專利名稱：內襯一體成型陶瓷的復合彎形鋼管及其制備技術的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種內襯一體成型陶瓷的復合彎形鋼管及其制備技術的方法。
背景技術：
耐磨彎管在礦山、冶金、化工和電力和混泥土輸送等行業(yè)有非常廣泛的應 用，其鋼管中常內襯鑄石、合金鋼、貼片陶瓷和橡膠等復合材料。由于鑄石、 合金鋼和橡膠的耐磨性有限，現(xiàn)在大多使用貼片陶瓷的復合彎形鋼管，但是由 于貼片陶瓷復合彎形鋼管存在陶瓷貼片之間有很大的縫隙，嚴重影響了其耐磨 性，同時陶瓷貼片是采用無機膠直接粘貼在鋼管上或采用陶瓷粘貼在橡膠上， 橡膠再通過硫化技術與鋼管復合，這常常會因為無機膠失效而導致貼片脫落，
也影響了彎形鋼管的耐磨性，在一些特殊設備中需要彎形鋼管能承受40(TC — 80(TC高溫，但貼片陶瓷的無機膠最高只能承受30(TC的高溫，使其在更高的溫 度環(huán)境中無法使用，還有一些需要耐酸耐堿的行業(yè)，貼片陶瓷彎形鋼管也無法 勝任。另外市場上有采用"863 "新材料計劃和國家"九五"期間重點推廣應 用的高新技術一自蔓延法生產的內襯陶瓷復合鋼管，它的特點是反應速度快， 管道形狀不受限制等優(yōu)勢，但也存在由于自蔓延法反應速度非?？?，反應無法 控制，制備出的氧化鋁層疏松多孔的缺點，這降低了復合鋼管的耐磨性能，其 實際耐磨效果也受到限制。還有廠家采用蝦米節(jié)技術將陶瓷管一節(jié)節(jié)襯在鋼管 的內部，同樣不可避免的出現(xiàn)在陶瓷管結合處存在縫隙，嚴重影響了陶瓷管的 耐磨性，同時也不能輸送有腐蝕性的流體。
為了徹底解決彎管的耐磨耐高溫耐酸耐堿問題，只有在彎形鋼管的內部襯 一個整體成型陶瓷彎管?，F(xiàn)在還沒有內襯一體成型陶瓷的復合彎形鋼管的相關報導。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種內襯一體成型陶瓷的復合彎形鋼管及其制備技
術。復合彎形鋼管耐磨性為貼片陶瓷彎管的5—6倍，為高鉻鑄鐵彎形鋼管的 10—20倍，磨耗量《0.015% ,吸水率<0.02%，硬度莫氏8—9，能長期承受800 'C的高溫，耐酸和耐堿，使用壽命在12 — 18年。
本發(fā)明的技術方案是內襯一體成型陶瓷的復合彎形鋼管及其制備技術， 其特征在于采用下列配方和工藝步驟-
(1) 一體成型陶瓷配方(以重量比計)
一體成型陶瓷配方氧化鋁70—90%，碳酸鋇3 — 7%，晶須3 — 5%，滑 石1一8%，蘇州土l一5%，氧化鉻2—5%;
(2) 工藝流程 工藝流程①
A、 配料。將氧化鋁、碳酸鋇、晶須、滑石、蘇州土和氧化鉻按比例要求 配料；
B、 球磨。將A步驟中的陶瓷原料加入球磨機中進行球磨，料:球石:水= 1:2:0.8，球磨時間10—20小時，并過篩和除鐵，制得陶瓷漿料；
C、 榨泥。將上述B步驟制備的陶瓷漿料經過榨泥機脫水得到泥餅；
D、 真空練泥。將C步驟的泥餅加入練泥機進行真空練泥，并陳腐48—60h， 得到陳腐泥段；
E、 成型。將D步驟所得陳腐泥段加入擠管機中擠制成型，得到一體成型 陶瓷彎管濕生坯，陰干48h后，再放入6(TC — 12(TC烘箱中干燥12小時，得
到一體成型陶瓷彎管干燥生坯；F、 燒結。將E步驟中所得一體成型陶瓷彎管干燥生坯放入窯爐中進行燒 結，以5°C — 10°C/min升溫速度升溫，在1350°C — 1600。C高溫階段保溫3小時， 得到一體成型陶瓷彎管；
G、 復合。在一體成型陶瓷彎管外包覆一層鋼管，就得到內襯一體成型陶 瓷復合彎形復合鋼管。
或者
工藝流程②
A、 配料。將氧化鋁、碳酸鋇、晶須、滑石、蘇州土和氧化鉻按比例要求 配料；
