陶瓷輥棒應用于玻璃陶瓷工業(yè)中的輥道窯。陶瓷輥棒的主要作用是傳輸陶瓷或玻璃產(chǎn)品，耐高溫高熱，需要常清理輥棒表面。目前主要應用廣泛的陶瓷輥棒有剛玉輥棒，應用于玻璃陶瓷工業(yè)中的輥道窯。本實(shí)用新型的陶瓷輥棒是一細長(cháng)的陶瓷圓筒，在該陶瓷圓筒的筒壁上的兩端各設有開(kāi) 孔，可以各是一個(gè)或各是兩個(gè)。通過(guò)該開(kāi)孔，結合金屬片或陶瓷片，可以實(shí)現方便可靠的與軸承等配件結合，從而提高傳動(dòng)效率，還可以實(shí)現以齒輪傳動(dòng)的方式，使 該陶瓷輥棒主動(dòng)轉動(dòng)。避免陶瓷輥棒在皮帶傳動(dòng)過(guò)程中的卡死、停轉堵塞等情況的發(fā)生。
陶瓷輥棒按材質(zhì)可分為以下幾類(lèi):
堇青石-莫來(lái)石輥棒:抗熱震性能優(yōu)異,但由于其荷重軟化溫度低,最高使用溫度在1300℃以下,主要應用在低溫發(fā)熱管的載體上。 熔融石英質(zhì)輥棒:熱膨脹系數低、抗熱震性能很好,由于使用溫度較低,多用于玻璃退火爐等。
剛玉-莫來(lái)石輥棒:這種輥棒是由剛玉(Al2O3)和莫來(lái)石(3Al2O3•2SiO2)組成的復相陶瓷材料,具有高溫性能好、耐火性好等特點(diǎn),與單一的剛玉或莫來(lái)石材料相比,具有更加優(yōu)異的抗急冷急熱性能。由于其硬度較大,耐磨性和抗氧化性都較好,基本能滿(mǎn)足現代建筑衛生陶瓷和日用陶瓷燒成的要求;其使用溫度可達1400℃甚至更高,價(jià)格低廉,為目前生產(chǎn)用量最大的一種輥棒。
碳化硅輥棒:碳化硅輥棒強度高、抗熱震性好,有良好的抗高溫蠕變性能。常見(jiàn)的碳化硅輥棒有重結晶碳化硅輥棒和反應燒結碳化硅輥棒,重結晶碳化硅棒,氧化氣氛下使用溫度可達1600℃,但價(jià)格昂貴;價(jià)格稍低的反應燒結碳化硅輥棒,可用于1300～1350℃,多用于衛生陶瓷、電瓷、日用陶瓷的燒成。碳化硅陶瓷輥棒的缺點(diǎn)是:容易被腐蝕,去污能力差、價(jià)格昂貴、熱傳導率高,從而限制了它的使用推廣。
陶瓷輥棒的性能指標
(1) 熱穩定性:主要反映輥棒的耐急冷急熱性能,好的熱穩定性可提高輥棒的使用壽命,從而降低企業(yè)的生產(chǎn)成本;
(2) 彎曲強度:由于陶瓷輥棒主要起承重與傳輸作用,一般都是在高溫、負荷作用下工作,彎曲強度是陶瓷輥棒的一個(gè)重要指標,從一定程度上來(lái)說(shuō),彎曲強度越高越好。
(3) 吸水率:吸水率與輥棒的致密度緊密相連,越是用于高溫下的輥棒,要求其吸水率越小。
(4) 耐火度:是指在無(wú)荷重時(shí)抵抗高溫作用而不熔融和軟化的性能,耐火度高說(shuō)明選用原材料純度好,雜質(zhì)含量低,但耐火度并不代表輥棒的最高使用溫度,輥棒的使用溫度要低于其耐火度。
(5) 直線(xiàn)度:直線(xiàn)度反應輥棒的平直程度,它是輥棒質(zhì)量的重要體現,直線(xiàn)度不合格的輥棒容易導致產(chǎn)品變形。
(6) 熱膨脹系數:對于陶瓷輥棒而言,希望其熱膨脹系數小,從而在溫度變化較大時(shí)不易彎曲,保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
陶瓷輥棒的應用領(lǐng)域
