专利名称：一种微晶玻璃内衬复合铸管的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种微晶玻璃内衬复合铸管的制备方法，属于铸造和无机材料涂层领域。
石油、化工、矿山和冶金等部门需要大量耐蚀、耐磨的输送管道，现有的金属管材难以满足上述要求。例如，电厂粉煤灰的输送、石油与天然气的传输都需要具有较高的耐蚀、耐磨性能的管道材料。若选用耐蚀性能优越的不锈钢管，其耐磨性难以满足要求；若选用SHS陶瓷内衬复合钢管，虽然其耐磨性能优异，但由于裂纹、连通气孔以及陶瓷层中易蚀相的存在，难以满足耐蚀要求。微晶玻璃具有良好的耐蚀、耐磨性，制造微晶玻璃内衬复合管是提高有关产品寿命的有效方法。但是，由于熔融的微晶玻璃与钢管的温差较大，直接在钢管内表面离心浇注玻璃还存在许多技术问题，生产成本较高。
本发明的目的是提出一种微晶玻璃内衬复合铸管的制备方法，利用离心铸造制备铸管的余热和离心力，使微晶玻璃粉渣料直接在铸管内表面烧结形成致密的微晶玻璃涂层，以获得耐蚀、耐磨的微晶玻璃内衬复合铸管。
本发明提出的微晶玻璃内衬复合铸管的制备方法，包括以下步骤(1)按下述质量配比准备微晶玻璃渣料，其颗粒度为6～200目。
石英砂生石灰氧化铝 氧化钾+氧化钠 氧化钛 氧化锌58～64％ 10～20％ 5～10％3～12％ 0～4％ 0～8％(2)将1400～1600℃的熔融铁水或钢水注入离心机的铸模中，并使其以600～2000转/分钟的速度匀速旋转，在熔融铁液注入0.5～1分钟后，用另一导管向铸模中均匀喷撒微晶玻璃渣体，玻璃粉体的加入量与铸管的重量比为0.05～0.4∶1，铸模与注入口的轴向相对运动速度为5～50厘米/分钟。
(3)离心机继续保持恒速5～15分钟，然后逐渐减速。
(4)停机后取下铸管，并在700～950℃下保温25～50分钟进行晶化退火，冷却至室温，即可获得本发明的微晶玻璃内衬复合铸管。
用本发明的方法制备的复合铸管具有铸管+微晶玻璃的两层结构。本发明的方法也适用于制备其它化学成分的微晶玻璃内衬或玻璃内衬。所制备的微晶玻璃层致密度高，耐蚀性优良。本发明的方法将铸管和微晶玻璃涂层的制备合二为一，节省能源，工艺简单。本发明还适用于制备锥形、鼓形或阶梯形微晶玻璃内衬管道。
本发明制造的微晶玻璃内衬复合铸管具有良好的耐蚀、耐磨性能。产品耐外部冲击且易于连接，适于长距离管道输送。复合铸管压溃强度为250-320MPa，微晶玻璃层的硬度不低于1000HV，显气孔率低于5％。室温下，在10％HCl中的腐蚀失重为0.0023mg/cm2.h～0.00047mg/cm2.h，比不锈钢低约2个数量级。
下面结合实例对本发明作进一步说明。
实施例1
将成分为石英砂(64％)，生石灰(10％)，苏打粉(6％)，碳酸钾(6％)，氧化铝(7％)，钛白粉(3％)以及氧化锌(4％)的可晶化玻璃渣料粉碎至6-200目，待用；启动离心机至950转/分钟，在匀速旋转的条件下，用导管将1400℃的熔融灰口铸铁水注入内径为148mm、长3000mm的离心机铸模中，铸模的轴向移动速度为10厘米/分钟。在铁水开始浇铸0.5分钟后，用另一导管在已形成的铸管内壁喷涂玻璃粉体，在铸管余热和离心力的作用下，玻璃粉体烧结、晶化，在铸管内壁形成一约3mm厚的均匀、致密的微晶玻璃内衬。铁水与微晶玻璃粉连续浇注与喷洒直至形成3000mm长的复合铸管。保持高速旋转10分钟，然后逐渐减速。停机后取下铸管并在900℃保温30分钟，冷至室温即可获得微晶玻璃复合铸管。铸管壁后8mm、微晶玻璃层厚3mm，在铸管内壁形成的微晶玻璃层表面光洁无裂纹，硬度为1150HV。微晶玻璃内衬铸管的压溃强度为270MPa，室温下在10％HCl中的腐蚀失重为0.0027mg/cm2.h。
