[发明专利]大口径超长度异径陶瓷内衬复合钢管的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢管制造工艺，尤其涉及一种用于制造大口径超长度异径内衬复合钢管的工艺。

背景技术

目前国内有部门分生产陶瓷内衬钢管异径管的报导，虽然也解决了陶瓷内衬钢管形成过程中自蔓延反应的速度控制、钢管弯曲、陶瓷裂纹夹层等一系列技术问题，但对于大口径，即内径大于1200mm、长度大于1500mm的异形陶瓷内衬复合钢还不没有生产的技术。而制约大口径超长度内衬陶瓷钢管发展的主要难题，是陶瓷层难成型、易脱落和成型后有明鲜偏心现象。

针对以上技术难题，本申请发明人对产品的配方和设备作了如下的改进和创新。

(1)新增加的添加剂是该项目技术的重要部分，添加剂的加入能够降低反应物，在熔融状态下的粘度，提高其流动性。

陶瓷层主要由α-Al₂O₃和铁铝尖晶石FeAl₂O₄组成，铁铝尖晶石的存在，对陶瓷层的耐磨性能几乎没有影响，还有利于陶瓷层机械性能的提高。通过新增加的添加剂改变化学计量配比可降低铁铝尖晶石相的含量SEM对陶瓷层显微结构分析结果表明α-Al₂O₃为主晶相，且呈支晶状分布形成陶瓷层的骨架，铁铝尖晶石则填充于支晶状的骨架，形成了致密的陶瓷层。经此举创新后陶瓷层在大口径超长度的钢管中没有裂纹和脱落现象的发生。特别是在反应物料配比，控制离心力添加剂等方面具有新的创新点。

(2)大口径超长度内衬陶瓷钢管更为重要的是反应物在熔融状态下的流动性和维持熔融状态的时间，在适当的转速下，力求设备运转平稳。目前国内外都用托轮离心设备，该设备通过摩擦转动容易产生径向跳动和轴向串动。利用端盖来定中心，很容易产生陶瓷层偏心。发明人在研制过程中充分认识托轮离心设备的不足。独辟蹊径的研制了利用轴承定中心的离心设备，该设备启动力矩较小，能耗低，端盖易分离，采用水冷系统，外型筒不易变型，利用轴承对钢管定中心，运转平稳无径向跳动和轴向串动，从根本上解决了大口径超长度内衬陶瓷钢管的偏心难题，为我国大口径超长度内衬陶瓷钢管的发展打下了坚定的基础。

发明内容

本发明目的是提供一种大口径超长度异径陶瓷内衬复合钢管的生产方法。

本发明包括以下步骤：

1)将Fe₂O₃粉、Al粉和石英砂分别烘干；

2)将将异径钢管装入离心机；

3)将烘干的Fe₂O₃粉、Al粉和石英砂混合均匀装入异径钢管；

4)启动离心机；

5)点火反应，在异径钢管的内壁离心凝固一层陶瓷内衬层；在反应时对异径钢管的外部进行水冷却。

优选地，本发明在选料时，Fe₂O₃粉是120目～250目；Al粉是200目～230目；石英砂是60目～80目。

优选地，烘料时，Fe₂O₃的烘干温度是230℃～250℃；Al粉的烘干温度是120℃～150℃；石英砂是75℃～100℃。

优选地，在配料混合时，Fe₂O₃粉占混合料总重量的65％～70％、Al粉占混合料总重量的20％～25％、石英砂占混合料总重量的5％～10％。

优选地，离心机的转速是1650转/分钟～1800转/分钟。

优选地，对钢管的外部进行水冷却时的水压力为2.5Mpa～4.5Mpa。

本发明工艺易于生产操作，符合环保节能要求，成本低，利润高，成品合格率高，特别是目前有色金属价格不断上涨，市场需求量大，加之电力、化工、煤炭企业都处在开发之中，所以市场潜力很大，前景也更加广阔。

具体实施方式

实施例1

先将口径1200mm、长度1500mm的异径钢管装入离心机；取目数为120且经过230℃烘干后的Fe₂O₃粉65g、目数为200且经过120℃烘干后的Al粉25g、目数为60且经过75℃烘干后的石英砂10g均匀混合后装入异径钢管。

启动离心机，控制离心机转速为1650转/分钟～1800转/分钟。点火反应，在异径钢管的内壁离心凝固一层陶瓷内衬层。在上述点火反应的同时采用2.5Mpa～4.5Mpa压力的冷水对异径钢管外部进行冷却。

产品的主要性能：