, mint téglák, csövek stb. előállítása céljából. A jelen találmány tárgyát az említett különleges tűzálló anyagok előállítására szolgáló új eljárás képezi, amelynek lényege az, hogy a tűzálló fémek karbidjainak, borid jainak vagy nitridjeinek elemeikből történő szintetikus előállítását, valamint az így kapott termékek magas hőmérsékleten lefolytatott zsugorítását egyidejűleg, egyetlen műveletben végezzük. így tehát a tűzálló anyagot magának a zsugorítási műveletiek a folyamán állítjuk szintetikusan elő, ami által elkerülhető az elemek előzetesen, külön műveletben lefolytatott egyesítése és a termék zúzása; ezzel költséges műveletekéit és technológiai eljárásokat takaríthatunk meg. A tűzálló vegyületek nem fémes alkotóelemének a tűzálló fémmel való szintézise rendszerint exoterm reakcióval jár és az ennek folytán felszabaduló hő az előállítási folyamat során túlságosan gyorsan emelheti a tűzálló test hőmérsékletét, ami azzal a következménnyel járhat, hogy az anyagban repedések és torzulások lépnek fel és így a kapott tűzálló test használhatatlanná válik. A jelen találmány egyik fontos vonása ezért az, hogy a tűzálló testeknek a találmány szerinti előállítása során a kemence megrakására és a hőmérséklet emelésének ütemére olyan eljárásmódot alkalmazunk, amely meggátolja, hogy az előállított termékben repedések és torzulások léphessenek fel. A kemence berakási sűrűsége, tehát a kemencébe térfogategységenként berakott tűzálló anyag súlya egyrészt az illető tűzálló anyag fajtájától, másrészt a gyártandó tűzálló testek alakjától függ. így pl. tégla alakú tűzálló testeknek molibdénkarbidból a találmány szerinti eljárással történő gyártása során nincsen szükség különleges óvóintézkedésekre, a kemencét nagy megrakási sűrűséggel üzemeltethetjük és a hőmérsékletet egyenletesen, óránként 50 C°-kal emelhetjük az 1900 C° zsugorítási hőmérséklet eléréséig. A karbid 1000 C° hőmérsékleten bekövetkező szintézise ennek során nem változtatja meg lényegesen a hőmérséklet-emelkedés görbéjét. Ezzel .szemben a titánborid (TÍB2) titánból és borból történő szintézise során igen nagy hőmennyiség szabadul fel, ezért a kemence megrakási sűrűségének kisebbnek kell lennie, mint a molibdénkarbid esetében. Cső alakú tűzálló testek esetében, amelyeknek a külső felülete súlyúkhoz viszonyítva igen nagy, a ketnence megrakási sűrűsége nagyobb lehet, mint a szokásos méretű 220X110X30 mm) téglák esetéiben, amelyeknek a külső felületükhöz viszonyított súlya kb. 40-szer nagyobb, mint a cső alakú testeké. A bór és titán keverékéből készített, fenti méretű téglák esetében, 200 g/liter kemence megrakási sűrűség mellett, a szintézis bekövetkezésének hőmérsékletén, tehát 900 C°-on a hőmérséklet hirtelen emelkedése figyelhető meg, amely