JPS61261273A - 酸窒化アルミニウム質耐火物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、酸窒化アルミニウムの製造方法であって、特
に、アル＜＝ラム残灰を窒化物原料として使用した酸窒
化アルミニウム質耐火物の製造方法に関するものである
。。

〔従来の技術〕

従来、アルミナの微細粉末と窒化アル１＝ウム粉末との
混合物を加熱焼結することによって。

化学式ｍＡ４０ｓ・ｎＡＩＮで表わされる酸窒化アルミ
ニウムが得られることが知られている。このようｋして
得られた酸窒化アルミニウムは、良好な耐火性、耐熱性
の他に金属溶湯に対して優れた耐食性を有するので、耐
火材料、殊に還元性雰囲気中で使用する耐火材料として
広範な利用分野が期待されている。

上記のように酸窒化アルミニウムは、アルミナ粉末と窒
化アル＜＝ラム粉末の混合物を加熱焼結することによっ
て得ることができるのであるが。

このような方法によった場合、得られた耐火物は。

必然的に高価とならざるを得なかった。この理由は、上
記焼結法による場合、原料として径数μ以下のきわめて
微細に調整されたアルきすを使用しなければならず、ま
た、窒化物原料としても比較的高価な窒化アルミニウム
の粉末を必要とするからである。

そこで、酸室化アルミｓ−ウム質耐火物の製造において
、工業的に大量生産されており廉価に入手し得るバイヤ
ー法アルミナを原料として使用する方法も幾つか提案さ
れている。例えば、特公昭５３−１４２４７号公報には
、バイヤー法アルミナを原料とし、これを窒素カス雰囲
気中で電融することによって、電融アルミナ中に窒素分
を導入する方法が開示されている。しかしながら、この
方法による場合は、十分な量の窒素をアルミナ中に導入
することが難しく、窒素含有率の高い耐火物を得ること
ができなかった。

また、！￥ｆ公昭５２−５（１０４０号公報には、バイ
ヤー法アルミナに金属アルミニウム粉末を混合しておい
て、これを窒素を含有する雰囲気（大気中を含む）中で
電融する含窒素アルミナ耐火物の製造法が記載されてい
る。すなわち、同公報記載の方法は、アルミナの電融過
穆において、アルミナ中に混合しておいた金属アルミニ
ウム粉末に窒化反応を起させて窒化アルキニラふとし、
これを溶融アルミナ中に導入しようとする方法であって
。

前記特公昭５５−１４２４７号公報の方法に比べて、は
るかに窒素含有量の高い耐火物を得ることができるので
あるが、なお次のような欠点を有するものであった。

すなわち、特公昭５２−５００４０号公報記載の方法は
、上記したように、バイヤー法アルミナに金属アルミニ
ウム粉末を混合しておいて、これを窒素を含有する雰囲
気（大気中を含む）中で電融することによって、アルミ
ナ中に混合している金属アルミニウム粉末を窒化アルミ
ニウムに変化させてから、これを溶融アルミナ中に導入
しようとするものであるが、同公報の方法において、窒
素を含む雰囲気として空気を使用した場合、すなわち、
バイヤー法アルミナと金属アルミニウム粉末の混合物を
大気中で電融した場合に、アルミナ中に混合されている
金属アルミニウム粉末が窒化されると同時に、可成りの
部分が空気中の酸素によって酸化されてしまうので、使
用した金属アルミニウム粉末の全量が有効に利用されず
、また。

このために各生産ロット毎の製品の窒素含有量が一定し
難いなどの欠点があった。したがって、このような欠点
をなくして、使用した金属アルミニウム粉末を有効に利
用するためには、アルミナ電融炉全体を密閉状態とし、
炉内を完全な窒素ガス　　　５雰囲気として電融作業を
行わねばならず、このために作業も複雑となシ、また設
備コストが嵩むなどの欠点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記のような実情に鑑み１本発明者らは、従来の方法に
比べて効率よく廉価に酸窒化アルＪ＋ウム質耐火物の素
意を図るべく種々研究を重ねた結果、アルミニウム製錬
工場や溶解工場などでアルミニウム溶融残渣として生成
する所謂残灰が微細なアルミナ分を主成分とし、これに
窒素量がＡ／Ｈの形態で含まれていることに着目し、こ
れを通常の電融アルξすの製造にかけると同様にして電
気炉中で溶融するとき、残灰中に含まれている竜素分が
きわめて円滑に溶融アルきす中に導入されて。

窒素含有アルミナが得られるという事実を見出した。し
かしながら、アルミニウム残灰は、上記のように、アル
ミニウム溶解に際して生成する廃棄物でありて、その組
成は必ずしも定まったものではなく、その窒素含有量も
残灰によって区々であるので、これをそのｔｔ溶融して
酸窒化アルミニウム質耐火物とした場合に、溶融生成物
中に導入される窒素量が区々となり、一定品質の耐火物
を得ることが難しかった。