B、 球磨。將A步驟中的陶瓷原料加入球磨機中進行球磨，料:球石:水= 1:2:0.6，球磨時間10—20小時，并過篩和除鐵，制得陶瓷漿料；
C、 注漿。將陶瓷漿料注入石膏模中，靜置一段時間，倒出多余陶瓷漿料， 得到一體成型陶瓷彎管濕生坯；
D、 干燥。將C步驟中的石膏模中的一體成型陶瓷彎管濕生坯取出，并放 入60'C — 12(TC烘箱中干燥12小時，得到一體成型陶瓷彎管干燥生坯；
E、 燒結。在D步驟中所得一體成型陶瓷彎管干生坯放入窯爐中進行燒結， 以5"C — 10'C/min升溫速度升溫，在135(TC — 160(TC高溫階段保溫3小時，得 到一體成型陶瓷彎管；
F、 復合。將在一體成型陶瓷彎管外包覆一層鋼管就得到內襯一體成型陶 瓷復合彎形復合鋼管；
本發(fā)明中，陶瓷原料的球磨、搾泥、干燥和燒結都為公知技術。 本發(fā)明具有下列優(yōu)點
①超耐磨性。內襯的陶瓷彎管是通過擠出成型或注漿成型等方法制備的整體陶瓷彎管具有致密度高，耐磨性高。其耐磨性是SHS制備的陶瓷內襯彎管的 10 — 12倍，是貼片陶瓷彎管的5—6倍，高鉻鑄鐵彎形鋼管的10—20倍，磨耗 量《0. 015%。
② 結合高強度。內層陶瓷彎管與外層鋼管的結合摒棄傳統(tǒng)的粘結方法，從 而避免了因粘結劑失效而造成陶瓷片脫落。
③ 使用壽命長。環(huán)形熱收縮法制備的超耐磨陶瓷復合鋼管耐磨性很高，其 耐磨性能達到中碳鋼管50倍以上，為高鉻鑄鋼管、鑄石復合管的10—20倍。
④重量輕。內襯一體成型陶瓷復合彎形復合鋼管單位長度重量輕，只是高鉻 鑄鋼管重量的2/3，是鑄石復合管重量的一半左右。除了減少安裝、檢修時的 勞動強度和費用外，還降低了管道架空支撐材料費。
⑤ 價格低。在相同內徑下，內襯一體成型陶瓷復合彎形復合鋼管單位長度 的價格只是高鉻鑄鋼管的70%左右。
⑥ 后加工性能好。內襯一體成型陶瓷復合彎形復合鋼管的外層是鋼管，可 用普通焊條直接進行焊接，陶瓷層不會脫落，而高鉻鑄鋼管可焊性差，鑄石復 合管不能焊接。
⑦ 耐高溫。使用溫度可達800'C，而高鉻鑄鋼管僅有45(TC，鑄石復合管只 有250。C。
⑧ 耐酸、耐堿和耐高壓。
具體實施例方式
實施例1
A、 稱取氧化鋁8200克、碳酸鋇400克、晶須300g、滑石克400克、蘇州 土 500克和氧化鉻200g按比例要求配料；
B、 將上述陶瓷粉料加入球磨機中球磨20h，料:球石:水=1:2:1，并過250目篩后除鐵，得到陶瓷漿料20000克；
C、 將上述B步驟制備的陶瓷漿料經過榨泥機脫水得到泥餅12500克；
D、 將C步驟的泥餅加入練泥機進行真空練泥，并陳腐48—60h，得到陳 腐泥段10000克；
E、 將D步驟所得陳腐泥段加入擠管機中擠制成型，得到一體成型陶瓷彎 管濕生坯2根，陰干48h后，再放入6(TC —12(TC烘箱中干燥12小時，得到 一體成型陶瓷彎管干燥生坯2根；
F、 將E步驟中所得一體成型陶瓷彎管干燥生坯放入窯爐中進行燒結，以 10°C/min升溫速度升溫，在1350。C高溫階段保溫3小時，得到一體成型陶瓷彎 管2根；
G、 在一體成型陶瓷彎管外包覆一層鋼管，就得到內襯一體成型陶瓷復合 彎形復合鋼管2根。
實施例2
A、 將稱取氧化鋁8200克、碳酸鋇400克、晶須300g、滑石克400克、蘇 州土 500克和氧化鉻200g按比例要求配料；
B、 將A步驟中的陶瓷原料加入球磨機中進行球磨，料:球石:水=1:2:0.6， 球磨時間20小時，并過250目篩后除鐵，得到陶瓷漿料16000克；
C、 將B步驟的陶瓷漿料注入石膏模中，靜置30min后，倒出多余漿料， 再靜置4h，得到一體成型陶瓷彎管濕生坯；
D、 將C步驟中的石膏模中的一體成型陶瓷彎管濕生坯取出，并放入6(TC 一12(TC烘箱中干燥12小時，得到一體成型陶瓷彎管干燥生坯2根；
