耐磨陶瓷管是采用自蔓延高溫合成--離心法制造的。就是把鋼管放在離心機(jī)的管模內(nèi),在鋼管內(nèi)加入鐵紅和鋁粉混合物,這種混合物在化學(xué)中稱為鋁熱劑,當(dāng)離心機(jī)管模旋轉(zhuǎn)達(dá)到一定速度后,經(jīng)一火星點(diǎn)燃鋁熱劑,鋁熱劑立即自己燃燒,燃燒波迅速蔓延,在蔓發(fā)生的劇烈的化學(xué)反應(yīng)。該工藝又稱陶瓷復(fù)合彎頭,SHS自蔓燃,離心澆鑄等。
耐磨陶瓷管的特點(diǎn):
1、耐磨性:陶瓷復(fù)合鋼管的內(nèi)襯陶瓷層中Al2O3含量大于95%,顯微硬度HV1000-1500,因而具有的耐磨性,其耐磨性比淬火后的中碳鋼高十余倍,優(yōu)于鎢鉆硬質(zhì)合金。
2、耐腐蝕性 陶瓷屬中性材料,化學(xué)性能穩(wěn)定,具有優(yōu)異的耐腐性和耐酸性,可抗各種無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、有機(jī)溶劑等,其抗蝕程度是不銹鋼的十倍以上。
3、耐熱性能優(yōu)異,能耐溫1000℃以上,可在-50℃~500℃范圍內(nèi)長(zhǎng)期工作。
4、易焊接:陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管可以通過(guò)焊接外層鋼管達(dá)到連接的目的,陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管可采用焊接、法蘭、柔性快速接頭等聯(lián)結(jié)方式,安裝十分方便。
耐磨陶瓷管的應(yīng)用:
1.要求高耐磨的管道:火力發(fā)電、熱電廠灰(渣)輸送、煤粉輸送管道,選礦廠尾礦輸送和精礦輸送管道,港口礦漿和泥沙輸送管道,粉煤漿輸送管道等。
2.重介選(洗)煤廠精煤輸送管道,要求高耐腐蝕性火力發(fā)電脫硫漿渣輸送管道。
3.熔融鋁液輸送管道。
4.要求高耐磨、高耐腐蝕、耐高溫的特殊環(huán)境。
復(fù)合陶瓷耐磨管是將自蔓延高溫合成法與離心技術(shù)相結(jié)合,在普通碳素鋼管的內(nèi)表面復(fù)合上一層陶瓷襯里,制成復(fù)合管,并對(duì)控制復(fù)合管質(zhì)量的制造工藝參數(shù)進(jìn)行了分析,測(cè)定了復(fù)合管的綜合性能。結(jié)果表明,用此方法制造的金屬陶瓷復(fù)合管,在具有一般碳鋼管優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,還具備了較高的耐磨性、耐熱性等,從而擴(kuò)大了碳鋼管的使用范圍。
自蔓延鋁熱一離心法生產(chǎn)陶瓷內(nèi)襯耐磨鋼管是逐步發(fā)展起來(lái)的高科技產(chǎn)品,它是繼鑄石管,稀土耐磨管之后第3代耐磨管道,是在利用鋁熱反應(yīng)基礎(chǔ)上形成的?;瘜W(xué)反應(yīng)式:Fe。O3+ZAI、AI。O。+ZFe十熱其反應(yīng)過(guò)程在高速離心的狀態(tài)下完成,形成以鋼管為外套,內(nèi)襯氧化鋁陶瓷的復(fù)合.
自蔓延高溫合成法(SHS),它是利用化學(xué)反應(yīng)的劇烈發(fā)熱來(lái)制取高熔點(diǎn)化合物,尤其是難熔材料、復(fù)合材料、功能材料和耐磨材料的新技術(shù)。SHS技術(shù)具有能耗低、工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn),是目前一種很有希望的制造材料的技術(shù)。 國(guó)內(nèi)外許多專家學(xué)者都在這個(gè)領(lǐng)域開(kāi)展了各自的研究,取得了許多成果。SHS的實(shí)際應(yīng)用雖然已經(jīng)取得了可觀的成績(jī),但是,仍存在一些問(wèn)題,其中主要是SHS過(guò)程的控制困難問(wèn)題。 針對(duì)SHS-重力分離陶瓷復(fù)合管在SHS過(guò)程的控制問(wèn)題,在鋁熱反應(yīng)的基礎(chǔ)上,探索了點(diǎn)火方法、添加劑、裝料密度、鋼管材質(zhì)和尺寸對(duì)陶瓷層的影響。 通過(guò)實(shí)驗(yàn),提出氧-乙炔火焰點(diǎn)火比電熱絲、電弧點(diǎn)火工藝設(shè)備簡(jiǎn)單,更具有實(shí)用性;在確定成分、密度一定的條件時(shí),涂敷的陶瓷層厚度與鋼管材質(zhì)、鋼管大小沒(méi)有聯(lián)系;而裝料密度的變化,直接影響陶瓷涂敷的厚度。 裝料密度小時(shí),物料顆粒間疏松,燃燒波傳播阻力小,燃燒層下降很快,陶瓷涂敷層薄,但內(nèi)表面光滑;隨著密度增加,物料接觸緊密,燃燒波傳播阻力增大,燃燒層下降速度變慢,陶瓷涂敷層增厚,陶瓷層內(nèi)表面由光滑逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榘纪共黄健kS著密度增加,陶瓷層厚度達(dá)到約2mm時(shí),厚度增速出現(xiàn)拐點(diǎn),明顯放慢,表現(xiàn)出裝料密度與陶瓷涂敷厚度密切相關(guān)。 在鋁熱反應(yīng)中加入添加劑石英粉、金紅石粉和高爐渣粉,雖然使燃燒溫度降低、燃燒波傳播速度變慢,但能提高陶瓷復(fù)合管的致密度、抗熱震性能,尤其是高爐渣粉作用效果好。加入石英粉,使陶瓷層顯微硬度有下降的趨勢(shì),而加高爐渣粉不影響陶瓷層硬度。 本論文采用攀鋼冶金廢棄物高爐渣為添加劑,進(jìn)行SHS-重力分離陶瓷復(fù)合管制備,所得復(fù)合管硬度高、抗熱震性能好,是SHS合成技術(shù)在添加劑方面的新嘗試,開(kāi)創(chuàng)了攀鋼冶金廢棄物高爐渣利用的新途徑,對(duì)環(huán)保工作也是貢獻(xiàn)。 實(shí)驗(yàn)優(yōu)選工藝,具有材料來(lái)源豐富、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品性能好的優(yōu)點(diǎn)。