JP2001123123A - Electroconductive antioxidative coating material and graphite electrode - Google Patents

Electroconductive antioxidative coating material and graphite electrode

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JP2001123123A
JP2001123123A JP30860399A JP30860399A JP2001123123A JP 2001123123 A JP2001123123 A JP 2001123123A JP 30860399 A JP30860399 A JP 30860399A JP 30860399 A JP30860399 A JP 30860399A JP 2001123123 A JP2001123123 A JP 2001123123A
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antioxidant
weight
electrode
paint
conductive
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Japanese (ja)
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Hideyuki Hisa
英之 久
Kazumasa Kawabata
一誠 川端
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Mitsubishi Chemical Corp
Mikuni Color Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Mikuni Color Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an electroconductive antioxidative coating material having an excellent antioxidative effect at a high temperature of >=1,800 deg.C. SOLUTION: This electroconductive antioxidative coating material is characterized in that the coating material comprises an electroconductive material, an antioxidizing material, a polymer emulsion as a binder, an inorganic colloid and a transition metal in an aqueous medium and the content of the alkali metal and/or an alkaline earth metal is <=20 wt.% based on the amount of the antioxidant. The antioxidizing material is a carbide or a nitride of a simple substance selected from the group consisting of B, Si, Ge, Sb, Ti, Sn, Al and Zr or a simple substance of B or Si.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性酸化防止塗
料および黒鉛電極に関し、詳しくは、特に、電気製鋼炉
などのアーク炉で使用される黒鉛電極の酸化防止材とし
て好適に使用し得る導電性酸化防止塗料および当該塗料
を塗布して成る黒鉛電極に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductive antioxidant paint and a graphite electrode, and more particularly to a conductive antioxidant which can be suitably used as an antioxidant for a graphite electrode used in an electric furnace such as an electric steelmaking furnace. The present invention relates to an antioxidant paint and a graphite electrode formed by applying the paint.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から電気製鋼炉を初めとするアーク
炉においては、人造黒鉛電極が使用されている。この黒
鉛電極は、大電流、高温度、溶融物の飛散などの影響を
受ける非常に苛酷な条件下で使用される。特に、電極の
先端部では超高温のアークが発生し、電極は400℃〜
3,000℃程度の高温に曝されることになり、炉内の
開口部などから侵入した酸化性ガスにより容易に酸化消
耗する。
2. Description of the Related Art Conventionally, artificial graphite electrodes have been used in electric steel furnaces and other arc furnaces. This graphite electrode is used under very severe conditions, such as being affected by a large current, a high temperature, and scattering of a melt. In particular, an ultra-high temperature arc is generated at the tip of the electrode, and the
Since it is exposed to a high temperature of about 3,000 ° C., it is easily oxidized and consumed by an oxidizing gas entering from an opening in a furnace.

【0003】製鋼炉では電極のコストが占める割合が高
いため、電極の消耗は経済的に大きな損失となる。電極
の酸化消耗は、その50〜70重量%が側面から生じ、
アークそのものによる消耗は少ない。更に、電極は、先
端部ほど酸化消耗により先細りするため、長手方向の酸
化消耗が加速される。従って、電極の側面からの酸化防
止が十分であれば、電極の消耗は減少し経済的メリット
が大きいことになる。
[0003] In a steelmaking furnace, the cost of the electrode accounts for a high proportion, so that the consumption of the electrode is a great economic loss. Oxidative depletion of the electrode occurs 50-70% by weight from the side,
There is little wear by the arc itself. Further, the electrode is tapered by oxidative wear toward the tip, so that oxidative wear in the longitudinal direction is accelerated. Therefore, if the oxidation from the side of the electrode is sufficiently prevented, the consumption of the electrode is reduced and the economic merit is great.

【0004】例えば、特開平7−268250号公報に
は、導電性を持たせることによりコーティング施工に際
して電極チャック部分へのコーティングも可能なタイプ
の導電性酸化防止剤として、水媒体中に、耐火性骨材、
結合剤、カーボンブラック及び重合体エマルジュンを含
有して成る導電性酸化防止剤が提案されている。そし
て、上記の耐火性骨材には、シリカ、アルミナ、チタニ
ア、ジルコニア等の酸化物などが含まれ、上記の結合剤
には無機コロイド等が含まれている。
[0004] For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-268250 discloses a conductive antioxidant of a type that can be coated on an electrode chuck portion by applying conductivity to a coating medium, and is used as a fire-resistant antioxidant in an aqueous medium. aggregate,
Conductive antioxidants comprising a binder, carbon black and a polymer emulsion have been proposed. The refractory aggregate contains an oxide such as silica, alumina, titania, and zirconia, and the binder contains an inorganic colloid.

