专利名称：内衬一体成型陶瓷的复合弯形钢管及其制备技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内衬一体成型陶瓷的复合弯形钢管及其制备技术的方法。
背景技术：
耐磨弯管在矿山、冶金、化工和电力和混泥土输送等行业有非常广泛的应 用，其钢管中常内衬铸石、合金钢、贴片陶瓷和橡胶等复合材料。由于铸石、 合金钢和橡胶的耐磨性有限，现在大多使用贴片陶瓷的复合弯形钢管，但是由 于贴片陶瓷复合弯形钢管存在陶瓷贴片之间有很大的缝隙，严重影响了其耐磨 性，同时陶瓷贴片是采用无机胶直接粘贴在钢管上或采用陶瓷粘贴在橡胶上， 橡胶再通过硫化技术与钢管复合，这常常会因为无机胶失效而导致贴片脱落，
也影响了弯形钢管的耐磨性，在一些特殊设备中需要弯形钢管能承受40(TC — 80(TC高温，但贴片陶瓷的无机胶最高只能承受30(TC的高温，使其在更高的温 度环境中无法使用，还有一些需要耐酸耐碱的行业，贴片陶瓷弯形钢管也无法 胜任。另外市场上有采用"863 "新材料计划和国家"九五"期间重点推广应 用的高新技术一自蔓延法生产的内衬陶瓷复合钢管，它的特点是反应速度快， 管道形状不受限制等优势，但也存在由于自蔓延法反应速度非常快，反应无法 控制，制备出的氧化铝层疏松多孔的缺点，这降低了复合钢管的耐磨性能，其 实际耐磨效果也受到限制。还有厂家采用虾米节技术将陶瓷管一节节衬在钢管 的内部，同样不可避免的出现在陶瓷管结合处存在缝隙，严重影响了陶瓷管的 耐磨性，同时也不能输送有腐蚀性的流体。
为了彻底解决弯管的耐磨耐高温耐酸耐碱问题，只有在弯形钢管的内部衬 一个整体成型陶瓷弯管。现在还没有内衬一体成型陶瓷的复合弯形钢管的相关报导。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内衬一体成型陶瓷的复合弯形钢管及其制备技
术。复合弯形钢管耐磨性为贴片陶瓷弯管的5—6倍，为高铬铸铁弯形钢管的 10—20倍，磨耗量《0.015% ,吸水率<0.02%，硬度莫氏8—9，能长期承受800 'C的高温，耐酸和耐碱，使用寿命在12 — 18年。
本发明的技术方案是内衬一体成型陶瓷的复合弯形钢管及其制备技术， 其特征在于采用下列配方和工艺步骤-
(1) 一体成型陶瓷配方(以重量比计)
一体成型陶瓷配方氧化铝70—90%，碳酸钡3 — 7%，晶须3 — 5%，滑 石1一8%，苏州土l一5%，氧化铬2—5%;
(2) 工艺流程 工艺流程①
A、 配料。将氧化铝、碳酸钡、晶须、滑石、苏州土和氧化铬按比例要求 配料；
B、 球磨。将A步骤中的陶瓷原料加入球磨机中进行球磨，料:球石:水= 1:2:0.8，球磨时间10—20小时，并过筛和除铁，制得陶瓷浆料；
C、 榨泥。将上述B步骤制备的陶瓷浆料经过榨泥机脱水得到泥饼；
D、 真空练泥。将C步骤的泥饼加入练泥机进行真空练泥，并陈腐48—60h， 得到陈腐泥段；
E、 成型。将D步骤所得陈腐泥段加入挤管机中挤制成型，得到一体成型 陶瓷弯管湿生坯，阴干48h后，再放入6(TC — 12(TC烘箱中干燥12小时，得
到一体成型陶瓷弯管干燥生坯；F、 烧结。将E步骤中所得一体成型陶瓷弯管干燥生坯放入窑炉中进行烧 结，以5°C — 10°C/min升温速度升温，在1350°C — 1600。C高温阶段保温3小时， 得到一体成型陶瓷弯管；
G、 复合。在一体成型陶瓷弯管外包覆一层钢管，就得到内衬一体成型陶 瓷复合弯形复合钢管。
或者
工艺流程②
A、 配料。将氧化铝、碳酸钡、晶须、滑石、苏州土和氧化铬按比例要求 配料；
