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DE1671652B2 - PROCESS FOR MANUFACTURING A FIRE-RESISTANT BODY FROM GRAINY SILICON CARBIDE WITH SILICON OXYNITRIDE BOND - Google Patents

PROCESS FOR MANUFACTURING A FIRE-RESISTANT BODY FROM GRAINY SILICON CARBIDE WITH SILICON OXYNITRIDE BOND

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Publication number
DE1671652B2
DE1671652B2 DE19651671652 DE1671652A DE1671652B2 DE 1671652 B2 DE1671652 B2 DE 1671652B2 DE 19651671652 DE19651671652 DE 19651671652 DE 1671652 A DE1671652 A DE 1671652A DE 1671652 B2 DE1671652 B2 DE 1671652B2
Authority
DE
Germany
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silicon
atmosphere
oxygen
nitrogen
silicon carbide
Prior art date
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Application number
DE19651671652
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German (de)
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DE1671652C3 (en
DE1671652A1 (en
Inventor
Ernst Dipl Ing Dr 8633 Rodental Osterned Otto Dipl Chem Dr 8630 Coburg Gugel
Original Assignee
Annawerk GmbH, 8633 Rodental
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Annawerk GmbH, 8633 Rodental filed Critical Annawerk GmbH, 8633 Rodental
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Publication of DE1671652B2 publication Critical patent/DE1671652B2/en
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Publication of DE1671652C3 publication Critical patent/DE1671652C3/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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  • Materials Engineering (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
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Description

J 671 652J 671 652

atetTffÄ fStSaS Z /f Γ* ■ Dfaer PrÜfHng WUrde in einer SchamottekapselatetTffÄ fStSaS Z / f Γ * ■ The test was carried out in a chamotte capsule

Anschließendes Aufheizen auf ?450°C und n^h' ^Ψ*™™*** Tunnelofen bei SK 15/16 gebrannt,Subsequent heating to? 450 ° C and n ^ h ' ^ Ψ * ™haben *** tunnel kiln fired at SK 15/16,

maliges Halten für die Dauer von 5 Stunden ?ieJe*g PrÜflmSe wiesen eine 8ute Festigkeitrepeated holding for a period of 5 hours ? The J e * g PrÜflm S showed an 8 ute strength

Der gebrannte Stab zeigte eiie St" Festinkeil 5 rt * "f?^ ^ wesentüchen dnhdt-The fired rod showed a st "Festinkeil 5 rt *" for? ^ ^ Essential dnhdt-

Die Bruchfiäche war einheitlich erau tesü^eiL 5 hch fau, wobei der Kern mit einem DurchmesserThe Bruchfiäche was uniform erau tesü ^ EIL 5 hch fau, said core having a diameter

Der Probestab enthielt neben Sil,v;„™ ·, μ vo°.20 bls 30η™ «was heller als der Randteil ist.In addition to Sil, v; “™ ·, μ vo °. 20 bls 30 η ™ «which is lighter than the edge part.

und wenig SiliziumnitnTsehr wemg ,äSÄ? ^ ^- Γ^1^ neben Siüziumoxynitridand little silicon nitnT very wemg, äSÄ? ^ ^ - Γ ^ 1 ^ next to Siüziumoxynitrid

und eine geringe Menge Cristobal! restliches Silizium und wenig Cristobalit.and a small amount of Cristobal! remaining silicon and little cristobalite.

Beispiel II " Beispiel IIIExample II "Example III

Aus folgender Masse Es wurde ein Probestab nach Beispiel I hergestellt Siliziumkarbid on ?ie 1 ser JU Prob?stab wurde in einen mit Molybdän-Silizium kleiner ak fioVn-' 8° disihzidheizleitern beheizten Kammerofen mit einerFrom the following mass was a test piece prepared in Example I Silicon on? ie 1 ser JU Prob? The rod was placed in a chamber furnace heated with molybdenum-silicon small ac fioVn- ' 8 ° disihzidheizleitern with a

SSS^ μ 20 15 TempeTm VOn 1350°C einSeschoben. Die Ofen-SSS ^ μ 20 15 Tempe T m FROM 1350 ° C a S esc raised. The furnace

X atmosphäre war Luft. Es wurde 5 Stunden lang in X atmosphere was air. It was in for 5 hours

; 4 dieser Ofenatmosphäre gebrannt.; 4 fired in this furnace atmosphere.

