JPH06287010A - Production of carbon-containing composition - Google Patents
Production of carbon-containing compositionInfo
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- JPH06287010A JPH06287010A JP5076537A JP7653793A JPH06287010A JP H06287010 A JPH06287010 A JP H06287010A JP 5076537 A JP5076537 A JP 5076537A JP 7653793 A JP7653793 A JP 7653793A JP H06287010 A JPH06287010 A JP H06287010A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は焼結用セラミックス粉体
を製造するのに適した、金属酸化物と単体炭素が微細で
均一に混合された、含炭素組成物の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a carbon-containing composition suitable for producing a ceramic powder for sintering, in which a metal oxide and elementary carbon are finely and uniformly mixed.
【０００２】更に詳しく言えば、金属炭化物、金属窒化
物、金属炭窒化物、金属酸窒化物等の製造に適した、金
属酸化物と単体炭素とを含む含炭素組成物の製造方法に
関する。More specifically, it relates to a method for producing a carbon-containing composition containing a metal oxide and elemental carbon, which is suitable for producing a metal carbide, a metal nitride, a metal carbonitride, a metal oxynitride and the like.
【０００３】[0003]
【従来の技術】焼結用セラミックスの原料として有用な
金属炭化物粉末の製造方法としては、従来、 金属酸化物の炭素による還元炭化 金属の直接炭化 分解性金属化合物と炭化水素との気相反応等が知られ
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, a method for producing a metal carbide powder useful as a raw material for a ceramic for sintering has been conventionally a reduction of a metal oxide with carbon, a direct carbonization of a metal, a gas phase reaction between a metal compound and a hydrocarbon, etc. It has been known.
【０００４】又、金属窒化物粉末の製造方法としては、 金属酸化物と炭素の混合物を含窒素化合物（例えば窒
素、アンモニア）雰囲気中で高温に加熱する方法 金属の直接窒化 分解性金属化合物とアンモニア等含窒素化合物との気
相反応等が知られている。As a method for producing metal nitride powder, a method of heating a mixture of metal oxide and carbon to a high temperature in a nitrogen-containing compound (for example, nitrogen, ammonia) atmosphere Direct nitriding decomposable metal compound of metal and ammonia A gas phase reaction with a nitrogen-containing compound such as is known.
【０００５】更に、金属炭窒化物粉末の製造方法として
は、上述のの方法において、金属酸化物を金属炭化物
に転化させるには不十分であるが、金属窒化物に転化す
るには過剰な炭素量を用いて転化させる方法が知られて
いる。Further, as a method for producing a metal carbonitride powder, the above-mentioned method is insufficient for converting a metal oxide into a metal carbide, but an excessive amount of carbon is required for converting into a metal nitride. There is known a method of converting the amount.
【０００６】更に又、金属酸窒化物粉末の製造方法とし
ては、 上述のの方法において、金属酸化物の全部を金属窒
化物に転化するには不充分な炭素量を用いて転化させる
方法が知られている。Further, as a method for producing a metal oxynitride powder, the above-mentioned method is known in which a sufficient amount of carbon is converted to convert all metal oxides into metal nitrides. Has been.
【０００７】このように金属炭化物、金属窒化物、金属
炭窒化物、金属酸窒化物等のセラミックス粉末を製造す
る際に、金属酸化物と炭素との混合物はこれらの製造原
料として重要である。[0007] When producing ceramic powders such as metal carbides, metal nitrides, metal carbonitrides, and metal oxynitrides, a mixture of metal oxide and carbon is important as a raw material for producing these.
【０００８】得られたセラミックス粉末は通常成形さ
れ、焼結体にされる。焼結体を製造する際にこれらのセ
ラミックス粉体の粒子が微細であり、かつ粒径分布がシ
ャープで高純度である程、焼結体の密度が高くなりやす
く（以下、この性質を易焼結性という）かつ焼結体強度
が高くなる。The ceramic powder obtained is usually molded into a sintered body. When the particles of these ceramic powders are fine, the particle size distribution is sharp and the purity is high when the sintered body is manufactured, the density of the sintered body tends to be high (hereinafter, this property is easily burned). (Called binding property) and the strength of the sintered body is increased.
【０００９】このような好ましいセラミックス粉末を製
造するためには、その原料である金属酸化物と炭素とが
可能な限り均一に、かつ微細に混合された組成物を作る
ことが求められる。In order to produce such preferable ceramic powder, it is required to prepare a composition in which the raw material metal oxide and carbon are mixed as uniformly and finely as possible.
【００１０】これを達成するための手段として、本発明
者らは特公平３−１３１６４号公報で、分解性金属化合
物と分解性炭素化合物を水蒸気を含む熱ガス中に導入し
て、これらを分解し、気相中で目的の金属酸化物と炭素
の混合物を製造する装置を提案した。該装置によれば、
微細な金属酸化物と炭素が均一に混合された混合物を拾
数時間安定して得ることができ、該混合物を用いること
により、微細、かつ粒径分布のシャープな金属炭化物を
製造できることを確認した。As means for achieving this, the present inventors have disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-13164 that a decomposable metal compound and a decomposable carbon compound are introduced into a hot gas containing steam to decompose them. Then, an apparatus for producing a desired mixture of metal oxide and carbon in a gas phase was proposed. According to the device,
It was confirmed that a mixture in which fine metal oxides and carbon are uniformly mixed can be stably obtained for several hours, and by using the mixture, fine metal carbides having a sharp particle size distribution can be produced. .
【００１１】しかしながら、さらに数百時間にも及ぶ長
期連続運転を試みた結果、該装置では、運転時間の経過
とともに炉圧が徐々に上昇し、５０時間を過ぎたあたり
から燃焼用空気及び冷却用空気の供給量を一定に維持で
きなくなり、それに伴い得られた含炭素組成物の比表面
積及び組成物中の金属酸化物と単体炭素の割合が変動す
るという問題が明かとなった。However, as a result of further attempting a long-term continuous operation for several hundred hours, in this apparatus, the furnace pressure gradually rises with the lapse of operating time, and after about 50 hours, the combustion air and the cooling air are cooled. It has become clear that the amount of supplied air cannot be maintained constant and the specific surface area of the resulting carbon-containing composition and the ratio of metal oxide to elemental carbon in the composition change accordingly.
