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随着塑料管、铝塑管、复合管及不锈钢管制造技术的迅速发展，产品质量不断提高，应用领域不断扩大，使得一个半世纪以来一枝独秀的普通低压焊管产业正面临严峻的挑战。针对这一现状，目前可采取以下几方面的措施以应对塑料管等产品的强劲崛起。1)重新设计低压焊管的技术尺寸，使新型产品合理化、规范化与现代化[1]。2)开发新型快装管件。在新型焊管管道上不再采取已落后于时代的英制管螺纹连接方式，而设计高效操作的快装管件与之适配。如d 25 mm 管则应以cp28．5mm 管子外径作为设计基准尺寸，而不应再以qb33．5mm 外径为准。3)开发过渡型新管件，使现行与新型两种不同的管路系统可以相互过渡贯通和快速连接。更主要是使新型焊管系统能任意与现有仍带英制管螺纹接口的仪表、阀门和管件相互匹配衔接，拓宽新型焊管的适用范围。4)开发适用于现行焊管系统的新管件，取代原有管螺纹连接管种。5)改进焊管与管件的材质。目前，普通镀锌焊管在实际应用中显示其弱点之处，莫过于因锈蚀而使水质受到污染。事实上，低压焊管仍然具有塑料管的一系列优点，诸如强度、硬度、抗冲击性(便于运输和施工)、耐热、耐油、防火等。若能放弃原用q215 b级钢(gb7o0—88)，而改用工艺性较好的耐蚀钢或其它具有良好耐蚀性和工艺性的普低钢[2]。就有希望提高焊管系统(包括管件)的耐蚀性能和竞争力。本文主要介绍钢球止拉免丝型和密封止拉免丝型两种快装管件的结构及其尺寸。1 设计新型快装管件1．1 设计新型管件的必要性与可能性(1)由于英制管螺纹连接方法效率低下，操作装备笨重，不开发新型管件则达不到管路现代化创新的目的，也就难于在世界市场上占有优势。(2)由于用管螺纹连接的焊管外径必须等于管螺纹的大径(gb2515—81规定的名称，过去则常称为外径)与加工裕量之和，因此其尺寸合理化受到英制管螺纹标准所制约。不废止英制管螺纹的应用就无法使焊管得到(包括尺寸和连接技术)创新。更不能抢占世界市场的制高点。(3)由于各种类型的快装管件在不同领域(如液压、消防等)已有所运用[3]。但在自来水管道应用还限于少数局部环节上，而且其管件尺寸庞大，制造粗糙。可见，开发新型快装管件已非难事且迫在眉睫，完全可以在开发设计过程中逐步推广和提高。1．2 新型管件的类型(1)免丝型快装管件在焊管领域目前至少可以设计与生产出3个创新系列：1)免丝型快装管件；2)免拆型快装管件；3)免焊型快装管件。所谓“免丝”是指焊管与管件连接时免去在管端套(切削或铰)出丝牙的操作，管子与管件照样能可靠地连接。这里所说的“免丝”并不涉及管件内各零件之间用公制细牙螺纹的结构性连接。管端不套丝，“快装”就能实现，工作效率提高二倍以上，甚至比塑料管道的热熔焊接也快数倍。同时还可将笨重的操作装备省掉。(2)免拆型快装管件在管道中要接出一分支管路，一般必须先关闭阀门和拆开管路，并将管子割除一定长度以便能装入一个三通、一个活接和一个外丝。在割断处的管子端头处又必须经过套丝操作。所谓免拆就是不需将管路拆开和割除一定长度，更不需管端套丝就可装入一个特殊的三通，分支管路就可顺利接通，效率提高不止五倍。笔者已试验成功并获专利(专利号zl97235106x)。(3)免焊型快装管件主要对油料、燃气管易燃易爆管不宜进行法兰焊接而特殊设计的。限于篇幅，此处不予阐述。1．3 新型管件的结构与尺寸新型快装管件的结构有多种形式。目前市售的用橡胶密封套为主要结构的管件，虽也属于免丝型，但其尺寸太大，且不能承受较大的管子拉力。1．3．1 钢球止拉免丝型快装管件管件采用钢球定位止拉，较普通结构可承受较大的轴向拉力，其设计尺寸也较紧凑。管子外接头(coupling)的结构设计见图1，其零件尺寸见表1。由于管壁厚度一定，管子钻纳球孔后之保留端长(见图1之l )即可左右管子的轴向拉力大小。本文设定：l 一2d ，d 为钢球直径，可直接自前式算得。