JPH0460314B2

JPH0460314B2 -

Info

Publication number: JPH0460314B2
Application number: JP14234287A
Authority: JP
Inventors: Kazutomi Funabashi; Nobuhiko Terada; Yoichi Nakamura
Original assignee: Kubota Corp; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Kubota Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-06-09
Filing date: 1987-06-09
Publication date: 1992-09-25
Also published as: JPS63307690A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本発明はセラミツ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］製鋼用電気炉の黒煙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
−25256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、ほ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、炭化チタン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１〜10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重量部及び弗化銅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つた。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
チヤージの実働で60〜80％剥離してしまうという
問題点があつた。［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；K₂Ti₄O₉及び／又は
K₂Ti₆O₁₃、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
すべき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
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２〜10重量
部、炭化タンタル２〜10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
する必要がある。(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〜
50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。 (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。本発明の多量の黒鉛電極への塗布量は、特に制
限されるものではいが、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、例えば吹付け塗装、刷毛塗
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布すること
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。［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。実施例１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つて製造し、
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／m²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チヤー
ジ時において、塗膜の剥離は認められなかつた。

【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
つた。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11.7％
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10.8％であつ
た。

【表】

【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と同様に行なつた
実験では、１チヤージ塗膜が80％剥離してしま
い、そして延命率は０％であつた。［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
極に被膜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、熱衝撃に対して塗膜の
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】１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〜
45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１〜10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40〜70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。