耐氧化碳素制品的制造方法技术

本发明专利技术提供一种耐氧化碳素制品的制造方法，包含下述工艺步骤：将表面抗氧化处理试剂的各种固态成分按比例备料，以水配置成浆液；将浆液涂覆在碳素制品的外表面，形成湿态表面层。然后在通风无尘的室温环境中晾干5-10天，形成具有干态表面层的碳素制品，置于烧结炉或者密闭的腔室中，采用高温使得其表面烧结固化形成陶瓷态抗氧化薄层，制品可以直接使用，表面的抗氧化薄层具有耐氧化和其它多种优良性能，而且使用寿命长久。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳素制品或者碳素材料的表面处理技术。
技术介绍
申请号为881010243的专利技术为碳素制品抗氧化涂料，适用于涂敷在高温条件下使用的碳素和石墨制品上，起抗氧化防护作用，特别适用于电弧炉炼钢用的石墨电极。本专利技术系用耐火氧化物等原料制成的不导电陶瓷涂料，分底料和表面涂料两次涂敷在电极卡头以下的电极表面。申请号为2004100226714的专利技术涉及在预焙阳极表面涂覆抗氧化层的预焙铝电解槽碳素阳极的抗氧化方法。本专利技术还涉及该方法所使用的抗氧化涂层，它是以氧化铝溶胶为主要连续相，以高温抗氧化剂氧化铝、氟化铝为主要分散相的复合涂层，其配方为(以重量份计):5?60以固含量计的氧化铝溶胶，粒径小于165 μπι的Α1203粉末16?35，粒径小于165 μπι的氧化硼粉末I?3。由于氧化铝溶胶在高温下结膜，与抗氧化剂Α1203、A1F3、Β203等粉末形成致密的抗氧化涂层，阻挡了 02、C02对阳极碳块的氧化，从而减少了碳耗，节约了原铝的生产成本 专利申请号为2007100505519的专利技术公开一种与碳素阳极基体结合性好、抗氧化性能优异的铝电解用碳素阳极抗氧化层；本专利技术还将公开这种抗氧化层的制备方法及其涂覆方法。本专利技术铝电解用碳素阳极抗氧化层，由下至上它包括底层抗氧化层、阻挡层抗氧化层和面层抗氧化层。本专利技术铝电解用碳素阳极抗氧化层的制备方法，包括底层抗氧化层、阻挡层抗氧化层和面层抗氧化层的制备方法。本专利技术铝电解用碳素阳极抗氧化层的涂覆方法，其步骤如下:1)喷涂底层涂层浆料2-3次，喷涂的时间间隔为1-3小时，常温下晾干；2)喷涂阻挡层涂层浆料1-2次，时间间隔为1-3小时，常温下晾干；3)喷涂面层涂层浆料1-2次，时间间隔为1-3小时，常温下晾干即可。上述技术均采用喷涂或者涂覆的简单技术对碳素材料或制品的表面进行处理，所得的有机或者无机涂层均具有耐温较低(不超过500°C)以及涂层机械强度较低的共同缺点。对比专利2004100628712提供的抗氧化剂的制备和使用方法，是先配置成浆液，接着采用浸渍手段在碳素制品的外表面涂覆薄薄一层该制剂，再在200°C左右的温度下烘干备用。容易产生两个问题:1)烘干时，氧化剂溢出(或反渗透)，使得碳素制品局部表面涂覆量减少(或者表层的厚度减薄)，保护不充分；2)该涂覆层非烧结固化层，在炼钢或电解使用初期易被炉中氧化气氛腐蚀掉或被炉渣碰掉部分表层材料，对碳素制品的保护不力，只有在后续过程中被钢水的高温逐渐加热而引起固化，固化后才有了较好的抗氧化保护效果，因此将使得整个碳素制品的使用寿命缩短。
技术实现思路
专利技术目的: 本专利技术提供一种制备工艺可靠、表面层稳定、使用效果良好的。技术方案: 针对
技术介绍
中存在的问题，本专利技术采用包含下述工艺步骤和顺序的制造方法: 1)将表面抗氧化处理试剂的各种固态成分按比例备料，以水或其它易挥发试剂做溶剂，配置成浆液； 2)将浆液涂覆(或者采用浸渍的方法)在已经完全成型(石墨化完成、或者石墨化和机加工均完成)后的碳素制品的外表面(两个端面不被涂覆或浸渍，便于两只碳素制品的端面对接后，能够形成可靠的导电连接)，形成湿态表面层。然后取出，在通风无尘的室温(5-35°C)环境中晾干5-10天，排出湿态表面层的水分和其它挥发性物质，形成具有干态表面层的碳素制品(晾置过短溶剂挥发不彻底，晾置过久会产生皲裂)； 3)将2)中所得的制品置于烧结炉或者密闭的腔室中(隔绝空气或在还原气氛中，如氢气或者一氧化碳中)，采用高温(最高温为3000°C，过高会对碳素制品的性能有不利影响；最低温为其组分中熔点最低物质的熔点温度，过低不能全部熔融形成良好的烧结)进行干态表面层烧结，使得其被烧结固化，在碳素制品的表面形成陶瓷态抗氧化薄层； 4)将具有了陶瓷态抗氧化薄层的碳素制品直接使用，如作为炼钢电极或电解电极(此时使用的环境温度一般低于1500°C，表面的抗氧化薄层具有完整充分的保护作用，既耐氧化，不易被破坏，又具有其它多种优良性能，而且使用寿命长久)。