【００１２】そこで本発明者らは、このような問題を解
決すべく検討を重ね、従来の方法では、連続運転停止後
の原料噴霧ノズルに、必ず噴霧パターンの一部に欠落が
生じており、また、炉圧の上昇は横型炉への塊状スケー
ルの成長による炉の閉塞のためであり、この塊状スケー
ルは、必ず横型炉反応域の炉底部より成長していること
に着目し、分解性金属化合物や分解性炭素化合物の異常
な熱分解や重合反応により生成した固形物が、注入管先
端に設置された噴霧ノズルへ付着し、正常な噴霧（原料
の微粒化）を阻害し、その結果、原料の完全な熱分解反
応が行われず、噴霧された原料の一部が含炭素組成物と
して炉壁に付着、このうち炉天井部に付着したものが落
下、炉底部に堆積し、これに原料噴霧の中心部に存在す
る粒子径の大きな液滴が未反応の状態で落下衝突し成長
したものであり、根本原因はノズルの温度上昇及び重力
の影響にあると推察し、反応炉を竪型炉とし、かつノズ
ルに水冷ノズルを用いる（特願平５−０３２９３５）こ
とによりこれらの問題を解決し、数百時間（約５００時
間程度）にわたり安定した物性（比表面積、Ｃ／Ｍｅｔ
ａｌ式量比）の含炭素組成物が得られることを確認し
た。Therefore, the inventors of the present invention have conducted extensive studies to solve such a problem, and in the conventional method, the raw material spray nozzle after the continuous operation is stopped always lacks a part of the spray pattern. Also, the rise in furnace pressure is due to the blockage of the furnace due to the growth of the massive scale into the horizontal furnace, and this massive scale always grows from the bottom of the horizontal furnace reaction zone, and The solid matter generated by the abnormal thermal decomposition or polymerization reaction of the compound or degradable carbon compound adheres to the spray nozzle installed at the tip of the injection pipe and hinders normal spraying (atomization of the raw material). The raw material is not completely pyrolyzed, and a part of the sprayed raw material adheres to the furnace wall as a carbon-containing composition, of which the one that adheres to the furnace ceiling drops and accumulates on the furnace bottom. Large particle size in the center of spray It is speculated that the droplets have fallen and collided in an unreacted state, and the root cause is the temperature rise of the nozzle and the effect of gravity, and the reaction furnace is a vertical furnace, and a water-cooled nozzle is used for the nozzle. These problems were solved by applying Japanese Patent Application No. Hei 5-032935), and stable physical properties (specific surface area, C / Met) were obtained for several hundred hours (about 500 hours).
It was confirmed that a carbon-containing composition having an al formula weight ratio) was obtained.
【００１３】しかしながら、さらに数千時間にも及ぶ長
期運転を試みたところ、９００時間を過ぎた頃より含炭
素組成物の物性が変化を始め、１０００時間を経過する
と、さらに炉圧が上昇を始め、最終的には燃焼用空気の
供給を一定に維持できなくなるという問題が再び持ち上
がった。However, when a long-term operation for several thousand hours was tried, the physical properties of the carbon-containing composition began to change after 900 hours, and after 1000 hours, the furnace pressure started to rise. Finally, the problem that the supply of combustion air could not be maintained constant came up again.
【００１４】本発明の含炭素組成物製造方法は、該組成
物中の金属酸化物と単体炭素の割合等の物性の安定した
ものを長時間安定して供給することを目的としており、
また得られた含炭素組成物は、これを焼成してファイン
セラミックスとするべきものであるから、比表面積値等
の物性が変動することは、得られるセラミックスの特性
上特に致命的となりうるものであり、絶対に防止しなけ
ればならない。The method for producing a carbon-containing composition of the present invention aims to stably supply, for a long period of time, those having stable physical properties such as a ratio of metal oxide and elementary carbon in the composition.
Further, the obtained carbon-containing composition is to be fired to obtain fine ceramics, and therefore variations in physical properties such as a specific surface area value can be particularly fatal from the characteristics of the obtained ceramics. Yes, and absolutely must be prevented.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特願
平５−０３２９３５に記された如き含炭素組成物であっ
て、比表面積等物性値の安定した含炭素組成物を工業的
に連続に、かつ長時間安定に製造する方法を提供するも
のである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to industrially provide a carbon-containing composition as described in Japanese Patent Application No. 5-032935, which has stable physical properties such as specific surface area. It is intended to provide a method for continuously and stably producing for a long time.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、この問題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、含炭素組成物の物
性変動や、炉内圧の上昇は竪型炉粉溜め室からの塊状ス
ケ−ルの成長のためであり、この塊状スケ−ルは、噴霧
原料中に存在する大液滴が、未分解のまま竪型炉粉溜め
室の含炭素組成物に衝突することにより発生することを
つきとめ本発明に至ったものである。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve this problem, the present inventors have found that the fluctuations in the physical properties of the carbon-containing composition and the increase in the furnace pressure are caused by the vertical furnace powder storage chamber. This is because of the growth of the lumpy scale, and the lumpy scale is generated when the large droplets present in the spray raw material collide with the carbon-containing composition in the vertical furnace powder storage chamber without being decomposed. This has led to the present invention.
【００１７】即ち、本発明は水蒸気を含む熱ガス中に、
分解性金属化合物及び分解性炭素化合物を導入、分解し
て、金属酸化物と単体炭素を含む混合エーロゾル分散質
を製造するにあたり、該熱ガス中へ噴霧導入する分解性
金属化合物及び分解性炭素化合物の混合物の噴霧液滴の
最大粒径が２００μｍ以下であることを特徴とした、数
千時間にも及ぶ長時間にわたり安定した物性の含炭素組
成物を製造する方法を提供するものである。That is, according to the present invention, in a hot gas containing water vapor,
When a decomposable metal compound and a decomposable carbon compound are introduced and decomposed to produce a mixed aerosol dispersoid containing a metal oxide and elemental carbon, a decomposable metal compound and a decomposable carbon compound spray-introduced into the hot gas. The present invention provides a method for producing a carbon-containing composition having stable physical properties for a long time of up to several thousand hours, which is characterized in that the maximum particle size of sprayed droplets of the mixture is 200 μm or less.
【００１８】本発明を更に詳細に説明する。本発明の含
炭素組成物とは、水蒸気を含む熱ガス中に分解性金属化
合物及び分解性炭素化合物を導入し、分解して、金属酸
化物及び単体炭素の各々のエーロゾルを含む混合エーロ
ゾル分散質を生成させて、この混合エーロゾル分散質を
捕集して得たことにより特徴づけられる。The present invention will be described in more detail. With the carbon-containing composition of the present invention, a decomposable metal compound and a decomposable carbon compound are introduced into a hot gas containing water vapor, decomposed, and a mixed aerosol dispersoid containing respective aerosols of a metal oxide and elemental carbon. And is obtained by collecting the mixed aerosol dispersoid.
【００１９】本発明で云う混合エーロゾルとは、気体中
に金属酸化物及び単体炭素が微細な固形物の分散質とし
て混在するものを意味する。The mixed aerosol as referred to in the present invention means a substance in which a metal oxide and elementary carbon are mixed as a dispersoid of a fine solid in a gas.
【００２０】本発明では、まず単体炭素のエーロゾル
は、分解性炭素化合物を熱ガス中に導入、分解して容易
に得ることができる。他方、金属酸化物のエーロゾル
は、例えば四塩化珪素の如き化合物を水蒸気を含む熱ガ
ス中に導入すると、熱分解、酸化あるいは加水分解等を
伴う分解を起こし容易に得ることができる。In the present invention, the aerosol of simple carbon can be easily obtained by introducing and decomposing a decomposable carbon compound into hot gas. On the other hand, an aerosol of a metal oxide can be easily obtained by introducing a compound such as silicon tetrachloride into a hot gas containing water vapor and causing decomposition accompanied by thermal decomposition, oxidation or hydrolysis.