【0005】ところで、実際には、アーク炉の中の温度
は1000℃以上に上昇することが知られており、上記
の導電性酸化防止剤(塗料)では次の様な問題がある。
すなわち、上記の塗料は、約800度で塗膜成分が熱に
よって溶融してガラス状塗膜を形成することにより酸化
防止効果を発揮するが、1000℃以上の高温でガラス
状塗膜の粘度が低下し過ぎ、ガラス状塗膜が脱落し、ガ
ラス状塗膜の連続性が途切れる。その結果、酸素の遮断
が出来なくなり、ハジケ等の電極の焼け込みが起こる。
[0005] Actually, it is known that the temperature in an arc furnace rises to 1000 ° C or higher, and the above-mentioned conductive antioxidant (paint) has the following problems.
That is, the above-mentioned paint exhibits an antioxidant effect by melting a coating component by heat at about 800 ° C. to form a glassy coating film. If the temperature drops too much, the vitreous coating falls off and the continuity of the vitreous coating is interrupted. As a result, oxygen cannot be cut off, and burning of the electrode such as cissing occurs.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたものであり、その目的は、上記の導電性酸
化防止剤を更に改良し、特に、1000℃以上の高温で
の酸化防止効果が優れた導電性酸化防止塗料および当該
塗料を塗布して成る黒鉛電極を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to further improve the above-mentioned conductive antioxidant, particularly to prevent oxidation at a high temperature of 1000 ° C. or higher. An object of the present invention is to provide a conductive antioxidant paint excellent in effect and a graphite electrode formed by applying the paint.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を重ねた結果、高温におけるガラス状塗膜の粘度低下
は、当該塗膜にアルカリ成分が溶け込むことに起因して
いるとの知見を得た。すなわち、ナトリウムやカリウム
等のアルカリ金属やその酸化物などのアルカリ金属化合
物およびカルシウムやマグネシウム等のアルカリ土類金
属やその酸化物などのアルカリ土類金属化合物は、炭素
が燃焼した後、ガラス状塗膜に溶け込んでその粘性を低
下させる。その結果、ガラス状塗膜が脱落して酸化防止
効果が損なわれる。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies, the present inventors have found that a decrease in the viscosity of a glassy coating film at a high temperature is caused by dissolution of an alkali component into the coating film. I got That is, an alkali metal compound such as an alkali metal such as sodium or potassium or an oxide thereof, and an alkaline earth metal compound such as an alkali earth metal such as calcium or magnesium or an oxide thereof are mixed with a glassy coating after burning of carbon. Dissolves in the membrane and reduces its viscosity. As a result, the glassy coating film falls off and the antioxidant effect is impaired.

【0008】しかも、上記の様なアルカリ成分は、金属
化合物の不純物と反応して水素ガスを発生し易い。その
ため、貯蔵性が著しく劣るばかりか、塗膜の乾燥中に水
素ガスが発生した場合は、ピンホールが形成され、この
ピンホールから電極が燃焼することもある。
[0008] Moreover, the above-mentioned alkali component easily reacts with impurities of the metal compound to generate hydrogen gas. Therefore, not only is the storage property remarkably inferior, but when hydrogen gas is generated during drying of the coating film, a pinhole is formed, and the electrode may burn from the pinhole.

【0009】本発明は、上記の知見に基づき完成された
ものであり、その第1の要旨は、水媒体中に、導電材、
耐酸化材、結着材としての重合体エマルジョン及び無機
コロイド、遷移金属を含有してなる導電性塗料であっ
て、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属の含
有量が耐酸化材量の20重量%以下であることを特徴と
する導電性酸化防止塗料に存し、その第2の要旨は、上
記の導電性酸化防止塗料を塗布して成ることを特徴とす
る黒鉛電極に存する。
The present invention has been completed based on the above findings, and a first gist of the present invention is to provide an aqueous medium containing a conductive material,
A conductive paint containing an antioxidant, a polymer emulsion as a binder, an inorganic colloid, and a transition metal, wherein the content of alkali metal and / or alkaline earth metal is 20% by weight of the antioxidant. % Or less, and a second aspect of the present invention resides in a graphite electrode characterized by being coated with the above-mentioned conductive antioxidant paint.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】先ず、本発明の導電性酸化防止塗
料について説明する。本発明の導電性酸化防止塗料(以
下、単に「塗料」と略記する)は、導電材、耐酸化材、
結着材としての重合体エマルジョン及び無機コロイド、
遷移金属を含有してなる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the conductive antioxidant paint of the present invention will be described. The conductive antioxidant paint of the present invention (hereinafter simply referred to as “paint”) is a conductive material, an oxidation-resistant material,
A polymer emulsion and an inorganic colloid as a binder,
It contains a transition metal.

