專利名稱：混凝土泵車用陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造方法，具體為一種混凝土泵車用陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)建設(shè)行業(yè)高速增長(zhǎng)，相應(yīng)加快了基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，帶動(dòng)了商品混凝土行業(yè)的迅速發(fā)展，目前全國(guó)年消耗混凝土近3×108立方米。在現(xiàn)場(chǎng)施工中，80％以上的混凝土方量是用泵車現(xiàn)場(chǎng)澆鑄，目前這些泵車的輸送管主要是采用壁厚5-6毫米的普通碳鋼管或合金材料制作的管，在大流量(120m3/h)，高壓(80MPa)的狀態(tài)下，磨損相當(dāng)嚴(yán)重，一般輸送混凝土量達(dá)到8000m3左右就被磨穿報(bào)廢，而即使是價(jià)格昂貴的合金材料管也最多只能輸送12000m3左右。陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造技術(shù)已經(jīng)在電力、礦山、冶金等行業(yè)制造輸送磨損性材料介質(zhì)大口徑管道領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其基本原理是將鋁熱劑(Fe2O3+2Al)置于鋼管內(nèi)，利用離心機(jī)使鋼管旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，F(xiàn)e2O3和Al因比重不同而分層，并附著于鋼管內(nèi)壁表面，然后點(diǎn)燃鋁熱劑發(fā)生燃燒反應(yīng)而化合成氧化鋁陶瓷層，硬度可達(dá)HV1300，密度3.6～3.9g/cm3。但是由于鋁熱劑在融熔的過程中所產(chǎn)生的溫度高達(dá)11000℃，過大的熱沖擊使外用鋼管迅速達(dá)到熱飽和而產(chǎn)生膨脹，而后在冷卻時(shí)產(chǎn)生的收縮力會(huì)使陶瓷層大面積剝落，或者產(chǎn)生裂紋。因此為了使陶瓷層和鋼管達(dá)到熱應(yīng)力平衡，鋼管就必須有一定的厚度，增加熱容量以承受熱應(yīng)力的沖擊，減小鋼管的線漲系數(shù)，一般在采用常規(guī)的工藝技術(shù)情況下，鋼管壁厚度不能小于8mm，否則陶瓷層的質(zhì)量就得不到保證。專利號(hào)為97111352.1公開了一種陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造方法，其主要是利用了重力法的原理，而且只能生產(chǎn)小口27mm左右，長(zhǎng)度500mm以下的薄壁不銹鋼彎管或小口徑管，利用重力法也可以生產(chǎn)口徑較大的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管，但是制造成本由于使用鋁熱劑的量的增加而急劇上升，不具備市場(chǎng)推廣應(yīng)用價(jià)值。而混凝土泵車壁架管受主車承載配重、安裝空間及輸送流量和輸送壓力的限制，要求管道內(nèi)徑不小于Φ125mm，單位重量不大于19kg/m，外徑不大于Φ140mm。而陶瓷層最佳物理性能厚度不能小于2.5mm，也就是說外用鋼管壁厚必須小于4.5mm，而且鋼管壁厚度不能小于2mm。這是傳統(tǒng)陶瓷內(nèi)襯鋼管制作工藝長(zhǎng)期無法解決的一個(gè)難題。故而限制了這種陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管在混凝土泵車上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造技術(shù)不能制造壁厚小于4.5mm的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管的問題而提供了一種混凝土泵車用陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造方法。
本發(fā)明是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種混凝土泵車用陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造方法，包括把鋼管放入模筒中，加入鋁熱劑，旋轉(zhuǎn)模筒并點(diǎn)燃反應(yīng)物，將壁厚為2mm～4.5mm的鋼管先放入兩個(gè)預(yù)熱達(dá)到200～300℃半圓筒形的夾套中，再將對(duì)扣好的夾套放入模筒中，燃燒完畢后停機(jī)，最后將夾套和鋼管抽出，并及時(shí)去掉夾套，使鋼管在室溫下冷卻。