中低溫陶瓷輥棒主要使用于窯爐的低溫區(<1000℃),通常在窯爐整線(xiàn)工程中運用較多,可以在一定程度上節約窯爐建造成本;中溫陶瓷輥棒主要用于生產(chǎn)釉面磚及其它低溫材料, 適合于1200℃以下使用,由于其具備優(yōu)良的熱穩定性能,既滿(mǎn)足了經(jīng)常清理輥棒的需要,同時(shí)可以滿(mǎn)足釉面磚生產(chǎn)中對輥棒強度的需求,從而得到廣泛應用;中高溫及高溫陶瓷輥棒在輥棒的強度方面逐漸提高,中高溫輥棒在普通瓷質(zhì)磚、低溫日用瓷等產(chǎn)品的生產(chǎn)中廣泛應用;高溫輥棒在生產(chǎn)高溫瓷質(zhì)磚、高溫日用瓷、高負載產(chǎn)品及磁性材料及超寬窯爐等領(lǐng)域中的應用越來(lái)越多;急冷帶抗彎陶瓷輥棒主要使用于窯爐的急冷區域,由于輥棒采用了獨特的外觀(guān)結構(外齒輪形),在一定程度上增大了輥棒的比表面積,從而增加輥棒的散熱速度,在溫差相對較大的急冷區域可以有效減輕輥棒由于受熱不均勻而導致的彎曲,保障燒成制品能安全平穩地通過(guò)此區域,表3為不同輥棒的主要應用領(lǐng)域。
輥棒的成形
目前,陶瓷輥棒的成形工藝主要有以下三種:
(1) 注漿成形法:注漿成形法主要通過(guò)石膏模具成形,曾在輥棒生產(chǎn)的初期使用,由于生產(chǎn)效率低,燒成后產(chǎn)品的外觀(guān)質(zhì)量及直線(xiàn)度、圓度等較差,輥棒強度低,目前已很少使用。 (2) 練泥擠管成形:由于該成形工藝可進(jìn)行連續式生產(chǎn),機械化程度高,大大降低了勞動(dòng)強度,同時(shí)產(chǎn)品的外觀(guān)質(zhì)量、強度均比注漿成形有大幅度的提高,目前被國內外多數輥棒生產(chǎn)企業(yè)采用。但由于不同企業(yè)工藝技術(shù)等的差異,產(chǎn)品質(zhì)量相差較大。
(3) 冷等靜壓工藝成形:該工藝為佛山市陶瓷研究所持有的發(fā)明專(zhuān)利技術(shù),該生產(chǎn)工藝先進(jìn)、可靠高效,很大程度上提高了輥棒的常溫和高溫強度,為輥道窯向寬體、產(chǎn)量超大及高負載方向發(fā)展提供了強有力的保障。
陶瓷輥棒的檢驗
陶瓷輥棒的幾種重要性能檢測方法如下:
(1) 尺寸偏差的測量瓷輥圓度、錐度、外徑尺寸偏差的測量:在距瓷輥兩端100mm處,分別用分度值為0.02mm的游標卡尺測量瓷輥的最大外徑及同截面上與之垂直方向上的外徑,精確至0.02mm,取同一截面的兩個(gè)測量值之差作為圓度值,以最大值作為測量結果;以?xún)啥说耐鈴狡骄抵钭鳛殄F度;以所測四次外徑的測量值與公稱(chēng)外徑之差作為外徑尺寸偏差,以最大值和最小值作為測量結果。
(2) 直線(xiàn)度的測量
1) 標準棒的選定
根據需要選定不同規格的瓷輥標準棒,采用直徑與被選瓷輥相接近的金屬標準棒(直線(xiàn)度等級不低于9級,長(cháng)度大于被選瓷輥)平放于工作臺上,使被選瓷輥緊貼金屬棒,轉動(dòng)被選瓷輥360°,用塞尺測兩者的最大間隙,小于0.2mm的才能用作標準棒。
2) 測量
根據被測產(chǎn)品的規格,選用與其直徑相接近的瓷輥標準棒,把瓷輥標準棒平放于工作臺,使樣品緊貼瓷輥標準棒,轉動(dòng)樣品360°,用塞尺測量?jì)烧咧g的最大間隙,即為直線(xiàn)度公差,以管長(cháng)的百分數表示。
(3) 急冷急熱性試驗
截取約650mm長(cháng)的瓷輥,烘干后冷卻,迅速插入規定溫度的電爐中,插入深度約為400mm;將瓷輥兩端支起,且沿長(cháng)度方向溫差不大于±5℃,保溫10min后迅速取出,平放在耐火材料支架上,在空氣中冷卻至室溫,檢驗有無(wú)裂紋及斷裂。
