專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于減少石墨電極消耗的保護(hù)涂料及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域及表面工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種電弧爐和爐外精煉鋼包爐用的減少石墨電極消耗的保護(hù)涂料及制作方法
背景技術(shù)：
石墨電極是電弧爐和爐外精煉鋼包爐不可缺少的重要材料。石墨電極消耗過(guò)大電爐煉鋼及LF精煉的主要問(wèn)題，目前我國(guó)的電爐用石墨電極平均單耗為7～8kg/t鋼，約占電爐煉鋼成本的8％。世界主要產(chǎn)鋼國(guó)石墨電極消耗平均低于5kg/t鋼，世界最好水平為2.4kg/t鋼。
冶金企業(yè)使用的石墨電極，原材料主要是石油瀝青和煤焦油瀝青，它具有良好的高溫性能，熱膨脹系數(shù)低、重量輕，耐腐蝕性強(qiáng)，易于加工，抗熱沖擊性能優(yōu)良，但是它在高溫下極易氧化，石墨的氧化從450℃開(kāi)始，超過(guò)750℃后氧化急劇增加，且隨著溫度的升高而加劇，通常石墨電極表面溫度很高，并處在空氣環(huán)境下，造成嚴(yán)重的氧化。
氧化性氣氛下，高溫使石墨很容易被氧化，因此石墨電極從氧化部位開(kāi)始往下逐漸變細(xì)，使電極的抗耗性下降；另外由于電流的集膚效應(yīng)，較細(xì)的電極，電流密度增大，電極的抗大電流沖擊能力亦下降，從而導(dǎo)致了石墨電極的單耗增加。
在冶煉過(guò)程中，石墨電極的消耗方式主要有端部消耗、側(cè)面消耗、石墨電極折斷和電極殘頭消耗。對(duì)于鋼包精煉爐來(lái)講，石墨電極的使用具有間歇性操作的特點(diǎn)，石墨電極承受急冷急熱的熱沖擊較為嚴(yán)重，易發(fā)生端部散落現(xiàn)象，因此端部消耗比一般電弧爐用電極較為嚴(yán)重。
通過(guò)檢索可以發(fā)現(xiàn)，目前相關(guān)文獻(xiàn)及專(zhuān)利都是根據(jù)石墨電極的氧化特性，普遍采取降低電極表面溫度、防止氧化性氣體侵入石墨電極和延緩電極氧化反應(yīng)進(jìn)行的時(shí)間等方法，達(dá)到降低電極表面氧化的目的。如美國(guó)專(zhuān)利No.4588700和中國(guó)專(zhuān)利CN1052878以磷硅玻璃等結(jié)合碳化物、氮化物和TiO2等制成石墨電極防氧化涂料；日本特許公報(bào)46-35602和歐洲專(zhuān)利EP0134789以莫來(lái)石、SiC和SiO2為主要填料制成碳素涂料；中國(guó)專(zhuān)利CN103585和CN1070933以耐火材料與有機(jī)粘接劑制成底料和表面涂料；中國(guó)專(zhuān)利CN1354206A以水玻璃作為粘結(jié)劑結(jié)合耐火材料制成石墨電極防氧化涂料，這種涂料最大的缺點(diǎn)是涂層不易干燥，無(wú)法使用。以上這些方法雖可對(duì)石墨電極起到一定的保護(hù)作用，但由于未解決石墨電極升溫過(guò)程中涂料與石墨電極熱膨脹系數(shù)差異較大的問(wèn)題，常導(dǎo)致在升至高溫過(guò)程中局部剝離或剝落，直接影響使用效果，而且這些方法使用大量有機(jī)粘接劑，導(dǎo)致涂料在使用過(guò)程中的高度揮發(fā)分解，造成涂層孔隙過(guò)多，不能形成有效的連續(xù)涂層，減弱了對(duì)保護(hù)的作用。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)石墨電極高溫氧化消耗的方式，本發(fā)明公開(kāi)減少石墨電極消耗的保護(hù)涂料及制作方法，實(shí)現(xiàn)減少石墨電極的各種消耗。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
這種保護(hù)涂料采用下列配方(重量百分比)B2O35～8％、MoSi28～15％、TiO25～10％、Cr2O33～10％ Al2O33～10％、磺化硅樹(shù)脂40～65％。
本發(fā)明的電極保護(hù)涂料其制作方法為首先，將各種原料粉末按比例在濕磨機(jī)中進(jìn)行充分混合，濕磨介質(zhì)為水或酒精，濕磨時(shí)間12h～48h，卸料后烘干制團(tuán)粒；第二，將粉末團(tuán)粒置進(jìn)行預(yù)熔燒結(jié)處理，融化溫度1400～1600℃，融化10～20min后出爐冷卻；第三，將冷卻后的熔化燒結(jié)料進(jìn)行破碎處理，將熔化燒結(jié)料全部破碎至-180目；第四，將-180目粉末進(jìn)行進(jìn)一步篩分，分為-180～+300目作為A組填料，-300目粉末作為B組填料；第五，A、B兩組填料按7∶3比例混合成涂料固體填料；最后，將固體填料粉末與磺化有機(jī)硅樹(shù)脂在膠磨機(jī)和混合機(jī)中進(jìn)行混合、攪拌、溶解、分散、均質(zhì)，卸出裝罐即可使用。