【0011】上記の導電材としてはカーボンブラックや
黒鉛が挙げられる。カーボンブラックとしては、ファー
ネス法、アセチレン法、サーマル法、コンタクト法など
の何れの製法で得られるものも使用し得る。特に、酸素
が実質的に存在しない雰囲気下(例えば、N2気流中、
真空中または炭素粉中)、2000℃以上、好ましくは
2500〜3000℃の温度で処理した黒鉛化カーボン
ブラックが好適に使用される。更に、黒鉛化カーボンブ
ラックとしては、結晶子の厚さLc(Å)を粒子径(n
m)で除した値が1.0〜3.0の範囲にあるものが好
適に使用される。
[0011] Examples of the conductive material include carbon black and graphite. As the carbon black, those obtained by any production method such as a furnace method, an acetylene method, a thermal method, and a contact method can be used. In particular, under an atmosphere in which oxygen is substantially absent (for example, in an N 2 stream,
Graphitized carbon black treated in a vacuum or in carbon powder) at a temperature of 2000 ° C. or higher, preferably 2500 to 3000 ° C. is suitably used. Further, as the graphitized carbon black, the thickness Lc (Å) of the crystallite is determined by the particle diameter (n).
Those having a value divided by m) in the range of 1.0 to 3.0 are preferably used.

【0012】黒鉛としては、鱗状黒鉛、土状黒鉛、人造
黒鉛、膨張黒鉛など一般に市販されている黒鉛は何れも
使用可能である。灰分含有量が2重量%以下、好ましく
は1重量%以下、更に好ましくは、0.5重量%以下の
黒鉛が好適に使用される。
As the graphite, any commercially available graphite such as scale-like graphite, earthy graphite, artificial graphite and expanded graphite can be used. Graphite having an ash content of 2% by weight or less, preferably 1% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less is suitably used.

【0013】アーク炉の操業により電極が消耗した場
合、上部に新しい電極を繋ぎ、電極ホルダー(把持機)
を電極長手方向に移動させて掴み直す。この際に塗膜と
電極ホルダー部とが接触し、塗膜が損傷する場合があ
る。この様なときは接触時の塗膜の損傷(剥離)を防止
するために塗膜中に黒鉛粉末を配合することにより、塗
膜の摺動性が向上し、塗膜の損傷が軽減される。
When the electrode is consumed by the operation of the arc furnace, a new electrode is connected to the upper part, and an electrode holder (gripping machine) is used.
Is moved in the longitudinal direction of the electrode and re-gripped. At this time, the coating film comes into contact with the electrode holder, and the coating film may be damaged. In such a case, by incorporating graphite powder in the coating to prevent damage (peeling) of the coating upon contact, the sliding property of the coating is improved and the damage of the coating is reduced. .

【0014】耐酸化材としては、例えば、B、Si、G
e、Sb、Ti、Sn、Al、Zrの群から選ばれ単体
の炭化物もしくは窒化物またはB若しくはSiの単体を
使用することが出来る。これらは、1000℃以上の高
温下でガラス化する性質を有し、ガラス質形成物質と呼
ぶことも出来る。すなわち、上記の耐酸化材は、熱間で
徐々に酸化物に変化し、その他の成分(無機コロイド
等)を包含しつつガラス状塗膜を形成し、下部の電極を
酸素から遮断して保護する。B4C、SiC、Siは、
電極の酸化防止およびガラス状塗膜の熱間での安定性面
で好適である。耐酸化材として炭化物を使用した場合
は、炭化物が酸化することによって電極への酸素の浸透
が防止されるため、一層優れた酸化防止効果が発揮され
る。特に、B 4CとSiCとの組み合わせから成る耐酸
化材が好適に使用される。
As the oxidation resistant material, for example, B, Si, G
e, selected from the group consisting of Sb, Ti, Sn, Al and Zr
Of carbide or nitride of B or Si
Can be used. These are higher than 1000 ° C
It has the property of vitrifying under temperature and is called a vitreous forming substance.
You can also jump. That is, the above-mentioned oxidation resistant material is hot
It gradually changes to oxides and other components (inorganic colloids)
Etc.) to form a glassy coating film,
Protect from oxygen. BFourC, SiC and Si are
Electrode oxidation prevention and hot stability aspects of glassy coatings.
Is preferred. When carbide is used as oxidation resistant material
Is the penetration of oxygen into the electrode by oxidation of the carbide
Is prevented, so a more excellent antioxidant effect is exhibited.
You. In particular, B FourAcid resistant consisting of a combination of C and SiC
A chemical material is preferably used.

【0015】重合体エマルジョンは、室温において均一
な連続した塗膜を形成し摺動性を向上させるための結着
材として機能する。斯かる重合体エマルジョンとして
は、ゴムラテックスや樹脂エマルジョンが挙げられる。
そして、乳化重合法で得られる重合体のエマルジョンや
重合体の再乳化によって得られるエマルジョンがある。
The polymer emulsion functions as a binder for forming a uniform continuous coating film at room temperature and improving the slidability. Examples of such a polymer emulsion include a rubber latex and a resin emulsion.
There are also emulsions of polymers obtained by emulsion polymerization and emulsions obtained by re-emulsification of polymers.