B、 球磨。将A步骤中的陶瓷原料加入球磨机中进行球磨，料:球石:水= 1:2:0.6，球磨时间10—20小时，并过筛和除铁，制得陶瓷浆料；
C、 注浆。将陶瓷浆料注入石膏模中，静置一段时间，倒出多余陶瓷浆料， 得到一体成型陶瓷弯管湿生坯；
D、 干燥。将C步骤中的石膏模中的一体成型陶瓷弯管湿生坯取出，并放 入60'C — 12(TC烘箱中干燥12小时，得到一体成型陶瓷弯管干燥生坯；
E、 烧结。在D步骤中所得一体成型陶瓷弯管干生坯放入窑炉中进行烧结， 以5"C — 10'C/min升温速度升温，在135(TC — 160(TC高温阶段保温3小时，得 到一体成型陶瓷弯管；
F、 复合。将在一体成型陶瓷弯管外包覆一层钢管就得到内衬一体成型陶 瓷复合弯形复合钢管；
本发明中，陶瓷原料的球磨、搾泥、干燥和烧结都为公知技术。 本发明具有下列优点
①超耐磨性。内衬的陶瓷弯管是通过挤出成型或注浆成型等方法制备的整体陶瓷弯管具有致密度高，耐磨性高。其耐磨性是SHS制备的陶瓷内衬弯管的 10 — 12倍，是贴片陶瓷弯管的5—6倍，高铬铸铁弯形钢管的10—20倍，磨耗 量《0. 015%。
② 结合高强度。内层陶瓷弯管与外层钢管的结合摒弃传统的粘结方法，从 而避免了因粘结剂失效而造成陶瓷片脱落。
③ 使用寿命长。环形热收縮法制备的超耐磨陶瓷复合钢管耐磨性很高，其 耐磨性能达到中碳钢管50倍以上，为高铬铸钢管、铸石复合管的10—20倍。
④重量轻。内衬一体成型陶瓷复合弯形复合钢管单位长度重量轻，只是高铬 铸钢管重量的2/3，是铸石复合管重量的一半左右。除了减少安装、检修时的 劳动强度和费用外，还降低了管道架空支撑材料费。
⑤ 价格低。在相同内径下，内衬一体成型陶瓷复合弯形复合钢管单位长度 的价格只是高铬铸钢管的70%左右。
⑥ 后加工性能好。内衬一体成型陶瓷复合弯形复合钢管的外层是钢管，可 用普通焊条直接进行焊接，陶瓷层不会脱落，而高铬铸钢管可焊性差，铸石复 合管不能焊接。
⑦ 耐高温。使用温度可达800'C，而高铬铸钢管仅有45(TC，铸石复合管只 有250。C。
⑧ 耐酸、耐碱和耐高压。
具体实施例方式
实施例1
A、 称取氧化铝8200克、碳酸钡400克、晶须300g、滑石克400克、苏州 土 500克和氧化铬200g按比例要求配料；
B、 将上述陶瓷粉料加入球磨机中球磨20h，料:球石:水=1:2:1，并过250目筛后除铁，得到陶瓷浆料20000克；
C、 将上述B步骤制备的陶瓷浆料经过榨泥机脱水得到泥饼12500克；
D、 将C步骤的泥饼加入练泥机进行真空练泥，并陈腐48—60h，得到陈 腐泥段10000克；
E、 将D步骤所得陈腐泥段加入挤管机中挤制成型，得到一体成型陶瓷弯 管湿生坯2根，阴干48h后，再放入6(TC —12(TC烘箱中干燥12小时，得到 一体成型陶瓷弯管干燥生坯2根；
F、 将E步骤中所得一体成型陶瓷弯管干燥生坯放入窑炉中进行烧结，以 10°C/min升温速度升温，在1350。C高温阶段保温3小时，得到一体成型陶瓷弯 管2根；
G、 在一体成型陶瓷弯管外包覆一层钢管，就得到内衬一体成型陶瓷复合 弯形复合钢管2根。
实施例2
A、 将称取氧化铝8200克、碳酸钡400克、晶须300g、滑石克400克、苏 州土 500克和氧化铬200g按比例要求配料；
B、 将A步骤中的陶瓷原料加入球磨机中进行球磨，料:球石:水=1:2:0.6， 球磨时间20小时，并过250目筛后除铁，得到陶瓷浆料16000克；
C、 将B步骤的陶瓷浆料注入石膏模中，静置30min后，倒出多余浆料， 再静置4h，得到一体成型陶瓷弯管湿生坯；
D、 将C步骤中的石膏模中的一体成型陶瓷弯管湿生坯取出，并放入6(TC 一12(TC烘箱中干燥12小时，得到一体成型陶瓷弯管干燥生坯2根；
