復(fù)合陶瓷管是用耐高溫強(qiáng)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(shí)配合點(diǎn)焊工藝透過小孔將陶瓷牢固地焊接在鋼管內(nèi)壁。為保護(hù)焊點(diǎn),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(dāng)一圈的末了一塊緊密嵌入后,瓷塊之間形成360°的機(jī)械自鎖力(這種技巧在幾個(gè)世紀(jì)前就被運(yùn)用在中國(guó)橋梁建筑工程上)。
復(fù)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(fù)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(jī)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(xué)中稱為鋁熱劑。離心機(jī)管模旋轉(zhuǎn)達(dá)到一定速度后,經(jīng)一火星點(diǎn)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(xué)反應(yīng):
鋁熱劑反應(yīng)后生成物為穩(wěn)定型α-AL2O3(即剛玉)和鐵,同時(shí)放出大量熱量。這些熱量如在絕熱條件下,絕熱溫度可達(dá)到3757K和3509K,復(fù)合陶瓷管,它使鋼管內(nèi)原來物料以及反應(yīng)后的生成物,即是熔點(diǎn)為2045℃的剛玉也都全部變成熔液。
熔融反應(yīng)在離心力作用下,迅速按比重大小進(jìn)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(dá)到凝固點(diǎn),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(qiáng)度(即在軸向把陶瓷層壓出時(shí)強(qiáng)度)≥15MPa;陶瓷鋼管壓潰強(qiáng)度(即從管外把管內(nèi)陶瓷壓碎時(shí)的強(qiáng)度)≥350MPa。
復(fù)合陶瓷管就是一種使陶瓷和金屬有機(jī)的結(jié)合起來形成復(fù)合管材,陶瓷鋼管綜合了氧化鋁硬度高、化學(xué)惰性好和鋼的優(yōu)點(diǎn),具有優(yōu)異的耐磨、耐蝕、耐熱和抗熱沖擊及抗機(jī)械沖擊性能。
復(fù)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(fù)合陶瓷管利用反應(yīng)自身放熱產(chǎn)生的高溫使反應(yīng)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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