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陶瓷輥棒按材質(zhì)可分為以下幾類(lèi):
堇青石-莫來(lái)石輥棒:抗熱震性能優(yōu)異,但由于其荷重軟化溫度低,最高使用溫度在1300℃以下,主要應用在低溫發(fā)熱管的載體上。 熔融石英質(zhì)輥棒:熱膨脹系數低、抗熱震性能很好,由于使用溫度較低,多用于玻璃退火爐等。
剛玉-莫來(lái)石輥棒:這種輥棒是由剛玉(Al2O3)和莫來(lái)石(3Al2O3•2SiO2)組成的復相陶瓷材料,具有高溫性能好、耐火性好等特點(diǎn),與單一的剛玉或莫來(lái)石材料相比,具有更加優(yōu)異的抗急冷急熱性能。由于其硬度較大,耐磨性和抗氧化性都較好,基本能滿(mǎn)足現代建筑衛生陶瓷和日用陶瓷燒成的要求;其使用溫度可達1400℃甚至更高,價(jià)格低廉,為目前生產(chǎn)用量最大的一種輥棒。
碳化硅輥棒:碳化硅輥棒強度高、抗熱震性好,有良好的抗高溫蠕變性能。常見(jiàn)的碳化硅輥棒有重結晶碳化硅輥棒和反應燒結碳化硅輥棒,重結晶碳化硅棒,氧化氣氛下使用溫度可達1600℃,但價(jià)格昂貴;價(jià)格稍低的反應燒結碳化硅輥棒,可用于1300～1350℃,多用于衛生陶瓷、電瓷、日用陶瓷的燒成。碳化硅陶瓷輥棒的缺點(diǎn)是:容易被腐蝕,去污能力差、價(jià)格昂貴、熱傳導率高,從而限制了它的使用推廣。
陶瓷輥棒的性能指標
(1) 熱穩定性:主要反映輥棒的耐急冷急熱性能,好的熱穩定性可提高輥棒的使用壽命,從而降低企業(yè)的生產(chǎn)成本;
(2) 彎曲強度:由于陶瓷輥棒主要起承重與傳輸作用,一般都是在高溫、負荷作用下工作,彎曲強度是陶瓷輥棒的一個(gè)重要指標,從一定程度上來(lái)說(shuō),彎曲強度越高越好。
(3) 吸水率:吸水率與輥棒的致密度緊密相連,越是用于高溫下的輥棒,要求其吸水率越小。
(4) 耐火度:是指在無(wú)荷重時(shí)抵抗高溫作用而不熔融和軟化的性能,耐火度高說(shuō)明選用原材料純度好,雜質(zhì)含量低,但耐火度并不代表輥棒的最高使用溫度,輥棒的使用溫度要低于其耐火度。
(5) 直線(xiàn)度:直線(xiàn)度反應輥棒的平直程度,它是輥棒質(zhì)量的重要體現,直線(xiàn)度不合格的輥棒容易導致產(chǎn)品變形。
(6) 熱膨脹系數:對于陶瓷輥棒而言,希望其熱膨脹系數小,從而在溫度變化較大時(shí)不易彎曲,保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
陶瓷輥棒的應用領(lǐng)域
中低溫陶瓷輥棒主要使用于窯爐的低溫區(<1000℃),通常在窯爐整線(xiàn)工程中運用較多,可以在一定程度上節約窯爐建造成本;中溫陶瓷輥棒主要用于生產(chǎn)釉面磚及其它低溫材料, 適合于1200℃以下使用,由于其具備優(yōu)良的熱穩定性能,既滿(mǎn)足了經(jīng)常清理輥棒的需要,同時(shí)可以滿(mǎn)足釉面磚生產(chǎn)中對輥棒強度的需求,從而得到廣泛應用;中高溫及高溫陶瓷輥棒在輥棒的強度方面逐漸提高,中高溫輥棒在普通瓷質(zhì)磚、低溫日用瓷等產(chǎn)品的生產(chǎn)中廣泛應用;高溫輥棒在生產(chǎn)高溫瓷質(zhì)磚、高溫日用瓷、高負載產(chǎn)品及磁性材料及超寬窯爐等領(lǐng)域中的應用越來(lái)越多;急冷帶抗彎陶瓷輥棒主要使用于窯爐的急冷區域,由于輥棒采用了獨特的外觀(guān)結構(外齒輪形),在一定程度上增大了輥棒的比表面積,從而增加輥棒的散熱速度,在溫差相對較大的急冷區域可以有效減輕輥棒由于受熱不均勻而導致的彎曲,保障燒成制品能安全平穩地通過(guò)此區域,表3為不同輥棒的主要應用領(lǐng)域。
