Шихта для получения сиалона

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЙЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРесттубкик н 11823356(22) Заявлено 120279 (21) 2747286/29-33 с присоединением заявки Йо С 04 В 35/58 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийОпубликовано 230481, Бюллетень ЙЯ 15 Дата опубликования описания 230481 1 ЖЖЫФИнститут горючих ископаемых Министерстза угольйОЙ ;,промышленности СССР(54) шихтА для ПОЛУЧВния сИАЛОИА,Изобретение относится а .получениюкремнийалюминийоксинитридов, получивших общее наименование сиалона, иможет быть использовано в керамической, химической и металлургическойпромышленности.для производства материалов, устойчивых к тепловому удару и воздействию агрессивных сред привысоких температурах,Известны шихты для получения сиалона, состоящие из чистых нитридакремния з =5( й 4 40 масс.и .окисиалюминия 60 масс.1, каолина 2и смеси каолиновой глины 30 .масс. ,углерода или сажи 19 масс.и катали 15затора 1 масс.3"(.Недостатками известных шихт дляполучения сиалона является применениедорогих компонентов шихты(чистые нитрид кремния, окись алюминия 1,катализатор,3 и необходимость длительнойтермической обработки компонентов вспециальных условиях(22 ч в аммиачноводородной среде при 140 бф С 2,2 ч всреде азота при 1440 С в присутствиикатализатора 31 ).Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемому.результату является шихта для получе"ния сиалона, состоящая из смеси гли- З 0 ны и рисовой шелухи или древесногоугля 41,Недостатки этой шихты - применение древесного угля и необходимостьдвухстадийной термической обработкив течение более 4 ч, что приводит кудорожанию шихты и низкой производительности процесса ее переработки.Цель изобретения - удешевлениепроцесса получения сиалона при одновременной его интенсификации.Поставленная цельдостигается тем,что шихта для получения сиалона содержит углистый аргиллит и предварительно обожженный углистый аргиллит при следующем соотношении компонентов, масс. : углистый аргиллит75-85, обожженный углистый аргиллит15-25, причем в качестве аргиллитаприменяются отходы добычи или обогащенияугля, содержащие 60-80 метаморфизованных глинистых минералов,5-10 кварца и 20-35 тонкодисперсногоорганического вещества.Углистый аргиллит и предварительно обожженный углистый аргиллит являются сложными системами, состоящими, главным образом, из глинистогоматериала и равномерно распределенного в нем тонкодисперсного углесодер.жащего материала. Высокая дисперсность и особенности генетической связи реагирующих компонентов шихты обеспечивают интенсификацию процесса азотирования по сравнению с искусственны ми смесями глинистого и углеродсодержащего компонентов.Введение в состав шихты предвари-тельно обожженного углистого аргиллита или золы угля, имеющих повышенную микропористость (до 54-55 об, ) позволяет повысить пористость гранул шихты на 60-80 и, соответственно, увеличить ее газопроницаемость, что приводит к интенсивной диффузии азота внутрь гранул шихты и интенсификации процесса азотирования. Углистый 15 аргиллит, входящий всостав шихты. для получения сиалона, является отходом добычи или обогащения углей, поэтому его применение значительно повышает технико-экономическую эфФективность производства и, кроме того, расширяет сырьевую базу производства сиалона.Шихту для получения сиалона готовят следующим образом. 25Углистый аргиллит дробят до крупности. менее 0,5 мм. Обожженный углистый аргиллит получают в любом обжиго" вом аппарате, например топке с цепной решеткой; при температуре более высокой, чем температура воспламене" ния входящего в состав аргиллита топлива. Вместо обожженного аргиллита можно использовать также золу угля. Обожженный аргиллит дробят до круп" ности менее 0,2 мм. Компоненты дозируют, тщательно смешивают и гранулируют.Содержание углистсйо аргиллита в шихте более 85 приводит к снижению Яэкаэателей процесса иэ-эа протека ния преимущественно реакций карбидообразования. При содержании углистого аргиллита менее 75 соотношение восстановитель: окисел (в пересчете на сумму 5102 и Ак 2 ОЗ в аргиллите) 45 становится меньше стехиометрического, что резко ухудшает основные показатели процесса. Получение сиалона из шихты ведут .при 14500 С в течение 1,5 ч в атмосфере азота.50П р и м е р . 1, углистый аргиллит, являющийся отходом добычи углей, состара, масс. : 5102 35,5 А 1209 20,8, С 22, 1, летучие 14, 5, Т 10. 1, О, С+МдО 3,0, К 2 О + На 2 О 3,0 подвергают дроблению до крупности частиц 55 не более 0,5 мм. Обоженный углистый ,аргиллит получают сжиганием аргилли" та в топочном устройстве с цепной решеткой с последующим дроблением до крупности частиц менее 0,2 мм. Из ф обохженного аргиллита состава, масс,:, , 5104 60,4, А 105 37,8; Т 102 0,5ВНИИПИ Заказ 1994/2 Филиал ППП "Патент",СаО + М 90 0,6, КО + НаО 0,7 составляют шихту, в которой количествоуглистого аргиллита. составляет ф75 масс. , обоюкенного аргиллита25 масс. . После перемешивания компонентов шихту гранулируют на тарель,чатом грануляторе до образования гранул диаметром 3-7 мм. Гранулы поме-щают в электрическую печь и подвергают термообработке в среде газообразного при 1450 С в течение 1,5 ч.Содержание связанного азота в полученномсиалоне составляет 28,2 (при допустимом содержании не менее 8 ) . Карбид кремния обнаружен в следовых количествах.П р и м е р 2. Оныт проводят аналогично примеру 1, но содержание углистого аргиллита в шихте составляет80, а обожженного аргиллита " 20.Содержание связанного азота в сиалоне 20,5, кроме того Фиксируется наличие карбида кремния (около 2).П р и м е р 3. Опыт проводят аналогично примерам 1 и 2, но содержание углистого аргиллита в шихте составляет 85, а обожженного аргиллита -15. Содержание связанного азота всиалоне 8,8 при увеличении содержания карбида кремния до 12.Получейный сиалон стоек к воздействию горячих концентрированных растворов кислот (соляной, серной, азот.ной) и 30-ного раствора едкого натра,а также к длительному нагреванию при1200 оС и тепловому удару.. Формула изобретения1. Шихта для получения сиалона, содержащая глинистый и углеродсодержащий компоненты, о т л и ч а ю щ а я. -с я тем, что, с целью удешевленияпроцесса при одновременной его интенсификации, она содержит в качествеуказанных компонентов углистый аргиллит и предварительно обожженныйуглистый аргиллит при следующем соотношении компонентов, масс. ;Углистый аргиллит 75-85Обожженный углистыйаргиллит 15"252. Шихта по п. 1, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что в качестве аргиллита она содержит отходы добычиили обогащения угля, содержащие60-80 метаморфизованных глинистыхминералов,5-10%кварца и 20-35 тонкодисперсного органического вещества.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Твцуе А 1 попе Н, Копеуа К.дарапеее Сегап 1 с 5 ос 1972, Р 28.2. 1110 5. ,1, о Масег 1 а 1 ь 5 с 1,1976, 9 11.3, (.ее О. 1 пдцьйг 1 а 1 Неай 1 пд.1975, Ч. 43, В 4, р, 50-53.4. Патент США Р 3960581,кл. 106-65, опублик. 1976.9 Тираж 660 Подписное г.ужгород, ул.Проектная,4