实施例2将成分为石英砂(58％)，生石灰(15％)，苏打粉(8％)，氧化铝(10％)，钛白粉(3％)以及氧化锌(6％)的可晶化玻璃渣料在球磨机中粉碎至200目，待用；启动离心机至850转/分钟，在匀速旋转的条件下，用导管将1500℃的熔融球墨铸铁水注入内径为318mm、长3000mm的离心机铸模中，铸模的轴向移动速度为10厘米/分钟。在铁水开始浇铸0.5分钟后，用另一导管在已形成的铸管内壁喷涂玻璃粉体，在铸管余热和离心力的作用下，玻璃粉体烧结、晶化，在铸管内壁形成一约2.5mm厚的均匀、致密的微晶玻璃内衬。铁水与微晶玻璃粉连续浇注与喷洒，直至形成3000mm长的复合铸管。保持高速旋转10分钟，然后逐渐减速。停机后取下铸管并在800℃保温20分钟，冷至室温即可获得微晶玻璃内衬复合铸管。在铸管内壁形成的微晶玻璃层表面光洁无裂纹，硬度为1250HV。微晶玻璃内衬铸管的压溃强度为290MPa，室温下在10％HCl中的腐蚀失重为0.0029mg/cm2.h。
实施例3将成分为石英砂(60％)，生石灰(18％)，苏打粉(6％)，氧化铝(8％)以及氧化锌(8％)的可晶化玻璃渣料在球磨机中粉碎至60-200目，待用；启动离心机至1100转/分钟，在匀速旋转的条件下，用导管将1650℃的熔融钢水注入内径为218mm、长3000mm的离心机铸模中，铸模的轴向移动速度为10厘米/分钟。在铁水开始浇铸0.5分钟后，用另一导管在已形成的铸管内壁喷涂玻璃粉体，在铸管余热和离心力的作用下，玻璃粉体烧结、晶化，在铸管内壁形成一约2.5mm厚的均匀、致密的微晶玻璃内衬。铁水与微晶玻璃粉连续浇注与喷洒，直至形成3000mm长的复合铸管。保持高速旋转10分钟，然后逐渐减速。停机后取下铸管并在850℃保温30分钟，慢冷至室温即可获得微晶玻璃复合铸管。在铸管内壁形成的微晶玻璃层表面光洁无裂纹，硬度为1170HV。微晶玻璃内衬铸管的压溃强度为310MPa，室温下在10％HCl中的腐蚀失重为0.0035mg/cm2.h。
权利要求
1.微晶玻璃内衬复合铸管的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)按下述质量配比准备微晶玻璃渣料，其颗粒度为6～200目，石英砂生石灰氧化铝氧化钾+氧化钠 氧化钛 氧化锌58～64％ 10～20％ 5～10％3～12％0～4％ 0～8％(2)将1400～1600℃的熔融铁水或钢水注入离心机的铸模中，并使其以600～2000转/分钟的速度匀速旋转，在熔融铁液注入0.5～1分钟后，用另一导管向铸模中均匀喷撒微晶玻璃渣体，玻璃粉体的加入量与铸管的重量比为0.05～0.4∶1，铸模与注入口的轴向相对运动速度为5～50厘米/分钟；(3)离心机继续保持恒速5～15分钟，然后逐渐减速，停机后取下铸管，并在700～950℃下保温25～50分钟进行晶化退火，冷却至室温，即可获得本发明的微晶玻璃内衬复合铸管。
全文摘要
本发明涉及一种微晶玻璃内衬复合铸管的制备方法,首先按配比准备微晶玻璃渣料,然后将熔融铁水或钢水注入离心机的铸模中,并使其匀速旋转,再用另一导管向铸模中均匀喷撒微晶玻璃渣体,停机后取下铸管,并进行晶化退火,冷却至室温,即可获得本发明的微晶玻璃内衬复合铸管。用本发明的方法制备的复合铸管具有良好的耐蚀、耐磨性能。产品耐外部冲击且易于连接,适于长距离管道输送。
文档编号B22D13/02GK1302705SQ0013683
公开日2001年7月11日 申请日期2000年12月29日 优先权日2000年12月29日
发明者梁华巍, 王双喜 申请人:北京盛康宁科技开发有限公司