以d 15 mm 管为例，球径d 一凸1一直通管2一挡圈3一钢球4一密封圈 5一垫圈 6一螺帽圈1 钢球止拉免丝型快装管件外接头结构示意圈2．5 mm，则l1—2×2．5—5mm，公称壁厚tn一1．5mm，抗拉时承剪截面积a — l × t 一7．5mm。，其允许拉力可达700n 以上[4]。若同时使用两个钢球，则管子允许承拉将增加一倍。考虑焊管输送高温流体，预留热胀间隙为△。(图1、表1)。(1)直通管直通管(见图1中件1)是外接头的主体零件，抚州市710×50小口径低温钢管结构示意如图2所示，具体尺寸见表1。直管中段孔径d。按新型焊管之公称外径d 设定尺寸，公差选用b? 形成间隙配合，限制管子转动的球槽宽b。则按松动配合(d。)选用。中段有六角板体，方便拧紧螺帽、压紧密封、固定钢球。孔d。之长度l。为管端留长 、钢球直径d 和热胀间隙△。之和，即l。一2l。+2d +a。(=6d +△。)。l。数值可自l。一l一2 式算出故未列入表1。(2)挡圈挡圈(件号2)外径d。(见图3)等于密封函的内径d ，配合公差选用d? 挡圈内径d。等于d ，公差选用c 挡圈的平端面用以阻挡钢球的轴向拉出移位。另一端面呈圆锥内凹形，用以引导密封圈向内压紧焊管，并在拧螺帽时阻涩密封圈旋转。(3)钢球(gb308—84)选用钢球止拉是因为钢球强度大、体积小，而且耐蚀性好(如钢号gg15)，另一方面钢球尺寸精确，质优价廉，操作方便。所谓方便是相对于在管端套丝或塑料管的热熔接操作而言。只要在管端适当位置用手电钻钻出一二个纳入钢球的小孔(参阅图1和件号3)，纳球孔不须钻通(钻头锋尖亦可微露)。操作迅速，而且装备之重量亦相差悬殊。所用钻头采用锋角为11 o的普通麻花钻(高速钢)。理论计算钢球直径应为管壁厚的1．733倍。具体选用球径尺寸见表1件3。钢球在管孔中的位置应使球心与管子外表母线在同一直线上，以此来确定钻孔深度。粗略估算，球径应选在管壁的1．5到2倍之间。
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青德可克矿区位于青海省格尔木地区柴达木盆地的南缘西段，是一个以铁、金矿为主并共（伴）生钴、铋、银、铅、锌、铜、钼、镍、镉等十爹种矿产组分的综合型矿床。其特点是多种成矿元素即可单独构成矿体，又可相互共生、伴生。矿床类型独特且十分复杂，矿区矿体繁多，南北两个矿带共圈定铁及多金属矿体88个，为一国内罕见、青海省特有的铁金多金属矿床。其中，硫铁、铅、锌矿因品位低，铜、钼矿因矿量较少，暂时还无法利用；金、钴、铋矿体资源因矿石性质复杂，在目前科学技术条件下难选难分，已委托多家研究单位进行试验研究工作。而铁矿体属于矽卡岩型矿石，矿石性质不是很复杂，由青海省原储量审批的铁矿石已探明储量达7107.9万t，随着地质勘探工作的进一步深入，资源储量有望达到3亿t左右，是矿区主要价值所在。2004年，格尔木市通过招商引资，与内蒙古庆华集团庆华矿业有限责任公司签订勘探开发肯德可克铁矿资源的项目协议书。兰州有色冶金设计研究院于2005年受青海庆华矿业有限责任公司的委托，对青海省格尔木市肯德可克铁矿采选工程进行设计工作。但铁矿石的选矿试验研究工作很有限，目前也还无法取得代表性矿样作详细的试验研究，这给我们的设计工作提出了挑战。本文通过对有限的试验资料分析研究的基础上，参考国内外类似矿石性质的生产实践经验，松江区巫溪县325×65大口径20#无缝钢管切割针对脱除矿石中干扰选别效果和指标的磁黄铁矿这一难题，提出了较为合理可行的选别流程方多案。