【００２１】本発明で使用しうる分解性金属化合物は、
常温常圧ですでにまたは昇温により容易に気相もしくは
液相状態となるものが好適に使用される。The decomposable metal compound that can be used in the present invention is
Those which are already in a normal temperature and normal pressure or which easily become a gas phase or a liquid phase by increasing the temperature are preferably used.
【００２２】具体的例を挙げれば、Ｃ5 Ｈ11Ｌｉ、Ｃ2
Ｈ5 Ｌｉ、ＮａＨ、Ｃ2 Ｈ5 Ｎａ、Ｃ6 Ｈ6 Ｃ2 Ｒｂ、
Ｃ2 Ｈ5 Ｃｓ、（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｂｅ、Ｃ2 Ｈ5 ＭｇＣ
ｌ、Ｍｇ（ＯＣＨ3 ）2 、（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｃａ、Ｓｃ
（ＣＨ3 ）3 、Ｙ（Ｃ6 Ｈ5 ）3、Ｌａ（ＣＨ3 ）3 、
ＴｉＣｌ3 ＣＨ3 、ＴｉＦ4 、ＴｉＩ4 、Ｔｉ（ＯＣ3
Ｈ 7 ）4 、ＺｒＩ4 、Ｚｒ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 、ＨｆＣｌ
4 、ＨｆＣｌ2 （Ｃ6 Ｈ5）2 、ＶＦ5 、Ｖ（Ｃ
2 Ｈ5 ）2 、ＮｂＦ5 、ＮｂＣｌ5 、Ｎｂ（Ｃ3 Ｈ5 ）
４、ＴａＦ5 、ＴａＢｒ4 、ＴａＨ3 （Ｃ2 Ｈ5 ）2 、
ＣｒＣｌ3 、Ｃｒ（ＣＨ3）3 、ＭｏＦ5 、ＭｏＣ
ｌ5 、ＭｏＣｌ2 （Ｃ2 Ｈ5 ）2 、ＷＦ6 、ＷＣｌ5 、
Ｗ（ＣＨ3 ）6 、ＷＣｌ2 （Ｃ2 Ｈ5 ）2 、Ｍｎ（Ｃ2
Ｈ5 ）2 、ＲｅＨ（Ｃ2Ｈ5 ）2 、Ｒｕ（Ｃ
2 Ｈ5 ）2 、ＣｏＣ10Ｈ10、Ｒｈ（Ｃ2 Ｈ5 ）（Ｃ6 Ｈ
5 ）、Ｎｉ（Ｃ3 Ｈ5 ）2 、Ｐｂ（Ｃ3 Ｈ5 ）2 、Ｚｎ
（Ｃ2 Ｈ5 ）2 、Ｃｄ（Ｃ2Ｈ3 ）2 、Ｈｇ（ＣＨ3 ）
2 、ＢＣｌ3 、Ｂ（ＯＣＨ3 ）3 、Ｂ（ＯＣ
2 Ｈ5 ） 3 、Ｂ2 Ｈ6 、（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ａｌ、Ａｌ（Ｏ
Ｃ2 Ｈ5 ）3 、ＧａＣｌ3 、Ｇａ（ＣＨ3 ）3 、（Ｃ2
Ｈ5 ）2 ＧａＯＣ2 Ｈ5 、ＴｌＦ3 、ＨＳｉＣｌ3 、Ｓ
ｉＨ4 、Ｓｉ2 Ｈ6 、（ＣＨ3 ）4 Ｓｉ、（ＣＨ3 ）2
ＳｉＣｌ2 、ＣＨ3 ＳｉＣｌ3 、ＳｉＦ4 、Ｓｉ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）4 、ＧｅＣｌ4 、Ｓｎ（ＣＨ3 ）、ＰＨ3、Ａ
ｓＦ3 、ＡｓＣｌ3 、ＢｉＨ3 、ＢｉＣｌ3 、Ｔｈ（Ｏ
4 Ｈ3 ）4 、Ｕ（ＯＣＨ3 ）5 、Ｕ（ＯＣ3 Ｈ7 ）5 な
どであり、またこれらの混合物であっても本発明には何
等の支障もなく使用可能である。To give a concrete example, CFiveH11Li, C2
HFiveLi, NaH, C2HFiveNa, C6H6C2Rb,
C2HFiveCs, (C2HFive)2Be, C2HFiveMgC
l, Mg (OCH3)2, (C2HFive)2Ca, Sc
(CH3)3, Y (C6HFive)3, La (CH3)3,
TiCl3CH3, TiFFour, TiIFour, Ti (OC3
H 7)Four, ZrIFour, Zr (OC2HFive)Four, HfCl
Four, HfCl2(C6HFive)2, VFFive, V (C
2HFive)2, NbFFive, NbClFive, Nb (C3HFive)
4, TaFFive, TaBrFour, TaH3(C2HFive)2,
CrCl3, Cr (CH3)3, MoFFive, MoC
lFive, MoCl2(C2HFive)2, WF6, WClFive,
W (CH3)6, WCl2(C2HFive)2, Mn (C2
HFive)2, ReH (C2HFive)2, Ru (C
2HFive)2, CoCTenHTen, Rh (C2HFive) (C6H
Five), Ni (C3HFive)2, Pb (C3HFive)2, Zn
(C2HFive)2, Cd (C2H3)2, Hg (CH3)
2, BCl3, B (OCH3)3, B (OC
2HFive) 3, B2H6, (C2HFive)3Al, Al (O
C2HFive)3, GaCl3, Ga (CH3)3, (C2
HFive)2GaOC2HFive, TLF3, HSiCl3, S
iHFour, Si2H6, (CH3)FourSi, (CH3)2
SiCl2, CH3SiCl3, SiFFour, Si (OC
2HFive)Four, GeClFour, Sn (CH3), PH3, A
sF3, AsCl3, BiH3, BiCl3, Th (O
FourH3)Four, U (OCH3)Five, U (OC3H7)FiveNa
And any mixture of these is not a part of the invention.
It can be used without any problems.
【００２３】本発明の実施に用いられる分解性炭素化合
物は熱ガス中に導入された場合、容易に分解して単体炭
素（スス）を生成しうるようなもので、そのままで気相
もしくは液相状態か、昇温により容易に液相状態になる
ものが好適に使用可能である。The decomposable carbon compound used in the practice of the present invention is such that when it is introduced into hot gas, it can be easily decomposed to form elemental carbon (soot). It can be suitably used in a state of being in a liquid state or in a state of being easily in a liquid phase by increasing the temperature.
