利用電磁力和機(jī)械壓力在鋼管內(nèi)壁涂覆內(nèi)襯陶瓷的方法和裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用電磁力和機(jī)械壓力在鋼管內(nèi)壁涂覆內(nèi)襯陶瓷的方法和裝置，是在保持鋼管持續(xù)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，將氧化鐵粉和鋁粉混合組成的鋁熱劑持續(xù)輸送至鋼管內(nèi)并點(diǎn)燃產(chǎn)生熔融氧化鋁和鐵液的混合熔料，通過(guò)導(dǎo)電電極向混合熔料通電，使鐵液帶電，在垂直于導(dǎo)電電極設(shè)置的磁場(chǎng)磁極作用下產(chǎn)生向下的洛倫茲力，與熔融氧化鋁分離，沉積在鋼管內(nèi)壁上，熔融氧化鋁覆蓋在鐵液上形成氧化鋁陶瓷內(nèi)襯涂層，最后利用壓料圓盤(pán)的機(jī)械壓力將形成的內(nèi)襯涂層壓緊在鋼管內(nèi)壁。本發(fā)明以機(jī)械壓力將混合熔料擠壓在鋼管內(nèi)壁形成陶瓷層更致密的內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管，提高了內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管的使用壽命和使用性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】利用電磁力和機(jī)械壓力在鋼管內(nèi)壁涂覆內(nèi)襯陶瓷的方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管的生產(chǎn)方法，特別是涉及一種利用電磁力和機(jī)械壓力生產(chǎn)內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管的方法，以及使用該方法的內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管生產(chǎn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管從內(nèi)到外由陶瓷層、過(guò)渡層、鋼管三層組成，陶瓷層是在2200°C以上高溫形成的致密剛玉瓷(Al2O3),通過(guò)過(guò)渡層與鋼管形成牢固的結(jié)合。復(fù)合鋼管充分發(fā)揮了鋼強(qiáng)度高、韌性好、耐沖擊、焊接性能好以及剛玉瓷高硬度、高耐磨、耐蝕、耐熱性好的特點(diǎn)，克服了普通鋼管硬度低、耐磨性差以及陶瓷韌性差的不足。因此，內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管具有良好的耐磨、耐熱、耐蝕及抗機(jī)械沖擊與熱沖擊、可焊性等綜合性能，成為輸送顆粒物料，磨削、腐蝕性介質(zhì)等的理想耐磨、耐蝕管道。
[0003]制備內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管的主要方法包括:鋼管內(nèi)壁鑲裝陶瓷管技術(shù)、內(nèi)表面復(fù)合(噴涂和離子注入)技術(shù)、高分子聚合物內(nèi)襯技術(shù)、自蔓延-離心技術(shù)等。其中內(nèi)壁鑲裝陶瓷管技術(shù)是用有機(jī)粘接劑或低熔點(diǎn)金屬粘結(jié)劑連接陶瓷管與鋼管，結(jié)合強(qiáng)度低、耐機(jī)械沖擊性差；內(nèi)表面復(fù)合技術(shù)對(duì)于較小管徑或較長(zhǎng)的鋼管無(wú)能為力；高分子聚合物內(nèi)襯復(fù)合鋼管的耐蝕性好，但存在吸水、老化等缺點(diǎn)，其致命的弱點(diǎn)是使用溫度低。
