JPS6326993A - 黒鉛電極保護用粒子状物質及びそれを用いる保護方法 - Google Patents

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】 この発明は、黒鉛電極の保護、とくに電気炉用黒鉛電極
を酸化から保護することに関するものであり、またこの
ための組成物に関するものである。

黒鉛電極は、電気炉製鋼法で用いらｎるが、その方法で
は黒鉛の著るしい損失が、電極の先端、すなわちアーク
領域で起るのみならず、電極の側面で酸化により相当の
程度に起る。

製鋼用電気炉の電極用黒鉛は高価なものであるから、酸
化）こよる黒鉛の損失を少なくするために、電極の側面
に保護物を塗布しようとの多くの提案が多年にわたって
なされて来た。英国特許第１３８６６１１号明細書は保
護被覆を作るために、熱い電極に粉末混合物を塗布する
ことを記載している。その粉末混合物は、１０００℃以
下の融点を持った黒鉛親濡性のマ）　ＩＪラックス料と
耐火性充填材とを含むものである。マトリックス材料は
、熱い電極上で溶融して接着性の連続した被覆物を形成
し、これによって得られる保護は、被覆物中の耐火性充
填材の付加的存在によって増進される。

充填材は、溶融時のマトリックス材料の粘度を増大させ
るという重要な性質を持ち、その結果被覆物が使用中に
電極から落下せずに、さらに広い範囲にわたって流動性
／可塑性の程度を保持し、それによって亀裂を生じるこ
となく、実質的な温度の変動にも拘らず残存することが
できることとなる。

ヨーロッパ特許第００７０１００号公報は、英　・国特
許第１３８６１１号明細書の発明の改良を記載し、粉末
混合物の代わりに、個々の粒子が黒鉛親濡性の易溶性マ
）　ＩＪラックス料と耐火性充填材との両者を含む粒子
から成るものを記載している。

この発明は、粉末混合物の使用よりも幾つかの利点を与
えるので、多くの国で使用されている。

上記の方法では、電極が炉内使用時期のあとで熱くなっ
ており、炉から一部又は全部が引き上げられた時に、組
成物が電極に塗布される。熱い電極が炉から引き上げら
れると、その下端は上端よりも遥かに熱いので、このた
めに被覆組成物の塗布に成る限界が加えられる。詳述す
れば、電極の比較的冷たい部分は、易溶性材料を溶融し
て接着性被覆を形成するには不充分な熱さであるのに、
電極の比較的熱い部分は非常に熱くて、被覆が一時的に
形成されるが、非常に流れ易くて電極によく接着しない
。これらの限界は、易溶性材料及び／又は耐火性充填材
の性質及び／又は割合を単に変えるだけでは、解消され
ない。その理由は、電極の比較的冷たい部分に対して利
点を与えるような変更が、電極の比較的熱い部分に対し
て対応する欠点を与えることになるからであり、またそ
の逆のことにもなるからである。

この発明によると、３５−７０重量％の耐火性充填材と
、２０−４０重Ｎ％の黒鉛親濡性の易溶性材料と、耐火
性酸化物に酸化可能な１０−２５重量％の金属又はメタ
ロイドとを含む粒子状物質を用いて、電気炉用黒鉛電極
が高温にある間に、この物質を電極に塗布し、金属又は
メタロイドを酸化させて粒子状材料を電極の側面Ｇこ接
着した被覆物とすることを特徴とする、電気炉用黒鉛電
極の保護方法が提供される。

メタロイドよりも金属を用いることが好ましく、好まし
い金属はアルミニウムである。金属又はメタロイドは合
金の形であってもよい。メタロイドの中では珪素が好ま
しく、例えばフェロシリコンの形で用いることができる
。

粒子状物質中の易溶性材料の割合が上記の最小値に満た
ない場合には、接着性の強い被覆物が形成されず、また
上記の割合が上記の最大値を越えた場合には、塗布され
た物質が使用中に電極から流出する重大な傾向がある。

