专利名称：一种陶瓷复合钢管的制备方法
技术领域：
本发明涉及自蔓燃高温合成技术领域，具体地讲是一种陶瓷复合钢管的制备方法，用于制备高性能石油化工液体输送复合钢管。
背景技术：
管道运输具有运输距离短、投资少、不占或少占土地、不污染环境、连续作业受外界干扰小以及运费低等特点，在石油化工领域起着越来越重要的作用。自蔓燃制备复合钢管技术就是在钢管内加入铁红、铝粉及辅助成份混合物，当离 心机带动钢管旋转达到一定速度后，经钨丝加热引发物料反应，物料立即自己燃烧，燃烧波迅速蔓延，反应放出大量的热，而得到铁和氧化铝形成的熔体，在离心力的作用下，比重大的铁分布在钢管和氧化铝之间，并将氧化铝陶瓷和钢管内壁结合起来，从而制得陶瓷梯度复合钢管。1981年日本小田原修等人采用铝热离心法制备了陶瓷梯度复合钢管，并申请了一系列专利。为了减少氧化铝陶瓷层中的气孔率，小田原修等人在反应物中加入MgO、SiO2,Si、Mg等添加剂，用于在反应过程中形成低熔点的陶瓷相，从而提高了陶瓷层的致密度。金明成等人在实用新型专利“一种陶瓷复合管”中采用添加SiO2来获得高性能陶瓷复合管。祝朝晖等人发明专利“离心自蔓燃法制取陶瓷衬管所用原料的配方中”添加了金属氟化物，结果会严重破坏环境，产生环保问题。郭瑞华等人在其“陶瓷内衬复合钢管及其制备方法”发明专利中采用添加高炉炉渣来降低成本。上述专利配方在实际生产过程中，由于为了提高致密性而引入的低熔点玻璃相太多，容易在钢管冷却过程中导致陶瓷层呈现放射状开裂，同时会出现复合钢管陶瓷层两端厚，中间薄的缺陷。在建筑材料、矿山运输、电力煤炭输送和农业加工等领域，这些复合钢管虽然能够满足使用要求，却无法满足石油化工领域输送腐蚀性液体的要求。
发明内容
本发明的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种陶瓷复合钢管的制备方法，通过配方的改变和工艺的调整主要解决现有技术中制备的陶瓷复合钢管易出现裂纹、厚薄不均、气孔等问题。本发明的技术方案是一种陶瓷复合钢管的制备方法，其特殊之处在于它包括如下工艺步骤
a，粉体烘干、混合，将反应粉体80°C烘干2h，按配比混料8h，50 80°C预热2h，可减少粉体内水分残留和提高反应温度；所述反应粉体由下述重量百分配比的原料组成，2 7%Cr03>3 8%Si02、l 3%Ti02 或 Ti，其余为 Al 和 Fe2O3 ；b，钢管处理，将钢管切割，内表面除锈处理；
C，装料、离心反应，将a步骤预热的粉体装入处理过的钢管中，将装好粉体的钢管安装到离心机上，启动离心机，离心机转速为1000 1200rpm，用钨丝点火引发物料反应；d，埋沙缓冷，反应结束后，卸下钢管后埋入沙子中缓冷2 5h，即可得到陶瓷复合管。其中，a步骤所述的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步骤所述的埋沙缓冷采用温度为20 60°C的-5 +50目沙子进行埋沙
缓冷。 本发明的一种陶瓷复合钢管的制备方法与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步1、通过采用铝粉粗细搭配，粉体中添加部分CrO3，提高反应速度，从而减少复合钢管陶瓷层两端厚、中间薄的缺陷，同时Cr会存在于过渡层中，提高过渡层的耐腐蚀性，防止因陶瓷层微小缺陷引起腐蚀液腐蚀外层钢管的作用；2、在反应结束后采取埋沙保温措施，降低复合钢管冷却速度，缓慢释放应力，避免陶瓷裂纹的出现；3、制备的陶瓷复合管陶瓷层均匀，无裂纹；符合目前石油化工行业对输送管道耐高温、耐高压、耐耐蚀的苛刻要求，可大幅提高输送管道的使用寿命，降低企业的生产运营成本。