[0004]目前，自蔓延-離心技術(shù)已廣泛應(yīng)用于內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管的制造中，且已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了利用自蔓延-離心技術(shù)生產(chǎn)內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管的成套裝置。以自蔓延-離心技術(shù)制備內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管的關(guān)鍵是離心力大小的控制。在小的離心力下，自蔓延產(chǎn)生的氣體難以排出，在陶瓷層產(chǎn)生氣孔，生產(chǎn)的產(chǎn)品耐腐蝕性、耐沖刷性等都會(huì)大大下降；如果離心力較大，陶瓷層又會(huì)與鋼管基體層分開(kāi)產(chǎn)生裂縫。
[0005]現(xiàn)有內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管生產(chǎn)裝置的離心力是通過(guò)控制鋼管的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)公式F=mXrXw2,其m、r 一定,只有通過(guò)提高w來(lái)增加F的大小。因此，電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速就成為了制約離心力大小的瓶頸，限制了一些高規(guī)格要求產(chǎn)品的生產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種利用電磁力和機(jī)械壓力在鋼管內(nèi)壁涂覆內(nèi)襯陶瓷的方法和裝置，以克服現(xiàn)有內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管生產(chǎn)裝置離心力不足的問(wèn)題，依靠外在力量來(lái)生產(chǎn)陶瓷層更致密的內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管產(chǎn)品，提高內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管的使用性能。
[0007]本發(fā)明提供的利用電磁力和機(jī)械壓力在鋼管內(nèi)壁涂覆內(nèi)襯陶瓷的方法包括:
使待涂覆內(nèi)襯陶瓷的鋼管保持在持續(xù)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下；
通過(guò)一個(gè)可伸入到鋼管內(nèi)部的螺旋輸送機(jī)，將由氧化鐵粉和鋁粉混合組成的鋁熱劑持續(xù)輸送至鋼管內(nèi)的待涂覆內(nèi)襯陶瓷部位；
通過(guò)設(shè)置在螺旋輸送機(jī)前端的一對(duì)點(diǎn)火電極對(duì)鋁熱劑進(jìn)行點(diǎn)火，使輸送至螺旋輸送機(jī)前端的鋁熱劑自蔓延燃燒，反應(yīng)產(chǎn)生熔融氧化鋁和鐵液的混合熔料，該混合熔料流出螺旋輸送機(jī)至鋼管的內(nèi)壁表面；
在螺旋輸送機(jī)的出口處相互垂直地設(shè)置有一對(duì)導(dǎo)電電極和一對(duì)磁場(chǎng)磁極，通過(guò)所述一對(duì)導(dǎo)電電極向流出螺旋輸送機(jī)至鋼管內(nèi)的混合熔料通電，使混合熔料中的鐵液帶電，帶電鐵液在一對(duì)磁場(chǎng)磁極產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生向下的洛倫茲力，與熔融氧化招分離，沉積在鋼管的內(nèi)壁上，熔融氧化鋁覆蓋在鐵液上，形成氧化鋁陶瓷內(nèi)襯涂層；
在螺旋輸送機(jī)前端混合熔料出口處設(shè)置一個(gè)壓料圓盤(pán)，隨著鋼管的旋轉(zhuǎn)，利用壓料圓盤(pán)的機(jī)械壓力，將形成的氧化鋁陶瓷內(nèi)襯涂層壓緊在鋼管的表面；
所述螺旋輸送機(jī)同時(shí)沿著鋼管的軸向移動(dòng)，從已經(jīng)涂覆有氧化鋁陶瓷內(nèi)襯涂層的鋼管內(nèi)壁部位移開(kāi)，以螺旋涂覆的方式持續(xù)地在鋼管內(nèi)壁上涂覆內(nèi)襯陶瓷。
[0008]其中，所述的壓料圓盤(pán)采用耐高溫的絕緣材料制作。