充填材と酸化可能な物質の割合が上記範囲外になる場合
には、酸化に対して有効な保護を与える接着性の強い被
覆物が得られない。

この発明で用いられる粒子状物質、例えばアルミニウム
を含む粒子状物質は、これを電極に塗布すると、電極の
広い温度範囲にわたって適当な被覆を形成することがで
きる。広い温度範囲にわたって適当な被覆物を形成する
ことができるということは、長い電極の大きな部分に有
効な被覆物を与えることができることを意味し、従って
電極をよく保護できることを意味している。ヨーロッパ
特許第００７０１００号公報による（アルミニウム又は
それに類似の物質を含まない）粒子状被覆物は、これを
実際に用いると、約６００℃以下又は約１２００℃以上
の電極温度では満足に塗布できない。これに対し、この
発明の方法は、電極温度が約４００℃はどの低い温度又
は約１５００℃はどの高い温度にある場合にも使用でき
る。１２ｏｏ’ｃよりも遥かに高い電極温度の場合に、
有効なりＣＮ物を得ることができるのが、とくに有利で
ある。

低い電極温度、例えば４００″Ｃでは、酸化可能な物質
例えばアルミニウムが化学反応、例えばアルミナへの酸
化を殆んど受けないでいるが、そのような反応の起らな
いことが、有効な強い接着性被覆物の生成を妨げないと
考えられる。その後、電極の使用中に被覆物が高温に付
されると、酸化可能な物質が酸化し、易溶性材料と反応
し、再び有効な強い接着性被覆物が生成すると考えられ
る。

この発明の方法が、高い電極温度例えば１４００℃でも
適用できる理由は、酸化可能な物質が、単に酸化して耐
火性の酸化物になるよりも、そのような温度で酸化し、
易溶性材料と反応して、充填材と易溶性材料とが分散さ
れている焼結網状物を生成するということであると考え
られる。溶融された物質のマトリックス中に分散された
充填材の被覆物に比べると、そのような被覆物は高温で
電極から引き離されにくくなっている。何れにせよ、酸
化可能な物質、例えばアルミニウムは、例えば単にアル
ミナそれ自体の原料として動らくものではないように見
える。その理由は、アルミナが充填材として使用される
場合には、充填材が他の好ましい充填材例えば炭化珪素
（シリコンカーバイド）を使用した場合のような１４０
０℃で良好な接着性が得られないからである。

酸化可能な物質がアルミニウムであり、易溶性材料が酸
化硼素である場合には（酸化硼素は以下に記載するよう
に、好ましい易溶性材料である）、反応が高温で行なわ
れて複合酸化物９　Ａ　Ｉ！２０３．２　Ｂ２０ｓを生
成し、この複合酸化物は酸化硼素よりも遥かに高い融点
を持つが、高温で焼結する。

この発明の方法では、熱い電極側面を粒子状物質に接触
させるには、粒子状物質を吹きつけて行うことが望まし
い。吹きつけは、ヨーロッパ特許第００７０１００号公
報に記載された電極への吹付装置の特徴の一部又はすべ
てを備えた装置を用いて行うことができる。

既に触れたように、この発明方法で用いられる粒子状物
質中の耐火性充填材は、炭化珪素（シリコンカーバイド
）であることが好ましいが、他の耐火性炭化物、例えば
、タングステンカーバイド、ボロンカーバイド、及びジ
ルコニウムカーバイドを用いることもできる。使用でき
る各種耐火性充填材の他の例は、例えば酸化第ニクロム
、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタニウ
ムのような耐火性酸化物、アルミノシリケート、窒化物
例えば窒化硼素及び窒化シリコン、珪化物及び硼化物例
えば硼化チタニウム及び硼化ジルコニウムである。

黒鉛親濡性の易溶性材料は、硼素化合物又は硼素含有ガ
ラスであることが好ましい。この方法が低い電極温度に
適するようにするためには、易溶性材料が低温で溶融す
ることが必要であり、高い電極温度に適するようにする
ためには、易溶性材料がそのような温度で余りにも揮発
性であってはならない。約３００℃の融点を持った酸化
硼素は、易溶性化合物としてとくに好ましい。