^ äs: α-'γα^ äs: α-'γα

Gesamtmenge 105 2 20 mit Ausnahme eines geringfügigen Saumes am RandTotal amount 105 2 20 with the exception of a slight hem on the edge

wurde ein Zylinder mit einem Twi,™,." ' gleichmäßig grau. Die Probe enthielt neben Silizium-a cylinder with a Twi, ™, "'became evenly gray. In addition to silicon

50 mm und einer Höh" VnT^^^ ^ SÄ«* ^ nkht Um^set2tes Silizi- d 50 mm and a height " VnT ^^^ ^ SÄ« * ^ nkht Um ^ set2tes Silizi - d

Claims (3)

1 2 Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch Patentansprüche: gelöst, daß der Körper vor dem Brennen in der Sauerstoff und Stickstoff enthaltendsn Atmosphäre1 2 This object is achieved according to the invention by claims: that the body before burning in the oxygen and nitrogen contained atmosphere 1. Verfahren zur Herstellung eines feuerfesten in praktisch sauerstofffreier Atmosphäre auf 1250 Körpers aus körnigem Siliziumcarbid mit Silizium- 5 bis 15000C aufgeheizt wird.1. Process for the production of a refractory in a practically oxygen-free atmosphere on 1250 bodies made of granular silicon carbide with silicon from 5 to 1500 0 C is heated. oxynitridbindung, gemäß dem das Siliziumcarbid Bei dem bekannten Verfahren, bei welchem demoxynitride bond, according to which the silicon carbide In the known method in which the mit 3 bis 20% feinkörnigem Silizium gemischt, Versatz stickstoffhaltige Verbindungen zugegeben der Körper geformt und anschließend bei einer werden, hat sich gezeigt, daß die sich bei der Oxy-Temperatur im Bereich von 1250 bis 15000C in dation auf den einzelnen Siliziumkörnern bildende einer Stickstoff und Sauerstoff enthaltenden Atmo- io Schicht von Siliziumdioxid so dicht ist, daß schon Sphäre gebrannt wird, dadurch gekenn- eine verhältnismäßig dünne Schicht jede weitere zeichnet, daß der Körper vor dem Brennen Reaktion verhindert. Bei Temperaturen, die oberhalb in der Sauerstoff und Stickstoff enthaltenden des Schmelzpunktes von Silizium liegen und bei Atmosphäre in praktisch sauerstofffreier Atmo- denen die Siliziumoxynitridbildung vor anderen Reaksphäre auf 1250 bis 15000C aufgeheizt wird. 15 tionen den Vorzug hat, platzen diese dünnen Häute,mixed with 3 to 20% fine-grain silicon, offset nitrogen-containing compounds added to the body and then formed at one, it has been shown that the in dation on the individual silicon grains at the oxy temperature in the range of 1250 to 1500 0 C The nitrogen and oxygen-containing atmosphere layer of silicon dioxide is so dense that the sphere is already burned, as a result of which a relatively thin layer marks every further one, so that the body prevents a reaction before burning. At temperatures above in the oxygen and nitrogen of the melting point of silicon and containing lie Siliziumoxynitridbildung which is heated before other Reaksphäre at 1250-1500 0 C at atmospheric in practically oxygen-free atmos-. 15 has the advantage of bursting these thin skins, 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- wodurch die einzelnen Siliziumkörner zusammenzeichnet, daß dem Versatz Stoffe zugesetzt werden, schmelzen. Dadurch wird eine genügend rasche die während des Aufheizens mit dem Köi-per Reaktion mit dem Stickstoff und Sauerstoff aus der nicht reagierende Gase abspalten, und daß das Atmosphäre verhindert, und es kommt nicht zu der Aufheizen und Brennen in einer sauerstoffhaltigen 20 gewünschten Siliziumoxynitridbildung.
Atmosphäre erfolgt. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich and,
2. The method according to claim 1, characterized in that the individual silicon grains are drawn together that substances are added to the offset, melt. As a result, the gases which do not react with the nitrogen and oxygen are split off sufficiently quickly during the heating up with the body, and the atmosphere prevents the heating and burning in an oxygen-containing silicon oxynitride formation as desired.
Atmosphere takes place. The method according to the invention can be