[0009]本發(fā)明提供的利用電磁力和機(jī)械壓力在鋼管內(nèi)壁涂覆內(nèi)襯陶瓷的方法首先利用了鋁熱反應(yīng)產(chǎn)生的高溫，使鋁熱劑自蔓延燃燒反應(yīng)生成的Al2O3和Fe處于液態(tài)，由于液態(tài)的鐵是導(dǎo)電的，在導(dǎo)電電極直流電源供電的情況下處于通電狀態(tài)，在兩側(cè)磁性材料的磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生符合公式F=BX IXL (F:洛倫茲力；B:磁場(chǎng)強(qiáng)度；1:電流強(qiáng)度；L:導(dǎo)電液體長(zhǎng)度)的洛倫茲力，使鐵液與氧化鋁分離，鐵液位于氧化鋁液體的下面，再通過(guò)壓料圓盤(pán)對(duì)逐漸凝固的熔料進(jìn)行擠壓，充分利用電磁力和機(jī)械壓力，在鋼管內(nèi)壁上形成了致密的氧化鋁陶瓷內(nèi)襯涂層。本發(fā)明方法克服了離心自蔓延高溫合成方法生產(chǎn)內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管的缺點(diǎn)，可以生產(chǎn)使用性能更高的內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管，并根據(jù)使用需要，生產(chǎn)具有不同內(nèi)襯陶瓷厚度的復(fù)合鋼管。
[0010]進(jìn)而，本發(fā)明提供了一種基于電磁力和機(jī)械壓力的內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管生產(chǎn)裝置，該生產(chǎn)裝置適合于上述利用電磁力和機(jī)械壓力在鋼管內(nèi)壁涂覆內(nèi)襯陶瓷的方法，包括有:
一個(gè)機(jī)架，在所述機(jī)架上設(shè)置有若干對(duì)滾輪，用于放置欲涂覆內(nèi)襯陶瓷的鋼管，驅(qū)動(dòng)鋼管在機(jī)架上原位轉(zhuǎn)動(dòng)；
一個(gè)行車(chē)，位于機(jī)架一側(cè)，可沿鋼管軸向往復(fù)移動(dòng)；
一個(gè)安裝在行車(chē)上的螺旋輸送機(jī)，包括一個(gè)前端開(kāi)口的筒體、位于輸送機(jī)筒體后端的進(jìn)料斗、以及安裝于筒體內(nèi)以將由進(jìn)料斗進(jìn)入的鋁熱劑輸送至筒體前端的螺旋導(dǎo)桿；所述螺旋輸送機(jī)的筒體可伸入在機(jī)架上的鋼管內(nèi)，隨行車(chē)的移動(dòng)在鋼管內(nèi)移動(dòng)；在所述筒體的前端開(kāi)口下方連接有一塊圓弧形的擋板，所述擋板的下沿與鋼管內(nèi)壁接觸；
一對(duì)點(diǎn)火電極，安裝在螺旋輸送機(jī)出口端的筒體上，通電后點(diǎn)火電極之間產(chǎn)生的電弧可將輸送至螺旋輸送機(jī)筒體前端開(kāi)口處的鋁熱劑點(diǎn)燃，發(fā)生鋁熱反應(yīng)形成混合熔料；
一個(gè)固定連接在螺旋輸送機(jī)筒體前端開(kāi)口上的壓料圓盤(pán)，所述壓料圓盤(pán)與鋼管同軸設(shè)置，壓料圓盤(pán)的外周與鋼管內(nèi)壁之間形成相當(dāng)于鋼管內(nèi)襯陶瓷厚度的環(huán)形間隙，在所述壓料圓盤(pán)與螺旋輸送機(jī)筒體前端擋板相對(duì)的平面上設(shè)有一個(gè)向下的出料槽，由所述出料槽與螺旋輸送機(jī)筒體前端的擋板構(gòu)成一個(gè)上開(kāi)口端與螺旋輸送機(jī)筒體內(nèi)連通、下開(kāi)口端與環(huán)形間隙連通的料液積聚池；
一對(duì)磁場(chǎng)磁極，以異性磁極相對(duì)的方式固定在壓料圓盤(pán)的出料槽兩側(cè)，磁力線水平穿過(guò)所述料液集聚池；
一對(duì)導(dǎo)電電極，相對(duì)分別安裝在所述壓料圓盤(pán)和擋板上，垂直于一對(duì)磁場(chǎng)磁極，以在向料液集聚池內(nèi)的混合熔料通電時(shí)，在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生向下的洛倫茲力。