そこで発明者らは、さらに研究を続けた結果。

あらかじめアルミニウム残灰に、残灰中に含まれている
窒素量に対応して調節された童のアル電す粉末を添加混
合しておいて、この混合物を電融することによって、窒
素含有量が一定に調整された溶融生成物を製り得ること
を見出した。

本発明は、上記したような知見に基ついてなされた亀の
である。

すなわち１本発明は、アルミニウム残灰またはアルミニ
ウム残灰とアルミナとの混合物を電融する酸窒化アルミ
ニウム質耐火物の製造方法である。

以下１本発明の方法について、さらに具体的に述べる。

本発明の方法において窒素原料として使用するアルミニ
ウム残灰は、アルミニウム製錬工場や鋳造工場において
生成する炉滓から可及的に金属アルオニウム分を回収し
た残滓であって、溶融アルミニウムの酸化によって生じ
た微細な人ｚｔ　Ｏ，を主体とし、これに５〜１５％程
度のＡ／Ｎが緻密に混合したものであって、その他若干
の金属Ａｊ分が付着残留している。

本発明においては、上記したようなアルミニウム残灰を
そのｔまの形状で電融するか、または。

溶融生成物の窒素含有量を調節するために、必要に応じ
て、適量のアルミナ原料を添加混合し、この混合物を電
融して酸窒化アルミニウム溶融物とする。この場合、ア
ルミニウム残灰に混合するアルミナ原料として１例えば
、市販のバイヤー法アルミナを使用することは好ましい
ことである。バイヤー法アルミナは、適度の粒状性を有
し、比較的廉価に入手することができ、また、アルミニ
ウム残灰と混合して電融した場合に、残灰の溶融生成物
との馴みがよ〈、残灰中の窒素量はほとんど分解を受け
ることなくアル電す中に溶解して含窒素アルミナ溶融物
となる。

アルミニウム残灰とアルミナ原料との混合割合は、残灰
中に含まれている窒素量と得ようとする溶融耐火物の窒
素含有量を勘案して、任意に定めればよい。

電融け１通常の電融アルミナの製造におけると同様に９
例えば炭素電極を使用した交流アーク炉を使用して行う
ことができる。

このようにして得られた電融物は、直接鋳型に流して鋳
造耐火物としてもよいし、凝固物を適宜粒径に粉砕して
焼結耐火物、キャスタブル耐火物などの骨材原料として
使用することができる。

〔発明の効果〕

上述のように２本発明は、含窒素原料としてアルミニウ
ム製錬工場や鋳造工場にシいてアルミニウムの溶解に際
して生成する残灰を使用し、残灰に混合するアルミナ原
料としても、廉価に大量入手し得るバイヤー法アルミナ
のごときを使用し得るので、原料費が安く、シかも、残
灰または残灰とアルきすの混合物の溶融は、４１１Ｆ公
昭５２−５００４０号公報におけるごとき窒素ガス雰囲
気で密閉した電融炉中で行うことを必要とせず９通常の
電融アルミナの製造におけると同様にして大気中で行う
ことができるので、設備費は低源であり。

また作業も容易であるなど多くの利点を有する発明であ
る。

〔実施例〕

次に１本発明の実施例を掲げる。

実施例１ アルにラム残灰（分析値：　ＡＪ！’！Ｏ３７６Ｌ入／
Ｎ１１％、金属Ａ／８％）２０ｋｐをＳ　ＯＫＶＡ　Ｏ
３相交流アーク炉によって、７５Ｖ、２００人で約２時
間溶融して、約１９ｋｐの酸窒化アルミニウム質インゴ
ットを得た。

このインゴットを粉砕して分析したところ平均Ｎ含有量
は約５．７　％であった。

実施例２ アルミニウム残灰（分析値：　Ａ／、０ｓ７５％、　Ａ
ＪＦＮＩＬ５％、金属Ａ／６％）１００ｆｉ景部に対シ
テ、バイヤー法アルミナを５０３１４Ｉｔ部の割合で混
合し。

この混合物約２０ｋ）を、実施例１におけると同様にし
て、アーク炉によって約２時間溶融して、約１９ｋｐの
酸窒化アルミニウム質インゴットを得た。

このインゴットを分析したところ平均Ｎ含有量は約＆１
チであった。

実施例３ 実施例２に使用したと同様のアルミニウム残灰１００重
量部に対して、バイヤー法アルミナ１００重量部の割合
で混合し、この混合物約２０１Ｐを実施例１と同様にし
てアーク炉によって約２時間溶融して、約１９ｋ）の酸
窒化アルミニウム質インゴットを得た。

このインゴットを分析したところ平均Ｎ含有量は約２．
４％であった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　アルミニウム残灰またはアルミニウム残灰とアルミナ
   との混合物を電融することを特徴とする酸窒化アルミニ
   ウム質耐火物の製造方法。