一、肯德可克铁矿矿石性质肯德可克矿区铁矿石属于矽卡岩型矿石。矿石中主要的金属矿物为磁铁矿、磁黄铁矿和黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、白铁矿、赤铁矿等含量甚少。脉石矿物主要有透辉石、方解石、其次为绿泥石等。其中矿石中主要有用成分磁铁矿，含量约50%左右。粒度者达1.35mm，小者为0.005mm，一般为0.074mm。这些微细粒的半自形或他形粒状的磁铁矿相互聚集嵌在一起，而构成大小不等的块体，此块体多在1mm以上；另外，少量磁铁矿不同程度地混杂嵌生于硫化物和脉石矿物中；也有脉状磁铁矿充填于脉石矿物粒间者；还有些粒度较大的磁铁矿中，包含一些形态不规则的细小脉石矿物的残留体，可能影响磁铁矿精矿质量的进一步提高。磁黄铁矿和黄铁矿为铁的主要有害杂质，含量约5%左右。但也可能成为综合回收的有用成分，其中以磁黄铁矿为主（约80%左右），二者常单独聚集呈脉状或团块状充填，粒度一般较大（0.1～0.5mm)，且常呈集合体出现，在过去个北向交易日，者通过深股通为内地市场带来,亿的净资金流入楚雄580×60大口径20#无缝钢管切割集合体多在0.2～3mm之间；有少数呈不规则粒状充填于磁铁矿粒间，接触界限很不规则；其次，偶见有磁黄铁矿与磁铁矿呈文象状嵌布，或磁铁矿充填于磁黄铁矿裂隙中，但此部分量甚少，约占5%左右。
二、可选性试验结果针对肯德可克矿区铁矿石，青海省地质局中心实验室于1979年进行过初步可选性试验研究。选矿试验样由青海省地质局地质队于1979年采取，为化学分析副样。可以看出：对于肯德可克矿区铁矿石，采用浮选脱硫、再磨再选流程，便可获得品位64.49%、回收率86.92%的铁精矿，阶段磨选流程基本适合该矿矿石性质。但当时的试验目的主要是用于矿床地质评价，资源综合利用因素占主导作用。若从开发的角度考虑，在充分利用矿产资源的基础上，企业希望尽量获得的经济效益。试验流程中所获得的硫精矿、高硫铁精矿对肯德可克铁矿而言，由于汽车运输距离太长（方圆200km无人烟，距离新兴的工业高业基地格尔木市385km），暂时没有经济效益。另外，试验流程中浮选脱硫作业的设置，也是非常值得分析研究的，对250万t/a规模的选厂来讲，直接会影响到企业的和效益。故设计流程应根据项目的具体情况，在试验流程的基础上作相应的。 三、选别流程方案的选择与确定根据矿石性质，设计应该采用阶段磨矿阶段选别流程。一段磨矿细度为－0.074mm 65%～70%。二段磨矿细度为－0.074mm 95%。考虑到矿石中的有害矿物磁黄铁矿和黄铁矿的嵌布粒度较粗，磁黄铁矿既具有一定的可浮性，又具有一定的磁性，为此，在粗磨条件下脱硫，一段磨矿后的选别流程有两个可能的方案。方案ⅰ：先磁选后浮选脱硫。即先用磁选脱除大部分脉石和一部分硫（黄铁矿），然后用浮选脱除磁选粗精矿中的硫（磁黄铁矿）；方案ⅱ：先浮选脱硫后磁选。即先用浮选脱除硫（黄铁矿和磁黄铁矿），然后用磁选脱除大部分脉石。两流程方案在实践中均有应用，方案工的特点是：流程较为简单浮选作业处理的矿量少，浮选药剂用量少，应用校为广泛。方案ⅱ的特点是：硫若作为回收的对象，其回收率高。可以看出，方案ⅰ经济上明显优于方案ⅱ，设计应采用方案ⅰ，即先磁选后浮选脱硫的选别流程。具体流程结构为二次磁选，磁选粗精矿浮选脱硫采用一次粗选、二次扫选、一次精选。脱硫后的粗精矿进入段磨矿分级作业，旋流器溢流再以过二次磁选得到铁精矿。四、结论从设计的角度出发，流程的确定应基于具有代表性矿样的相应深度的试验资料。但市场经济条件下，一些民营企业家敢于承担风险。在基础资料非常有限的条件下，需要技术人员尽量确定出技术上可行、经济上合理的流程方案。从某种角度来讲，这对我们选矿工作提出了更高的要求。本项目在初步可选性试验资料的基础上，设计流程作了如上所述的和改进。①未产硫精矿和高硫铁精矿，产品方案只有tfe品位61.5%的铁精矿；②将先浮后磁流程改为先磁后浮，节省了许多浮选机槽数和浮选药剂消耗量。上述设计流程的和改进，从理论上分析是可行的，但仍需试验的验证。笔者已建议企业在可能采取代表性矿样时进行验证试验，以便设计工作建立在可靠的科学依据之上。同时，通过本文的内容阐述，也希望同行学者给予赐教与指导，给我们方案提出建设性意见。
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