[0011]其中，所述磁場(chǎng)磁極和導(dǎo)電電極的安裝位置并不是唯一的，只要其彼此之間的安裝位置能夠滿(mǎn)足產(chǎn)生的洛倫茲力朝向下方即可。
[0012]本發(fā)明上述裝置中，所述的一對(duì)磁場(chǎng)磁極包括一個(gè)長(zhǎng)磁場(chǎng)磁極和一個(gè)短磁場(chǎng)磁極，所述短磁場(chǎng)磁極不長(zhǎng)出壓料圓盤(pán)的出料槽，長(zhǎng)磁場(chǎng)磁極長(zhǎng)出出料槽，并與鋼管內(nèi)壁接觸，以構(gòu)成一個(gè)側(cè)向的擋片。所述長(zhǎng)磁場(chǎng)磁極與短磁場(chǎng)磁極之間的相對(duì)位置滿(mǎn)足以長(zhǎng)磁場(chǎng)磁極為起點(diǎn)，鋼管由長(zhǎng)磁場(chǎng)磁極向短磁場(chǎng)磁極方向轉(zhuǎn)動(dòng)。所述長(zhǎng)磁場(chǎng)磁極與螺旋輸送機(jī)筒體前端的擋板一起，阻擋從出料槽流出的混合熔料向鋼管旋轉(zhuǎn)方向的反方向以及螺旋輸送機(jī)的移動(dòng)方向流動(dòng)，而只是聚集在鋼管內(nèi)壁的待涂覆內(nèi)襯陶瓷區(qū)域，以便于壓料圓盤(pán)將其擠壓密實(shí)。
[0013]本發(fā)明裝置還在所述螺旋輸送機(jī)的筒體外側(cè)設(shè)置有若干個(gè)支撐架，用于將螺旋輸送機(jī)支撐在鋼管內(nèi)，穩(wěn)定移動(dòng)。所述支撐架由一個(gè)圓環(huán)套，以及圓環(huán)套外部對(duì)稱(chēng)布置的若干個(gè)長(zhǎng)度可調(diào)的支柱組成，所述圓環(huán)套的內(nèi)徑與筒體外徑配合，固定在筒體上，支柱的末端頂緊在鋼管的內(nèi)壁上。
[0014]優(yōu)選地，本發(fā)明在所述支柱的末端安裝有定位珠，定位珠的鋼珠與鋼管內(nèi)壁接觸，使得鋼管能夠在支撐架上平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。
[0015]為了適合對(duì)不同管徑、不同長(zhǎng)度的鋼管涂覆內(nèi)襯陶瓷，所述螺旋輸送機(jī)由多個(gè)單元構(gòu)件螺紋連接組成，可以根據(jù)鋼管的長(zhǎng)度選擇增加或減少單元構(gòu)件的個(gè)數(shù)，優(yōu)選地，每個(gè)單元構(gòu)件的長(zhǎng)度為I米。進(jìn)而，本發(fā)明所述支撐架的支柱長(zhǎng)度可調(diào)，以適應(yīng)不同的管徑。
[0016]其中，還可以將所述螺旋導(dǎo)桿的末端活動(dòng)連接在所述壓料圓盤(pán)上，以進(jìn)一步增強(qiáng)裝置各部分的穩(wěn)定性。
[0017]本發(fā)明的內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管生產(chǎn)裝置利用電磁力和機(jī)械壓力在鋼管內(nèi)壁上涂覆內(nèi)襯陶瓷，首先通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)螺旋導(dǎo)桿運(yùn)輸鋁熱劑，并在筒體內(nèi)以點(diǎn)火電極將其點(diǎn)燃成為混合熔料，再通過(guò)壓料圓盤(pán)部分產(chǎn)生的電磁力將熔融氧化鋁陶瓷與鐵液分離，并通過(guò)壓料圓盤(pán)的機(jī)械壓力將自蔓延產(chǎn)生的熔料擠壓在鋼管內(nèi)壁上，形成密實(shí)的內(nèi)襯層。本發(fā)明裝置以機(jī)械壓力和電磁力取代了離心力，增加產(chǎn)品的使用壽命，解決了離心力不足的問(wèn)題。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是在本發(fā)明內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管生產(chǎn)裝置上安裝鋼管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是圖1中壓料圓盤(pán)部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4是圖1中壓料圓盤(pán)的正視圖。
