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的管模內,在鋼管內加入鐵紅和鋁粉混合物,這種混合物在化學中稱為鋁熱劑,當離心機管模旋轉達到一定速度后,經一火星點燃鋁熱劑,鋁熱劑立即自己燃燒,燃燒波迅速蔓延,在蔓發(fā)生的劇烈的化學反應。該工藝又稱陶瓷復合彎頭,SHS自蔓燃,離心澆鑄等。
耐磨陶瓷管的特點:
1、耐磨性:陶瓷復合鋼管的內襯陶瓷層中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)于鎢鉆硬質合金。
2、耐腐蝕性 陶瓷屬中性材料,化學性能穩(wěn)定,具有優(yōu)異的耐腐性和耐酸性,可抗各種無機酸、有機酸、有機溶劑等,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℃范圍內長期工作。
4、易焊接:陶瓷內襯復合鋼管可以通過焊接外層鋼管達到連接的目的,陶瓷內襯復合鋼管可采用焊接、法蘭、柔性快速接頭等聯(lián)結方式,安裝十分方便。
耐磨陶瓷管的應用:
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。
復合陶瓷耐磨管是將自蔓延高溫合成法與離心技術相結合,在普通碳素鋼管的內表面復合上一層陶瓷襯里,制成復合管,并對控制復合管質量的制造工藝參數(shù)進行了分析,測定了復合管的綜合性能。結果表明,用此方法制造的金屬陶瓷復合管,在具有一般碳鋼管優(yōu)點的基礎上,還具備了較高的耐磨性、耐熱性等,從而擴大了碳鋼管的使用范圍。
自蔓延鋁熱一離心法生產陶瓷內襯耐磨鋼管是逐步發(fā)展起來的高科技產品,它是繼鑄石管,稀土耐磨管之后第3代耐磨管道,是在利用鋁熱反應基礎上形成的?;瘜W反應式:Fe。O3+ZAI、AI。O。+ZFe十熱其反應過程在高速離心的狀態(tài)下完成,形成以鋼管為外套,內襯氧化鋁陶瓷的復合.
自蔓延高溫合成法(SHS),它是利用化學反應的劇烈發(fā)熱來制取高熔點化合物,尤其是難熔材料、復合材料、功能材料和耐磨材料的新技術。SHS技術具有能耗低、工藝設備簡單、產品質量好等優(yōu)點,是目前一種很有希望的制造材料的技術。 國內外許多專家學者都在這個領域開展了各自的研究,取得了許多成果。SHS的實際應用雖然已經取得了可觀的成績,但是,仍存在一些問題,其中主要是SHS過程的控制困難問題。 針對SHS-重力分離陶瓷復合管在SHS過程的控制問題,在鋁熱反應的基礎上,探索了點火方法、添加劑、裝料密度、鋼管材質和尺寸對陶瓷層的影響。 通過實驗,提出氧-乙炔火焰點火比電熱絲、電弧點火工藝設備簡單,更具有實用性;在確定成分、密度一定的條件時,涂敷的陶瓷層厚度與鋼管材質、鋼管大小沒有聯(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,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,陶瓷層內表面由光滑逐漸轉變?yōu)榘纪共黄?。隨著密度增加,陶瓷層厚度達到約2mm時,厚度增速出現(xiàn)拐點,明顯放慢,表現(xiàn)出裝料密度與陶瓷涂敷厚度密切相關。 在鋁熱反應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,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,進行SHS-重力分離陶瓷復合管制備,所得復合管硬度高、抗熱震性能好,是SHS合成技術在添加劑方面的新嘗試,開創(chuàng)了攀鋼冶金廢棄物高爐渣利用的新途徑,對環(huán)保工作也是貢獻。 實驗優(yōu)選工藝,具有材料來源豐富、生產成本低、產品性能好的優(yōu)點。