專利名稱：石墨電極防氧化涂料的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種石墨電極防氧化涂料，特別適用于煉鋼電爐石墨電極的防氧化涂料。
石墨電極的氧化損耗是降低石墨電極使用壽命、增加消耗的主要原因之一。在電爐煉鋼中，石墨電極的側柱氧化損耗約占電極總消耗的60%左右。因此，降低石墨電極側柱氧化損耗是降低電極消耗的重要措施之一。目前，世界各國都致力于降低電極側柱氧化的研究，采用防氧化涂層是一種重要的手段。涂料所用的填料一般為無機氧化物，碳化物，氮化物，硼化物等等，結合部分變化較多，是涂料的關鍵環節。美國№4588700專利敘述了以磷硅玻璃為結合相，以碳化物和Tio2為填料的石墨電極防氧化涂料，有的專利也敘述了以水玻璃為結合劑，以氮化鋁或硼化鈦等為填料的防氧化涂料。
本發明的目的在于利用價格合宜并易于取得的原料制造防氧化涂料，并提高涂料和石墨電極的涂附性、結合性和涂層的氣密性。以Tio2，Sic，Si3N4為填料，結合劑采用有機結合劑、含硼化合物、磷酸、硅溶膠復合結合劑，最終形成以磷硼硅玻璃為結合相的涂層，提高了防氧化效果。
添加有機結合劑，如熱塑性酚醛樹脂，改進了涂料和石墨電極的結合性能。由于有機結合劑和其它組份均勻混合，所以帶動其它組份在低溫加熱時產生塑性蠕動，使涂料均勻地分布于電極表面并促進了涂層和石墨電極的結合。根據石墨電極的使用條件，熱塑性酚醛樹脂的添加量在0.1～3%范圍內。若用于防止石墨電極低溫(＜700℃)氧化，添加量可在3～1.5%;若用于在高溫條件下使用的電爐煉鋼石墨電極等情況下，熱塑性酚醛樹脂的加入量應＜1.5%為宜。因為若添加量＞1.5%，就將使涂層在高溫加熱下，酚醛樹脂殘留的炭氧化而使涂層形成孔隙，使涂層的防氧化性能降低，若添加量＜0.1%，上述有利作用不明顯，故以添加0.2～0.8%為最好。
三氧化二硼是一種很好的網絡形成劑，添加含硼化合物，如硼酸，既可改進玻璃的形成溫度，又能促進玻璃體網絡結構的形成，增強涂層的氣密性和化學穩定性，改善了涂層電極的抗氧化性。如在其它配料相同的情況下，添加1%硼酸和不添加硼酸的涂料，涂于石墨電極試樣表面進行熱處理的結果為表1所示，從表1可以看出，抗氧化效果獲得了明顯的改進。含硼化合物的添加量以不破壞玻璃體網絡形成為限度，同時考慮到硼酸在水溶液中的溶解度，以＜4%為宜，最好為0.5～2%。
本發明以Tio2和價格合宜的Sic+Si3N4混合料為填料，由于部分Si3N4存在，也提高了涂料的抗氧化性能。
本發明的要點是采用熱塑性酚醛樹脂，含硼化合物，磷酸，硅溶膠為復合結合劑，以Tio2、Sic和Si3N4為填料，提高了涂層和石墨電極的結合性能和抗氧化性能，最終形成以磷硼硅玻璃為結合相，以Tio2、Sic和Si3N4為填料的石墨電極防氧化涂料。
表1 添加和不添加硼酸涂料的抗氧化性
將10～25%Tio2，10～40%Sic+Si3N4，10～40%硅溶膠(堿性)，10～30%工業磷酸，0.5～4.0%硼酸，0.1～3%熱塑性酚醛樹脂，0.5～3%六偏磷酸鈉，外適量的水共同混磨制成涂料。可采用涂刷，噴涂和浸漬等方法涂于石墨電極表面，涂層厚為0.2～0.6m/m，干后即可使用。也可熱噴涂于電極表面。要特別注意的是本涂料為無機涂料，不能噴涂于電極卡頭部位，以免發生事故。
本發明涂料具有和石墨電極涂附性能好、結合性好，提高了不同溫度下涂層的氣密性，增進了抗氧化性能等特點，同時采用價格合宜、容易取得的原料配制，經濟上比較合理。
實施例1水硅溶膠工業磷酸 TiO2Sic+Si3N4硼酸酚醛六偏樹脂 磷酸鈉35 20 10 20 20 0.5 0.5 1將上述配料，共同混磨制成涂料，用毛刷涂于石墨電極試樣表面。干燥后，將涂有涂料和未涂涂料的試樣在大氣氣氛下于不同溫度和不同保溫時間下進行熱處理，并計算了試樣的氧化損失百分率，結果示于表2和表3。
表2 在700℃不同保溫時間下的氧化損失
表3 在1000℃×2h和1350℃×0.5h后的氧化損失
實施例2水硅溶膠工業磷酸 TiO2Sic+Si3N4硼酸酚醛六偏樹脂 磷酸鈉35 20 10 20 20 1 0.2 1將上述配料同實施例1制成涂料，按實施例1的方法測定了氧化損失百分率，結果如表4表4 涂有涂料和未涂涂試樣氧化損失
由實施例Ⅰ和實施例Ⅱ可以看出，適當增加熱塑性酚醛樹脂，可提高700℃以下溫度時的抗氧化性能，而適當提高硼酸添加量，可以提高高溫時的抗氧化性能。
權利要求
1.一種石墨電極的防氧化涂料，其特征是采用有機物熱塑性酚醛樹脂，工業磷酸、硼酸、硅溶膠為復合結合劑，以Tio2，Sic，Si3N4為填料制備的，這種涂料可以采用噴涂、涂刷等方法敷在電極表面。
2.根據權利要求1所述的涂料，其特征是配料比 酚醛樹脂 0.1～3% (重量)工業磷酸 10～30% (重量)硼酸 0.5～4% (重量)硅溶膠 10～40% (重量)Tio210～25% (重量)Sic+Si3N410～40% (重量)六偏磷酸鈉 0.5～3% (重量)加適量的水共同混合制成的。
全文摘要
本發明涂料用于防止石墨電極在使用過程中側柱的氧化，提高電極的使用壽命，降低電極消耗。本涂料的技術特征為結合劑采用有機結合劑，硼化合物，磷酸、硅溶膠復合結合劑，最終形成以磷硼硅玻璃為結合相，以TiO
文檔編號C09D161/06GK1052878SQ89109698
公開日1991年7月10日 申請日期1989年12月27日 優先權日1989年12月27日
發明者張元圣, 孫桂春 申請人:冶金部洛陽耐火材料研究院