[0022]圖5是圖3的A-A剖視圖。
[0023]圖6是圖1中支撐架部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中:I一鋼管，2—機(jī)架，3—行車(chē)，4一滾輪，5—螺旋輸送機(jī)，6—壓料圓盤(pán)，7—滾輪電機(jī)，8—螺旋輸送機(jī)電機(jī)，9一點(diǎn)火電極，10—導(dǎo)電電極，11一磁場(chǎng)磁極，401—環(huán)形間隙，501—進(jìn)料斗，502—螺旋導(dǎo)桿，503—筒體，504—擋板，505—支撐架，601—出料槽，602—料液集聚池，5051—圓環(huán)套，5052—支柱，5053—定位珠，1001—導(dǎo)電電極正極，1002—導(dǎo)電電極負(fù)極，1101一磁場(chǎng)磁極N極，1102一磁場(chǎng)磁極S極，1103一擋片。

【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1提供了一種內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管生產(chǎn)裝置，主要由機(jī)架2、行車(chē)3、滾輪4、螺旋輸送機(jī)5、壓料圓盤(pán)6、滾輪電機(jī)7、螺旋輸送機(jī)電機(jī)8、點(diǎn)火電極9、導(dǎo)電電極10和磁場(chǎng)磁極11幾部分構(gòu)成。
[0026]在機(jī)架2上安裝有若干對(duì)滾輪4，每對(duì)滾輪4都包括有一個(gè)主動(dòng)輪和一個(gè)從動(dòng)輪，所述主動(dòng)輪均固定連接在滾輪電機(jī)7的轉(zhuǎn)軸上，由滾輪電機(jī)7驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0027]行車(chē)3安裝在機(jī)架2的一側(cè)，并在行車(chē)3上固定有螺旋輸送機(jī)5，行車(chē)3帶著螺旋輸送機(jī)5沿鋼管軸向移動(dòng)。螺旋輸送機(jī)5由筒體503、螺旋導(dǎo)桿502和進(jìn)料斗501組成，螺旋導(dǎo)桿502安裝在筒體503內(nèi)，螺旋輸送機(jī)5的末端筒體上安裝有進(jìn)料斗501。其中筒體503和螺旋導(dǎo)桿502均由多個(gè)單元構(gòu)件螺紋連接組成，每個(gè)單元構(gòu)件長(zhǎng)度I米，兩端均設(shè)有螺紋，可以方便的連接組合成各種長(zhǎng)度的螺旋輸送機(jī)。在筒體503的前端開(kāi)口處下方還安裝有一塊擋板504。行車(chē)3上還安裝有螺旋輸送機(jī)電機(jī)8，與螺旋導(dǎo)桿502連接，驅(qū)動(dòng)螺旋導(dǎo)桿502在筒體503內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，將由進(jìn)料斗501進(jìn)入的鋁熱劑向前輸送。
[0028]在螺旋輸送機(jī)5的筒體503外側(cè)還安裝有若干個(gè)支撐架505，所述支撐架505的結(jié)構(gòu)如圖6所示，由圓環(huán)套5051和支柱5052構(gòu)成，其中圓環(huán)套5051的內(nèi)徑與筒體503的外徑配合，被固定在筒體503的外部，在圓環(huán)套5051上呈十字形安裝有4個(gè)支柱5052，所述支柱5052的長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)，在支柱5052的前端還安裝有定位珠5053。
[0029]—對(duì)點(diǎn)火電極9被安裝在螺旋輸送機(jī)5的前端筒體503上,所述一對(duì)點(diǎn)火電極9的內(nèi)側(cè)盡可能的接近，外側(cè)分別與電源的正負(fù)極相連。