E、 在D步骤中所得一体成型陶瓷弯管干生坯放入窑炉中进行烧结，以7 'C/min升温速度升温，在152(TC高温阶段保温3小时，得到一体成型陶瓷弯管2根；
F、将在一体成型陶瓷弯管外包覆一层钢管就得到内衬一体成型陶瓷复合 弯形复合钢管2根。 实施例3
1、 称取称取氧化铝9000克、碳酸钡300克、晶须300g、滑石克100克、 苏州土 100克和氧化铬200g，按比例要求配料；
2、 将l步骤中的粉料加入球磨机中球磨20h，料:球石:水=1:2:1，并过250 目筛后除铁，得到陶瓷浆料20000克；
3、 将上述陶瓷浆料经过榨泥机脱水得到泥饼12500克；
4、 将3步骤中的泥饼在练泥机中真空混练，并陈腐48h，得到陈腐泥段；
5、 将4步骤中所得陈腐泥段经过挤管机挤出成型，得到一体成型陶瓷弯管 湿生坯2根，并阴干48h，再放入烘箱中10(TC、干燥12小时，得到一体成型 陶瓷弯管干生坯2根；
6、 将一体成型陶瓷弯管干生坯放入窑炉中进行烧结，以7°C/min速度升温， 在160(TC高温阶段保温3小时，得到一体成型陶瓷弯管2根；
7、 在一体成型陶瓷弯管外包覆一层钢管，得到内衬一体成型陶瓷的弯形复 合钢管2根。
权利要求
1. 一种内衬一体成型陶瓷的复合弯形钢管及其制备技术，其特征在于采用下列配方(以重量百分比计)氧化铝70—90％，碳酸钡3—7％，晶须3—5％，滑石1—8％，苏州土1—5％，氧化铬2—5％。
2. —种制备权利要求1所述的内衬一体成型陶瓷的复合弯形钢管的方法， 其特征在于可采用配料、球磨、榨泥、真空练泥、成型、烧结和复合等工序。
3. 根据权利要求2所述的内衬一体成型陶瓷的复合弯形钢管的制备方法，其特征在于所述成型，是指采用挤出成型方法。
4. 根据权利要求2所述的内衬一体成型陶瓷的复合弯形钢管的制备方法， 其特征在于所述烧结是指以5X: — l(rC/min升温速度升温，在1350。C一1600 'C高温阶段保温3小时。
5. 根据权利要求2所述的内衬一体成型陶瓷的复合弯形钢管的制备方法， 其特征在于所述复合是指将在一体成型陶瓷弯管外包覆一层钢管就得到内衬 一体成型陶瓷复合弯形复合钢管。
6. —种制备权利要求1所述的内衬一体成型陶瓷的复合弯形钢管的制备方 法，其特征在于还可以采用配料、球磨、注浆、干燥、烧结和复合等工序。
7. 根据权利要求5所述的内衬一体成型陶瓷的复合弯形钢管的制备方法， 其特征在于所述注浆是指将陶瓷浆料注入石膏模中，静置一段时间，倒出多 余陶瓷浆料，得到一体成型陶瓷弯管湿生坯。
8. 根据权利要求5所述的内衬一体成型陶瓷的复合弯形钢管的制备方法，其特征在于所述复合是指将在一体成型陶瓷弯管外包覆一层钢管就得到内衬一体成型陶瓷复合弯形复合钢管。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种内衬一体成型陶瓷的复合弯形钢管及其制备技术。采用下列配方氧化铝70-90％，碳酸钡3-7％，晶须3-5％，滑石1-8％，苏州土1-5％，氧化铬2-5％。可采用配料、球磨、榨泥、真空练泥、成型、烧结和复合等工序。该复合弯形钢管耐磨性为贴片陶瓷弯管的5-6倍，为高铬铸铁弯形钢管的10-20倍，磨耗量≤0.015％，吸水率＜0.02％，硬度莫氏8-9，能长期承受800℃的高温，耐酸和耐碱，使用寿命在12-18年。
文档编号C04B35/10GK101456725SQ20091004242
公开日2009年6月17日 申请日期2009年1月6日 优先权日2009年1月6日
发明者协 伍, 周治德, 晓 张, 李桂银 申请人:湖南大学