一種微晶玻璃內襯複合鑄管的製備方法
2023-06-24 02:56:31
專利名稱：一種微晶玻璃內襯複合鑄管的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種微晶玻璃內襯複合鑄管的製備方法，屬於鑄造和無機材料塗層領域。
石油、化工、礦山和冶金等部門需要大量耐蝕、耐磨的輸送管道，現有的金屬管材難以滿足上述要求。例如，電廠粉煤灰的輸送、石油與天然氣的傳輸都需要具有較高的耐蝕、耐磨性能的管道材料。若選用耐蝕性能優越的不鏽鋼管，其耐磨性難以滿足要求；若選用SHS陶瓷內襯複合鋼管，雖然其耐磨性能優異，但由於裂紋、連通氣孔以及陶瓷層中易蝕相的存在，難以滿足耐蝕要求。微晶玻璃具有良好的耐蝕、耐磨性，製造微晶玻璃內襯複合管是提高有關產品壽命的有效方法。但是，由於熔融的微晶玻璃與鋼管的溫差較大，直接在鋼管內表面離心澆注玻璃還存在許多技術問題，生產成本較高。
本發明的目的是提出一種微晶玻璃內襯複合鑄管的製備方法，利用離心鑄造製備鑄管的餘熱和離心力，使微晶玻璃粉渣料直接在鑄管內表面燒結形成緻密的微晶玻璃塗層，以獲得耐蝕、耐磨的微晶玻璃內襯複合鑄管。
本發明提出的微晶玻璃內襯複合鑄管的製備方法，包括以下步驟(1)按下述質量配比準備微晶玻璃渣料，其顆粒度為6～200目。
石英砂生石灰氧化鋁 氧化鉀+氧化鈉 氧化鈦 氧化鋅58～64％ 10～20％ 5～10％3～12％ 0～4％ 0～8％(2)將1400～1600℃的熔融鐵水或鋼水注入離心機的鑄模中，並使其以600～2000轉/分鐘的速度勻速旋轉，在熔融鐵液注入0.5～1分鐘後，用另一導管向鑄模中均勻噴撒微晶玻璃渣體，玻璃粉體的加入量與鑄管的重量比為0.05～0.4∶1，鑄模與注入口的軸向相對運動速度為5～50釐米/分鐘。
(3)離心機繼續保持恆速5～15分鐘，然後逐漸減速。
(4)停機後取下鑄管，並在700～950℃下保溫25～50分鐘進行晶化退火，冷卻至室溫，即可獲得本發明的微晶玻璃內襯複合鑄管。
用本發明的方法製備的複合鑄管具有鑄管+微晶玻璃的兩層結構。本發明的方法也適用於製備其它化學成分的微晶玻璃內襯或玻璃內襯。所製備的微晶玻璃層緻密度高，耐蝕性優良。本發明的方法將鑄管和微晶玻璃塗層的製備合二為一，節省能源，工藝簡單。本發明還適用於製備錐形、鼓形或階梯形微晶玻璃內襯管道。
本發明製造的微晶玻璃內襯複合鑄管具有良好的耐蝕、耐磨性能。產品耐外部衝擊且易於連接，適於長距離管道輸送。複合鑄管壓潰強度為250-320MPa，微晶玻璃層的硬度不低於1000HV，顯氣孔率低於5％。室溫下，在10％HCl中的腐蝕失重為0.0023mg/cm2.h～0.00047mg/cm2.h，比不鏽鋼低約2個數量級。
下面結合實例對本發明作進一步說明。
實施例1
將成分為石英砂(64％)，生石灰(10％)，蘇打粉(6％)，碳酸鉀(6％)，氧化鋁(7％)，鈦白粉(3％)以及氧化鋅(4％)的可晶化玻璃渣料粉碎至6-200目，待用；啟動離心機至950轉/分鐘，在勻速旋轉的條件下，用導管將1400℃的熔融灰口鑄鐵水注入內徑為148mm、長3000mm的離心機鑄模中，鑄模的軸向移動速度為10釐米/分鐘。在鐵水開始澆鑄0.5分鐘後，用另一導管在已形成的鑄管內壁噴塗玻璃粉體，在鑄管餘熱和離心力的作用下，玻璃粉體燒結、晶化，在鑄管內壁形成一約3mm厚的均勻、緻密的微晶玻璃內襯。鐵水與微晶玻璃粉連續澆注與噴灑直至形成3000mm長的複合鑄管。保持高速旋轉10分鐘，然後逐漸減速。停機後取下鑄管並在900℃保溫30分鐘，冷至室溫即可獲得微晶玻璃複合鑄管。鑄管壁後8mm、微晶玻璃層厚3mm，在鑄管內壁形成的微晶玻璃層表面光潔無裂紋，硬度為1150HV。微晶玻璃內襯鑄管的壓潰強度為270MPa，室溫下在10％HCl中的腐蝕失重為0.0027mg/cm2.h。