[0030]壓料圓盤(pán)6的結(jié)構(gòu)如圖3、圖4所示，固定連接在螺旋輸送機(jī)5的筒體503前端開(kāi)口上，并將螺旋導(dǎo)桿502活動(dòng)連接在壓料圓盤(pán)6上。在壓料圓盤(pán)6與螺旋輸送機(jī)筒體503前端擋板504相對(duì)的平面上設(shè)有一個(gè)開(kāi)口向下的出料槽601，由出料槽601與擋板504共同圍出一個(gè)料液積聚池602，從圖5可以看出，該料液集聚池602的上開(kāi)口端與螺旋輸送機(jī)筒體503內(nèi)連通。
[0031]如圖4、圖5所不,一對(duì)磁場(chǎng)磁極11以異性磁極相對(duì)的方式固定在壓料圓盤(pán)6的出料槽601兩側(cè)，使其磁力線能夠水平穿過(guò)料液集聚池602。圖4左側(cè)、圖5右側(cè)為磁場(chǎng)磁極S極1102，圖4右側(cè)、圖5左側(cè)為磁場(chǎng)磁極N極1101。其中，磁場(chǎng)磁極N極1101長(zhǎng)出出料槽601 —段長(zhǎng)度，形成一個(gè)擋片。
[0032]如圖3, —對(duì)導(dǎo)電電極10相對(duì)分別安裝在壓料圓盤(pán)6和擋板504上,垂直于一對(duì)磁場(chǎng)磁極11。其中導(dǎo)電電極正極1001安裝壓料圓盤(pán)6上(圖4)，導(dǎo)電電極負(fù)極1002安裝在擋板504上(圖5)。
[0033]圖2是在圖1裝置上安裝鋼管后的使用狀態(tài)圖。從圖2中可以看出，鋼管I被放置在機(jī)架2的滾輪4上，滾輪電機(jī)7驅(qū)動(dòng)滾輪4，帶動(dòng)鋼管I在機(jī)架2上原位順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。螺旋輸送機(jī)5伸入在鋼管I內(nèi)，支撐架505上定位珠5053的鋼珠與鋼管內(nèi)壁接觸，將螺旋輸送機(jī)5穩(wěn)固支撐在鋼管I內(nèi)，并使鋼管I在支撐架505上平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。筒體503前端擋板504的下沿也與鋼管I內(nèi)壁接觸。隨著鋼管I的轉(zhuǎn)動(dòng)和螺旋輸送機(jī)5的運(yùn)轉(zhuǎn)，行車(chē)3同步帶動(dòng)螺旋輸送機(jī)5向螺旋輸送機(jī)的進(jìn)料斗方向移動(dòng)，逐步退出鋼管I。螺旋輸送機(jī)5前端的壓料圓盤(pán)6與鋼管I為同軸設(shè)置，在壓料圓盤(pán)6的外周與鋼管I的內(nèi)壁之間形成了一個(gè)相當(dāng)于鋼管內(nèi)襯陶瓷厚度的環(huán)形間隙401，料液積聚池602的下開(kāi)口端與該環(huán)形間隙401連通。
[0034]本發(fā)明的工作過(guò)程如下:在水平放置的機(jī)架2上放置鋼管1，根據(jù)鋼管I的長(zhǎng)度，組裝好具有滿(mǎn)足長(zhǎng)度的螺旋導(dǎo)桿502和筒體503的螺旋輸送機(jī)5，驅(qū)動(dòng)行車(chē)3，把螺旋輸送機(jī)5送入鋼管I內(nèi)，使壓料圓盤(pán)6位于鋼管I的最前端，調(diào)節(jié)支撐架505，將螺旋輸送機(jī)5的筒體503固定。開(kāi)動(dòng)滾輪電機(jī)7，使鋼管I在滾輪4的驅(qū)動(dòng)下順時(shí)針原位轉(zhuǎn)動(dòng)。把混合好的由鋁粉和氧化鐵粉組成的鋁熱劑裝入進(jìn)料斗501中，開(kāi)動(dòng)螺旋輸送機(jī)電機(jī)8，將鋁熱劑運(yùn)送到螺旋輸送機(jī)5的筒體503前段。點(diǎn)火電極9通電產(chǎn)生電弧，將鋁熱劑點(diǎn)燃，使鋁熱劑自蔓延燃燒并發(fā)生鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)生由氧化鋁熔液和鐵液組成的混合熔料?；旌先哿蠌耐搀w503前端出口通過(guò)料液集聚池602的上開(kāi)口端流入料液集聚池602內(nèi)。