【００２４】例えば、ＬＰＧ、ナフサ、ガソリン、燃料
油、灯油、軽油、重油、潤滑油、流動パラフィンなどの
石油製品類；メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペン
タンなどの炭化水素；メタノール、エタノール、プロパ
ノール、エチレン、アセチレン、ｎ−パラフィン、ブタ
ジエン、イソプレン、イソブチレン、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、ジク
ロロペンタジエン、エチルベンゼン、スチレン、キュメ
ン、ブソイドクメン、メシチレン、アルキルベンゼン、
α−メチルスチレン、ジシクロドデカトリエン、ジイソ
ブチレン、塩化ビニル、クロルベンゼン、Ｃ9溜分混合
物、エチレンボトムなどの石油化学製品類；タール、ピ
ッチ、クレオソート油、ナフタリン、アントラセン、カ
ルバゾール、タール酸、フェノール、クレゾール、キシ
レゾール、ピリジン、ピコリン、キノリンなどのタール
製品類；大豆油、ヤシ油、アマニ油、綿実油、ナタネ
油、キリ油、ヒマシ油、鯨油、牛脂、スクワラン、オレ
イン酸、ステアリン酸などの油脂類などが好ましいもの
としてあげられるが、もちろんこれらに限られるもので
はない。For example, petroleum products such as LPG, naphtha, gasoline, fuel oil, kerosene, light oil, heavy oil, lubricating oil, liquid paraffin; hydrocarbons such as methane, ethane, propane, butane, pentane; methanol, ethanol, propanol. , Ethylene, acetylene, n-paraffin, butadiene, isoprene, isobutylene, benzene, toluene, xylene, cyclohexane, cyclohexene, dichloropentadiene, ethylbenzene, styrene, cumene, pseudocumene, mesitylene, alkylbenzene,
Petrochemicals such as α-methylstyrene, dicyclododecatriene, diisobutylene, vinyl chloride, chlorobenzene, C 9 cut mixture, ethylene bottom; tar, pitch, creosote oil, naphthalene, anthracene, carbazole, tar acid Tar products such as phenol, cresol, xysol, pyridine, picoline and quinoline; soybean oil, coconut oil, linseed oil, cottonseed oil, rapeseed oil, tung oil, castor oil, whale oil, beef tallow, squalane, oleic acid, stearic acid, etc. The oils and fats of the above are mentioned as preferable ones, but they are not limited to these.
【００２５】本発明の実施に使用する分解性炭素化合物
は、炭素の供給が目的であるから、この目的からは例え
ば上記の如く、広範囲に選択可能である。しかしなが
ら、取扱の簡便さ、炭素収率の面からトルエン、キシレ
ン、ベンゼン、灯油、軽油、重油、Ｃ9 溜分混合物、エ
チレンボトムなどが好ましい。本発明で使用可能なこれ
らの分解性金属化合物及び分解性炭素化合物は、通常は
そのままで、または加熱により容易に気相もしくは液相
状態となし得るものであるので、特定不純物の排除を必
要とする場合は、蒸留、吸着、洗浄などの簡便な操作で
高純度の分解性化合物を容易に得ることが出来る。The decomposable carbon compound used in the practice of the present invention has the purpose of supplying carbon, and for this purpose, it can be selected from a wide range as described above. However, toluene, xylene, benzene, kerosene, light oil, heavy oil, C 9 distillate mixture, ethylene bottom and the like are preferable from the viewpoint of easy handling and carbon yield. These decomposable metal compounds and decomposable carbon compounds that can be used in the present invention are usually as they are, or can be easily made into a gas phase or a liquid phase state by heating, and thus it is necessary to eliminate specific impurities. In such a case, a highly pure decomposable compound can be easily obtained by a simple operation such as distillation, adsorption and washing.
【００２６】本発明の含炭素組成物を得るための具体的
な装置としては、竪型炉を用いる。この炉には加熱装置
及び分解性金属化合物と分解性炭素化合物の混合物を導
入する水冷ノズルと、熱ガス導入ダクト、混合エーロゾ
ル排出ダクトとが具備されている。A vertical furnace is used as a specific apparatus for obtaining the carbon-containing composition of the present invention. This furnace is equipped with a heating device, a water cooling nozzle for introducing a mixture of a decomposable metal compound and a decomposable carbon compound, a hot gas introduction duct, and a mixed aerosol discharge duct.
【００２７】また、加熱装置としては燃焼バーナー、通
電発熱体などがあるが燃焼バーナーが簡便であり、また
熱効率の面でも好ましい。As the heating device, there are a combustion burner, an electric heating element, etc., but the combustion burner is simple and preferable in terms of thermal efficiency.
【００２８】図１は、本発明の実施に用いる竪型炉の一
例を示すものであり、水冷ノズル３、燃焼室Ａ、反応領
域Ｂ及び粉溜室Ｃを具備した含炭素組成物の製造装置の
断面図を示したものである。FIG. 1 shows an example of a vertical furnace used for carrying out the present invention, which is an apparatus for producing a carbon-containing composition having a water cooling nozzle 3, a combustion chamber A, a reaction region B and a powder reservoir chamber C. 2 is a sectional view of FIG.
【００２９】図１において燃料は、燃焼バーナー２より
供給されダクト１からの空気によって燃焼し、水蒸気を
含む熱ガス流を形成する。Ａ領域は燃焼室Ａで燃焼が充
分進行するのに必要な空間を有し、これにより下流のＢ
領域、即ち、反応領域Ｂにおいては燃焼ガスは安定した
熱ガス流を形成するのである。また、Ｃ域は粉溜室Ｃで
あり落下したスケールを溜めておく場所である。In FIG. 1, the fuel is supplied from the combustion burner 2 and burned by the air from the duct 1 to form a hot gas flow containing water vapor. The area A has a space necessary for the combustion to sufficiently proceed in the combustion chamber A.
In the zone, reaction zone B, the combustion gases form a stable hot gas flow. Further, the area C is the powder storage chamber C, which is a place for storing the dropped scale.
【００３０】本発明の実施に用いられる竪型炉に噴霧導
入された分解性金属化合物と分解性炭素化合物の混合物
の液適最大粒径が２００μｍ以下の条件では、分解性金
属化合物の熱分解及び加水分解反応、分解性炭素化合物
の燃焼熱分解の速度はきわめて大きい（０．０１〜０．
１秒程度で実質的に反応は完結する）ので反応時間（反
応域の滞留時間）としては１秒も取れば充分である。従
って反応領域Ｂの大きさとしては原料である分解性金属
化合物及び分解性炭素化合物が１秒以上滞留する空間を
確保すればよい。Under the condition that the liquid-suitable maximum particle size of the mixture of the decomposable metal compound and the decomposable carbon compound sprayed into the vertical furnace used for the practice of the present invention is 200 μm or less, thermal decomposition of the decomposable metal compound and The rate of hydrolysis reaction and combustion pyrolysis of decomposable carbon compounds is extremely high (0.01 to 0.
Since the reaction is substantially completed in about 1 second), it is sufficient to take 1 second as the reaction time (residence time in the reaction zone). Therefore, as the size of the reaction region B, it is sufficient to secure a space in which the decomposable metal compound and the decomposable carbon compound as the raw materials stay for 1 second or more.
【００３１】本発明では、炉内は少なくとも６００℃以
上、好ましくは７００℃以上、より好ましくは８００℃
以上の温度と空間領域がなければならない。６００℃以
上の温度であれば分解性炭素化合物からは単体炭素が、
更に水蒸気を含む雰囲気下で分解性金属化合物からは金
属酸化物が各々極めて微細な粒子として得られ、気体と
固形物との混合体である混合エーロゾル状態で発生す
る。In the present invention, the inside of the furnace is at least 600 ° C. or higher, preferably 700 ° C. or higher, more preferably 800 ° C.