本發(fā)明的電極保護(hù)涂料，由于加入具有與石墨材料熱膨脹系數(shù)相近的微量硅化鉬，提高涂層與石墨電極的結(jié)合強(qiáng)度，并保證涂層在升溫的各溫度區(qū)間均可保持與石墨電極近似的熱膨脹系數(shù)，而且控制涂料固體成分的粒度組成，可快速形成穩(wěn)定連續(xù)的具有梯度結(jié)構(gòu)的涂層，可避免涂層剝離或剝落，而且提高涂層的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)有效的保護(hù)效果。
采用本發(fā)明對(duì)石墨電極進(jìn)行保護(hù)處理，在生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用中測(cè)試，減少石墨電極消耗11％～15％。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
有按重量百分比選用B2O35～8％、MoSi28～15％、TiO25～10％、Cr2O33～10％ Al2O33～10％、磺化硅樹(shù)脂40～65％為原料，首先，將各種原料粉末按比例在濕磨機(jī)中進(jìn)行充分混合，濕磨介質(zhì)為水或酒精，濕磨時(shí)間12～48小時(shí)，卸料后烘干制團(tuán)粒；第二，將粉末團(tuán)粒置進(jìn)行預(yù)熔燒結(jié)處理，融化溫度1400～1600℃，融化10～20min后出爐冷卻；第三，將冷卻后的熔化燒結(jié)料進(jìn)行破碎處理，將熔化燒結(jié)料全部破碎至-180目；第四，將-180目粉末進(jìn)行進(jìn)一步篩分，分為-180～+300目作為A組填料，-300目粉末作為B組填料；第五，A、B兩組填料按7∶3比例混合成涂料固體填料；最后，將固體填料粉末與磺化有機(jī)硅樹(shù)脂在膠磨機(jī)和混合機(jī)中進(jìn)行混合、攪拌、溶解、分散、均質(zhì)，卸出裝罐即可使用。
以下是實(shí)施例在170噸LF精煉生產(chǎn)相同條件下試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

在進(jìn)行大量試驗(yàn)基礎(chǔ)上，并充分考慮成本對(duì)性能及使用效果的影響，本發(fā)明中選用的各種原來(lái)粉末的粒度組成應(yīng)保證-250目的粉末比例在30％～40％。
配制涂料后，應(yīng)在6個(gè)月內(nèi)使用，避免因部分成分變質(zhì)影響使用效果。
在噴涂或涂抹前，應(yīng)進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌希瑴p少成分不均造成的影響。
最佳涂層厚度0.35～0.45mm。涂層最好進(jìn)行3次噴涂或涂抹完成，即3遍噴涂或涂抹形成0.35～0.45mm厚的涂層，每一層表干后，再進(jìn)行下一層涂敷。
權(quán)利要求
1.一種用于減少石墨電極消耗的保護(hù)涂料，其特征在于，涂料的成分為(重量百分比)B2O35～8％、MoSi28～15％、TiO25～10％、Cr2O33～10％Al2O33～10％、磺化硅樹(shù)脂40～65％。
2.一種用于減少石墨電極消耗的保護(hù)涂料，其特征在于，涂料的成分為(重量百分比)B2O35％、MoSi28％、TiO28％、Cr2O310％Al2O310％、余量磺化硅樹(shù)脂。
3.一種用于減少石墨電極消耗的保護(hù)涂料，其特征在于，涂料的成分為(重量百分比)B2O38％、MoSi210％、TiO25％、Cr2O33％Al2O33％，余量磺化硅樹(shù)脂。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的一種用于減少石墨電極消耗的保護(hù)涂料的制作方法其特征在于，首先，將各種原料粉末按比例在濕磨機(jī)中進(jìn)行充分混合，濕磨介質(zhì)為水或酒精，濕磨時(shí)間12～48小時(shí)，卸料后烘干制團(tuán)粒；第二，將粉末團(tuán)粒置進(jìn)行預(yù)熔燒結(jié)處理，融化溫度1400～1600℃，融化10～20min后出爐冷卻；第三，將冷卻后的熔化燒結(jié)料進(jìn)行破碎處理，將熔化燒結(jié)料全部破碎至-180目；第四，將-180目粉末進(jìn)行進(jìn)一步篩分，分為-180～+300目作為A組填料，-300目粉末作為B組填料；第五，A、B兩組填料按7∶3比例混合成涂料固體填料；最后，將固體填料粉末與磺化有機(jī)硅樹(shù)脂在膠磨機(jī)和混合機(jī)中進(jìn)行混合、攪拌、溶解、分散、均質(zhì)，卸出裝罐即可使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于減少石墨電極消耗的保護(hù)涂料的制作方法，各種原料粉末的粒度組成應(yīng)保證-250目的粉末比例在30％～40％。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種用于減少石墨電極消耗的保護(hù)涂料及制作方法，涂料的成分為(重量百分比)B
文檔編號(hào)H05B7/06GK1966593SQ20051004775
公開(kāi)日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者廖相巍, 溫鐵光, 李德剛, 潘秀蘭, 吳世龍, 張新義 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司