【附图说明】图1是本专利技术的碳素制品的一个制备工艺流程图； 图2是本专利技术作为电极使用时的一个剖面结构示意图； 图中:1-电极端面；2-接头；3_抗氧化薄层；4-电极主体。【具体实施方式】如图2所示的耐氧化碳素制品，具有两个电极端面1、接头2、抗氧化薄层3、电极主体4。采用如图1所示的制备工艺流程， I)将表面抗氧化处理试剂的各种固态成分按比例备料，以水做溶剂，配置成浆液； 2 )将浆液浸渍在已经完全成型(石墨化和机加工均完成)后的碳素制品的外表面(两个端面不被浸渍)，形成湿态表面层。然后取出，在通风无尘的室温(5-35°C)环境中晾干6-9天，排出湿态表面层的水分和其它挥发性物质，形成具有干态表面层的碳素制品； 3)将2)中所得的制品置于烧结炉(隔绝空气)，采用高温(最高温为3000°C，最低温为其组分中熔点最低物质的熔点温度)进行干态表面层烧结，使得其被烧结固化，在碳素制品的表面形成陶瓷态抗氧化薄层； 4)将具有了陶瓷态抗氧化薄层的碳素制品直接使用，如作为炼钢电极或电解电极(此时使用的环境温度一般介于1100-1450°C，表面的抗氧化薄层具有完整充分的保护作用，使用寿命长久。【主权项】1.一种，其特征在于:包含下述工艺步骤和顺序的制造方法: 1)将表面抗氧化处理试剂的各种固态成分按比例备料，以水或其它易挥发试剂做溶剂，配置成浆液； 2)将浆液涂覆或者浸渍在已经石墨化完成后的碳素制品的外表面，形成湿态表面层； 3)取出，在通风无尘的室温环境中晾干5-10天，形成具有干态表面层的碳素制品； 4)将3)中所得的制品置于烧结炉或者密闭的腔室中，采用最高温为3000°C，最低温为其组分中熔点最低物质的熔点温度的高温进行干态表面层烧结，在碳素制品的表面形成陶瓷态抗氧化薄层； 5)将具有了陶瓷态抗氧化薄层的碳素制品直接使用，如作为炼钢电极或电解电极。2.如权利要求1所述的，其特征在于:步骤2)中，碳素制品已经完成石墨化和机加工。3.如权利要求1所述的，其特征在于:步骤2)中，碳素制品的两个端面不被涂覆或浸渍。4.如权利要求1所述的，其特征在于:步骤4)中，在还原气氛中进行表面烧结。【专利摘要】本专利技术提供一种，包含下述工艺步骤：将表面抗氧化处理试剂的各种固态成分按比例备料，以水配置成浆液；将浆液涂覆在碳素制品的外表面，形成湿态表面层。然后在通风无尘的室温环境中晾干5-10天，形成具有干态表面层的碳素制品，置于烧结炉或者密闭的腔室中，采用高温使得其表面烧结固化形成陶瓷态抗氧化薄层，制品可以直接使用，表面的抗氧化薄层具有耐氧化和其它多种优良性能，而且使用寿命长久。【IPC分类】C04B41/87【公开号】CN104909840【申请号】CN201510298384【专利技术人】刘明, 李志宏 【申请人】南通扬子碳素股份有限公司【公开日】2015年9月16日【申请日】2015年6月5日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐氧化碳素制品的制造方法，其特征在于：包含下述工艺步骤和顺序的制造方法：1）将表面抗氧化处理试剂的各种固态成分按比例备料，以水或其它易挥发试剂做溶剂，配置成浆液；2）将浆液涂覆或者浸渍在已经石墨化完成后的碳素制品的外表面，形成湿态表面层；3）取出，在通风无尘的室温环境中晾干5‑10天，形成具有干态表面层的碳素制品；4）将3）中所得的制品置于烧结炉或者密闭的腔室中，采用最高温为3000℃，最低温为其组分中熔点最低物质的熔点温度的高温进行干态表面层烧结，在碳素制品的表面形成陶瓷态抗氧化薄层；5）将具有了陶瓷态抗氧化薄层的碳素制品直接使用，如作为炼钢电极或电解电极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，李志宏，
申请(专利权)人：南通扬子碳素股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32