CN105002497B - 一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备及工艺。设备包括支撑钢管的支撑架，还包括一与支撑架平行设置的第一轨道，所述第一轨道内设置有可在第一轨道内移动的第一移动架，所述第一移动架支撑一电磁频率感应加热设备，所述加热设备连接一感应加热线圈。由于频率感应加热方式直接对待搪瓷工件加热，不需要加热传统的搪瓷炉的炉膛及炉壁等，能源利用率提高很多，经计算，相比原先的传统的搪瓷炉节省能源60%。

Description

一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备及工艺

技术领域

本发明涉及一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备及工艺，属于搪瓷加工技术领域。

背景技术

搪瓷是金属在其表面涂覆一层或多层无机玻璃质材料，经过高温使其表面涂层融熔，从而发生复杂的物理化学变化，使金属与其表面涂层牢固结合，从而形成的一种复合材料，它同时具有金属材料的机械强度和易加工特性及无机玻璃质材料所具有的耐腐蚀、耐磨、耐热、无毒及丰富的装饰效果。搪瓷的应用很广范，从日常的生活用品比如脸盆、口杯到浴盆、橱柜，工业生产中用到的化工反应罐、输油管道等，以及仿生的烤瓷牙、烤瓷骨等社会生活的方方面面，目前在我国正兴起利用搪瓷的耐腐蚀、易装饰的优异特性，来制作装饰材料，比如城市候车亭、城市阅报栏等公共建筑物的搪瓷立柱及平面搪瓷装饰板，还有一些工业管道利用搪瓷的耐腐蚀的特点来制作搪瓷管道等。

随着国民经济的快速发展，对能源的需求与日俱增，我国的能源矿产以煤炭为主，因此近年来燃煤电厂发展相当快，而伴随燃煤电厂的增多，空气污染快速增多，国家目前对此已引起高度重视，对排放问题已制定了相当严格的法规，燃煤电厂减排的关键部件-回转式空气预热器，在不远的将来，已不能满足需要，一种新的换热技术-MGGH，正在兴起，这种新的管式换热器，漏风率相当低，但里面用到的搪瓷钢管，长度达到十多米，传统的搪瓷方法已不能制作这么长的搪瓷管。

搪瓷烧成方法一般沿用传统的搪瓷炉来烧成，即在一具有保温隔热墙的固定空间里布置加热设备，然后将待搪瓷的工件放置于这个空间里面一定时间，待工件表面的搪瓷涂层熔融烧结后再将其取出，这一传统的搪瓷烧成方法的设备有箱式电阻炉、连续式电加热搪瓷隧道炉、连续式燃气搪瓷隧道炉等。一般长度不太长的钢管表面搪瓷烧成也可以采用这种传统的方法。但是 MGGH 里面用到的搪瓷钢管长度很长，超过 3 米，达到十多米长，这种钢管表面烧搪瓷就变得困难，因为一般搪瓷炉设计时所能烧成的工件高度一般不超过2 米，炉子过高在垂直方向的温度差异会加大，不利于搪瓷烧成，而类似于钢管这种细长条状的待搪瓷工件，如果在烧成时垂直吊挂，则对其变形（主要是变形变曲）不会有什么影响，而一旦将钢管这种形状的工件水平吊挂来烧成，则钢管变曲严重，无法制合格的钢管搪瓷产品，钢管长度超 3 米后，利用传统的搪瓷炉来烧成搪瓷的话，只能水平吊挂，烧成温度高达 860℃，这样钢管在烧成中的变形是没法控制的。虽然现在有专门设计的井式炉来烧成类似于钢管这种特殊工件，井式炉只是将做传统箱式炉的高度加大来满足钢管垂直吊挂的要求，但其垂直方向的温度差的控制依然成问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备及工艺。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备，包括支撑钢管的支撑架，还包括一与支撑架平行设置的第一轨道，所述第一轨道内设置有可在第一轨道内移动的第一移动架，所述第一移动架支撑一电磁频率感应加热设备，所述加热设备连接一感应加热线圈。

所述的一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备，所述支撑架为两个，分别位于钢管的两端，两个支撑架之间设置有第二轨道，所述第二轨道内设置有可在第二轨道内滑动的第二移动架。

所述的一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备，所述钢管两端与非磁性增长管相连，所述非磁性增长管放置在支撑架上。

所述的一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备，所述第二移动架的顶端设置有支撑滚轮。

所述的一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备，所述第二移动架至少为两个，其中一个第二移动架顶端的支撑滚轮为冷端支撑滚轮，由塑料制成，且表面粘贴绒布；另一个第二移动架顶端的支撑滚轮为热端支撑滚轮，由金属材料制成。

所述的一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备，所述第二移动架至少为三个，两侧的第二移动架通过拉线与中间的第二移动架相连，且两侧的第二移动架设置有收线盒。

所述的一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备，一电磁频率感应加热设备电源通过电源线和冷却水管与电磁频率感应加热设备相连。

所述的一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备，一电动机通过减速机带动传动丝杆从而带动第一移动架移动。