同時(shí)導(dǎo)電電極10通電，此時(shí)料液集聚池602內(nèi)已經(jīng)充滿(mǎn)混合熔料，會(huì)有電流通過(guò)混合熔料，在垂直于導(dǎo)電電極10的兩側(cè)磁場(chǎng)磁極11作用下，對(duì)混合熔料中的鐵液產(chǎn)生向下的洛倫茲力，結(jié)合其自身重力作用，鐵液沉積在料液集聚池602下方，氧化鋁熔液覆蓋在鐵液上，從料液集聚池602下方出口流出到壓料圓盤(pán)6與鋼管I內(nèi)壁之間的環(huán)形間隙401中，被壓料圓盤(pán)6壓緊在鋼管I內(nèi)壁上并凝固形成氧化鋁陶瓷內(nèi)襯。驅(qū)動(dòng)行車(chē)3帶動(dòng)螺旋輸送機(jī)5逐步離開(kāi)鋼管，隨著鋼管I的轉(zhuǎn)動(dòng)，以持續(xù)在鋼管I內(nèi)壁上螺旋涂覆內(nèi)襯陶瓷。流出料液集聚池602的熔料被擋板504阻擋不能向右側(cè)流動(dòng)，被擋片1103阻擋不能向紙面內(nèi)流動(dòng)，同時(shí)紙面的前側(cè)和左側(cè)形成了已經(jīng)凝固的內(nèi)襯陶瓷，從而將熔料限制在只能集聚于環(huán)形間隙401內(nèi)，利于其被壓料圓盤(pán)6緊密擠壓壓實(shí)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械壓力生產(chǎn)內(nèi)襯陶瓷鋼管。
【權(quán)利要求】
1.一種利用電磁力和機(jī)械壓力在鋼管內(nèi)壁涂覆內(nèi)襯陶瓷的方法，包括: 使待涂覆內(nèi)襯陶瓷的鋼管保持在持續(xù)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下； 通過(guò)一個(gè)可伸入到鋼管內(nèi)部的螺旋輸送機(jī)，將由氧化鐵粉和鋁粉混合組成的鋁熱劑持續(xù)輸送至鋼管內(nèi)的待涂覆內(nèi)襯陶瓷部位； 通過(guò)設(shè)置在螺旋輸送機(jī)前端的一對(duì)點(diǎn)火電極對(duì)鋁熱劑進(jìn)行點(diǎn)火，使輸送至螺旋輸送機(jī)前端的鋁熱劑自蔓延燃燒，反應(yīng)產(chǎn)生熔融氧化鋁和鐵液的混合熔料； 在螺旋輸送機(jī)的出口處相互垂直地設(shè)置有一對(duì)導(dǎo)電電極和一對(duì)磁場(chǎng)磁極，所述一對(duì)導(dǎo)電電極向流出螺旋輸送機(jī)至鋼管內(nèi)的混合熔料通電，使混合熔料中的鐵液帶電，帶電鐵液在一對(duì)磁場(chǎng)磁極產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生向下的洛倫茲力，與熔融氧化招分離，沉積在鋼管的內(nèi)壁上，熔融氧化鋁覆蓋在鐵液上，形成氧化鋁陶瓷內(nèi)襯涂層； 在螺旋輸送機(jī)前端混合熔料出口處設(shè)置一個(gè)壓料圓盤(pán)，隨著鋼管的旋轉(zhuǎn)，利用壓料圓盤(pán)的機(jī)械壓力，將形成的氧化鋁陶瓷內(nèi)襯涂層壓緊在鋼管的表面； 所述螺旋輸送機(jī)同時(shí)沿鋼管軸向移動(dòng)，以持續(xù)在鋼管內(nèi)壁涂覆內(nèi)襯陶瓷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在鋼管內(nèi)壁涂覆內(nèi)襯陶瓷的方法，其特征是所述壓料圓盤(pán)采用絕緣材料制作。
3.基于電磁力和機(jī)械壓力的內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管生產(chǎn)裝置，包括: 一個(gè)機(jī)架，在所述機(jī)架上設(shè)置有若干對(duì)滾輪，用于放置欲涂覆內(nèi)襯陶瓷的鋼管，驅(qū)動(dòng)鋼管在機(jī)架上原位轉(zhuǎn)動(dòng)； 一個(gè)行車(chē)，位于機(jī)架一側(cè)，可沿鋼管軸向往復(fù)移動(dòng)； 一個(gè)安裝在行車(chē)上的螺旋輸送機(jī)，包括一個(gè)前端開(kāi)口的筒體、位于輸送機(jī)筒體后端的進(jìn)料斗、以及安裝于筒體內(nèi)以將由進(jìn)料斗進(jìn)入的鋁熱劑輸送至筒體前端的螺旋導(dǎo)桿；所述螺旋輸送機(jī)的筒體可伸入在機(jī)架上的鋼管內(nèi)，隨行車(chē)的移動(dòng)在鋼管內(nèi)移動(dòng)；在所述筒體的前端開(kāi)口下方連接有一塊圓弧形的擋板，所述擋板的下沿與鋼管內(nèi)壁接觸； 