JPS60118762A - 電極用高温酸化防止塗料 - Google Patents

電極用高温酸化防止塗料

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JPS60118762A
JPS60118762A JP58224281A JP22428183A JPS60118762A JP S60118762 A JPS60118762 A JP S60118762A JP 58224281 A JP58224281 A JP 58224281A JP 22428183 A JP22428183 A JP 22428183A JP S60118762 A JPS60118762 A JP S60118762A
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船橋 一富
Koichi Yoshii
孝一 吉井
Yoichi Nakamura
洋一 中村
Tatsumi Oshikiri
押切 辰見
Hajime Kobayashi
肇 小林
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MITSUMARU KASEI KOGYO KK
Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00Heating by electric discharge
    • H05B7/02Details
    • H05B7/06Electrodes
    • H05B7/08Electrodes non-consumable
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセラミックス成分含有の高温酸化防止塗料、特
に電気炉製鋼法に用いられる黒鉛電極の為の高温酸化防
止塗料に関する。
従来よシミ気炉製鋼用黒鉛電極に特別な塗料を塗布して
高温酸化を防止することは試みられている。
例えば特公昭54−25256によって、基材粉末、シ
リカ、弗化物(あるいは低融点粉末)および分散助剤よ
り成る。黒鉛電極の酸化防止塗料が公知に成っている。
しかしながらこの酸化防止塗料は、塗膜剥離が著しく実
質的に実効のないものなのである。後記の比較実験にて
具体的に説明するが、この塗料の場合には例えば1チヤ
ージ(約2時間通電)後に黒鉛電極上の塗膜の約80%
が剥離しているのである(後記。
比較例6参照)。
黒鉛電極は、実働時に広範囲にわたる温度差による熱衝
撃を受けるので、これに対抗する為に塗料には高い浸透
性および密着性が要求されそして更に、高い耐熱性並び
に隠ぺい力も要求される。
本発明者は、これらの要求を満足するものとして、特願
昭56−187695にて既に、工業用加熱炉の炉内壁
耐火材または炉内金属製構造物に1850℃以上の耐熱
性および良好な密着性を有する熱放射セラミック被覆組
成物を提起した。このセラミック組成物とは、以下の6
成分よりなるものである: (a)40〜75重景%の重量射材としての炭化珪素、 (b)is〜40重景%の重 量素珪素6〜20重量部、燐酸塩5〜20重量部、酸化
クロム2〜10重量部、炭化タンタル2〜10重量部お
よびアルミニウム粉末5〜20重量部よ)成る 熱放射助材並びにバインダーおよび (c)10〜35重景%の重 量化アルミニウム1〜10重量部、ガラス粉末3〜15
重量部、酸化ジルコニウム3〜15重量部、二酸化珪素
1〜10重量部、酸化マグネシウム1〜10重量部およ
び酸化鉄1〜10重量部よシ成る 密着性や塗膜量結合強度を高める添加剤。
しかしこの熱放射セラミック被覆組成物でも、黒鉛電極
に要求される非常に高い気密性の被覆層を形成すること
が出来なかった。具体的には後記比較例に示すが、この
被覆層では2またはろチャージの実働で60〜80%剥
離してしまうのである。
そこで本発明者は、更に鋭意研究した結果。
上記セラミック被覆組成物に、(a)銅、ニッケル、ス
テンレス、鉄、錫の少なくとも1種類の金属粉末、(e