具体实施例方式 为了更好地理解与实施，下面结合实施例详细说明本发明。实施例I，准确称取烘干的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，放入混料机中混料8h，混合均匀的粉体60°C预热2h，放入经过切割、除锈处理的Φ 108mm，壁厚8mm，长200mm的20#钢管中；将装好粉体的钢管安装到离心机上，启动离心机，转速IieOrpm平稳后，用钨丝点火引发物料反应；反应结束后，迅速将复合钢管卸下，埋入沙子中缓冷3h，采用温度为40°C的-5 +50目沙子，即可得到无裂纹缺陷的陶瓷复合管。实施例2，准确称取烘干的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，放入混料机中混料8h，混合均匀的粉体50°C预热2h，放入经过切割、除锈处理的Φ 108mm，壁厚8mm，长200mm的20#钢管中；将装好粉体的钢管安装到离心机上，启动离心机，转速IOOOrpm平稳后，用钨丝点火引发物料反应；反应结束后，迅速将复合钢管卸下，埋入沙子中缓冷2h，采用温度为20°C的-5 +50目沙土，即可得到无裂纹缺陷的陶瓷复合管。实施例3，准确称取烘干的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，放入混料机中混料8h，混合均匀的粉体80°C预热2h，放入经过切割、除锈处理的Φ 108mm，壁厚8mm，长200mm的20#钢管中；将装好粉体的钢管安装到离心机上，启动离心机，转速1200rpm平稳后，用钨丝点火引发物料反应；反应结束后，迅速将复合钢管卸下，埋入沙子中缓冷5h，采用温度为60°C的-5 +50目沙土，即可得到无裂纹缺陷的陶瓷复合管。
权利要求
1.一种陶瓷复合钢管的制备方法，其特征在于它包括如下工艺步骤 a,粉体烘干、混合，将反应粉体80°C烘干2h，按配比混料8h，50 80°C预热2h ;所述反应粉体由下述重量百分配比的原料组成，2 7%Cr03、3 8%Si02、l 3%Ti02或Ti，其余为Al 和 Fe2O3 ； b，钢管处理，将钢管切割，内表面除锈处理； C，装料、离心反应，将a步骤预热的粉体装入处理过的钢管中，将装好粉体的钢管安装到离心机上，启动离心机，离心机转速为1000 1200rpm，用钨丝点火引发物料反应；d，埋沙缓冷，反应结束后，卸下钢管后埋入沙子中缓冷2 5h，即可得到陶瓷复合管。
2.根据权利要求I所述的一种陶瓷复合钢管的制备方法，其特征在于a步骤所述的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.根据权利要求I所述的一种陶瓷复合钢管的制备方法，其特征在于d步骤所述的埋沙缓冷采用温度为20 60°C的-5 +50目沙子进行埋沙缓冷。
全文摘要
本发明公开了一种陶瓷复合钢管的制备方法，其特点是它包括如下工艺步骤粉体烘干、混合，钢管处理，装料、离心反应，埋沙缓冷；提高反应速度，减少复合钢管陶瓷层两端厚、中间薄的缺陷，提高过渡层的耐腐蚀性，制备的陶瓷复合管陶瓷层均匀，无裂纹，符合目前石油化工行业对输送管道耐高温、耐高压、耐耐蚀的苛刻要求，可大幅提高输送管道的使用寿命，降低企业的生产运营成本。
文档编号C23C24/10GK102839370SQ20121031749
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者燕东明, 乔光利, 李金富, 范秉源, 刘国玺, 牟晓明, 李国斌, 赵斌, 常永威, 李康, 段关文, 高晓菊, 孟全胜, 郭在在 申请人:中国兵器工业第五二研究所烟台分所