There must be above temperature and space area. If the temperature is 600 ° C or higher, elemental carbon from the decomposable carbon compound,
Further, in an atmosphere containing water vapor, metal oxides are obtained as extremely fine particles from the decomposable metal compound, and are generated in a mixed aerosol state which is a mixture of gas and solid matter.
【００３２】なお、２０００℃以上の温度は通常熱ロス
を招くだけであるのでこのような高温は好ましくない。
また、金属酸化物に加えて、単体金属さらには金属ハロ
ゲン化物が挟在していても、本発明での最終目的である
炭化物、窒化物及び酸窒化物の焼結体を得るのに格別の
妨げにはならない。It should be noted that a temperature of 2000 ° C. or higher usually causes a heat loss, and such a high temperature is not preferable.
Further, in addition to the metal oxide, even if a single metal or even a metal halide is sandwiched, it is special to obtain a sintered body of carbide, nitride and oxynitride which is the final object of the present invention. It does not hinder.
【００３３】本発明で使用する水蒸気を含む熱ガスを得
る方法としては、通電加熱方式、高周波加熱方式及び放
電方式によって得た熱ガス中に水蒸気を導入することに
よって得ることもできるが、水素、メタン、エタン、プ
ロパンなど、あるいは原料とする炭化水素のように燃焼
して水蒸気を生成する可燃物を空気で燃焼させる方法
が、一工程で水蒸気を含む熱ガスを得ることができるの
で装置上簡便であり、熱効率の面からも経済的である。The hot gas containing steam used in the present invention can be obtained by introducing steam into the hot gas obtained by an electric heating method, a high frequency heating method, and a discharge method. The method of burning combustible substances such as methane, ethane, propane, etc., or the combustible substances that generate steam such as hydrocarbons as raw materials with air can obtain a hot gas containing steam in one step, so that it is simple in equipment. Therefore, it is economical in terms of thermal efficiency.
【００３４】本発明では、分解性金属化合物と分解性炭
素化合物は、予め混合された混合物（組成物）の状態で
単一のノズルより熱ガス中に導入されるのが好ましい。
分解性金属化合物と分解性炭素化合物を、各々別に設け
られた別々のノズルより熱ガス中に導入するのは好まし
くない。これは、おそらく混合物の状態で単一のノズル
から導入する方が、微細な混合状態を呈する含炭素組成
物がより安定して得られ易いためであろう。また、ノズ
ルを一本とした方が設備も簡略で操作が容易でもあると
いう利点もあるからである。In the present invention, the decomposable metal compound and the decomposable carbon compound are preferably introduced into the hot gas through a single nozzle in the form of a premixed mixture (composition).
It is not preferable to introduce the decomposable metal compound and the decomposable carbon compound into the hot gas through separate nozzles provided separately. This is probably because a carbon-containing composition exhibiting a fine mixed state can be more stably obtained by introducing the mixture as a single nozzle from a single nozzle. This is also because using one nozzle has the advantages that the equipment is simple and the operation is easy.
【００３５】なお、分解性金属化合物と分解性炭素化合
物は相互に溶解して混合された後、相分離を起こさない
組合せとすることが好ましい。かかる観点からは例え
ば、ＳｉＣｌ4 、ＣＨ3 ＳｉＣｌ3 等の分解性金属化合
物はいずれもトルエン、キシレン、灯油、軽油、Ｃ9 溜
分混合物等の分解性炭素化合物のいずれにも可溶性であ
り広範囲に選択可能である。It is preferable that the decomposable metal compound and the decomposable carbon compound are dissolved in each other and mixed with each other to form a combination that does not cause phase separation. From this point of view, for example, decomposable metal compounds such as SiCl 4 , CH 3 SiCl 3 and the like are soluble in all of decomposable carbon compounds such as toluene, xylene, kerosene, light oil, and C 9 distillate mixture, and are widely used. It is selectable.
【００３６】本発明の実施に用いられる分解性金属化合
物及び分解性炭素化合物の混合物は、水冷ノズルを用い
て熱ガス中に導入される。The mixture of decomposable metal compound and decomposable carbon compound used in the practice of the present invention is introduced into hot gas using a water cooled nozzle.
【００３７】図２は本発明に用いられる水冷ノズルの一
例である。原料注入管８及びその先端部に設置されたノ
ズル９は水冷ジャケット１２によって冷却されている。
冷却はジャケット方式の他に原料注入管及びノズルの周
囲に通水パイプをコイル状に巻き付ける方式の他に、原
料注入管８及びその先端部に設置されたノズル９が水に
よって冷却可能であれば何れの方式でもかまわない。FIG. 2 shows an example of a water cooling nozzle used in the present invention. The raw material injection pipe 8 and the nozzle 9 installed at the tip thereof are cooled by a water cooling jacket 12.
In addition to the jacket method, the cooling method is not limited to the jacket method, in which a water pipe is wound around the raw material injection pipe and the nozzle in a coil shape, but the raw material injection pipe 8 and the nozzle 9 installed at the tip thereof can be cooled by water. Either method may be used.
【００３８】使用されるノズルは、噴霧された分解性金
属化合物と分解性炭素化合物の混合物の噴霧液滴最大粒
径が２００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下となる
ものが望ましい。It is desirable that the nozzle used has a maximum sprayed droplet diameter of 200 μm or less, preferably 100 μm or less, of the sprayed mixture of the decomposable metal compound and the decomposable carbon compound.
【００３９】具体的ノズルの例をあげれば、圧力噴霧ノ
ズル及び二流体噴霧ノズルの何れでもかまわないが、よ
り微噴霧が可能であるという点からは二流体噴霧ノズル
が好適である。As a concrete example of the nozzle, either a pressure spray nozzle or a two-fluid spray nozzle may be used, but the two-fluid spray nozzle is preferable from the viewpoint that finer spraying is possible.
【００４０】図３は二流体噴霧ノズルの一例を示すもの
であり、原料送入部１３、噴霧用空気送入部１４、混合
室１５、噴霧口１６を具備したものの断面図を示したも
のである。図３において分解性金属化合物と分解性炭素
化合物の混合物は原料挿入部１３より混合室１５へ送ら
れ、ここで噴霧用空気送入部１４より供給された空気と
混合、微粒化され、噴霧口１６より噴霧される。FIG. 3 shows an example of a two-fluid spray nozzle, and is a cross-sectional view of one equipped with a raw material feeding section 13, a spraying air feeding section 14, a mixing chamber 15 and a spray port 16. is there. In FIG. 3, the mixture of the decomposable metal compound and the decomposable carbon compound is sent from the raw material insertion part 13 to the mixing chamber 15, where it is mixed with the air supplied from the atomizing air introduction part 14 to be atomized, It is sprayed from 16.
【００４１】本発明では、噴霧液滴の最大粒径を２００
μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下とする。２００μ
ｍより大きいと、炉内への塊状スケールの成長により連
続運転が不可能となるので好ましくない。In the present invention, the maximum particle size of the sprayed droplets is 200
The thickness is not more than μm, preferably not more than 100 μm. 200μ
If it is larger than m, continuous operation becomes impossible due to the growth of massive scale in the furnace, which is not preferable.
