JPS63307690A

JPS63307690A - 電極用高温酸化防止塗料

Info

Publication number: JPS63307690A
Application number: JP14234287A
Authority: JP
Inventors: Kazutomi Funabashi; 船橋　一富; Nobuhiko Terada; 寺田　暢彦; Yoichi Nakamura; 洋一中村
Original assignee: MITSUMARU KASEI KOGYO KK; Kubota Corp; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: MITSUMARU KASEI KOGYO KK; Kubota Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-06-09
Filing date: 1987-06-09
Publication date: 1988-12-15
Also published as: JPH0460314B2

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】［産業上の利用分野］本発明はセラミックス成分含有の高温酸化防止塗料、特
に製鋼用電気炉の黒鉛電極の高温酸化による消耗を防止
するための塗料に関する。

［従来の技術］製鋼用電気炉の黒鉛電極の高′温酸化による消耗を防止
するための塗料としては、例えば特公昭５４−２５２５
６号公報で提案された電極用高温酸化防止塗料が知られ
ている。この電極用高温酸化防止塗料は、基材粉末、シ
リカ、弗化物（又は低融点粉末）及び分散助剤より成る
。しかし、この電極用高温酸化防止塗料は、後記の比較
例−３にて具体的に説明するが、塗膜剥離が著しく、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％が剥離してしまい、はとんど実効がないもの
である。

黒鉛電極は、実働時において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
い浸透性及び密着性が要求され、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、以下
の（ａ）〜　（ｆ）成分よりなり、（ａ）〜　（ｆ）成
分の合計が１００重量％である電極用高温酸化防止塗料
を特願昭５８−２２４２８１において提案した。

（ａ）炭化珪素；４０〜７５重量％、（ｂ）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
量部及びアルミニウム粉末５〜２０重量部より成るバイ
ンダーとしての熱放射助剤、　１５〜４５重量％、（ｃ）酸化アルミニウム　１〜ｌＯ重量部、ガラス粉末
３〜１５重量部、酸化シールコニウム　３〜１５重量部
、二酸化珪素１〜１０重量部、酸化マグネシウム１〜１
０重量部及び酸化鉄１〜１０重量部より成る密着性およ
び塗膜間結合強度を高める添加剤：１０〜３５重量％、（ｄ）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
重量部及び錫粉末０〜４０重量部より成る金属粉末；　
５〜２０重量％、（ｅ）炭化銀１０〜３０重量部、硫酸銅３０〜５０重量
部及び／又は硫酸鉄３０〜５０重量部より成る焼結助剤
２〜５０重量％及び（ｆ）弗化鉄３０〜６０重量部及び弗化鋼４０〜７０重
量部より成る融点降下剤；　３〜７重量％。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、この電極用高温酸化防止塗料でも、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−１，２に示すが
、この被覆層では４または５−チャージの実働で６０〜
８０％剥離してしまうという問題点があった。

［問題点を解決するための手段］本発明者は、研究した結果、特願昭５８−２２４２８１
号出願に係る電極用高温酸化防止塗料に更に　３〜２０
重量％のチタン酸カリウム〔（ｇ）成分〕を添加すると
、製鋼用黒鉛電極に高い密着性及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は、前記　（ａ）〜（
ｆ）成分と、塗膜間結合強度を高める骨材としてのチタ
ン酸カリウム繊維〔（ｇ）成分〕；　３〜２０重量％と
より成り、そして、（ａ）〜　（ｇ）成分（以下、「全
成分」と略す。）の合計が１００重量％であることを特
徴とするものである。

ここで、（ｇ）成分のチタン酸カリウム繊維の混入量を
全成分の３〜２０重量％の範囲としたのは、チタン酸カ
リウム繊維が２０重量％を越えると、該組成物を被覆物
とした時にこの繊維が被覆層の表面に突出してしまい、
均一な一組成の被覆層が得られず、また、３重量％未満
では骨材としての効果が見い出せないが、　３〜２０重
量％の範囲ではかかる不都合を生ずることなく塗膜の強
度を高めることができるからである。

また、（ｇ）成分として用いられるこのチタン酸カリウ
ム繊維としては、組成：に２ｒｔ４ｏ、及び／又はに２
ＴｉａＯ＋：＋、直径；１０〜３０μ、長さ；１００〜
５００μのトンネル状の結晶構造を有し、接触面積の大
きな板状繊維が好ましい。