所述的一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备，所述感应加热线圈由铜管制作，为中空的管状，其内充有流动冷却水。

一种钢管表面烧结搪瓷涂层的工艺，包括以下几个步骤：

（1）依照钢管的外径尺寸，制作感应线圈；

（2）连接好感应线圈与电磁频率感应加热设备，冷却循环水管与电源线；

（3）将待搪瓷钢管进行搪瓷前处理，去除油污与锈等，烘干水分；

（4）制作搪瓷喷涂用的搪瓷釉浆，利用有机粘接剂取代部分的粘土作为悬浮剂；

（5）将步骤（4）得到的搪瓷釉浆喷涂在前处理好的钢管上，喷涂厚度在 160±20微米；

（6）将喷涂好搪瓷釉料的钢管置于水分烘炉中，烘干搪瓷釉层的水分；

（7）将喷涂好搪瓷釉浆的钢管放置于支撑架，将钢管套入感应线圈；

（8）启动频率感应加热器，同时启动第一移动架，使感应线圈沿钢管从右往左移动，同时启动循环水泵；

（9）感应线圈移动到钢管左端后，关闭电磁频率感应加热设备电源；

（10）取下工件，启动第一移动架，使其回到最右端的起始位置，再安装下一钢管上工位；

（11）钢管冷却后，钢管即搪瓷完成，如果需要做二次搪瓷的，则重复上述过程。

本发明所达到的有益效果如下：

1、由于频率感应加热方式直接对待搪瓷工件加热，不需要加热传统的搪瓷炉的炉膛及炉壁等，能源利用率提高很多，经计算，相比原先的传统的搪瓷炉节省能源 60%；

2、由于该搪瓷烧成设备结构简单，设备投资节约大约 50%；

3、由于该方法可以将待搪瓷钢管水平横向支撑烧成，节约了车间高度空间，相比垂直吊挂烧结方式，大大改改善了工人的操作难度；

4、钢管搪瓷烧成的平直度，十米钢管弯曲度不超过 2MM，基本不变形，可以加工的长度由原搪瓷炉只能加工不足 3 米长增加到现在的超过 12 米长；

5、利用有机的粘接剂，替代部分传统的粘土来作为搪瓷釉料的悬浮剂，增强搪瓷釉粉层强度，提高未烧结搪瓷粉末层的强度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、电磁频率感应加热设备电源，2、磁频率感应加热设备，3、电源线和冷却水管，4、第一移动架，5、传动丝杆，6、钢管，7、支撑架，8、第二移动架，9、热端支撑滚轮，10、冷端支撑滚轮，11、非磁性增长管，12、收线盒，13、拉线，14、第一轨道，15、电动机，16、感应加热线圈，17、第二轨道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

有一钢管需要搪瓷处理，其直径为 168MM，管厚 5MM，长 12 米，其搪瓷的程序如下：

1、依照钢管的外径尺寸，制作感应线圈，线圈的内径尺寸为 190MM，感应圈圈数为10 圈；

2、连接好感应线圈与电磁频率感应加热设备，冷却循环水管与电源线；

3、 将待搪瓷钢管进行搪瓷前处理，去除油污与锈等，烘干水分；

4、制作搪瓷喷涂用的搪瓷釉浆，利用有机粘接剂取代部分的粘土作为悬浮剂；

5、将步骤 4 得到的搪瓷釉浆喷涂在前处理好的钢管上，喷涂厚度在 160±20 微米；

6、将喷涂好搪瓷釉料的钢管置于水分烘炉中，烘干搪瓷釉层的水分；

7、将喷涂好搪瓷釉浆的钢管放置于支撑架，将钢管套入感应线圈；

8、调整移动平台的移动速度为 0.2 米/分钟，电磁频率感应功率为 40KW，电压为200V；

9、启动电磁频率感应加热设备，同时启动第一移动架，使感应线圈沿钢管从右往左移动，同时启动循环水泵，将钢管表面温度升高到 860℃，将其表面的搪瓷釉料熔融在钢管表面；

10、感应线圈移动到钢管左端后，关闭频率感应加热器开关；

11、取下工件，启动移动平台，使其回到最右端的起始位置，再安装下一钢管上工位，；

12、钢管冷却后，钢管即搪瓷完成，如果需要做二次搪瓷的，则重复上述过程。

一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备，包括支撑钢管6的支撑架7，还包括一与支撑架7平行设置的第一轨道14，所述第一轨道14内设置有可在第一轨道14内移动的第一移动架4，所述第一移动架4支撑一电磁频率感应加热设备2，所述加热设备2连接一感应加热线圈16。

所述支撑架7为两个，分别位于钢管6的两端，两个支撑架6之间设置有第二轨道17，所述第二轨道17内设置有可在第二轨道17内滑动的第二移动架8。所述钢管6两端与非磁性增长管11相连，所述非磁性增长管11放置在支撑架7上。第二移动架8可以随着加热感应线圈16移动，从而保证支撑架7对钢管6支撑时，妨碍加热感应线圈16工作。通过非磁性增长管11，保证钢管6两端和中间的烧结程度相同，同时，非磁性增长管11在加热感应线圈16经过时，不会被加热，非磁性增长管11可采用不锈钢或陶瓷等非磁性材料制成，套接在钢管6两端。

