CN102924983A

CN102924983A - 一种石墨电极抗氧化梯度涂层及其制备方法

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Publication number: CN102924983A
Application number: CN2012103766066A
Authority: CN
Inventors: 张宁
Original assignee: TIANJIN YONGXINSHENGLONG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: TIANJIN YONGXINSHENGLONG TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-10-08
Filing date: 2012-10-08
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2032-10-08
Also published as: CN102924983B

Abstract

本发明提出了一种石墨电极抗氧化梯度涂层及其制备方法，取21～31重量份的二氧化硅、9～19重量份的氧化铝、8～18重量份的氧化锆、4～14重量份的三氧化二铬、2～6重量份的氧化钠、28.5～38.5重量份的水、0.3～0.8重量份的成膜助剂混合均匀后即得所述石墨电极抗氧化梯度涂层，将所述石墨电极抗氧化梯度涂层在电极表面刷图后自然干燥，有效解决了现有技术中石墨电极在冶炼过程中出现的电极侧面氧化导致石墨电极损耗的问题。

Description

一种石墨电极抗氧化梯度涂层及其制备方法

技术领域

本发明涉及石墨电极技术领域，特别是指一种石墨电极抗氧化梯度涂层及其制备方法。

背景技术

石墨电极是一种被广泛用作为冶炼各种合金钢、铁合金、工业硅和黄磷以及有色金属和稀有金属的工业材料，其不足之处在于高温抗氧化能力差，在炼钢过程中，LF炉和电弧炉用石墨电极的40％～60％是因为和空气中的氧反应而白白消耗掉，石墨电极本身也是一种不可再生资源，仅石墨化工序电能就需要消耗3500kwh以上，同时生产高性能石墨电极所需的针状焦被日本、欧美等发达国家长期垄断，价格居高不下，延长石墨电极的寿命可以有效的降低炼钢等冶炼行业的能耗和生产成本。

200410010023.7为代表的石墨电极抗氧化方法则是石墨电极浸渍处理法，该方法将石墨电极高压浸渍于磷酸盐溶液或者树脂类溶液中实现表面和微孔的有效保护，利用该方法可以实现石墨电极各表面在较低的温度区间抗氧化保护，且适用于异型石墨件抗氧化处理，但是在高温区间，特别是在750度以上乃至1500度的工作区间，浸渍液的分解会导致其保护效果会随温度的上升显著下降。

200710039384.8为代表的石墨电极抗氧化方法则是石墨电极浸渍处理法，该方法将石墨电极负压浸渍于磷酸盐与纳米氧化物复合的溶液中实现表面和微孔的有效保护，该方法使得电极能在1100-1400度得到一定的保护，但是1000度以下相比200410010023.7效果会下降一半左右，1400度以上随着浸渍成分的熔解，材料体积大幅度收缩加大了氧气的扩散效果显著下降。

200810058818.3为代表的石墨电极抗氧化方法则是石墨电极涂层处理法，该方法在石墨电极表面涂覆一层由24～68％的Al(OH)3、8～49％的NaOH、9～30％的水、3～20％Al2O3、0～5％的分散剂组成的高温抗氧化陶瓷涂料，经过高温干燥处理在1000度以下能够阻止氧气向电极表面扩散从而减少电极氧化，该陶瓷涂层在高温时会将偏铝酸钠粘结剂中的结构水蒸发出来，从而形成多空材料虽然在保温、减少噪音方面有些作用，但是没办法阻挡氧气的扩散，抗氧化性能大幅度下降。

201110242849.6为代表的化学气相沉积SiC/C梯度表面涂层提高石墨电极抗氧化的方法，虽能满足石墨电极1400度左右抗氧化的需求，但是成本过高，操作极其复杂，不太适合大面积推广

201110031966.8为代表的使用火焰喷涂提高石墨电极抗氧化的方法，虽能在1200度左右提高石墨电极抗氧化性，但是其与石墨基材的附着力问题限制其大面积推广。

发明内容

本发明提出一种石墨电极抗氧化梯度涂层及其制备方法，解决了现有技术中石墨电极在冶炼过程中出现的电极侧面氧化导致石墨电极损耗的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种石墨电极抗氧化梯度涂层，其特征在于，包括下列重量份的组分：

二氧化硅21～31、氧化铝9～19、氧化锆8～18、三氧化二铬4～14、氧化钠2～6、水28.5～38.5、成膜助剂0.3～0.8。

作为优选的技术方案，一种石墨电极抗氧化梯度涂层，包括下列重量份的组分：

二氧化硅26、氧化铝14、氧化锆13、三氧化二铬9、氧化钠4、水33.5、成膜助剂0.5。

作为优选的技术方案，所述成膜助剂为丙烯酸乳液。

一种生产石墨电极抗氧化梯度涂层的方法：取21～31重量份的二氧化硅、9～19重量份的氧化铝、8～18重量份的氧化锆、4～14重量份的三氧化二铬、2～6重量份的氧化钠、28.5～38.5重量份的水、0.3～0.8重量份的成膜助剂混合均匀后即得所述石墨电极抗氧化梯度涂层。