（ａ）成分の熱放射剤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
）　、その使用量は全成分の合計の４０〜７５重量％の
範囲にある必要がある。（ａ）成分が７５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ぎ物質
の熱膨張率への追従が困難になり被覆物剥離の原因とな
る。また、（ａ）成分が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＜（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及びそ
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〜ｌＯ重量部、炭化タンタ
ル２〜ｌＯ重量部、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、また、熱放射特性の寿命が著しく減少される。

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、酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化マグネシ
ウム及び酸化鉄が各１０重量部、酸化ジルコニウム及び
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、二酸化珪素、酸化マグネシウム及び酸化鉄が各１
重量部に、酸化ジルコニウム及びガラス粉末が各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、塗料が加
熱される際に溶融して塗膜の密着性及び浸透性を向上さ
せ且つ気密性を高める。この成分が２０重量％以上にな
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利で
あるであるが、一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
０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
酸銅及び／または硫酸鉄はそれぞれ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
銅及び／または硫酸鉄が３０重量部より少ない場合には
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。

（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、モ
して弗化鋼が７０重量部を超えると、被覆物の軟化点が
１５００℃以下になり、流動し、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
ったり、また弗化鋼が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〜、０　ａｓ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、刷毛塗り、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
用現場に於て塗布することもできる。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。

［実施例］次に下記実施例により本発明を更に詳細に説明する。

衷３」（二土第１表に組成を示す試料番号１〜８の塗料（第１表中の
数字は各成分の量を重量部で示している）を、水１５重
量部の添加混合によって製造し、得られた塗料を、直径
２０インチ、長さ　１８００ｍ／ｍの製鋼用黒鉛電極に
ホルダー下部よりエアスプレーにて１０００ｇ／ｓ２の
割合で塗布し、室温で２時間乾燥し、その後に実際に使
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、例
えば試料番号１の電極の場合には９．４チヤージとなり
、２２．０％の延命率が認められ、いずれの試料の場合
にも１３．０％〜２２．０％の延命率が達成された。な
お、添加されたチタン酸カリウム繊維が骨材として作用
した結果、　５〜６チヤ一ジ時において、塗膜の剥離は
認められなかった。

第１表比較例−１，２第２表に示す組成のものを用いて、実施例−１と同様に
塗料（比較例−１，２）を製造し、これらの塗料につい
て実施例−１と同様の実験を行なった。この結果、比較
例−１の塗料では４チヤージで３０％の剥離が認められ
、その延命率は１、７％であり、比較例−２の塗料では
４チヤージで５０％の剥離が認められ、その延命率は１
０００％であった。

第２表比較例−３特公昭５４−２５２５６号の酸化防止塗料を、炭化チタ
ン７０重量％、蛍石５重量％、メチルセルローズ５重量
％及びシリカ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と同様に行なった実験では
、ｌチャージで塗膜が８０％剥離してしまい、そして延
命率は０％であった。

［発明の効果］本発明の塗料は、従来の電極用高温酸化防止塗料にチタ
ン酸カリウム繊維を有効成分として混入せしめることに
より、この繊維が塗膜の骨材として作用して塗膜間結合
強度を高め、製鋼用黒鉛電極に被覆した場合は高い密着
性及び気密性のある焼成被覆層がもたらされ、熱′ａ撃
に対して塗膜の剥離が防止され、製鋼用黒鉛電極の延命
率が延長されるという効果がある。

Claims

【特許請求の範囲】次の（ａ）〜（ｇ）の成分から成り、（ａ）成分は熱放射剤としての炭化珪素；４０〜７５重
量％、（ｂ）成分はバインダーとしての熱放射助剤；１５〜４
５重量％、この熱放射助剤は窒化珪素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重量部及びアルミニウム粉末５〜２０重量部よ
り成り、（ｃ）成分は密着性および塗膜間結合強度を高める添加
剤；１０〜３５重量％、この添加剤は酸化アルミニウム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１〜１
０重量部及び酸化鉄１〜１０重量部より成り、（ｄ）成分は金属粉末；５〜２０重量％、この金属粉末は銅粉末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重量部及び錫粉末０〜４０重量部より成り、（ｅ）成分は焼結助剤；２〜５０重量％、この焼結助剤は炭化銀１０〜３０重量部、硫酸銅３０〜
５０重量部及び／又は硫酸鉄３０〜５０重量部より成り
、（ｆ）成分は融点降下剤；３〜７重量％、この融点降下剤は弗化鉄３０〜６０重量部及び弗化銅４
０〜７０重量部より成り、（ｇ）成分は塗膜間結合強度を高める骨材としてのチタ
ン酸カリウム繊維；３〜２０重量％、これら（ａ）〜（ｇ）成分の合計は１００重量％である
ことを特徴とする電極用高温酸化防止塗料。