【0016】上記のゴムラテックスとしては、天然ゴム
ラテックスや合成ゴムラテックスが挙げられる。合成ゴ
ムラテックスとしては、例えば、ブタジエン重合体、ス
チレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタ
ジエン共重合体、メタクリル酸メチル−ブタジエン共重
合体、アクリレート系ラテックス等が挙げられる。
Examples of the rubber latex include natural rubber latex and synthetic rubber latex. Examples of the synthetic rubber latex include a butadiene polymer, a styrene-butadiene copolymer, an acrylonitrile-butadiene copolymer, a methyl methacrylate-butadiene copolymer, and an acrylate latex.

【0017】上記の樹脂エマルジョンとしては、ポリス
チレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ポリ塩
化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリメタク
リル酸メチル、ポリエチレン等のエマルジョンが挙げら
れる。これらの重合体エマルジョン中ではスチレン−ブ
タジエン共重合体ラテックス、特にカルボキシル基含有
スチレン−ブタジエン共重合体ラテックスが好適に使用
される。
Examples of the above resin emulsion include emulsions of polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, polyvinyl chloride, ethylene-vinyl acetate copolymer, polymethyl methacrylate, polyethylene and the like. In these polymer emulsions, a styrene-butadiene copolymer latex, particularly a styrene-butadiene copolymer latex containing a carboxyl group, is preferably used.

【0018】無機コロイドは、約400℃〜600℃の
間、電極上に塗膜を密着させるための結着材として機能
する。斯かる無機コロイドとしては、コロイダルシリ
カ、コロイダルアルミナ、コロイダルジルコニア等が挙
げられる。また、例えばHCl等の酸の添加によって無
機コロイドを形成する例えばオルト珪酸テトラエチル等
の無機コロイド前駆物質も酸と共に使用することが出来
る。これらの中ではコロイダルシリカが好適に使用され
る。シリカ粒子の大きさは、平均粒子径で100nm以下
が好ましい。これより大きい場合は、上記の結着材とし
ての機能が劣る様になる。
The inorganic colloid functions as a binder for adhering the coating film on the electrode at a temperature of about 400 ° C. to 600 ° C. Examples of such an inorganic colloid include colloidal silica, colloidal alumina, and colloidal zirconia. In addition, an inorganic colloid precursor such as tetraethyl orthosilicate, which forms an inorganic colloid by adding an acid such as HCl, can be used together with the acid. Among these, colloidal silica is preferably used. The size of the silica particles is preferably 100 nm or less in average particle size. If it is larger than this, the function as the binder described above will be inferior.

【0019】遷移金属は、耐酸化材から形成されるガラ
ス状塗膜の電極に対する濡れ性を向上させる機能を有す
る。すなわち、遷移金属が存在しない場合は、黒鉛電極
上でガラス状塗膜が玉状にはじき塗膜の連続性が妨げら
れるが、遷移金属によりガラス状塗膜の電極に対する濡
れ性を向上して連続したガラス状塗膜が維持される。遷
移金属としては、クロム、タングステン、チタン、コバ
ルト等の単体(金属)が使用される。安全性と価格の点
から、クロム、チタン又はタングステンが好適に使用さ
れる。
The transition metal has a function of improving the wettability of the glassy coating film formed from the oxidation-resistant material to the electrode. That is, when the transition metal is not present, the glassy coating repels on the graphite electrode in a ball-like manner, thereby hindering the continuity of the coating. The resulting vitreous coating is maintained. As the transition metal, a simple substance (metal) such as chromium, tungsten, titanium, and cobalt is used. From the viewpoint of safety and cost, chromium, titanium or tungsten is preferably used.

【0020】本発明の塗料は、上記の各成分を含有して
成り、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属の
含有量が耐酸化材量の20重量%以下であることを特徴
とする。すなわち、本発明においては、上記の様に耐酸
化材に対するアルカリ成分の量を規定することにより、
高温において耐酸化材から形成されるガラス状塗膜の粘
度低下を防止し、ガラス状塗膜の連続性を維持する。そ
の結果、本発明においては、1000℃以上の高温にお
いても優れた酸化防止効果が発揮される。
The paint of the present invention contains the above-mentioned components, and is characterized in that the content of alkali metal and / or alkaline earth metal is 20% by weight or less of the amount of the oxidation-resistant material. That is, in the present invention, by specifying the amount of the alkali component with respect to the oxidation-resistant material as described above,
Prevents a decrease in viscosity of a glassy coating film formed from an oxidation resistant material at a high temperature and maintains continuity of the glassy coating film. As a result, in the present invention, an excellent antioxidant effect is exhibited even at a high temperature of 1000 ° C. or higher.