本發(fā)明所使用的鋁熱劑為氧化鐵粉，純鋁粉和石英沙。夾套預(yù)熱的目的是防止鋁熱劑高溫反應(yīng)放出的熱量過快的散發(fā)，反而影響陶瓷層的融熔溫度，降低陶瓷層冷卻后的質(zhì)量。
原理是，在鋼管外再加設(shè)夾套的條件下，使外層鋼管在鋁熱劑高溫反應(yīng)過程中所吸收熱量快速向外擴(kuò)散并處于亞自由狀態(tài)，受熱沖擊膨脹后徑向變形控制在+0.5mm-+1mm之間，使鋼管冷卻后既對(duì)陶瓷層形成一定的壓應(yīng)力，同時(shí)又和陶瓷層的切剪強(qiáng)度保持應(yīng)力平衡，保證了兩者在此狀態(tài)下的機(jī)械結(jié)合強(qiáng)度，避免了陶瓷層的剝落。為了解決熱量散發(fā)過快，化合物熔融不良，液-固相對(duì)轉(zhuǎn)化時(shí)間太短造成燃燒過程中產(chǎn)生的氣體來不及排放，形成汽泡，導(dǎo)致陶瓷層密度降低，在傳統(tǒng)的混合料中添加一定比例的主動(dòng)反應(yīng)添加物如石英沙，使之在SHS反應(yīng)中發(fā)生放熱副反應(yīng)，使的體系保持較高的絕熱溫度，通過副反應(yīng)得到低共熔化合物，在較低溫度延長(zhǎng)液相保持時(shí)間并降低熔體粘度，有利于氣體在離心力的作用下排出，從而提高陶瓷層的致密度。鋁熱劑添加入鋼管的時(shí)間可以在鋼管放入模筒前也可以在放入模筒后。
利用本發(fā)明所述的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造方法，解決了人們長(zhǎng)期以來無法利用壁厚小于4.5mm的鋼管制造陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管的技術(shù)問題，制造出的鋼管其硬度高達(dá)維氏1300，使用壽命是普通鐵管的5-8倍，是合金材料管的3倍多，而其價(jià)格僅為普通管的1.5倍，具有良好的性價(jià)比，按照每臺(tái)車年平均輸送50000m3混凝土計(jì)算，則每年報(bào)廢普通輸送管5套(每套平均45米)目前市場(chǎng)價(jià)平均10000元/套，全國(guó)每年約報(bào)廢鋼管近4萬噸，損失人民幣5億元，既造成了資源浪費(fèi)，又帶來的巨大的經(jīng)濟(jì)損失。每套本發(fā)明所述的工藝制造的管一次輸送混凝土方量可達(dá)到40000m3以上，每臺(tái)混凝土泵車每年可節(jié)約輸送管更換的費(fèi)用近40000元。


圖1為夾套結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1一種混凝土泵車用陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造方法，包括將壁厚為4.5mm，長(zhǎng)度為3米的普碳鋼管放入兩個(gè)預(yù)熱達(dá)到200℃半圓筒形的夾套中，根據(jù)實(shí)際使用模筒的直徑，可選夾套的厚度為10mm，再將對(duì)扣好的夾套放入模筒中，再把配置好的鋁熱劑放入鋼管中，卡緊堵頭，開啟離心機(jī)使模筒帶動(dòng)鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的轉(zhuǎn)速后點(diǎn)燃鋁熱劑，燃燒完畢后停機(jī)，最后將夾套和鋼管抽出，去掉夾套，使鋼管在室溫下冷卻。夾套外壁一般要與模筒之間保持5mm左右的間歇，以方便夾套進(jìn)出模筒。夾套可選用球鐵管制作，其特點(diǎn)是散熱性能好。
實(shí)施例2一種混凝土泵車用陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造方法，包括將壁厚為2mm，長(zhǎng)度3米以下的鋼管放入兩個(gè)預(yù)熱達(dá)到300℃半圓桶形的夾套中，根據(jù)實(shí)際使用模筒的直徑(133～140mm)可選夾套的厚度為15mm，再將對(duì)扣好的夾套放入模筒中，再把配置好的鋁熱劑放入鋼管中，卡緊堵頭，開啟離心機(jī)使模筒帶動(dòng)鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的轉(zhuǎn)速后點(diǎn)燃鋁熱劑，燃燒完畢后停機(jī)，最后將夾套和鋼管抽出，去掉夾套，使鋼管在室溫下冷卻。所使用的鋁熱劑可以為74％氧化鐵粉，26％純鋁粉和兩者總重量5％石英沙。鋼制夾套外壁一般要與模筒之間保持5mm左右的間隙，以方便夾套進(jìn)出模筒。鋼管為20#以下的普碳鋼管。
