[其他]氧氮化铝耐火材料的制造方法

说明书

Ｂａｙｅｒ法的氧化铝与铝浮渣混合，在电炉中熔融混合物的方法，高效地生产廉价的氮含量足够高氧氮化铝耐火材料。

本发明涉及氧氮化铝的制造方法，特别是用铝浮渣作原料，得出所需的氮化物来制造氧氮化铝耐火材料的方法。

到目前为止，人们已了解到，用加热烧结微粉化了的氧化铝与粉状的氧化铝的混合物，获得以化学式mAl₂O₃·nAlN所代表的氧氮化铝。用这种方法生产的氧氮化铝，表现良好的耐火、耐热性，在熔融的金属中，具有突出的耐腐蚀性能。所以，希望找到一种有广泛实用性的耐火材料，特别是用在还原气氛中。

如上所述，在烧结的条件下，通过加热氧化铝粉和氮化铝粉的混合物，可以获得氧氮化铝。用这种方法所得耐火材料的成本不可避免地会很昂贵。这是由于这种特殊的烧结方法所需用的原料氧化铝，必须粉碎成很细的粒子，其粒径不大于几个微米。因此，氧化铝用作氧氮化铝的原料是很贵的。

所以，已经推荐了其他方法，这些方法是用Bayer法所得氧化铝作为生产氧氮化铝耐火材料的原料。Bayer法的氧化铝在工业上是大规模生产的，从而可廉价获得。在日本专利公告昭和53（1978）-14，247说明书中公开了一种方法，这种方法是取Bayer法的氧化铝并在氮气氛中使之用电熔化，从而在电熔融氧化铝中实现氮化。然而，用这种方法，不可能得到含氮量高的耐火材料，因为很难实现在氧化铝中适宜量的氮的渗入。

在日本专利公告昭和52（1977）-50，040说明书中，公开了含氮的氧化铝耐火材料的制备方法。这个方法包括将Bayer法所得的氧化铝与金属铝粉混合，在含氮气氛中（天然大气在内），电熔融所得的混合物。这个说明书所公开的方法，主要是在氧化铝中，事先掺入金属铝粉，通过氧化反应使铝粉转变成氮化铝并使氮化铝的混合物掺入熔融的氧化铝中。这种方法比日本专利公告昭和53（1978）-14，247容易生产出相当高氮含量的耐火材料。尽管如此，这种方法还存在以下缺点。

更确切地说，日本专利公告昭和52（1977）-50，040说明书中公开的方法包括Bayer法得的氧化铝与金属铝粉均匀混合，以及在含氮气氛中（包括天然大气在内）电熔融所得的混合物，由此能够使金属铝粉掺入氧化铝中，转化为氮化铝，并使氮化铝掺入熔融的氧化铝中。当用空气作含氮气氛时的反应方法，掺入氧化铝中的金属铝粉被氮化。与此同时，大部分的金属铝粉与空气中的氮作用而被氧化。所以，这种方法有缺点，即在该过程中所用的金属铝粉没有有效地利用，其结果，在不同批量的产品间，氮含量不容易标准化。为了消除上述缺点，确保金属铝粉在生产中有效利用，所以，必须保持内装氧化铝的电炉完全处于气密封闭状态，并要求在炉内充满氮气的情况下，进行电炉熔融操作。这样，操作变得复杂、设备费用变得很高。

考虑上述的实际情况，本发明人用Bayer法得到的氧化铝作原料，针对比普通方法更有效地廉价大批生产出氧氮化铝，不断地进行了大量研究，终于注意到这一事实。所谓铝浮渣，就是从炼铝厂或熔铝厂生产所得到的残渣，它含有大量的Al₂O₃微颗粒，这些Al₂O₃微颗粒是熔融的铝自动氧化而产生的。另外，还有直接与Al₂O₃微颗粒混合的AlN形式的氮组份。从而发现，从Bayer法得到的氧化铝与这种浮渣混合，在与普通熔融氧化铝生产方法相同的电炉内，熔融所得的混合物。浮渣中的AlN组份和作为浮渣中的主要组份的Al₂O₃微颗粒，通过加热，是可以相互粘结的，所得的粘结复合物很快地掺入从Bayer法得来的熔融氧化铝中去，以提高高氧化铝的氮含量。根据以上情况，本发明已经投入了生产。

具体地说，本发明目的在于提供氧氮化铝耐火材料的生产方法，其特征在于用Bayer法所得的氧化铝与铝浮渣混合，并在电炉中熔融所得的混合物。

如上所述，本发明属于氧氮化铝耐火材料的制造方法。这个方法是用Bayer法的氧化铝作原料，使这种氧化铝和铝浮渣混合，并电熔融所得的混合物，从而使氮掺入熔化了的氧化铝中去。

至于本发明方法中所用氧化铝的来源，可采用市售通过Bayer法生成的未经改性的氧化铝。