【0021】本発明においては、塗料の構成成分の個々
のアルカリ含有量ではなしに、耐酸化材に対して規定さ
れた塗料中の全アルカリ成分の量を問題とする。これ
は、1000℃以上の高温で残存する主成分は耐酸化材
から形成されるガラス状塗膜のみであり、そして、本発
明では、斯かるガラス状塗膜に含有されるアルカリ成分
の量に依存して生じるガラス状塗膜の粘性の変化を問題
とするからである。アルカリ金属および/またはアルカ
リ土類金属の含有量は、耐酸化材量の15重量%以下が
好ましく、10重量%以下が更に好ましい。
In the present invention, the problem is not the individual alkali content of the components of the paint, but the amount of the total alkali component in the paint specified for the oxidation-resistant material. This is because the main component remaining at a high temperature of 1000 ° C. or more is only a glassy coating formed from an oxidation-resistant material, and in the present invention, the amount of the alkali component contained in the glassy coating is This is because the change in the viscosity of the glassy coating film that occurs depending on the problem is considered. The content of the alkali metal and / or the alkaline earth metal is preferably 15% by weight or less, more preferably 10% by weight or less of the amount of the antioxidant.

【0022】従って、本発明においては、カーボンブラ
ック、無機コロイド等のアルカリ金属および/またはア
ルカリ土類金属を同伴する成分の場合は、これらの含有
量が少ない種類のものを選択して使用する。アルカリ金
属および/またはアルカリ土類金属の含有量が通常1重
量%以下、好ましくは0.5重量%以下の上記各成分が
使用される。
Therefore, in the present invention, in the case of a component accompanied by an alkali metal and / or an alkaline earth metal such as carbon black and inorganic colloid, a type having a small content of these components is selected and used. Each of the above components having an alkali metal and / or alkaline earth metal content of usually 1% by weight or less, preferably 0.5% by weight or less is used.

【0023】特に、カーボンブラック中のカリウムやナ
トリウムの含有量を0.5重量%以下とすることによ
り、カーボンブラック自身の着火点を上昇させることが
出来、電極のチャックが存在する400℃付近の温度ま
で塗料の導電性を維持することが出来る。
In particular, by setting the content of potassium or sodium in carbon black to 0.5% by weight or less, the ignition point of carbon black itself can be increased, and the temperature around 400 ° C. at which the electrode chuck is present can be obtained. The conductivity of the paint can be maintained up to this point.

【0024】無機コロイド、例えば、コロイダルシリカ
は、通常、水ガラスから脱塩して合成され、ナトリウム
やカリウム等のアルカリ成分が水溶液中に1〜10重量
%残存している。従って、本発明においては、アルカリ
の濃度を1重量%以下に調整した、コロイダルシリカと
して、水をメタノールやエチレングリコール等の有機溶
媒に置換したコロイダルシリカや脱塩コロイダルシリカ
を使用する。
An inorganic colloid, for example, colloidal silica, is usually synthesized by desalting from water glass, and 1 to 10% by weight of an alkali component such as sodium or potassium remains in an aqueous solution. Therefore, in the present invention, as the colloidal silica whose alkali concentration is adjusted to 1% by weight or less, colloidal silica in which water is replaced with an organic solvent such as methanol or ethylene glycol or desalted colloidal silica is used.

【0025】従って、本発明における前記の各成分の配
合量は使用する成分の種類により異なる。すなわち、ア
ルカリ金属および/またはアルカリ土類金属の含有量が
耐酸化材量の20重量%以下となる様に材料の調整を行
う必要がある。しかしながら、前記の各成分の塗料中に
おける割合は、一般的には次の通りである。
Therefore, the amount of each of the above components in the present invention varies depending on the type of the component used. That is, it is necessary to adjust the material so that the content of the alkali metal and / or the alkaline earth metal is 20% by weight or less of the amount of the oxidation resistant material. However, the proportion of each of the above components in the paint is generally as follows.

【0026】カーボンブラックは、通常2〜30重量
%、好ましくは5〜20重量%である。カーボンブラッ
クの含有量が2重量%未満の場合は十分な導電性が得ら
れず、30重量%を超える場合は、塗料の粘度が高くな
り過ぎたり、塗膜中のカーボンブラックが燃焼して耐酸
化性能が低下する傾向がある。
The amount of carbon black is usually 2 to 30% by weight, preferably 5 to 20% by weight. If the content of carbon black is less than 2% by weight, sufficient conductivity cannot be obtained, and if it exceeds 30% by weight, the viscosity of the paint becomes too high, or the carbon black in the coating film burns and becomes acid resistant. Performance tends to decrease.

【0027】黒鉛は、通常0.5〜20重量%、好まし
くは3〜15重量%である。黒鉛の含有量が0.5重量
%未満の場合は塗膜の摺動性向上効果が十分でなく、2
0重量%を超える場合は、塗料の粘度が高くなり過ぎる
傾向がある。
The amount of graphite is usually 0.5 to 20% by weight, preferably 3 to 15% by weight. If the graphite content is less than 0.5% by weight, the effect of improving the sliding property of the coating film is not sufficient, and
If it exceeds 0% by weight, the viscosity of the paint tends to be too high.