一對(duì)點(diǎn)火電極，安裝在螺旋輸送機(jī)出口端的筒體上，用于將輸送至螺旋輸送機(jī)筒體前端開(kāi)口處的鋁熱劑點(diǎn)燃發(fā)生鋁熱反應(yīng)產(chǎn)生混合熔料； 一個(gè)固定連接在螺旋輸送機(jī)筒體前端開(kāi)口上的壓料圓盤(pán)，所述壓料圓盤(pán)與鋼管同軸設(shè)置，壓料圓盤(pán)的外周與鋼管內(nèi)壁之間形成相當(dāng)于鋼管內(nèi)襯陶瓷厚度的環(huán)形間隙，在所述壓料圓盤(pán)與螺旋輸送機(jī)筒體前端擋板相對(duì)的平面上設(shè)有一個(gè)向下的出料槽，由所述出料槽與螺旋輸送機(jī)筒體前端的擋板構(gòu)成一個(gè)上開(kāi)口端與螺旋輸送機(jī)筒體內(nèi)連通、下開(kāi)口端與環(huán)形間隙連通的料液積聚池； 一對(duì)磁場(chǎng)磁極，以異性磁極相對(duì)的方式固定在壓料圓盤(pán)的出料槽兩側(cè)，磁力線水平穿過(guò)所述料液集聚池； 一對(duì)導(dǎo)電電極，相對(duì)分別安裝在所述壓料圓盤(pán)和擋板上，垂直于一對(duì)磁場(chǎng)磁極，以在向料液集聚池內(nèi)的混合熔料通電時(shí)，在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生向下的洛倫茲力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管生產(chǎn)裝置，其特征是所述一對(duì)磁場(chǎng)磁極包括一個(gè)長(zhǎng)磁場(chǎng)磁極和一個(gè)短磁場(chǎng)磁極，所述短磁場(chǎng)磁極不長(zhǎng)出壓料圓盤(pán)出料槽，長(zhǎng)磁場(chǎng)磁極長(zhǎng)出出料槽，與鋼管內(nèi)壁接觸，構(gòu)成側(cè)向的擋片，所述鋼管以長(zhǎng)磁場(chǎng)磁極為起點(diǎn)，由長(zhǎng)磁場(chǎng)磁極向短磁場(chǎng)磁極方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管生產(chǎn)裝置，其特征是所述螺旋導(dǎo)桿的末端活動(dòng)連接在所述壓料圓盤(pán)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管生產(chǎn)裝置，其特征是在所述螺旋輸送機(jī)的筒體外側(cè)設(shè)置有若干個(gè)支撐架，所述支撐架由一個(gè)圓環(huán)套，以及圓環(huán)套外部對(duì)稱(chēng)布置的若干個(gè)長(zhǎng)度可調(diào)的支柱組成，所述圓環(huán)套的內(nèi)徑與筒體外徑配合，固定在筒體上，支柱的末端頂緊在鋼管的內(nèi)壁上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管生產(chǎn)裝置，其特征是在所述支柱的末端安裝有定位珠，所述定位珠的鋼珠與鋼管內(nèi)壁接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管生產(chǎn)裝置，其特征是所述螺旋輸送機(jī)由多個(gè)單元構(gòu)件螺紋連接組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管生產(chǎn)裝置，其特征是所述螺旋輸送機(jī)每個(gè)單元構(gòu)件的長(zhǎng)度為1米。
【文檔編號(hào)】C23C24/10GK104328429SQ201410530457
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】李玉新, 白培康, 李龍陽(yáng), 劉斌, 王建宏 申請(qǐng)人:中北大學(xué)