實施例2將成分為石英砂(58％)，生石灰(15％)，蘇打粉(8％)，氧化鋁(10％)，鈦白粉(3％)以及氧化鋅(6％)的可晶化玻璃渣料在球磨機中粉碎至200目，待用；啟動離心機至850轉/分鐘，在勻速旋轉的條件下，用導管將1500℃的熔融球墨鑄鐵水注入內徑為318mm、長3000mm的離心機鑄模中，鑄模的軸向移動速度為10釐米/分鐘。在鐵水開始澆鑄0.5分鐘後，用另一導管在已形成的鑄管內壁噴塗玻璃粉體，在鑄管餘熱和離心力的作用下，玻璃粉體燒結、晶化，在鑄管內壁形成一約2.5mm厚的均勻、緻密的微晶玻璃內襯。鐵水與微晶玻璃粉連續澆注與噴灑，直至形成3000mm長的複合鑄管。保持高速旋轉10分鐘，然後逐漸減速。停機後取下鑄管並在800℃保溫20分鐘，冷至室溫即可獲得微晶玻璃內襯複合鑄管。在鑄管內壁形成的微晶玻璃層表面光潔無裂紋，硬度為1250HV。微晶玻璃內襯鑄管的壓潰強度為290MPa，室溫下在10％HCl中的腐蝕失重為0.0029mg/cm2.h。
實施例3將成分為石英砂(60％)，生石灰(18％)，蘇打粉(6％)，氧化鋁(8％)以及氧化鋅(8％)的可晶化玻璃渣料在球磨機中粉碎至60-200目，待用；啟動離心機至1100轉/分鐘，在勻速旋轉的條件下，用導管將1650℃的熔融鋼水注入內徑為218mm、長3000mm的離心機鑄模中，鑄模的軸向移動速度為10釐米/分鐘。在鐵水開始澆鑄0.5分鐘後，用另一導管在已形成的鑄管內壁噴塗玻璃粉體，在鑄管餘熱和離心力的作用下，玻璃粉體燒結、晶化，在鑄管內壁形成一約2.5mm厚的均勻、緻密的微晶玻璃內襯。鐵水與微晶玻璃粉連續澆注與噴灑，直至形成3000mm長的複合鑄管。保持高速旋轉10分鐘，然後逐漸減速。停機後取下鑄管並在850℃保溫30分鐘，慢冷至室溫即可獲得微晶玻璃複合鑄管。在鑄管內壁形成的微晶玻璃層表面光潔無裂紋，硬度為1170HV。微晶玻璃內襯鑄管的壓潰強度為310MPa，室溫下在10％HCl中的腐蝕失重為0.0035mg/cm2.h。
權利要求
1.微晶玻璃內襯複合鑄管的製備方法，其特徵在於該方法包括以下步驟(1)按下述質量配比準備微晶玻璃渣料，其顆粒度為6～200目，石英砂生石灰氧化鋁氧化鉀+氧化鈉 氧化鈦 氧化鋅58～64％ 10～20％ 5～10％3～12％0～4％ 0～8％(2)將1400～1600℃的熔融鐵水或鋼水注入離心機的鑄模中，並使其以600～2000轉/分鐘的速度勻速旋轉，在熔融鐵液注入0.5～1分鐘後，用另一導管向鑄模中均勻噴撒微晶玻璃渣體，玻璃粉體的加入量與鑄管的重量比為0.05～0.4∶1，鑄模與注入口的軸向相對運動速度為5～50釐米/分鐘；(3)離心機繼續保持恆速5～15分鐘，然後逐漸減速，停機後取下鑄管，並在700～950℃下保溫25～50分鐘進行晶化退火，冷卻至室溫，即可獲得本發明的微晶玻璃內襯複合鑄管。
全文摘要
本發明涉及一種微晶玻璃內襯複合鑄管的製備方法,首先按配比準備微晶玻璃渣料,然後將熔融鐵水或鋼水注入離心機的鑄模中,並使其勻速旋轉,再用另一導管向鑄模中均勻噴撒微晶玻璃渣體,停機後取下鑄管,並進行晶化退火,冷卻至室溫,即可獲得本發明的微晶玻璃內襯複合鑄管。用本發明的方法製備的複合鑄管具有良好的耐蝕、耐磨性能。產品耐外部衝擊且易於連接,適於長距離管道輸送。
文檔編號B22D13/02GK1302705SQ0013683
公開日2001年7月11日 申請日期2000年12月29日 優先權日2000年12月29日
發明者梁華巍, 王雙喜 申請人:北京盛康寧科技開發有限公司