實(shí)施例3一種混凝土泵車用陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造方法，包括把配置好的鋁熱劑放入壁厚為4mm鋼管中，卡緊堵頭，將鋼管放入兩個(gè)預(yù)熱達(dá)到250℃半圓桶形的夾套中，根據(jù)實(shí)際使用模筒的直徑(133～140mm)可選取夾套的厚度為13mm，再將對(duì)扣好的夾套放入模筒中，開啟離心機(jī)使模筒帶動(dòng)鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的轉(zhuǎn)速后點(diǎn)燃鋁熱劑，燃燒完畢后停機(jī)，最后將夾套和鋼管抽出，及時(shí)去掉夾套，使鋼管在室溫下冷卻。鋼管抱緊形成致密的陶瓷層。
實(shí)施例4一種混凝土泵車用陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造方法，包括把配置好的鋁熱劑放入壁厚為3mm鋼管中，卡緊堵頭，將鋼管放入兩個(gè)預(yù)熱達(dá)到280℃半圓桶形的夾套中，根據(jù)實(shí)際使用模筒的直徑(133～140mm)可選取夾套的厚度為13mm，再將對(duì)扣好的夾套放入模筒中，開啟離心機(jī)使模筒帶動(dòng)鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的轉(zhuǎn)速后點(diǎn)燃鋁熱劑，燃燒完畢后停機(jī)，最后將夾套和鋼管抽出，及時(shí)去掉夾套，使鋼管在室溫下冷卻，抱緊形成致密的陶瓷層。
權(quán)利要求
1.一種混凝土泵車用陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造方法，包括把鋼管放入模筒中，加入鋁熱劑，旋轉(zhuǎn)模筒并點(diǎn)燃反應(yīng)物，其特征在于將壁厚為2mm～4.5mm的鋼管先放入兩個(gè)預(yù)熱達(dá)到200～300℃半圓筒形的夾套中，再將對(duì)扣好的夾套放入模筒中，燃燒完畢后停機(jī)，最后將夾套和鋼管抽出，并及時(shí)去掉夾套，使鋼管在室溫下冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土泵車用陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造方法，其特征在于使用的鋁熱劑按重量比為74％氧化鐵粉，26％純鋁粉和兩者總重量5％石英沙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混凝土泵車用陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造方法，其特征在于夾套的厚度為10mm～15mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造方法，具體為一種混凝土泵車用陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造方法。解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管制造技術(shù)不能制造壁厚小于4.5mm的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管的問題。步驟包括把鋼管放入模筒中，加入鋁熱劑，旋轉(zhuǎn)模筒并點(diǎn)燃反應(yīng)物，將薄壁的鋼管先放入兩個(gè)預(yù)熱達(dá)到200～300℃半圓筒形的夾套中，再將對(duì)扣好的夾套放入模筒中，燃燒完畢后停機(jī)，最后將夾套和鋼管抽出，并及時(shí)去掉夾套，使鋼管在室溫下冷卻。制造出的鋼管其硬度高達(dá)維氏1300，使用壽命是普通鐵管的5－8倍，是合金材料管的3倍多，而其價(jià)格僅為普通管的1.5倍，具有良好的性價(jià)比。
文檔編號(hào)C04B35/65GK1830888SQ200610012508
公開日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2006年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月21日
發(fā)明者趙晉斌 申請(qǐng)人:趙晉斌