【００４２】得られる含炭素組成物の物性の安定と液滴
径との因果関係を明確にはしえないが、おそらく以下の
効果によるものと推察される。The causal relationship between the stability of the physical properties of the obtained carbon-containing composition and the droplet diameter cannot be clarified, but it is presumed that the following effects are probably exerted.
【００４３】炉内に導入された分解性金属化合物と分解
性炭素化合物の混合物（以下原料混合物と記す）は、炉
内で一旦ガス化した後加水分解または熱分解を経て含炭
素組成物になるものと考えられる。従って、反応域温度
が一定であれば、炉内に導入された原料混合物の液滴径
が小さい程原料混合物の蒸発面積が大きくなり、含炭素
組成物の生成が速やかに進行する。The mixture of the decomposable metal compound and the decomposable carbon compound (hereinafter referred to as the raw material mixture) introduced into the furnace is once gasified in the furnace and then hydrolyzed or pyrolyzed into a carbon-containing composition. It is considered to be a thing. Therefore, if the reaction zone temperature is constant, the smaller the droplet diameter of the raw material mixture introduced into the furnace, the larger the evaporation area of the raw material mixture, and the more rapidly the production of the carbon-containing composition proceeds.
【００４４】一方原料液滴径が大きくなると原料混合物
の蒸発面積が小さくなるため、含炭素組成物の生成反応
が進行しにくくなる。それと同時に、液滴径が大きい程
ノズルから噴霧された際の慣性力の働きを受け易くな
り、反応域を短時間に通過してしまうものと考えられ
る。従って、完全に分解の終了していない原料混合物が
粉溜室内の含炭素組成物に衝突して塊状スケ−ルに成長
し、その結果竪型炉の含炭素組成物排出ダクトが塞がれ
炉圧が上昇する。又原料混合物の一部が塊状スケ−ル
（Ｃ／Ｍｅｔａｌ式量比等が含炭素組成物と異なる）と
なり炉内に残るために得られる含炭素組成物のＣ／Ｍｅ
ｔａｌ式量比等物性が変動するのであろう。On the other hand, when the droplet diameter of the raw material is large, the evaporation area of the raw material mixture is small, so that the reaction for producing the carbon-containing composition is difficult to proceed. At the same time, it is considered that the larger the droplet diameter, the more easily it is affected by the inertial force when sprayed from the nozzle, and the droplet passes through the reaction region in a short time. Therefore, the raw material mixture, which has not been completely decomposed, collides with the carbon-containing composition in the powder chamber to grow into a massive scale, and as a result, the carbon-containing composition discharge duct of the vertical furnace is closed and the furnace is closed. The pressure rises. Further, a part of the raw material mixture becomes a massive scale (C / Metal formula weight ratio is different from that of the carbon-containing composition) and remains in the furnace, so that C / Me of the carbon-containing composition obtained.
The physical properties such as the tal formula amount ratio may vary.
【００４５】生成した金属酸化物と単体炭素を含む混合
エーロゾル分散質は、炉の外に誘導した後、含まれる固
形物をバッグフィルター、サイクロン、電気集塵機等の
公知の捕集装置を使用する固−気分離操作により捕集す
るが、捕集装置での熱負荷を軽減するためには予冷する
ことが望ましい。予冷の方法としては、反応後の帯域を
冷却するとか、または水を注入する等の手段を採用でき
る。The mixed aerosol dispersoid containing the produced metal oxide and elemental carbon is introduced into the outside of the furnace, and the solid matter contained therein is collected by a known collecting device such as a bag filter, a cyclone, an electrostatic precipitator or the like. -It is collected by a gas separation operation, but precooling is desirable in order to reduce the heat load on the collection device. As a pre-cooling method, means such as cooling the zone after the reaction or injecting water can be adopted.
【００４６】以上の如くして捕集された本発明の含炭素
組成物は、高周波加熱炉、電気抵抗炉、直下式管状加熱
炉などを用い、好ましくはアルゴン、ヘリウム、窒素、
水素などの非酸化性ガス雰囲気下で、１０００〜２５０
０℃好ましくは１２００〜２０００℃程度に強熱するこ
とによって、焼結体原料として好適な金属炭化物粉末と
することができる。The carbon-containing composition of the present invention collected as described above is subjected to a high frequency heating furnace, an electric resistance furnace, a direct type tubular heating furnace, etc., preferably with argon, helium, nitrogen,
1000 to 250 in a non-oxidizing gas atmosphere such as hydrogen
By igniting at 0 ° C., preferably about 1200 to 2000 ° C., a metal carbide powder suitable as a sintered body raw material can be obtained.
【００４７】[0047]
【実施例】以下、実施例により本発明をより具体的に説
明する。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.
【００４８】実施例１ 図１は、本発明の含炭素組成物の製造装置を断面図で示
したものである。該製造装置は燃焼室Ａ、反応領域Ｂ及
び粉溜室Ｃからなり、炉材５に囲まれたこれらの空間は
Ａ−Ｂ方向に軸対称な円筒状である。ここでは、Ａ部の
内径は６００ｍｍ、Ｂ部の内径は４００ｍｍとした。Example 1 FIG. 1 is a sectional view showing an apparatus for producing a carbon-containing composition of the present invention. The manufacturing apparatus includes a combustion chamber A, a reaction region B, and a powder storage chamber C, and these spaces surrounded by the furnace material 5 have a cylindrical shape axially symmetric in the AB direction. Here, the inner diameter of the portion A was 600 mm and the inner diameter of the portion B was 400 mm.
【００４９】この装置を用いて、ダクト１より空気を１
５０Ｎｍ3 ／ｈ連続的に送入し、燃焼バーナー２より水
素を１４Ｎｍ3 ／ｈ供給燃焼させた。Using this device, air from duct 1
50 Nm 3 / h continuously fed, was 14 Nm 3 / h was supplied to burn the hydrogen from the combustion burner 2.
【００５０】原料として、分解性金属化合物はＨＳｉＣ
ｌ3 を、分解性炭素化合物はトルエンを用い、この両者
を重量比で１：１の割合に混合したものを４３ｋｇ／ｈ
の流量で二流体噴霧ノズルを用いた水冷ノズル３より製
造装置内に注入噴霧した。なお原料微噴霧用には加圧し
た空気１０Ｎｍ3 ／ｈを用いた。As a raw material, the decomposable metal compound is HSiC.
43 kg / h was obtained by mixing l 3 with toluene as a decomposable carbon compound and mixing both of them at a weight ratio of 1: 1.
The water was sprayed into the manufacturing apparatus from the water cooling nozzle 3 using the two-fluid spray nozzle at a flow rate of. Pressurized air of 10 Nm 3 / h was used for finely spraying the raw material.