この発明によると、電気炉用黒鉛電極を保護するための
粒子状物質は、３５−７０重量％の耐火性充填材と、２
０−４０重量％の易溶性材料と、１０−２５重量％の金
属又はメタロイドとを含んでいる。

粒子状物質は、粉末混合物の形で用いることができる。

その代わりに、塗布の間又は塗布の前に、粒子の分離を
最も少なくするために、その成分を複合パーチクル（粒
子）又は複合グラニユール（顆粒）に成形してもよい。

粉末状の成分は、種々の公知の粒子成形方法及び装置を
用いて、複合グラ−ニールに成形することができるが、
少量の液状粒子化剤を使用して造粒を行うことが好まし
い。

実施例１゜ この発明方法で使用するにとくに適した粉末状混合物は
、次のとおりである。

シリコンカーバイド　　　　５０！ｉｉ％酸化硼素　　
　３５重量％ アルミニウム　　　１５重量％ 実験結果によると、上記の組成物は、３００℃１８００
℃，１２００℃、１４００℃及び１５００℃の温度で黒
鉛製品に塗布した場合Ｑこ、接着性被覆物を生成した。

実施例２゜ 上記の実施例１に記載した混合物が、熱い電気炉用黒鉛
電極上に保護被覆物として用いられた。

その混合物は、４００℃−１３００℃の範囲内の温度を
持った電極の一部上に塗布され、電極上に接着性被覆物
を形成した。このテストでは炉の動かし方のために、被
覆物が塗布された時の電極先端の最高温度は１３００℃
であった。しかし、同じ炉を別の動かし方にすると、１
５００℃もの先端温度となるが、その場合にも同様に良
好な結果が得られることは勿論である。

実施例３゜ アルミニウムの割合を７エロシリコンに変えた以外は、
同様にして実施例１を繰り返した。この場合の実験結果
によると、この組成物は、４００℃と１３００℃との間
の温度で黒鉛製品Ｇ、：塗布された場合に、接着性の被
覆物を生成した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、３５−７０重量％の耐火性充填材と、２０−４０重
   量％の黒鉛親濡性の易溶性材料と、１０−２５重量％の
   酸化可能な金属又はメタロイドとを含むことを特徴とす
   る、黒鉛電極保護用粒子状物質。 ２、酸化可能な金属がアルミニウムであることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項に記載する粒子状物質。 ３、酸化可能なメタロイドが珪素又はフエロシリコンか
   ら選ばれたものであることを特徴とする、特許請求の範
   囲第１項に記載する粒子状物質。 ４、耐火性充填材が少なくとも１つの耐火性金属酸化物
   、炭化物、窒化物、珪化物、又は硼化物又は耐火性珪酸
   塩を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第１−３項
   の何れかの項に記載する粒子状物質。 ５、黒鉛親濡性の易溶性材料が硼素化合物又は硼素含有
   ガラスであることを特徴とする、特許請求の範囲第１−
   ４項の何れかの項に記載する粒子状物質。 ６、黒鉛親濡性の易溶性材料が酸化硼素であることを特
   徴とする、特許請求の範囲第５項に記載する粒子状物質
   。 ７、粒子状物質が粉末混合物の形にされていることを特
   徴とする、特許請求の範囲第１−６項の何れかの項に記
   載する粒子状物質。 ８、粒子状物質がグラニユールの形とされていることを
   特徴とする、特許請求の範囲第１−６項の何れかの項に
   記載する粒子状物質。 ９、３５−７０重量％の耐火性充填材と、２０−４０重
   量％の黒鉛親濡性の易溶性材料と、耐火性酸化物に酸化
   可能な１０−２５重量％の金属又はメタロイドとを含む
   粒子状物質を用いて、電気炉用黒鉛電極が高温にある間
   にこの物質を電極に塗布し、金属又はメタロイドを酸化
   させて粒子状材料を電極の側面に接着した被覆物とする
   ことを特徴とする、電気炉用黒船電極の保護方法。 １０、電極の高温が３００℃と１５００℃との間にある
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第９項に記載する方
   法。