)炭化銀と硫酸銅および/−1:たは−鉄とよシ成る焼
結助剤混合物並びに(f)弗化鉄と弗化鋼とよシ成る融
点降下剤を特定の割合で添加した場合に、製鋼用黒鉛電
極に高い密着性および気密性のある焼成被覆層をもたら
す高温酸化防止塗料が得られることを見出しだ。即ち、
本発明の高温酸化防止塗料とは、前記(al l (k
l)および(cl成分と (a)5〜20重量%の、 銅粉末0〜40重量部、ニッケル粉末0〜40重量部、
ステンレス粉末0〜40重量部、鉄粉末0〜40重量部
および錫粉末0〜40重量部よシ成る 金属粉末、 (e)2〜50重量%の、 炭化銀10〜60重量部と硫酸銅30〜50重量部およ
び/または硫酸鉄30−50重量部とよシ成る 焼結助剤および (f)3〜7重量%の、 弗化鉄60〜60重量部および弗化鋼40〜70重量部
より成る 融点降下剤 よシ成シそして成分(al〜(f)の合計が100重量
%であることを特徴とするものである。
(a)成分の熱放射材としての炭化珪素は、放射率が特
に大きく(20〜800℃の温度で、全放射率0.92
 ) 、その使用量は成分(a)〜(f)(以下、全成
分と略す。)の合計の40〜75重景%の重量にある必
要がある。これが75重量%よυ多いと、該組成物を被
覆物とした時に特に被覆すべき物質の熱膨張率への追従
が困難になり被覆物剥落の原因となる。まだこれが40
重量%より少なくなると、被覆物の熱放射性並びに熱伝
導特性が著しく劣り、所望の放射エネルギーを得ること
が出来ない。
熱放射助材並びにバインダーとして働ら<(b)成分は
、全成分の合計に対して15〜40重量%の範囲にする
必要がある。(1))成分を組成する個々の化合物およ
びそれら相互の割合は、窒化珪素3〜20重量部、燐酸
塩5〜20重量部。
酸化クロム2〜10重量部、炭化タンタル2〜10重量
部およびアルミニウム粉末5〜20重量部である。
(t)l成分を組成する各化合物の割合が上記の範囲を
超えると所望の熱放射特性を得ることができない。
窒化珪素が3重量部より少ない場合は、塗膜の気密性が
損われ、又熱放射特性の寿命が著しく減少される。又燐
酸塩が5重量部よシ少ない場合には、被覆用基材への接
着強度が減退する。
酸化クロムが2重量部、炭化タンタルが2重量部、アル
ミニウム粉末が5重量部より少ない場合には、所望の熱
伝導特性が得られず且つ被塗装物との密着強度が劣る。
(e)成分は全成分の合計の10〜35重量%の範囲に
する必要かあり 、 +c)成分を組成する個々の化合
物としては、酸化マグネシウム5重量部、酸化アルミニ
ウム、酸化鉄および二酸化珪素が各10重量部、酸化ジ
ルコニウムおよびガラス粉末が各15重量部をそれぞれ
超えるべきでない。
これらの各成分の量が所定の範囲を超えると熱放射体の
気密性の高い焼成被覆層が得られない。
酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化鉄および二
酸化珪素がそれぞれ1重量部に、酸化ジルコニウムおよ
びガラス粉末が各6重量部に達しない場合には、接着強
度の高い安定性のある組成物は得られない。
(,1)成分の金属粉末は、全成分の合計の5〜20重
量%の範囲で変えることができる。この成分は、塗料の
加熱時に溶融して密着性および浸透性を改善し且つ気密
性を高める。この成分が20重量%以上に成ると、加熱
時に激しい酸化反応によって燃焼して塗膜の密着性を低
下させる危険がある。この成分として挙げた金属粉末は
全てが同時に存在している場合が特に有理であるが、1
部の金属粉末を省略してもよい。
焼結助剤としての(θ)成分は全成分の合計の2〜5重
景重量範囲にする必要がある。この成分を組成する個々
の化合物に関して云えば炭酸銀は′50重量部を、硫酸
銅および/または一鉄はそれぞれ50重量部を超えるべ
きでない。これらの成分の量が所定の範囲を超えても追
加的実効がない。また炭酸銀が10重量部並びに硫酸銅
および/または一鉄が60重量部よシ少ない場合にはセ
ラミック成分の焼結助剤としての実効が少なく強固な焼
結被覆物を得ることができない。