【0028】耐酸化材は、通常10〜90重量%、好ま
しくは15〜45重量%である。耐酸化材の含有量が1
0重量%未満の場合は、塗膜の安定性が悪くなりハジケ
が発生して電極が酸化され易く、90重量%を超える場
合は、塗膜の結着性が悪くなり、特に400〜800℃
の範囲で電極が酸化され、以後の温度域で塗膜として機
能しなくなる傾向がある。
The amount of the oxidation resistant material is usually 10 to 90% by weight, preferably 15 to 45% by weight. 1 content of anti-oxidant
If the amount is less than 0% by weight, the stability of the coating film is deteriorated, and cissing occurs, and the electrode is easily oxidized. If the amount is more than 90% by weight, the binding property of the coating film is deteriorated.
The electrode tends to be oxidized in the range described above and not function as a coating film in the subsequent temperature range.

【0029】重合体エマルジョン(固形分)は、通常
0.05〜5重量%、好ましくは0.1〜3重量%であ
る。重合体エマルジョンの含有量が0.05重量%未満
の場合はガラス状塗膜の摺動性向上効果が十分でなく、
5重量%を超える場合は塗料の経時安定性が低下する傾
向がある。
The polymer emulsion (solid content) is usually 0.05 to 5% by weight, preferably 0.1 to 3% by weight. When the content of the polymer emulsion is less than 0.05% by weight, the effect of improving the sliding property of the glassy coating film is not sufficient,
If the amount exceeds 5% by weight, the temporal stability of the coating tends to decrease.

【0030】無機コロイド(固形分)は、通常1〜30
重量%、好ましくは2〜15重量%である。無機コロイ
ドの含有量が2重量%未満の場合は塗料の電極への密着
力が低く剥離し易い、30重量%を超える場合は導電性
の面で問題を生じてスパークの原因となる。
The inorganic colloid (solid content) is usually from 1 to 30.
% By weight, preferably 2 to 15% by weight. When the content of the inorganic colloid is less than 2% by weight, the adhesion of the paint to the electrode is low and the coating is easily peeled off. When the content is more than 30% by weight, a problem occurs in terms of conductivity and sparks are caused.

【0031】遷移金属は、通常0.1〜70重量%、好
ましくは、2〜40重量%である遷移金属の含有量が
0.1重量%未満の場合は、耐酸化材によって形成され
るガラス状塗膜と電極の密着性が悪化してハジケ易くな
り酸化防止効果が低下し、70重量%を超える場合はガ
ラス状塗膜が連続し難くなる。
The transition metal is usually 0.1 to 70% by weight, preferably 2 to 40% by weight. When the content of the transition metal is less than 0.1% by weight, the glass formed by the oxidation resistant material is used. The adhesiveness between the glassy coating and the electrode is deteriorated, so that cissing is likely to occur and the antioxidant effect is reduced. If it exceeds 70% by weight, the glassy coating becomes difficult to be continuous.

【0032】本発明の塗料は、水に上記の各成分を所定
の重量比で混合して分散処理することにより調製され
る。水の割合は、塗布前において塗布作業形態により調
整することが出来、導電性酸化防止材組成成分の固形分
に対して外掛けで20〜200重量%加えてもかまわな
い。上記の分散処理には、ディゾルバー、ホモミキサ
ー、ボールミル、ロールミル、アトライター、ダイノミ
ル、ピコミル、バスケットミル、EGミル等が使用され
る。なお、本発明の塗料には、塗料の保存性を高めるた
め、防腐剤や各種添加剤(消泡剤・レベリング剤・沈降
防止剤)等を添加してもよい。
The coating material of the present invention is prepared by mixing the above components with water at a predetermined weight ratio and subjecting the mixture to a dispersion treatment. The proportion of water can be adjusted depending on the form of application before the application, and may be 20 to 200% by weight based on the solid content of the conductive antioxidant composition component. For the above dispersion treatment, a dissolver, a homomixer, a ball mill, a roll mill, an attritor, a dyno mill, a pico mill, a basket mill, an EG mill and the like are used. In addition, a preservative, various additives (antifoaming agent, leveling agent, anti-settling agent) and the like may be added to the paint of the present invention in order to enhance the preservability of the paint.

