148134. lajstromszámú szabadalom • Kemence alumínium előállítására, alumíniumnitrid termikus disszociáltatása útján

Megjelent: 1961. március 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.134. SZÁM 31. a. OSZTÁLY — PE—386. ALAPSZÁM Kemence alumínium előállítására, alumíniumnitrid termikus disszociáltatása útján PECHINEY — Compagnie de Produits Chimiques et Electrométallurgiques cég, Paris (Franciaország) Feltalálók: Buelle Louis mérnök és Clair Jacques mérnök, Grenoble-i (Isére, Franciaország) lakosok A bejelentés napja: 1959. október 27. Franciaországi elsőbbsége: 1958. október 29. A 144 819 sz. magyar szabadalmunkban eljárást ismertettünk alumínium előállítására, alumíniumnitrid (A1N) vákuum alatt történő termikus diszszcciáltatása útján. Ennek az eljárásnak a során feltétlenül szükséges meggátolni az egyvegyértékű alumíniumcianid (A1CN) káros képződését; ez a káros mellékreakció 1500 C° feletti hőmérsékleteken következik be, a szén és az alumíniumnitrid vagy az ennek disszociációja útján képződő gázok egyszerű érintkezése folytán; az így keletkezett alumíniumcianid azután később, lehűlés közben, alumíniumgőzzel érintkezve ÄI4C3+AIN összetételű színtermékek képződésére vezet. Ezek szennyezik az előállított alumíniumot és ezzel nagymértékben rontják az eljárás hatásfokát. Ezért az eljárás lefolytatására alkalmazásra kerülő kemencék minden olyan részét, amely érintkezésbe jöhet az aluroíniumnitriddel vagy ennek disszociációs termékeivel, nagymértékben tűzálló fémkarbidokból vagy íémnitridekből, mint pl. volfrám-, molibdén-, tantál-, titán- vagy cirkóniurnkarbidból, ill. -nitridből kellett készíteni. Minthogy a grafit egyébként kiváló és könnyen megmunkálható tűzálló anyag, a fent említett szabadalmi bejelentés grafit felhasználását ajánlotta az alumíniumnitrid termikus disszociáltatásának lefolytatására szolgáló kemencék építőanyagaként, amit a bejelentés szerinti eljárás azáltal tett lehetővé, hogy mindazokat a grafitfelületeket, amelyek hőmérséklete a kemence üzeme folyamán 1500 C° fölé emelkedhetett, volfrám-, molibdén-, tantál-, titán- vagy cirkóniumkarbidból ill -nitridból vagy ezek kombinációjából készült védőbevonattal látták el. A jelen találmány értelmében az alumíniumnitrid termikus disszoeiáltatásával történő alumíniumelőállítás céljaira szolgáló kemencékben a volfrám, molibdén, tantál, titán vagy cirkónium borid ja kerül alkalmazásra; ezek a boridok különkülön vagy egymással keverten, vagy esetleg ugyané fémeknek a fent idézett korábbi szabadalmi bejelentésben említett nitridjével és/vagy karbidjával is kombináltan használhatók fel a találmány szerinti célra. A fent említett tűzálló fémboridok a találmány értelmében különféle módokon kerülhetnek felhasználásra; bevonhatjuk velük a kemencék építőanyagául szolgáló grafitot, képezhetünk belőlük falakat a kemence grafitfalainak belső borítására, felhasználhatunk azonban e tűzálló boridokból készült téglákat vagy rnás alaktesteket is a kemencék belső falainak felépítésére. A csatolt rajzon az alumíniumnitrid termikus "disszociáltatása útján történő alumíniumelőállítás céljaira szolgáló találmány szerinti kemence egy kiviteli alakját láthatjuk. A rajzon ábrázolt kiviteli alak azonban csupán a találmány egyik lehetséges megvalósítási módját szemlélteti, a találmány köre egyáltalán nem korlátozódik erre a példaképpeni kiviteli alakra. Ez a kemence lényegében az (1) grafit-tokból áll, amelyet hőszigetelés céljából a (11) grafitszemcsék vesznek körül; ezekkel együtt a kemence egy vákuum.-záró acélburkolat belsejében van elhelyezve. A kemence hevítése a grafit-tokokban elhelyezett (2) grafit-ellenállások segítségével történik; a belső hőmérséklet a (3) ellenőrző nyíláson keresztül mérhető. Az (1) grafit-tok belülről a (4) titánborid-téglákkal van borítva, e téglák az anyagukból kiképezett hornyok segítségével vannak egymáshoz erősítve, hogy teljesen meggátolják az alumínüirnnitridnek vagy az abból képződő gőzöknek a kemencetok grafit-anyagával való érintkezését. A grafit-fűtőtestek és a disszoeiáltatandó (8) nitrid közötti (12) térköz biztosítására a függőleges irányban egymásra helyezet (5) titánboridcsövek szolgálnak; ezek a (12) térközön át távoznak a nitrid bomlása során képződő nitrogén- és altimíniumgőzök. Az említett; csövek oly módon