輥棒的成形
目前,陶瓷輥棒的成形工藝主要有以下三種:
(1) 注漿成形法:注漿成形法主要通過(guò)石膏模具成形,曾在輥棒生產(chǎn)的初期使用,由于生產(chǎn)效率低,燒成后產(chǎn)品的外觀(guān)質(zhì)量及直線(xiàn)度、圓度等較差,輥棒強度低,目前已很少使用。 (2) 練泥擠管成形:由于該成形工藝可進(jìn)行連續式生產(chǎn),機械化程度高,大大降低了勞動(dòng)強度,同時(shí)產(chǎn)品的外觀(guān)質(zhì)量、強度均比注漿成形有大幅度的提高,目前被國內外多數輥棒生產(chǎn)企業(yè)采用。但由于不同企業(yè)工藝技術(shù)等的差異,產(chǎn)品質(zhì)量相差較大。
(3) 冷等靜壓工藝成形:該工藝為佛山市陶瓷研究所持有的發(fā)明專(zhuān)利技術(shù),該生產(chǎn)工藝先進(jìn)、可靠高效,很大程度上提高了輥棒的常溫和高溫強度,為輥道窯向寬體、產(chǎn)量超大及高負載方向發(fā)展提供了強有力的保障。
陶瓷輥棒的檢驗
陶瓷輥棒的幾種重要性能檢測方法如下:
(1) 尺寸偏差的測量瓷輥圓度、錐度、外徑尺寸偏差的測量:在距瓷輥兩端100mm處,分別用分度值為0.02mm的游標卡尺測量瓷輥的最大外徑及同截面上與之垂直方向上的外徑,精確至0.02mm,取同一截面的兩個(gè)測量值之差作為圓度值,以最大值作為測量結果;以?xún)啥说耐鈴狡骄抵钭鳛殄F度;以所測四次外徑的測量值與公稱(chēng)外徑之差作為外徑尺寸偏差,以最大值和最小值作為測量結果。
(2) 直線(xiàn)度的測量
1) 標準棒的選定
根據需要選定不同規格的瓷輥標準棒,采用直徑與被選瓷輥相接近的金屬標準棒(直線(xiàn)度等級不低于9級,長(cháng)度大于被選瓷輥)平放于工作臺上,使被選瓷輥緊貼金屬棒,轉動(dòng)被選瓷輥360°,用塞尺測兩者的最大間隙,小于0.2mm的才能用作標準棒。
2) 測量
根據被測產(chǎn)品的規格,選用與其直徑相接近的瓷輥標準棒,把瓷輥標準棒平放于工作臺,使樣品緊貼瓷輥標準棒,轉動(dòng)樣品360°,用塞尺測量?jì)烧咧g的最大間隙,即為直線(xiàn)度公差,以管長(cháng)的百分數表示。
(3) 急冷急熱性試驗
截取約650mm長(cháng)的瓷輥,烘干后冷卻,迅速插入規定溫度的電爐中,插入深度約為400mm;將瓷輥兩端支起,且沿長(cháng)度方向溫差不大于±5℃,保溫10min后迅速取出,平放在耐火材料支架上,在空氣中冷卻至室溫,檢驗有無(wú)裂紋及斷裂。
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本文“陶瓷輥棒的介紹和用途”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時(shí)間：2021-10-18 16:26:25
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