[发明专利]石墨电极防氧化涂料

说明书

本发明涉及的是一种石墨电极防氧化涂料，特别适用于炼钢电炉石墨电极的防氧化涂料。

石墨电极的氧化损耗是降低石墨电极使用寿命、增加消耗的主要原因之一。在电炉炼钢中，石墨电极的侧柱氧化损耗约占电极总消耗的60%左右。因此，降低石墨电极侧柱氧化损耗是降低电极消耗的重要措施之一。目前，世界各国都致力于降低电极侧柱氧化的研究，采用防氧化涂层是一种重要的手段。涂料所用的填料一般为无机氧化物，碳化物，氮化物，硼化物等等，结合部分变化较多，是涂料的关键环节。美国№4588700专利叙述了以磷硅玻璃为结合相，以碳化物和Tio₂为填料的石墨电极防氧化涂料，有的专利也叙述了以水玻璃为结合剂，以氮化铝或硼化钛等为填料的防氧化涂料。

本发明的目的在于利用价格合宜并易于取得的原料制造防氧化涂料，并提高涂料和石墨电极的涂附性、结合性和涂层的气密性。以Tio₂，Sic，Si₃N₄为填料，结合剂采用有机结合剂、含硼化合物、磷酸、硅溶胶复合结合剂，最终形成以磷硼硅玻璃为结合相的涂层，提高了防氧化效果。

添加有机结合剂，如热塑性酚醛树脂，改进了涂料和石墨电极的结合性能。由于有机结合剂和其它组份均匀混合，所以带动其它组份在低温加热时产生塑性蠕动，使涂料均匀地分布于电极表面并促进了涂层和石墨电极的结合。根据石墨电极的使用条件，热塑性酚醛树脂的添加量在0.1～3%范围内。若用于防止石墨电极低温（＜700℃）氧化，添加量可在3～1.5%;若用于在高温条件下使用的电炉炼钢石墨电极等情况下，热塑性酚醛树脂的加入量应＜1.5%为宜。因为若添加量＞1.5%，就将使涂层在高温加热下，酚醛树脂残留的炭氧化而使涂层形成孔隙，使涂层的防氧化性能降低，若添加量＜0.1%，上述有利作用不明显，故以添加0.2～0.8%为最好。

三氧化二硼是一种很好的网络形成剂，添加含硼化合物，如硼酸，既可改进玻璃的形成温度，又能促进玻璃体网络结构的形成，增强涂层的气密性和化学稳定性，改善了涂层电极的抗氧化性。如在其它配料相同的情况下，添加1%硼酸和不添加硼酸的涂料，涂于石墨电极试样表面进行热处理的结果为表1所示，从表1可以看出，抗氧化效果获得了明显的改进。含硼化合物的添加量以不破坏玻璃体网络形成为限度，同时考虑到硼酸在水溶液中的溶解度，以＜4%为宜，最好为0.5～2%。

本发明以Tio₂和价格合宜的Sic+Si₃N₄混合料为填料，由于部分Si₃N₄存在，也提高了涂料的抗氧化性能。

本发明的要点是采用热塑性酚醛树脂，含硼化合物，磷酸，硅溶胶为复合结合剂，以Tio₂、Sic和Si₃N₄为填料，提高了涂层和石墨电极的结合性能和抗氧化性能，最终形成以磷硼硅玻璃为结合相，以Tio₂、Sic和Si₃N₄为填料的石墨电极防氧化涂料。