【００５１】得られた混合エーロゾルはダクト５より系
外に導かれ、混合エーロゾル中の分散質をバッグフィル
ターで捕集して含炭素組成物を２１．７ｋｇ／ｈの生成
量で得た。含炭素組成物中のケイ素質は二酸化珪素であ
ることが化学分析により確認され、ＥＳＲスペクトル解
析の結果Ｓｉと他元素との結合形態にはＳｉ−Ｏ結合の
みが観察された。The obtained mixed aerosol was introduced to the outside of the system through duct 5, and the dispersoid in the mixed aerosol was collected by a bag filter to obtain a carbon-containing composition at a production amount of 21.7 kg / h. It was confirmed by chemical analysis that the silicon material in the carbon-containing composition was silicon dioxide, and as a result of ESR spectrum analysis, only Si—O bonds were observed in the bond form between Si and other elements.
【００５２】表１に得られた含炭素組成物のケイ素に対
する炭素の式量比Ｃ／Ｓｉ（ｇ−アトムＣ／ｇ−アトム
Ｓｉをいう。以下同じ）、窒素吸着比表面積（ｍ2 ／
ｇ）及び炉内圧の原料注入開始より１０００時間までの
経時変化を示した。この間注入した全ＨＳｉＣｌ3 中の
ケイ素量に対する捕集した全含炭素組成物中のケイ素量
の割合〔以下、金属捕集率と称す（捕集金属量／注入金
属量）×１００〕は９９．１％であった。またこの二流
体噴霧ノズルを用い、同一条件で原料液滴を、シリコー
ンオイル等噴霧した液滴が溶解や反応を起こさない安定
な液膜中に包含させ、この液滴を光学顕微鏡により撮影
し、撮影した粒子５００個について粒子径を測定した時
の最大液滴径は１００μｍであった。The formula weight ratio of carbon to silicon in the carbon-containing composition obtained in Table 1 is C / Si (g-atom C / g-atom Si; hereinafter the same) and nitrogen adsorption specific surface area (m 2 /
g) and the internal pressure of the furnace up to 1000 hours after starting the raw material injection. The ratio of the amount of silicon in the collected total carbon-containing composition to the amount of silicon in the total HSiCl 3 injected during this period [hereinafter, referred to as metal collection rate (collected metal amount / injected metal amount) × 100] is 99. It was 1%. In addition, using this two-fluid spray nozzle, raw material droplets are included in a stable liquid film in which the sprayed droplets such as silicone oil do not dissolve or react under the same conditions, and the droplets are photographed with an optical microscope. The maximum droplet size was 100 μm when the particle size was measured for 500 photographed particles.
【００５３】かくの如くして製造装置の運転は１２００
時間継続して行い、その後停止して製造装置内壁等を観
察したが、さらなる連続運転の継続に障害となるような
格別の問題点は全く観察されず、さらに所望の長時間た
とえば２０００時間でも４０００時間でも、安定したケ
イ素に対する炭素の式量比、比表面積の含炭素組成物の
製造が可能であることが示唆された。Thus, the operation of the manufacturing apparatus is 1200
The operation was continued for a certain period of time, then stopped and the inner wall of the manufacturing equipment was observed. However, no particular problem was found that would hinder the continuation of further continuous operation. It was suggested that it is possible to produce a carbon-containing composition having a stable formula weight ratio of carbon to silicon and a specific surface area even with time.
【００５４】[0054]
【表１】 [Table 1]
【００５５】実施例２〜５ 実施例１と同様に図１に示す製造装置を使用し、燃料に
は水素の他にメタン、プロパン、ブタンも用い、分解性
金属化合物、分解性炭素化合物には表２に示す化合物を
用い燃焼用空気量、原料注入量、原料噴霧用ノズル、及
び二流体噴霧ノズルの場合は噴霧用空気の流量をそれぞ
れ表２に示した条件とし、それぞれ表２に示した様な原
料噴霧液滴最大粒径で表２に示した様な捕集量、金属捕
集率で含炭素組成物を得た。Examples 2 to 5 As in Example 1, the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 was used, methane, propane and butane were used as fuels in addition to hydrogen, and decomposable metal compounds and decomposable carbon compounds were used. In the case of using the compounds shown in Table 2 for the combustion air amount, the raw material injection amount, the raw material spray nozzle, and the two-fluid spray nozzle, the flow rates of the spray air were set to the conditions shown in Table 2, respectively. A carbon-containing composition was obtained with the maximum particle size of the raw material spray droplets and the collection amount and metal collection rate as shown in Table 2.
【００５６】得られた含炭素組成物の原料注入開始より
４００、７００、１０００時間後の比表面積及び金属に
対する炭素の式量比Ｃ／Ｍｅ（ｇ−アトムＣ／ｇ−アト
ムＭｅｔａｌ）の値は、各々表２に示した通りであっ
た。The specific surface area and the formula weight ratio of carbon to metal C / Me (g-atom C / g-atom Metall) 400, 700, and 1000 hours after starting the raw material injection of the obtained carbon-containing composition are , As shown in Table 2, respectively.
【００５７】これら含炭素組成物の製造は、いずれも原
料注入開始より１２００時間連続して行ったが、実施例
１と同様いずれもさらに連続運転を継続するに障害とな
るような格別の問題は全く観察されなかった。The production of these carbon-containing compositions was continuously carried out 1200 hours after the start of the raw material injection. However, as in Example 1, there was a particular problem that would hinder the continuous operation. It was not observed at all.
【００５８】[0058]
【表２】 [Table 2]
【００５９】比較例１ 実施例１と同様の製造装置（燃焼室内径６００ｍｍ、反
応ゾーン内径４００ｍｍ）を用いてダクト１より空気を
１６０Ｎｍ3 ／ｈ連続的に送入し、燃焼バーナー２より
水素を１４Ｎｍ3 ／ｈ供給燃焼させた。Comparative Example 1 Using the same production apparatus as in Example 1 (combustion chamber inner diameter 600 mm, reaction zone inner diameter 400 mm), air was continuously fed from the duct 1 at 160 Nm 3 / h, and hydrogen was fed from the combustion burner 2. It was burned by supplying 14 Nm 3 / h.
【００６０】原料として、分解性金属化合物はＨＳｉＣ
ｌ3 を、分解性炭素化合物はトルエンを用い、この両者
を重量比で１：１の割合に混合したものを、実施例１と
同様４３ｋｇ／ｈの流量で、圧力噴霧式の充円錐ノズル
を用いた水冷ノズル３より製造装置内に注入噴霧した。
得られた混合エーロゾルはダクト５より系外に導かれ、
混合エーロゾル中の分散質をバッグフィルターで捕集し
て含炭素組成物を２１．５ｋｇ／ｈの生成量で得た。As the raw material, the decomposable metal compound is HSiC.
l 3 was mixed with toluene as a decomposable carbon compound and mixed at a ratio of 1: 1 by weight, and a pressure spray type full cone nozzle was used at a flow rate of 43 kg / h as in Example 1. It was injected and sprayed into the manufacturing apparatus from the water cooling nozzle 3 used.
The obtained mixed aerosol is guided to the outside of the system through the duct 5,
The dispersoid in the mixed aerosol was collected by a bag filter to obtain a carbon-containing composition at a yield of 21.5 kg / h.