【0033】次に、本発明の黒鉛電極について説明す
る。本発明の黒鉛電極は、少なくともその側面に上記の
塗料を塗布して成る。黒鉛電極としては、アーク炉用電
極が好適に使用される。通常100〜500μm程度の
厚さ(乾燥後)でチャック部分を含めて塗布することが
出来る。塗布に際しては、浸漬法、刷毛塗り、スプレー
(噴霧)法、静電塗装法などの一般的な塗膜形成方法の
内から最も適している方法を選ぶことが出来る。この
際、それぞれの施工法に適した作業粘度に塗料を調整す
る必要がある。組成の異なる塗料を2回以上塗布するこ
とも出来る。
Next, the graphite electrode of the present invention will be described. The graphite electrode of the present invention is obtained by applying the above-mentioned paint on at least the side surface. As the graphite electrode, an electrode for an arc furnace is preferably used. Usually, it can be applied with a thickness of about 100 to 500 μm (after drying) including the chuck portion. For application, the most suitable method can be selected from general coating film forming methods such as a dipping method, a brush coating method, a spray (spraying) method, and an electrostatic coating method. At this time, it is necessary to adjust the paint to a working viscosity suitable for each construction method. Paints having different compositions can be applied two or more times.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist of the present invention.

【0035】実施例1〜5及び比較例1〜4 先ず、下記の表1及び表2に記載の配合組成(a)及び
(b)に従って、サンドグラインダーにて60分分散
し、(a)及び(b)を一組とする10種類の塗料を得
た。使用したカーボンブラック、コロイダルシリカ及び
分散剤を表3に示す。
Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 First, according to the compositions (a) and (b) shown in Tables 1 and 2 below, the mixture was dispersed for 60 minutes by a sand grinder. (B) was used as a set to obtain 10 kinds of paints. Table 3 shows the carbon black, colloidal silica and dispersant used.

【0036】比較例1は積極的にアルカリ成分(Mg
O)を添加した例である。比較例2は重合体エマルジョ
ン(ラテックスエマルジョン)を省略し、比較例3は無
機コロイド(コロイダルシリカ)を省略し、比較例4は
遷移金属(Cr粉末)を省略した例である。
In Comparative Example 1, the alkali component (Mg
This is an example in which O) is added. Comparative Example 2 omits the polymer emulsion (latex emulsion), Comparative Example 3 omits the inorganic colloid (colloidal silica), and Comparative Example 4 omits the transition metal (Cr powder).

【0037】次いで、刷毛塗り法により、黒鉛電極をス
ライスしたテストピースの全面に、塗料(a)を100
〜250g/m2の厚さ(乾燥後)に塗布し、1時間乾燥
後、塗料(b)を250〜500g/m2の厚さに塗布し
た。これを1晩放置し乾燥後、テスターにて表面抵抗を
測定した。その後、400℃の灰化炉(林電工社製)中
に30分放置し、その抵抗の変化を調べた。その後、1
000℃で30分間焼成して室温まで放冷した後、塗膜
の状態を判断した。表4に結果を示す。
Next, 100% of the paint (a) was applied to the entire surface of the test piece obtained by slicing the graphite electrode by a brush coating method.
It was coated to a thickness of to 250 g / m 2 (after drying), after 1 hour drying was applied paint (b) to a thickness of 250~500g / m 2. This was left overnight and dried, and the surface resistance was measured with a tester. Then, it was left in an incinerator (manufactured by Hayashi Denko) at 400 ° C. for 30 minutes, and the change in resistance was examined. Then 1
After baking at 000 ° C. for 30 minutes and cooling to room temperature, the state of the coating film was judged. Table 4 shows the results.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】[0040]

【表3】 [Table 3]

【0041】[0041]

【表4】 [Table 4]

【0042】実施例1〜5の場合、1000℃で焼き付
けた後も僅かにクロムが酸化され緑味が強くなったもの
も見受けられたが、ハジケを起こさずにガラス状の均一
な塗膜として残り、酸化防止剤としての十分な効果が確
認出来た。
In the case of Examples 1 to 5, even after baking at 1000 ° C., some chromium was slightly oxidized and the greenish color became strong. However, a uniform glassy coating film was formed without causing cissing. As a result, a sufficient effect as an antioxidant was confirmed.

【0043】比較例1の場合、400℃での抵抗測定に
おいては非常に良好な状態であったが、1000℃で
は、塗膜がムラに成り、焼け込んだ所が多数起こった。
In the case of Comparative Example 1, the resistance was very good in the resistance measurement at 400 ° C., but at 1000 ° C., the coating film became uneven and many burn-in portions occurred.

【0044】比較例2の場合、400℃での抵抗測定に
おいても塗膜が脆く脱落し、1000℃では、塗膜がム
ラに成り、焼け込んだ所が多数起こった。
In the case of Comparative Example 2, the coating film was brittle and dropped off even at a resistance measurement at 400 ° C., and at 1000 ° C., the coating film became uneven and many burn-in portions occurred.

【0045】比較例3の場合、400℃での抵抗測定に
おいても塗膜が脆く脱落し易くひび割れ等が見受けられ
た。この影響と考えられるが、1000℃の処理では、
塗膜の連続性が悪く塗膜と電極の隙間ができ電極が損傷
していることが確認され、1000℃以上での酸化防止
効果は発揮されなかった。
In the case of Comparative Example 3, the coating film was brittle and easily peeled off, and cracks and the like were observed in the resistance measurement at 400 ° C. This is considered to be due to this effect.
It was confirmed that the continuity of the coating film was poor, a gap was formed between the coating film and the electrode, and the electrode was damaged, and the effect of preventing oxidation at 1000 ° C. or higher was not exhibited.