作为优选的技术方案，取26重量份的二氧化硅、14重量份的氧化铝、13重量份的氧化锆、9重量份的三氧化二铬、4重量份的氧化钠、33.5重量份的水、0.5重量份的成膜助剂混合均匀后即得所述石墨电极抗氧化梯度涂层。

作为优选的技术方案，所述成膜助剂为丙烯酸乳液。

使用时，涂层的涂抹厚度不超过1.5mm，每吨电极涂抹量不超过8kg。

表1

表1为电极抗氧化涂剂使用对照表。

从表1可以看出，未使用电极抗氧化涂剂前，统计198炉钢数据，吨钢电极消耗0.34kg，每度电电极消耗0.00093kg。

使用本发明的电极抗氧化涂层后，共统计237炉数据，吨钢电极消耗0.28kg，降低17.65％；每度电电极消耗0.0074kg，降低20.43％。

使用本发明的电极抗氧化涂层前，吨钢电耗37.11度，平均加热14.9min，使用本发明的电极抗氧化涂层后，吨钢电耗37.92度，平均加热15.31min，平均加热时间高0.36min，如果换成相同的加热时间计算，使用电极抗氧化涂层后，吨钢电耗为37.03度，平均降低电耗2.1％。

由此可见，使用本发明的电极抗氧化涂层后大大降低了电极消耗。

由于采用了上述技术方案，一种石墨电极抗氧化梯度涂层及其制备方法，取21～31重量份的二氧化硅、9～19重量份的氧化铝、8～18重量份的氧化锆、4～14重量份的三氧化二铬、2～6重量份的氧化钠、28.5～38.5重量份的水、0.3～0.8重量份的成膜助剂混合均匀后即得所述石墨电极抗氧化梯度涂层，将所述石墨电极抗氧化梯度涂层在电极表面刷图后自然干燥，有效解决了现有技术中石墨电极在冶炼过程中出现的电极侧面氧化导致石墨电极损耗的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明制备方法工艺流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，：一种石墨电极抗氧化梯度涂层，其特征在于，包括下列重量份的组分：

一种石墨电极抗氧化梯度涂层，包括下列重量份的组分：

所述成膜助剂为丙烯酸乳液。

取26重量份的二氧化硅、14重量份的氧化铝、13重量份的氧化锆、9重量份的三氧化二铬、4重量份的氧化钠、33.5重量份的水、0.5重量份的成膜助剂混合均匀后即得所述石墨电极抗氧化梯度涂层。

所述成膜助剂为丙烯酸乳液。

实施例一：

取21重量份的二氧化硅、9重量份的氧化铝、8重量份的氧化锆、4重量份的三氧化二铬、2重量份的氧化钠、28.5重量份的水、0.3重量份的成膜助剂混合均匀后即得所述石墨电极抗氧化梯度涂层。

所述成膜助剂为丙烯酸乳液。

实施例二：

所述成膜助剂为丙烯酸乳液。

实施例三：

取31重量份的二氧化硅、19重量份的氧化铝、18重量份的氧化锆、14重量份的三氧化二铬、6重量份的氧化钠、38.5重量份的水、0.8重量份的成膜助剂混合均匀后即得所述石墨电极抗氧化梯度涂层。

所述成膜助剂为丙烯酸乳液。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种石墨电极抗氧化梯度涂层，其特征在于，包括下列重量份的组分：

二氧化硅 21～31、氧化铝 9～19、氧化锆 8～18、三氧化二铬 4～14、氧化钠 2～6、水 28.5～38.5、成膜助剂 0.3～0.8。

2.如权利要求1所述的一种石墨电极抗氧化梯度涂层，其特征在于，包括下列重量份的组分：

二氧化硅 26、氧化铝 14、氧化锆 13、三氧化二铬 9、氧化钠 4、水 33.5、成膜助剂 0.5。

3.如权利要求1所述的一种石墨电极抗氧化梯度涂层，其特征在于：所述成膜助剂为丙烯酸乳液。

4.一种生产如权利要求1所述的石墨电极抗氧化梯度涂层的方法，其特征在于：取21～31重量份的二氧化硅、9～19重量份的氧化铝、8～18重量份的氧化锆、4～14重量份的三氧化二铬、2～6重量份的氧化钠、28.5～38.5重量份的水、0.3～0.8重量份的成膜助剂混合均匀后即得所述石墨电极抗氧化梯度涂层。

5.如权利要求4所述的一种生产石墨电极抗氧化梯度涂层的方法，其特征在于：取26重量份的二氧化硅、14重量份的氧化铝、13重量份的氧化锆、9重量份的三氧化二铬、4重量份的氧化钠、33.5重量份的水、0.5重量份的成膜助剂混合均匀后即得所述石墨电极抗氧化梯度涂层。

6.如权利要求5所述的一种生产石墨电极抗氧化梯度涂层的方法，其特征在于：所述成膜助剂为丙烯酸乳液。