次に(f)成分は全成分の合計の3〜7重景重量範囲に
する必要がある。この成分は塗料の融点降下作用を示す
ものである。この成分を構成する弗化鉄が60重量部を
そして弗化銅が70重量部を超えると、被覆物の軟化点
が1500℃以下に成り、流動落下してし1うので実効
が得られない。また弗化鉄が30重量部より少なかった
りまた弗化銅が40重量部よシ少ない場合には、充分な
融点降下作用が得られない。
本発明の塗料の黒鉛電極への塗布量は5%に制限される
ものではないが、0.5〜1.0酊の厚さに塗布すれば
実効があることが判っている。
塗装は、通例に用いられる方法、例えば吹付は塗装、ハ
ケ塗り、浸漬法等によって行なうことができる。場合に
よっては、電極の使用現場に於て塗装するとともできる
。焼結は、使用時に炉内の熱によって直接的に行なって
もよい。
次に下記実施例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例 1 第1表に記した試料番号1〜8の組成の塗料を、水15
重量部の添加混合によって製造する(第1表中で各成分
の量を示す数字は、重量部に関する)。得られた塗料を
、直径20インチ、長さ1800¥、の製鋼用黒鉛電極
のホルダー下部よりエアスプレーにてj 00097m
2の割合で塗布する。室温で2時間乾燥した後に実際に
使用して見た。
塗装前の製鋼用黒鉛電極1本は7.7チヤージで消費さ
れるが1本発明の高温酸化防止塗料を塗布した電極は1
例えば試料番号1の場合には8.6チヤージであり、1
1.7%の延命率が認められ、またいずれの試料の場合
にも3〜4チヤ一ジ時には剥落が認められなかった。他
の試料の場合にも8.0〜13.8%の延命率が達成さ
れている。
第1表 比較例1および2 以下の成分を用いて、実施例1と同様に塗料を製造する
: これらの塗料に関して、実施例1と同様に実験を行なっ
た。この結果、比較例1の塗料でtは2チヤージで60
%が剥離しそして延命率は0605%でアシ、比較例2
の塗料では、3チヤージで80%剥離しそして延命率は
0.07%であった。
比較例 6 特公昭54−25256号の酸化防止塗料を。
炭化チタン70重量%、螢石5重量%、メチルセルロー
ズ5重量%およびシリカ20重景%の組成で、実施例1
と同様に製造する。
この塗料について実施例1と一同様に行なった実験では
、1チヤージで塗膜が80%剥離してしまいそして延命
率は0%であった。
代理人 江 崎 光 好 代理人 江 崎 先 史

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11(a) 4 o〜75重景%の熱放射制としての
    炭化珪素。 (b)15〜40重量%の、 窒素珪素6〜20重量部、燐酸塩5〜20重量部、酸化
    クロム2〜10重量部、炭化タンタル2〜10重量部お
    よびアルミニウム粉末5〜20重量部より成る 熱放射助材並びにバインダーおよび (C) 1ON65重量%の、 酸化アルミニウム1〜10重量部、ガラス粉末5〜15
    重量部、酸化ジルコニウム5〜15重量部、二酸化珪素
    1〜10重量部酸化マグネシウム1〜10重量部および
    酸化鉄1〜10重量部よシ成る 密着性や塗膜量結合強度を高める添加剤(d)5〜2o
    M景%の 銅粉末0〜40重量部、ニッケル粉末0〜40重量部、
    ステンレス粉末0〜40重量部、鉄粉末0〜40重量部
    および錫粉末0〜40重量部よりなる 金属粉末、 (θ) 2〜50重量%の、 炭化銀10〜30重量部と硫酸銅60〜50重量部およ
    び/または硫酸鉄50〜50重量部とより成る 焼結助剤混合物および (f)3〜7重量%の、 弗化鉄60〜60重量部および弗化鋼40〜70重量部
    より成る 融点降下剤 よシ成りそして成分(al〜(幻の合計が100重量%
    であることを特徴とする、製鋼用黒鉛電極の為の高温酸
    化防止塗料。
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