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- dahingehend abwandeln, daß dem Versatz Stoffe zeichnet, daß der Körper in einen auf mindestens zugesetzt werden, die während des Aufheizens mit 12500C aufgeheizten, eine sauerstoffhaltige Atmo- dem Körper nicht reagierende Gase abspalten, und Sphäre, beispielsweise Luft, aufweisenden Ofen 25 daß das Aufheizen und Brennen in einer sauerstoifrasch eingesetzt wird. und stickstoffhaltigen Atmosphäre erfolgt.3. The method according to claim 1, characterized in that the offset is characterized by substances that the body is added to at least one which, during heating to 1250 0 C, split off an oxygen-containing atmosphere that does not react with the body, and a sphere, for example air, having furnace 25 that the heating and burning in an oxygen-rapid manner is used. and nitrogenous atmosphere takes place. Dieses Verfahren darf nicht verwechselt werdenThis procedure must not be confused mit dem Verfahren nach der deutschen Auslegeschriftwith the procedure according to the German interpretative document 1182130, bei dem Stickstoff abgespalten wird, ic: 30 zu der Stickstoff atmosphäre, die für die Bildung \ on1182130, in which nitrogen is split off, ic: 30 to the nitrogen atmosphere necessary for the formation \ on Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung Siliziumoxynitrid erforderlich ist, zu kommen. Vieleines feuerfesten Körpers aus körnigem Silizium- mehr geht es hier darum, um den Körper eine Schicht carbid mit Siliziumoxynitridbindung, gemäß dem das aus nicht mit ihm reagierenden Gasen zu bilden, Siliziumcarbid mit 3 bis 20% feinkörnigem Silizium die den sofortigen Eintritt des unerwünschten Saueigemischt, der Körper geformt und anschließend bei 35 stoffes verhindern, so daß die Bildung einer Siliziumeiner Temperatur im Bereich von 1250 bis 15000C dioxidscbicht auf den Siliziumkörnern nicht erfolgen in einer Stickstoff und Sauerstoff enthaltenden Atmo- kann.
Sphäre gebrannt wird. Eine weitere Möglichkeit der Verwirklichung des
The invention relates to a method for producing silicon oxynitride required to come. Much of a refractory body made of granular silicon - it is more about the body a layer of carbide with silicon oxynitride bond, according to which it is formed from gases that do not react with it, silicon carbide with 3 to 20% fine-grain silicon which mixes the immediate entry of the undesirable sauce, the body is shaped and then at 35 substance prevent, so that the formation of a silicon of a temperature in the range of 1250 to 1500 0 C dioxide layer on the silicon grains cannot take place in an atmosphere containing nitrogen and oxygen.
Sphere is burned. Another way of achieving the
In den deutschen Patentschriften 921559 und erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß 929 656, in der USA.-Patentschrift 2 752 258 sowie 40 der Körper in einen auf mindestens 12500C aufin »Material and Methods«, November 1954, S. 83, geheizten, eine sauerstoffhaltige Atmosphäre, beisind feuerfeste Körper aus Siliziumcarbid beschrieben, spielsweise Luft, aufweisenden Ofen rasch eingesetzt die durch Siliziumnitrid gebunden sind. Zur Her- wird. In diesem Falle sorgt die Temperatur von stellung derartiger, mit Siliziumnitrid gebundener etwa 12500C dafür, daß wegen der nur beschränkt Siliziumcarbidkörper ist es erforderlich, die im 45 sauerstoffhaltigen Atmosphäre kein Siliziumdioxid wesentlichen aus Siliziumcarbid und Silizium be- entstehen kann, das in der oben erörterten Weise stehende Masse unter dauernder Aufrechterhaltung schädlich wirkt,
einer Stickstoffatmosphäre zu brennen. Im folgenden soll jeweils ein Beispiel für die drei
In German Patents 921,559 and method of the invention is that 929,656, 2,752,258, and 40 of the body heated in the USA. patent in one of at least 1250 0 C aufin "Material and Methods", Nov. 1954, p 83, , an oxygen-containing atmosphere, in which refractory bodies made of silicon carbide are described, for example air, having furnaces which are bonded by silicon nitride. Becomes her. In this case, the temperature of position, makes such, bound with silicon nitride about 1250 0 C for the fact that because of limited silicon carbide, it is necessary, the oxygen-containing in 45 atmosphere can occur no silica consisting essentially of silicon carbide and silicon loading, which in the above- the manner discussed, standing mass has a harmful effect if it is permanently maintained,