【0046】比較例4の場合、400℃では非常に良好
な状態であったが、1000℃では、塗膜の連続性が途
切れてハジケが起こり、電極が損傷していた。
In the case of Comparative Example 4, the condition was very good at 400 ° C., but at 1000 ° C., the continuity of the coating film was interrupted and cissing occurred, and the electrode was damaged.

【0047】以上の様に、本発明の塗料を塗布した黒鉛
電極は、400℃での導電性を失わず、1000℃での
酸化防止効果が良好であることが判る。
As described above, it can be seen that the graphite electrode coated with the coating material of the present invention does not lose conductivity at 400 ° C. and has a good antioxidant effect at 1000 ° C.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明によれば、電極チャック部分への
塗布が可能であり、しかも、耐摺動性および1000℃
以上の高温での酸化防止効果が優れた導電性酸化防止塗
料および黒鉛電極が提供される。
According to the present invention, application to the electrode chuck portion is possible, and the sliding resistance and 1000 ° C.
A conductive antioxidant paint and a graphite electrode having an excellent antioxidant effect at high temperatures as described above are provided.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01B 1/04 H01B 1/04 1/24 1/24 A (72)発明者 川端 一誠 兵庫県姫路市御国野町国分寺138−1 御 国色素株式会社内 Fターム(参考) 4J038 CA011 CA021 CA041 CA061 CA071 CB021 CB051 CC021 CC051 CD021 CG141 GA06 HA026 HA036 HA076 HA156 HA216 HA316 HA436 HA446 HA476 KA02 KA12 KA20 MA08 MA10 NA02 NA20 PB09 PC01 5G301 BA02 DA02 DA10 DA14 DA18 DA19 DA24 DA32 DA42 DD02Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court II (Reference) H01B 1/04 H01B 1/04 1/24 1/24 A (72) Inventor Kazuma Kawabata Kokubunji, Okuninocho, Himeji-shi, Hyogo 138-1 F-term in Gokoku Shigyo Co., Ltd. (Reference) 4J038 CA011 CA021 CA041 CA061 CA071 CB021 CB051 CC021 CC051 CD021 CG141 GA06 HA026 HA036 HA076 HA156 HA216 HA316 HA436 HA446 HA476 KA02 KA12 KA20 MA08 MA10 DA02 PC10 DA02 PC DA18 DA19 DA24 DA32 DA42 DD02

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水媒体中に、導電材、耐酸化材、結着材
としての重合体エマルジョン及び無機コロイド、遷移金
属を含有して成り、アルカリ金属および/またはアルカ
リ土類金属の含有量が耐酸化材量の20重量%以下であ
ることを特徴とする導電性酸化防止塗料。
An aqueous medium containing a conductive material, an antioxidant, a polymer emulsion as a binder, an inorganic colloid, and a transition metal, wherein the content of an alkali metal and / or an alkaline earth metal is reduced. A conductive antioxidant paint, wherein the amount of the antioxidant material is 20% by weight or less.
【請求項2】 耐酸化材がB、Si、Ge、Sb、T
i、Sn、Al、Zrの群から選ばれ単体の炭化物もし
くは窒化物またはB若しくはSiの単体である請求項1
に記載の導電性酸化防止塗料。
2. The oxidation resistant material is B, Si, Ge, Sb, T.
2. A single carbide or nitride selected from the group consisting of i, Sn, Al, and Zr, or a single body of B or Si.
3. The conductive antioxidant paint according to claim 1.
【請求項3】 無機コロイドの平均粒子径が100nm以
下である請求項1又は2に記載の導電性酸化防止塗料。
3. The conductive antioxidant coating according to claim 1, wherein the average particle diameter of the inorganic colloid is 100 nm or less.
【請求項4】 遷移金属がCr、W、Co、Ti、Ni
の群から選ばれる1種または2以上である請求項1〜3
の何れかに記載の導電性酸化防止塗料。
4. The transition metal is Cr, W, Co, Ti, Ni.
4. One or two or more selected from the group of
The conductive antioxidant paint according to any one of the above.
【請求項5】 請求項1〜4の何れかに記載の導電性酸
化防止塗料を塗布して成ることを特徴とする黒鉛電極。
5. A graphite electrode formed by applying the conductive antioxidant paint according to claim 1. Description:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002265871A (en) * 2001-03-06 2002-09-18 Mikuni Color Ltd Electroconductive antioxidizing coating
CN115894080A (en) * 2022-09-09 2023-04-04 湖南博云新材料股份有限公司 Method for preparing antioxidant coating on graphite surface

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