所述第二移动架8为三个，两侧的第二移动架通过拉线13与中间的第二移动架8相连，且两侧的第二移动架8设置有收线盒12。拉线13 具有固定的长度，其长度取决于预先确定的地撑跨度。当中间的第二移动架8 移动时会拉开左端或者右端的拉线13；比如当中间的第二移动架8从右向左移动时，此时右侧的第二移动架 8 在最右侧，右侧的第二移动架8上的 13 拉线随着中间的第二移动架8的移动会被拉开，拉线13完全拉开时，则中间的第二移动架8带动右侧的第二移动架8往左侧移动，而左侧的第二移动架8上的 12 收线盒会收回线，直到中间的第二移动架8与左侧的第二移动架8完全接触，此时左侧的第二移动架8会在 中间的第二移动架8的推动下往左移动。这样可以保证钢管 6在一定的长度内始终有支撑。第二移动架8 的数量不一定是三台，其数量多少决定于钢管6 的长度及支撑的跨度。

所述第二移动架8的顶端设置有支撑滚轮，其中一个第二移动架8顶端的支撑滚轮为冷端支撑滚轮10，由塑料制成，且表面粘贴绒布，避免擦掉未烧成搪瓷粉层；另一个第二移动架8顶端的支撑滚轮为热端支撑滚轮9，由金属材料制成。

一电磁频率感应加热设备电源1通过电源线和冷却水管3与电磁频率感应加热设备2相连。一电动机15通过减速机带动传动丝杆5从而带动第一移动架4移动。所述感应加热线圈16由铜管制作，为中空的管状，其内充有流动冷却水，用来冷却感应加热线圈16。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备，包括支撑钢管的支撑架，其特征是，还包括一与支撑架平行设置的第一轨道，所述第一轨道内设置有可在第一轨道内移动的第一移动架，所述第一移动架支撑一电磁频率感应加热设备，所述加热设备连接一感应加热线圈；所述支撑架为两个，分别位于钢管的两端，两个支撑架之间设置有第二轨道，所述第二轨道内设置有可在第二轨道内滑动的第二移动架。

2.根据权利要求 1 所述的一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备，其特征是，所述钢管两端与非磁性增长管相连，所述非磁性增长管放置在支撑架上。

3.根据权利要求 1 所述的一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备，其特征是，所述第二移动架的顶端设置有支撑滚轮。

4.根据权利要求 2 所述的一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备，其特征是，所述第二移动架至少为两个，其中一个第二移动架顶端的支撑滚轮为冷端支撑滚轮，由塑料制成，且表面粘贴绒布 ；另一个第二移动架顶端的支撑滚轮为热端支撑滚轮，由金属材料制成。

5.根据权利要求 1 所述的一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备，其特征是，所述第二移动架至少为三个，两侧的第二移动架通过拉线与中间的第二移动架相连，且两侧的第二移动架设置有收线盒。

6.根据权利要求 1 所述的一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备，其特征是，一电磁频率感应加热设备电源通过电源线和冷却水管与电磁频率感应加热设备相连。

7.根据权利要求 1 所述的一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备，其特征是，一电动机通过减速机带动传动丝杆从而带动第一移动架移动。

8.根据权利要求 1 所述的一种钢管表面烧结搪瓷涂层的设备，其特征是，所述感应加热线圈由铜管制作，为中空的管状，其内充有流动冷却水。

9.一种钢管表面烧结搪瓷涂层的工艺，其特征是，包括以下几个步骤 ：

（1）依照钢管的外径尺寸，制作感应线圈 ；

（2）连接好感应线圈与电磁频率感应加热设备，冷却循环水管与电源线 ；

（3）将待搪瓷钢管进行搪瓷前处理，去除油污与锈，烘干水分 ；

（4）制作搪瓷喷涂用的搪瓷釉浆，利用有机粘接剂取代部分的粘土作为悬浮剂 ；

（5）将步骤（4）得到的搪瓷釉浆喷涂在前处理好的钢管上，喷涂厚度在 160±20 微米；

（6）将喷涂好搪瓷釉料的钢管置于水分烘炉中，烘干搪瓷釉层的水分 ；

（7）将喷涂好搪瓷釉浆的钢管放置于支撑架和第二移动架上，将钢管套入感应线圈 ；

（8）启动频率感应加热器，同时启动第一移动架，使感应线圈沿钢管从右往左移动，同时启动循环水泵 ；

（9）感应线圈移动到钢管左端后，关闭电磁频率感应加热设备电源 ；

（10）取下工件，启动第一移动架，使其回到最右端的起始位置，再安装下一钢管上工位；

（11）钢管冷却后，钢管即搪瓷完成，如果需要做二次搪瓷的，则重复上述过程。