石墨电极防氧化涂料制造技术

本发明专利技术涂料用于防止石墨电极在使用过程中侧柱的氧化，提高电极的使用寿命，降低电极消耗。本涂料的技术特征为：结合剂采用有机结合剂，硼化合物，磷酸、硅溶胶复合结合剂，最终形成以磷硼硅玻璃为结合相，以ＴｉＯ－［２］，Ｓｉｃ，Ｓｉ－［３］Ｎ－［４］为填料的涂层。本涂料涂附性好，结合性强，可使石墨电极的氧患跎伲保怠玻埃プ笥摇?（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及的是一种石墨电极防氧化涂料，特别适用于炼钢电炉石墨电极的防氧化涂料。石墨电极的氧化损耗是降低石墨电极使用寿命、增加消耗的主要原因之一。在电炉炼钢中，石墨电极的侧柱氧化损耗约占电极总消耗的60%左右。因此，降低石墨电极侧柱氧化损耗是降低电极消耗的重要措施之一。目前，世界各国都致力于降低电极侧柱氧化的研究，采用防氧化涂层是一种重要的手段。涂料所用的填料一般为无机氧化物，碳化物，氮化物，硼化物等等，结合部分变化较多，是涂料的关键环节。美国№4588700专利叙述了以磷硅玻璃为结合相，以碳化物和Tio2为填料的石墨电极防氧化涂料，有的专利也叙述了以水玻璃为结合剂，以氮化铝或硼化钛等为填料的防氧化涂料。本专利技术的目的在于利用价格合宜并易于取得的原料制造防氧化涂料，并提高涂料和石墨电极的涂附性、结合性和涂层的气密性。以Tio2，Sic，Si3N4为填料，结合剂采用有机结合剂、含硼化合物、磷酸、硅溶胶复合结合剂，最终形成以磷硼硅玻璃为结合相的涂层，提高了防氧化效果。添加有机结合剂，如热塑性酚醛树脂，改进了涂料和石墨电极的结合性能。由于有机结合剂和其它组份均匀混合，所以带动其它组份在低温加热时产生塑性蠕动，使涂料均匀地分布于电极表面并促进了涂层和石墨电极的结合。根据石墨电极的使用条件，热塑性酚醛树脂的添加量在0.1～3%范围内。若用于防止石墨电极低温(＜700℃)氧化，添加量可在3～1.5%;若用于在高温条件下使用的电炉炼钢石墨电极等情况下，热塑性酚醛树脂的加入量应＜1.5%为宜。因为若添加量＞1.5%，就将使涂层在高温加热下，酚醛树脂残留的炭氧化而使涂层形成孔隙，使涂层的防氧化性能降低，若添加量＜0.1%，上述有利作用不明显，故以添加0.2～0.8%为最好。三氧化二硼是一种很好的网络形成剂，添加含硼化合物，如硼酸，既可改进玻璃的形成温度，又能促进玻璃体网络结构的形成，增强涂层的气密性和化学稳定性，改善了涂层电极的抗氧化性。如在其它配料相同的情况下，添加1%硼酸和不添加硼酸的涂料，涂于石墨电极试样表面进行热处理的结果为表1所示，从表1可以看出，抗氧化效果获得了明显的改进。含硼化合物的添加量以不破坏玻璃体网络形成为限度，同时考虑到硼酸在水溶液中的溶解度，以＜4%为宜，最好为0.5～2%。本专利技术以Tio2和价格合宜的Sic+Si3N4混合料为填料，由于部分Si3N4存在，也提高了涂料的抗氧化性能。本专利技术的要点是采用热塑性酚醛树脂，含硼化合物，磷酸，硅溶胶为复合结合剂，以Tio2、Sic和Si3N4为填料，提高了涂层和石墨电极的结合性能和抗氧化性能，最终形成以磷硼硅玻璃为结合相，以Tio2、Sic和Si3N4为填料的石墨电极防氧化涂料。表1 添加和不添加硼酸涂料的抗氧化性 将10～25%Tio2，10～40%Sic+Si3N4，10～40%硅溶胶(碱性)，10～30%工业磷酸，0.5～4.0%硼酸，0.1～3%热塑性酚醛树脂，0.5～3%六偏磷酸钠，外适量的水共同混磨制成涂料。可采用涂刷，喷涂和浸渍等方法涂于石墨电极表面，涂层厚为0.2～0.6m/m，干后即可使用。也可热喷涂于电极表面。要特别注意的是本涂料为无机涂料，不能喷涂于电极卡头部位，以免发生事故。本专利技术涂料具有和石墨电极涂附性能好、结合性好，提高了不同温度下涂层的气密性，增进了抗氧化性能等特点，同时采用价格合宜、容易取得的原料配制，经济上比较合理。实施例1水硅溶胶工业磷酸 TiO2Sic+Si3N4硼酸酚醛六偏树脂 磷酸钠35 20 10 20 20 0.5 0.5 1将上述配料，共同混磨制成涂料，用毛刷涂于石墨电极试样表面。干燥后，将涂有涂料和未涂涂料的试样在大气气氛下于不同温度和不同保温时间下进行热处理，并计算了试样的氧化损失百分率，结果示于表2和表3。表2 在700℃不同保温时间下的氧化损失 表3 在1000℃×2h和1350℃×0.5h后的氧化损失 实施例2水硅溶胶工业磷酸 TiO2Sic+Si3N4硼酸酚醛六偏树脂 磷酸钠35 20 10 20 20 1 0.2 1将上述配料同实施例1制成涂料，按实施例1的方法测定了氧化损失百分率，结果如表4表4 涂有涂料和未涂涂试样氧化损失 由实施例Ⅰ和实施例Ⅱ可以看出，适当增加热塑性酚醛树脂，可提高700℃以下温度时的抗氧化性能，而适当提高硼酸添加量，可以提高高温时的抗氧化性能。权利要求1.一种石墨电极的防氧化涂料，其特征是采用有机物热塑性酚醛树脂，工业磷酸、硼酸、硅溶胶为复合结合剂，以Tio2，Sic，Si3N4为填料制备的，这种涂料可以采用喷涂、涂刷等方法敷在电极表面。2.根据权利要求1所述的涂料，其特征是配料比 酚醛树脂 0.1～3% (重量)工业磷酸 10～30% (重量)硼酸 0.5～4% (重量)硅溶胶 10～40% (重量)Tio210～25% (重量)Sic+Si3N410～40% (重量)六偏磷酸钠 0.5～3% (重量)加适量的水共同混合制成的。全文摘要本专利技术涂料用于防止石墨电极在使用过程中侧柱的氧化，提高电极的使用寿命，降低电极消耗。本涂料的技术特征为结合剂采用有机结合剂，硼化合物，磷酸、硅溶胶复合结合剂，最终形成以磷硼硅玻璃为结合相，以TiO文档编号C09D161/06GK1052878SQ89109698公开日1991年7月10日 申请日期1989年12月27日 优先权日1989年12月27日专利技术者张元圣, 孙桂春 申请人:冶金部洛阳耐火材料研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨电极的防氧化涂料，其特征是：采用有机物热塑性酚醛树脂、工业磷酸、硼酸、硅溶胶为复合结合剂，以Ｔｉｏ↓［２］，Ｓｉｃ，Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］为填料制备的，这种涂料可以采用喷涂、涂刷等方法敷在电极表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：张元，孙桂春，
申请(专利权)人：冶金部洛阳耐火材料研究院，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]