E、 在D步驟中所得一體成型陶瓷彎管干生坯放入窯爐中進行燒結，以7 'C/min升溫速度升溫，在152(TC高溫階段保溫3小時，得到一體成型陶瓷彎管2根；
F、將在一體成型陶瓷彎管外包覆一層鋼管就得到內襯一體成型陶瓷復合 彎形復合鋼管2根。 實施例3
1、 稱取稱取氧化鋁9000克、碳酸鋇300克、晶須300g、滑石克100克、 蘇州土 100克和氧化鉻200g，按比例要求配料；
2、 將l步驟中的粉料加入球磨機中球磨20h，料:球石:水=1:2:1，并過250 目篩后除鐵，得到陶瓷漿料20000克；
3、 將上述陶瓷漿料經過榨泥機脫水得到泥餅12500克；
4、 將3步驟中的泥餅在練泥機中真空混練，并陳腐48h，得到陳腐泥段；
5、 將4步驟中所得陳腐泥段經過擠管機擠出成型，得到一體成型陶瓷彎管 濕生坯2根，并陰干48h，再放入烘箱中10(TC、干燥12小時，得到一體成型 陶瓷彎管干生坯2根；
6、 將一體成型陶瓷彎管干生坯放入窯爐中進行燒結，以7°C/min速度升溫， 在160(TC高溫階段保溫3小時，得到一體成型陶瓷彎管2根；
7、 在一體成型陶瓷彎管外包覆一層鋼管，得到內襯一體成型陶瓷的彎形復 合鋼管2根。
權利要求
1. 一種內襯一體成型陶瓷的復合彎形鋼管及其制備技術，其特征在于采用下列配方(以重量百分比計)氧化鋁70—90％，碳酸鋇3—7％，晶須3—5％，滑石1—8％，蘇州土1—5％，氧化鉻2—5％。
2. —種制備權利要求1所述的內襯一體成型陶瓷的復合彎形鋼管的方法， 其特征在于可采用配料、球磨、榨泥、真空練泥、成型、燒結和復合等工序。
3. 根據(jù)權利要求2所述的內襯一體成型陶瓷的復合彎形鋼管的制備方法，其特征在于所述成型，是指采用擠出成型方法。
4. 根據(jù)權利要求2所述的內襯一體成型陶瓷的復合彎形鋼管的制備方法， 其特征在于所述燒結是指以5X: — l(rC/min升溫速度升溫，在1350。C一1600 'C高溫階段保溫3小時。
5. 根據(jù)權利要求2所述的內襯一體成型陶瓷的復合彎形鋼管的制備方法， 其特征在于所述復合是指將在一體成型陶瓷彎管外包覆一層鋼管就得到內襯 一體成型陶瓷復合彎形復合鋼管。
6. —種制備權利要求1所述的內襯一體成型陶瓷的復合彎形鋼管的制備方 法，其特征在于還可以采用配料、球磨、注漿、干燥、燒結和復合等工序。
7. 根據(jù)權利要求5所述的內襯一體成型陶瓷的復合彎形鋼管的制備方法， 其特征在于所述注漿是指將陶瓷漿料注入石膏模中，靜置一段時間，倒出多 余陶瓷漿料，得到一體成型陶瓷彎管濕生坯。
8. 根據(jù)權利要求5所述的內襯一體成型陶瓷的復合彎形鋼管的制備方法，其特征在于所述復合是指將在一體成型陶瓷彎管外包覆一層鋼管就得到內襯一體成型陶瓷復合彎形復合鋼管。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種內襯一體成型陶瓷的復合彎形鋼管及其制備技術。采用下列配方氧化鋁70-90％，碳酸鋇3-7％，晶須3-5％，滑石1-8％，蘇州土1-5％，氧化鉻2-5％。可采用配料、球磨、榨泥、真空練泥、成型、燒結和復合等工序。該復合彎形鋼管耐磨性為貼片陶瓷彎管的5-6倍，為高鉻鑄鐵彎形鋼管的10-20倍，磨耗量≤0.015％，吸水率＜0.02％，硬度莫氏8-9，能長期承受800℃的高溫，耐酸和耐堿，使用壽命在12-18年。
文檔編號C04B35/10GK101456725SQ20091004242
公開日2009年6月17日 申請日期2009年1月6日 優(yōu)先權日2009年1月6日
發(fā)明者協(xié) 伍, 周治德, 曉 張, 李桂銀 申請人:湖南大學