to burn in a nitrogen atmosphere. The following is an example for each of the three
Aus der deutschen Auslegeschrift 1182 130 ist es angegebenen Möglichkeiten zur Durchführung des auch bereits bekannt, das Siliziumcarbid mit Silizium- 50 erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergegeben werden, oxynitrid zu binden, wobei man der AusgangsmasseFrom the German Auslegeschrift 1182 130 it is possible to carry out the specified also already known that silicon carbide can be reproduced with the silicon method according to the invention, to bind oxynitride, one being the starting material Cyanamidverbindungen zusetzt. Der bei der Zer- Beispiel IAdds cyanamide compounds. The one in the Zer example I Setzung der Cyanamidverbindungen frei werdende
Stickstoff und der aus der Ofenatmosphäre stam- Aus einer Masse von Gewichtsteile
Settlement of the cyanamide compounds released
Nitrogen and that from the furnace atmosphere come from a mass of parts by weight
mende Sauerstoff reagieren mit dem Silizium 711 55 Siliziumkarbid 80Oxygen reacts with the silicon 711 55 silicon carbide 80 Siliziumoxynitrid. Solche Massen lassen sich in Silizium, kleiner als 60μΐη 20Silicon oxynitride. Such masses can be in silicon, smaller than 60μΐη 20 üblichen Brennofen in einer Stickstoff und Sauerstoff Dextrin + Totanin 1usual kiln in a nitrogen and oxygen dextrin + totanine 1 enthaltenden Atmosphäre brennen. Das Verfahren Wasser 4burning atmosphere. The water process 4 erfordert jedoch den Zusatz von stickstoffhaltigenhowever, requires the addition of nitrogenous Verbindungen, der sich insoweit nachteilig erweist, 60 Gesamtmenge 105Compounds that prove to be disadvantageous in this respect, 60 total amount 105 als in den fertigen Körpern noch restliches Silizium wurde ein Stab mit den Abmessungen 120 · 120 · 15mm und insbesondere in der äußeren Schicht Cristobalit hergestellt. Der Stab wurde mit einem Druck von verbleiben. 800 kg/cm2 gepreßt. Er wurde dann im Trocken-As silicon still remaining in the finished bodies, a rod with the dimensions 120 × 120 × 15 mm and, in particular, cristobalite in the outer layer was produced. The rod was left with a pressure of. 800 kg / cm 2 pressed. He was then in the dry Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein schrank bei 1050C getrocknet. Der Stab wurde in Verfahren zu schaben bei dem die Siliziumoxynitrid- 65 einem Röhrenofen nach folgendem Brennschema bindung des Siliziumcaroids entsteht, ohne daß dem gebrannt:The invention has the object of providing a dried oven at 105 0 C. The stick was scraped in a process in which the silicon oxynitride is bonded to a tube furnace according to the following firing scheme, without being fired: Versatz stickstoffhaltige Verbindungen beigegeben Etwa dreistündiges Aufheizen auf 138O0C in einerMixture of nitrogen-containing compounds added. Heating to 138O 0 C in one for about three hours werden müssen. Stickstoffatmosphäre normaler Qualität mit 1,5 %Need to become. Normal quality nitrogen atmosphere with 1.5%
DE19651671652 1965-06-10 1965-06-10 Process for the production of a refractory body from granular silicon carbide with silicon oxynitride bond Expired DE1671652C3 (en)

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DEA0049444 1965-06-10

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DE1671652A1 DE1671652A1 (en) 1972-04-06
DE1671652B2 true DE1671652B2 (en) 1973-03-08
DE1671652C3 DE1671652C3 (en) 1973-10-04

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116041068A (en) * 2023-03-07 2023-05-02 宜兴金君耐火炉料有限公司 Antioxidant silicon oxynitride combined silicon carbide brick for low-oxygen copper rod smelting furnace

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116041068A (en) * 2023-03-07 2023-05-02 宜兴金君耐火炉料有限公司 Antioxidant silicon oxynitride combined silicon carbide brick for low-oxygen copper rod smelting furnace
CN116041068B (en) * 2023-03-07 2023-12-08 宜兴金君耐火炉料有限公司 Antioxidant silicon oxynitride combined silicon carbide brick for low-oxygen copper rod smelting furnace

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DE1671652C3 (en) 1973-10-04
DE1671652A1 (en) 1972-04-06

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Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee