專利名稱：一種陶瓷復合鋼管的制備方法
技術領域：
本發明涉及自蔓燃高溫合成技術領域，具體地講是一種陶瓷復合鋼管的制備方法，用于制備高性能石油化工液體輸送復合鋼管。
背景技術：
管道運輸具有運輸距離短、投資少、不占或少占土地、不污染環境、連續作業受外界干擾小以及運費低等特點，在石油化工領域起著越來越重要的作用。自蔓燃制備復合鋼管技術就是在鋼管內加入鐵紅、鋁粉及輔助成份混合物，當離 心機帶動鋼管旋轉達到一定速度后，經鎢絲加熱引發物料反應，物料立即自己燃燒，燃燒波迅速蔓延，反應放出大量的熱，而得到鐵和氧化鋁形成的熔體，在離心力的作用下，比重大的鐵分布在鋼管和氧化鋁之間，并將氧化鋁陶瓷和鋼管內壁結合起來，從而制得陶瓷梯度復合鋼管。1981年日本小田原修等人采用鋁熱離心法制備了陶瓷梯度復合鋼管，并申請了一系列專利。為了減少氧化鋁陶瓷層中的氣孔率，小田原修等人在反應物中加入MgO、SiO2,Si、Mg等添加劑，用于在反應過程中形成低熔點的陶瓷相，從而提高了陶瓷層的致密度。金明成等人在實用新型專利“一種陶瓷復合管”中采用添加SiO2來獲得高性能陶瓷復合管。祝朝暉等人發明專利“離心自蔓燃法制取陶瓷襯管所用原料的配方中”添加了金屬氟化物，結果會嚴重破壞環境，產生環保問題。郭瑞華等人在其“陶瓷內襯復合鋼管及其制備方法”發明專利中采用添加高爐爐渣來降低成本。上述專利配方在實際生產過程中，由于為了提高致密性而引入的低熔點玻璃相太多，容易在鋼管冷卻過程中導致陶瓷層呈現放射狀開裂，同時會出現復合鋼管陶瓷層兩端厚，中間薄的缺陷。在建筑材料、礦山運輸、電力煤炭輸送和農業加工等領域，這些復合鋼管雖然能夠滿足使用要求，卻無法滿足石油化工領域輸送腐蝕性液體的要求。

發明內容
本發明的目的是克服上述已有技術的不足，而提供一種陶瓷復合鋼管的制備方法，通過配方的改變和工藝的調整主要解決現有技術中制備的陶瓷復合鋼管易出現裂紋、厚薄不均、氣孔等問題。本發明的技術方案是一種陶瓷復合鋼管的制備方法，其特殊之處在于它包括如下工藝步驟
a，粉體烘干、混合，將反應粉體80°C烘干2h，按配比混料8h，50 80°C預熱2h，可減少粉體內水分殘留和提高反應溫度；所述反應粉體由下述重量百分配比的原料組成，2 7%Cr03>3 8%Si02、l 3%Ti02 或 Ti，其余為 Al 和 Fe2O3 ；b，鋼管處理，將鋼管切割，內表面除銹處理；
C，裝料、離心反應，將a步驟預熱的粉體裝入處理過的鋼管中，將裝好粉體的鋼管安裝到離心機上，啟動離心機，離心機轉速為1000 1200rpm，用鎢絲點火引發物料反應；d，埋沙緩冷，反應結束后，卸下鋼管后埋入沙子中緩冷2 5h，即可得到陶瓷復合管。其中，a步驟所述的Al粉采用重量百分比20 35%的325目Al粉和80 65%的100目Al粉混合。其中，d步驟所述的埋沙緩冷采用溫度為20 60°C的-5 +50目沙子進行埋沙
緩冷。 本發明的一種陶瓷復合鋼管的制備方法與已有技術相比具有突出的實質性特點和顯著進步1、通過采用鋁粉粗細搭配，粉體中添加部分CrO3，提高反應速度，從而減少復合鋼管陶瓷層兩端厚、中間薄的缺陷，同時Cr會存在于過渡層中，提高過渡層的耐腐蝕性，防止因陶瓷層微小缺陷引起腐蝕液腐蝕外層鋼管的作用；2、在反應結束后采取埋沙保溫措施，降低復合鋼管冷卻速度，緩慢釋放應力，避免陶瓷裂紋的出現；3、制備的陶瓷復合管陶瓷層均勻，無裂紋；符合目前石油化工行業對輸送管道耐高溫、耐高壓、耐耐蝕的苛刻要求，可大幅提高輸送管道的使用壽命，降低企業的生產運營成本。
具體實施例方式 為了更好地理解與實施，下面結合實施例詳細說明本發明。實施例I，準確稱取烘干的200目Fe2O3粉768克，325目Al粉52. 8克，100目Al粉223. 2克，Cr0360克，Si0260克，Ti0236克，放入混料機中混料8h，混合均勻的粉體60°C預熱2h，放入經過切割、除銹處理的Φ 108mm，壁厚8mm，長200mm的20#鋼管中；將裝好粉體的鋼管安裝到離心機上，啟動離心機，轉速IieOrpm平穩后，用鎢絲點火引發物料反應；反應結束后，迅速將復合鋼管卸下，埋入沙子中緩冷3h，采用溫度為40°C的-5 +50目沙子，即可得到無裂紋缺陷的陶瓷復合管。實施例2，準確稱取烘干的200目Fe2O3粉846克，325目Al粉56. 4克，100目Al粉225. 6克，CrO3 24克，SiO2 36克，Ti 12克，放入混料機中混料8h，混合均勻的粉體50°C預熱2h，放入經過切割、除銹處理的Φ 108mm，壁厚8mm，長200mm的20#鋼管中；將裝好粉體的鋼管安裝到離心機上，啟動離心機，轉速IOOOrpm平穩后，用鎢絲點火引發物料反應；反應結束后，迅速將復合鋼管卸下，埋入沙子中緩冷2h，采用溫度為20°C的-5 +50目沙土，即可得到無裂紋缺陷的陶瓷復合管。實施例3，準確稱取烘干的200目Fe2O3粉738克，325目Al粉86. I克，100目Al粉159. 9克，Cr0384克，Si0296克，Ti0236克，放入混料機中混料8h，混合均勻的粉體80°C預熱2h，放入經過切割、除銹處理的Φ 108mm，壁厚8mm，長200mm的20#鋼管中；將裝好粉體的鋼管安裝到離心機上，啟動離心機，轉速1200rpm平穩后，用鎢絲點火引發物料反應；反應結束后，迅速將復合鋼管卸下，埋入沙子中緩冷5h，采用溫度為60°C的-5 +50目沙土，即可得到無裂紋缺陷的陶瓷復合管。
權利要求
1.一種陶瓷復合鋼管的制備方法，其特征在于它包括如下工藝步驟 a,粉體烘干、混合，將反應粉體80°C烘干2h，按配比混料8h，50 80°C預熱2h ;所述反應粉體由下述重量百分配比的原料組成，2 7%Cr03、3 8%Si02、l 3%Ti02或Ti，其余為Al 和 Fe2O3 ； b，鋼管處理，將鋼管切割，內表面除銹處理； C，裝料、離心反應，將a步驟預熱的粉體裝入處理過的鋼管中，將裝好粉體的鋼管安裝到離心機上，啟動離心機，離心機轉速為1000 1200rpm，用鎢絲點火引發物料反應；d，埋沙緩冷，反應結束后，卸下鋼管后埋入沙子中緩冷2 5h，即可得到陶瓷復合管。
2.根據權利要求I所述的一種陶瓷復合鋼管的制備方法，其特征在于a步驟所述的Al 粉采用重量百分比20 35%的325目Al粉和80 65%的100目Al粉混合。
3.根據權利要求I所述的一種陶瓷復合鋼管的制備方法，其特征在于d步驟所述的埋沙緩冷采用溫度為20 60°C的-5 +50目沙子進行埋沙緩冷。
全文摘要
本發明公開了一種陶瓷復合鋼管的制備方法，其特點是它包括如下工藝步驟粉體烘干、混合，鋼管處理，裝料、離心反應，埋沙緩冷；提高反應速度，減少復合鋼管陶瓷層兩端厚、中間薄的缺陷，提高過渡層的耐腐蝕性，制備的陶瓷復合管陶瓷層均勻，無裂紋，符合目前石油化工行業對輸送管道耐高溫、耐高壓、耐耐蝕的苛刻要求，可大幅提高輸送管道的使用壽命，降低企業的生產運營成本。
文檔編號C23C24/10GK102839370SQ20121031749
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者燕東明, 喬光利, 李金富, 范秉源, 劉國璽, 牟曉明, 李國斌, 趙斌, 常永威, 李康, 段關文, 高曉菊, 孟全勝, 郭在在 申請人:中國兵器工業第五二研究所煙臺分所