【００６１】運転開始後８００時間までは何の変化もな
かったが、その後燃焼用空気量は一定に保たれたものの
炉圧が徐々に上昇を始め、９００時間経過した頃より燃
焼用空気を一定に保つことが困難となり、９５０時間後
に運転を停止せざるをえなくなった。There was no change until 800 hours after the start of the operation, but after that, the combustion air amount was kept constant, but the furnace pressure started to rise gradually, and the combustion air was kept constant after 900 hours. It became difficult to keep the temperature at above 950 hours, and the operation had to be stopped after 950 hours.
【００６２】運転停止後製造装置内を観察したところ、
図３の様に粉溜室の含炭素組成物中から塊状のスケ−ル
が成長し、ダクト５の入口をほとんど塞いでいた。When the inside of the manufacturing apparatus was observed after the operation was stopped,
As shown in FIG. 3, massive scales grew from the carbon-containing composition in the powder chamber and almost blocked the inlet of the duct 5.
【００６３】表３に得られた含炭素組成物の式量比（Ｃ
／Ｓｉ）及び比表面積の原料送入開始より９５０時間ま
での経時変化を示した。含炭素組成物の式量比（Ｃ／Ｓ
ｉ）は安定していたが、比表面積は６００時間までは安
定していたものの、その後、運転時間の経過と共に変動
しており、これを焼成してファインセラミックスとした
場合に安定した特性を得ることは不可能である。なお、
実施例１と同様な方法で測定した噴霧原料の最大液滴径
は２４０μｍで、金属捕集率は９５．１％であった。The formula weight ratio of the carbon-containing composition obtained in Table 3 (C
/ Si) and specific surface area over time from the start of raw material feeding to 950 hours. Formula weight ratio of carbon-containing composition (C / S
Although i) was stable, the specific surface area was stable up to 600 hours, but after that, it changed with the passage of operating time, and when it was fired to obtain fine ceramics, stable characteristics were obtained. Is impossible. In addition,
The maximum droplet diameter of the spray raw material measured by the same method as in Example 1 was 240 μm, and the metal collection rate was 95.1%.
【００６４】[0064]
【表３】 [Table 3]
【００６５】[0065]
【発明の効果】本発明によれば、原料である分解性金属
化合物と分解性炭素化合物の混合物を、ノズルを用いて
炉内に微噴霧することにより、比表面積等物性が安定し
た含炭素組成物を、従来技術では達成されなかった１０
００時間以上というきわめて長時間安定して得ることが
可能となった。According to the present invention, a mixture of a decomposable metal compound and a decomposable carbon compound, which is a raw material, is finely sprayed into a furnace by using a nozzle, whereby a carbon-containing composition having stable physical properties such as a specific surface area is obtained. Things not achieved by the prior art 10
It has become possible to stably obtain it for an extremely long time of 00 hours or more.
【００６６】本発明の含炭素組成物は、上記の如く極め
て均一かつ微細な混合エ−ロゾル分散質からなるもので
あり、しかも本発明のようにノズルにより原料を微噴霧
することにより、長時間にわたって比表面積等物性の安
定した含炭素組成物を得ることができる。従って、この
含炭素組成物を加熱焼成して得られる炭化物は比表面積
が極めて広く、かつその値が安定しており、しかも粒子
が極めて微細な粉末となる。The carbon-containing composition of the present invention is composed of an extremely uniform and fine mixed aerosol dispersoid as described above, and moreover, by finely spraying the raw materials with a nozzle as in the present invention, A carbon-containing composition having stable physical properties such as a specific surface area can be obtained. Therefore, the carbide obtained by heating and calcining this carbon-containing composition has a very large specific surface area and its value is stable, and the particles become an extremely fine powder.
【００６７】以上の如く実施例、比較例より本発明のよ
うに分解性金属化合物と分解性炭素化合物の混合物を微
噴霧すれば、目的の特性を有する含炭素組成物を長時間
にわたって連続的に安定して得られることが明かであ
り、含炭素組成物を工業的に製造するための方法として
本発明がいかに優れているかが判る。As described above, by finely spraying a mixture of a decomposable metal compound and a decomposable carbon compound as in the present invention from Examples and Comparative Examples, a carbon-containing composition having the desired characteristics can be continuously obtained for a long time. It is obvious that the present invention can be obtained stably, and it can be seen how the present invention is excellent as a method for industrially producing a carbon-containing composition.
【図１】 本発明の実施に用いる、水冷ノズルを具備し
た竪型炉の断面図FIG. 1 is a cross-sectional view of a vertical furnace having a water-cooling nozzle used for carrying out the present invention.
【図２】 水冷ノズルの一例を示す断面図FIG. 2 is a sectional view showing an example of a water cooling nozzle.
【図３】 二流体噴霧ノズルの一例を示す断面図FIG. 3 is a sectional view showing an example of a two-fluid spray nozzle.
【図４】 比較例１の運転後の竪型炉の断面図FIG. 4 is a sectional view of the vertical furnace after the operation of Comparative Example 1.
Ａ 燃焼室 Ｂ 反応領域 Ｃ 粉溜室 １ ダクト ２ 燃焼バーナー ３ 水冷ノズルを用いた原料注入管 ４ 炉材 ５ ダクト ６ 塊状のスケール ７ 含炭素組成物 ８ 原料注入管 ９ ノズル １０ 冷却水入口 １１ 冷却水出口 １２ 水冷ジャケット １３ 原料送入部 １４ 噴霧用空気送入部 １５ 混合室 １６ 噴霧口 A combustion chamber B reaction region C powder reservoir 1 duct 2 combustion burner 3 raw material injection pipe using water cooling nozzle 4 furnace material 5 duct 6 massive scale 7 carbon-containing composition 8 raw material injection pipe 9 nozzle 10 cooling water inlet 11 cooling Water outlet 12 Water-cooling jacket 13 Raw material feeding part 14 Spraying air feeding part 15 Mixing chamber 16 Spraying port
Claims (2)
化合物及び分解性炭素化合物を導入、分解して、金属酸
化物と単体炭素を含む混合エーロゾル分散質を製造する
にあたり、該熱ガス中へ噴霧導入する分解性金属化合物
及び分解性炭素化合物の混合物の噴霧液滴の最大粒径が
２００μｍ以下であることを特徴とする含炭素組成物の
製造方法。1. In producing a mixed aerosol dispersoid containing a metal oxide and elemental carbon by introducing and decomposing a decomposable metal compound and a decomposable carbon compound into hot gas containing water vapor, A method for producing a carbon-containing composition, wherein the maximum particle size of sprayed droplets of a mixture of a decomposable metal compound and a decomposable carbon compound to be spray-introduced into the composition is 200 μm or less.
化合物及び分解性炭素化合物の噴霧導入に、二流体噴霧
ノズルを使用することを特徴とする請求項１記載の含炭
素組成物の製造方法。2. The production of the carbon-containing composition according to claim 1, wherein a two-fluid spray nozzle is used for introducing the decomposable metal compound and the decomposable carbon compound into the hot gas containing steam. Method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5076537A JPH06287010A (en) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | Production of carbon-containing composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5076537A JPH06287010A (en) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | Production of carbon-containing composition |
Publications (1)
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|---|---|
| JPH06287010A true JPH06287010A (en) | 1994-10-11 |
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| JP5076537A Pending JPH06287010A (en) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | Production of carbon-containing composition |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JPH06287010A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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