JPH0133507B2

JPH0133507B2 -

Info

Publication number: JPH0133507B2
Application number: JP58224281A
Authority: JP
Inventors: Kazutomi Funabashi; Koichi Yoshii; Yoichi Nakamura; Tatsumi Oshikiri; Hajime Kobayashi
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1983-11-30
Filing date: 1983-11-30
Publication date: 1989-07-13
Also published as: EP0146013A2; DE3480155D1; US4668298A; KR910006945B1; KR850004917A; EP0146013B1; EP0146013A3; JPS60118762A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はセラミツク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。従来より電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によつて、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
に成つている。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３参照）。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
ラミツク被覆組成物を提起した。このセラミツク
組成物とは、以下の３成分よりなるものである： (a) 40〜75重量％の熱放射材としての炭化珪素、 (b) 15〜40重量％の、窒素珪素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
部より成る熱放射助剤並びにバインダーおよび (c) 10〜35重量％の、酸化アルミニウム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重量部より
成る密着性や塗膜間結合強度を高める添加剤。しかしこの熱放射セラミツク被覆組成物でも、
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つた。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３チヤ
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
記セラミツク被覆組成物に、(d)銅、ニツケル、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／または−鉄とより
成る焼結助剤混合物並びに(f)弗化鉄と弗化銅とよ
り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た。即ち、本発明の高温酸化
防止塗料とは、前記(a)，(b)および(c)成分と (d) ５〜20重量％の、銅粉末０〜40重量部、ニツケル粉末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重量部より成る金属粉末、 (e) ２〜50重量％の、炭化銀10〜30重量部と硫酸銅30〜50重量部お
よび／または硫酸鉄30〜50重量部とより成る焼結助剤および (f) ３〜７重量％の、弗化鉄30〜60重量部および弗化銅40〜70重量
部より成る融点降下剤より成りそして成分(a)〜(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40〜65重量％の範囲にある必
要がある。これが65重量％より多いと、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脹
率への追従が困難になり被覆物剥落の原因とな
る。またこれが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く(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。(b)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。 (b)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重量部より少ない場合に
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。 (c)成分は全成分の合計の10〜35重量％の範囲に
する必要があり、(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10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３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。 (d)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重量部％
以上に成ると、加熱時に激しい酸化反応によつて
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(e)成分は全成分の合計の２〜
５重量％の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30重
量部を、硫酸銅および／または−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−鉄
が30重量部より少ない場合にはセラミツク成分の
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重量％の範
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
下してしまうので実効が得られない。また弗化鉄
が30重量部より少なかつたりまた弗化銅が40重量
部より少ない場合には、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、特に制
限されるものではないが、0.5〜1.0mmの厚さに塗
布すれば実効があることが判つている。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、浸漬法等によつて行なうことが
できる。場合によつては、電極の使用現場に於て
塗装することもできる。焼結は、使用時に炉内の
熱によつて直接的に行なつてもよい。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つて製造する（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
1800m／ｍ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1000ｇ／m²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、本発明の高温酸化防止塗料を塗布
した電極は、例えば試料番号１の場合には8.6チ
ヤージであり、11.7％の延命率が認められ、また
いずれの試料の場合にも３〜４チヤージ時には剥
落が認められなかつた。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。

【表】

【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：

【表】これらの塗料に関して、実施例１と同様に実験
を行なつた。この結果、比較例１の塗料では２チ
ヤージで60％が剥離しそして延命率は0.05％であ
り、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％であつた。比較例３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重量％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と同様に行なつた実
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％であつた。

Claims

【特許請求の範囲】１ (a) 40〜65重量％の熱放射材としての炭化珪
素 (b) 15〜40重量％の、窒素酸化物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
部より成る熱放射助材並びにバインダーおよび (c) 10〜35重量％の、酸化アルミニウム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重量部より
成る密着性や塗膜間結合強度を高める添加剤 (d) ５〜20重量％の、銅粉末０〜40重量部、ニツケル粉末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重量部より成る金属粉末 (e) ２〜50重量％の、炭化銀10〜30重量部と硫酸銅30〜50重量部お
よび／または硫酸鉄30〜50重量部とより成る焼結助剤混合物および (f) ３〜７重量％の、弗化鉄30〜60重量部および弗化銅40〜70重量
部より成る融点降下剤より成りそして成分(a)〜(f)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。