復合陶瓷管是用耐高溫強力粘膠將中間帶孔的氧化鋁陶瓷片粘貼在管道內(nèi)壁,同時配合點焊工藝透過小孔將陶瓷牢固地焊接在鋼管內(nèi)壁。為保護焊點,上面再旋上陶瓷蓋帽。
每塊瓷片不但互壓互插,而且每塊瓷都形成梯形角度,使瓷塊之間緊密連接,無縫隙;當一圈的末了一塊緊密嵌入后,瓷塊之間形成360°的機械自鎖力(這種技巧在幾個世紀前就被運用在中國橋梁建筑工程上)。
復合陶瓷管是采用高技術(shù)生產(chǎn)工藝--自蔓燃高溫離合合成法制造。
復合陶瓷管從內(nèi)到外分別由剛玉陶瓷、過渡層、鋼三層組成,陶瓷層是在2200℃以上高溫形成致密剛玉瓷(AL2O3),通過過渡層同鋼管形成牢固的結(jié)合。就是把無縫鋼管放在離心機的管模內(nèi),在鋼管模內(nèi)。在鋼管內(nèi)加入鐵紅和鋁混合物,這種混合物在化學中稱為鋁熱劑。離心機管模旋轉(zhuǎn)達到一定速度后,經(jīng)一火星點燃鋁熱劑,鋁熱劑立即自己燃燒,燃燒波迅速蔓延,發(fā)生如下劇烈的化學反應:
鋁熱劑反應后生成物為穩(wěn)定型α-AL2O3(即剛玉)和鐵,同時放出大量熱量。這些熱量如在絕熱條件下,絕熱溫度可達到3757K和3509K,復合陶瓷管,它使鋼管內(nèi)原來物料以及反應后的生成物,即是熔點為2045℃的剛玉也都全部變成熔液。
熔融反應在離心力作用下,迅速按比重大小進行分離,鐵的比重(7.85g/cm)為AL2O3比重(3.95g/cm)的兩倍,較重的鐵被離心力甩到鋼管內(nèi)壁,較輕的AL2O3則分布在鐵的內(nèi)層。由于鋼管迅速吸熱和傳熱,AL2O3和Fe很快達到凝固點,分層凝固。形成的陶瓷鋼管從內(nèi)到外分別為剛玉瓷層,以鐵為主的過度層,以及外部的鋼管層,高溫熔融的鐵液和AL2O3液,與鋼管內(nèi)壁接觸,使鋼管內(nèi)壁外于半溶狀態(tài),使鐵層與鋼管形成冶金結(jié)合,鐵層與剛玉瓷層間也形成牢固結(jié)合,其結(jié)合壓剪強度(即在軸向把陶瓷層壓出時強度)≥15MPa;陶瓷鋼管壓潰強度(即從管外把管內(nèi)陶瓷壓碎時的強度)≥350MPa。
復合陶瓷管就是一種使陶瓷和金屬有機的結(jié)合起來形成復合管材,陶瓷鋼管綜合了氧化鋁硬度高、化學惰性好和鋼的優(yōu)點,具有優(yōu)異的耐磨、耐蝕、耐熱和抗熱沖擊及抗機械沖擊性能。
復合陶瓷管用于電廠煤粉、灰渣、礦山礦粉、尾礦、回填料、煤礦、選礦廠的煤、焦化廠焦粒,燒結(jié)廠物料的輸送,也可用于鋁液、腐蝕介質(zhì)的輸送。
鋁熱-離心法制備復合陶瓷管利用反應自身放熱產(chǎn)生的高溫使反應產(chǎn)物熔融并在離心力作用下發(fā)生分離,形成內(nèi)襯氧化鋁陶瓷的鋼管,能耗低,工序少。
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