陶瓷内衬复合喷嘴的制造方法 【技术领域】
本发明属于制造领域，涉及一种陶瓷内衬复合喷嘴的制造方法。
背景技术
1981年日本的Odawara等采用铝热-离心法制造陶瓷内衬复合钢管，并申请了一系列专利：J58188591、J59218841、J59083983、J61079226、J61079777、J62086172、J63089680。其基本原理是Al、Mg等金属元素与氧化铁等发生剧烈的氧化还原反应，在没有外加热源的情况下，利用化学反应热自动蔓延并得到熔融的氧化物陶瓷熔浆，在离心力的作用下使陶瓷相与金属分离，在钢管内表面形成金属陶瓷层，殷声等也申请了有关铝热-离心法制备陶瓷内衬复合钢管的专利：CN1059376A，通过加入长石、硅灰石等添加剂得到致密的陶瓷层。
但是铝热-离心法仅适于制备大口径直管，而不能制备弯管、异型管或小口径直管，对离心设备的速度和精度要求很高。王建江等为了克服上述缺陷，采用重力分离法生产弯管和小口径管，并申请了专利，公开号CN1168312A。原理是在置于保温介质的管内腔中加入铝热剂及添加剂SiO2点燃物料发生铝热反应，靠反应物自身比重的差异进行分离，在管内壁熔覆形成致密的陶瓷层。
但是CN1168312A专利中的配方比例变化范围不大，反应体系放热量调整困难，添加剂单一，反应初始端报废量大，对于变口径和短小的复合喷嘴有不足之处。
【发明内容】
针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种陶瓷内衬复合喷嘴的制造方法。
实现上述发明目的的技术解决方案是：一种陶瓷内衬复合喷嘴的制造方法，其特点是，包括以下步骤：
1)首先采用碳钢或不锈钢制成一喷嘴基体；
2)在喷嘴基体内充填铝热反应原料和添加剂，铝热反应原料为Al-Fe2O3-CrO3燃烧体系反应物料，添加剂为SiO2、或CaF2或ZrSiO4；其比例关系为：铝热反应原料85％～95％，添加剂：5％～15％，按照比例称重、搅拌、烘干，加压密实；
3)将喷嘴基体竖直装夹，点燃使之发生自蔓延反应，即可在钢基体内表面熔覆均匀、致密与基体金属结合地陶瓷层。
本发明的其它一些特点是，喷嘴基体内径为变口径。
所用反应原料和添加剂的Al粉、Fe2O3粉、CrO3粉、ZrSiO4粉均为工业纯度原料，粒度为300目。
铝热反应原料和添加剂配比有以下两个反应方程式：
(1)
(2)
对于不同的管径系列，可以通过调整(CrO3+2Al)和(Fe2O3+2Al)的比例关系控制发热量，管径增大，比例减小，管径减小，比例增大。
本发明的方法制备的陶瓷内衬复合喷嘴，陶瓷层厚度均匀、致密、表面光滑、变口径过渡自然，具有良好的耐高温、耐磨损、耐机械冲击以及良好的焊接装配性能。
【附图说明】
图1是采用本发明制备的陶瓷内衬复合喷嘴端面照片；
图2是图1的陶瓷内衬复合喷嘴剖面照片。
【具体实施方式】
以下结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细描述。
依照上述技术方案，在制备的碳钢或不锈钢喷嘴钢管内腔加入铝热反应原料以及适量添加剂SiO2、CaF2、ZrSiO4，点燃使其发生铝热反应，在反应自身放热的作用下，逐层燃烧，在管壁激冷和重力的作用下，在管内壁熔覆形成致密均匀的陶瓷层。
上述反应物料经粉碎、烘干、按照反应比例混合、填充于钢管内部，反应物料中的重量百分比为：
铝热剂：85％～95％，添加剂：5％～15％。
将铝热剂和添加剂混合以后，填充入钢管内部，用电阻丝通电引燃发生自蔓延反应。
以下是发明人给出的实施例，但本发明不限于这些实施例，在上述技术方案中的反应物料配方范围，均可以达到本发明的目的。
实施例1：FCCU主风分布陶瓷内衬复合喷嘴(如图1，2所示)：
外径为44mm的FCCU主风分布管陶瓷内衬复合喷嘴，采用配方为：
28.5％(CrO3+2Al)，66.5％(Fe2O3+2Al)，3％CaF2，2％SiO2，将上述原料粉末混合后充填于钢管中，用电阻丝通电引燃自蔓延反应，在碳钢或不锈钢喷嘴内壁形成致密均匀的陶瓷内衬层。
外径为36mm的FCCU主风分布管陶瓷内衬复合喷嘴，采用配方为：
50％(CrO3+2Al)，40％(Fe2O3+2Al)，10％ZrSiO4，将上述原料粉末混合后充填于钢管中，用电阻丝引燃自蔓延反应，在碳钢或不锈钢喷嘴内壁形成致密均匀的陶瓷内衬层。
对于不同的管径系列，可以通过调整(CrO3+2Al)和(Fe2O3+2Al)的比例关系控制发热量，管径增大，比例减小，管径减小，比例增大。
实施例2：陶瓷内衬喷砂机喷嘴：
60％(CrO3+2Al)，25％(Fe2O3+2Al)，15％CaF2，将上述原料粉末混合后充填于外径27mm，内径14mm的喷嘴中，用电阻丝引燃自蔓延反应，在碳钢或不锈钢喷嘴内壁形成致密均匀的陶瓷内衬层。
铝热反应原料和添加剂配比有以下两个反应方程式：
(1)
(2)
本发明所取得的进步在于：对于不同的管径系列，可以通过调整(CrO3+2Al)和(Fe2O3+2Al)的比例关系控制发热量，管径增大，比例减小，管径减小，比例增大。添加ZrSiO4作为添加剂，在高温下ZrSiO4分解生成ZrO2，从而起到韧化陶瓷的作用。
本发明解决了现有技术不适合于制备小口径、变口径喷嘴，以及表面质量不良的不足。制备后的陶瓷内衬复合喷嘴陶瓷层厚度均匀、致密、表面光滑、变口径过渡自然，具有良好的耐高温、耐磨损、耐机械冲击以及良好的焊接装配性能。