低吸水高强耐磨辊棒的推广与应用

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　　摘 要：本文介绍了一种低吸水率高强度的耐磨辊棒QF99，在发泡陶瓷窑炉上使用效果较好，克服了以前传统辊棒DF95、GF95在发泡陶瓷窑炉使用中不耐磨的缺点。给出了QF99与DF95、GF95辊棒之间的强度、耐磨耗损对比，提升性能百分比等数值。希望高性能辊棒在发泡陶瓷窑中可以得到广泛应用。
　　关键词：发泡陶瓷;耐磨辊棒;QF99;高强度
　　1 前 言
　　近年来，伴随着发泡陶瓷的发展，在科达洁能等公司的大力推动下，发泡陶瓷辊道窑取得了较大发展和长足进步。
　　在传统新窑配置中，窑炉预热带经常装配金刚DF95/DF96系列高温辊棒，国内很多新型发泡陶瓷辊道窑在建造时沿用了这一传统配置。迄今为止，首条新型发泡陶瓷辊道窑服役超过一年时间。在此过程中，我司技术服务团队从客户处收集了很多辊棒使用情况的反馈信息，如从国内某企业反馈的信息可知，DF95辊棒在使用2 ～ 3个月磨损较大，其情况见图1。
　　图1中直径65 mm辊棒外径减少了3 mm，即壁厚损失1.5 mm，材质损耗为22% ～ 24.2%。
　　发泡陶瓷辊道窑是创新型项目，伴随新事物出现的新问题往往难以预料，辊棒非正常磨损就是其中之一。在辊棒的国家标准中，并无耐磨性的检测项目，是以在辊棒配置过程中各方参与者的确未能准确预判该工况环境对辊棒耐磨性能的实际要求。
　　2 分 析
　　辊棒磨损出现的可能原因如下：
　　（1） 发泡陶瓷窑具及产品本身极重。如生产1200 mm×2400 mm×100 mm发泡陶瓷产品，产品含窑具总重达320 kg以上，单支辊棒承重约为11 kg，对辊棒强度是一大考验;强度方面，各型号辊棒在其应用区域中的表现都不错。
　　（2） 很多发泡陶瓷窑炉在设计配套垫板等窑具时，大型垫板放在两根空心碳化硅“枕木”导轨上，这引起了荷重和应力集中。这两根碳化硅导轨，使以前均匀的面接触变为相对窄的线接触，接触宽度由以前的1650 mm，变为2×74 mm，应力集中提高到11倍以上。辊棒工作的工况恶化。
　　（3）原因（1）使得辊棒负载后发生下弯，此时窑具导轨与辊棒线接触，切割辊棒效应明显;又由于导轨碳化硅材质硬度极高，陶瓷辊棒硬度略逊一筹，如此更加剧了辊棒磨损，如图2所示。
　　（4）与合作单位在共同分析中发现，碳化硅材质导轨本身与陶瓷辊棒在紧密接触时会发生反应，我们推测可能因为紧密接触为化学反应提供了条件，如图3所示。基于此，我们也认识到辊棒磨损是难以避免的。
　　3 产品研发效果
　　3.1 产品性能开发及参数
　　分析及此，我司技术服务部门向研发部门提出了研发耐磨辊棒的科研任务。科研部门利用半年时间开发出了低吸水、高强度、高耐磨的QF99辊棒，专门使用在生产发泡陶瓷等超重材料及强腐蚀性环境的窑炉，各项性能参数见表1。注：耐磨性数值越小，表示被检测物越耐磨
　　3.2 应用于发泡陶瓷窑炉的效果
　　由于产品生产是稳定的，辊棒材质是均一的，其磨损变化过程大抵是线性变化的，据此我们能够统计了辊棒在近似环境使用相同时间的损耗量对比，如表2。注：该演算结果供参考。
　　慎重起见，我司另外向反馈DF95磨损情况的客户提供了部分QF99辊棒，目前初步统计了解辊棒使用效果，只有原来的三分之一。我司研发部门将会根据客户实际使用情况调整QF99生产工艺，优化各项性能，未来继续研发和生产更适用于发泡陶瓷辊道窑的产品以服务市场。
　　3.3 QF99辊棒的推广及使用
　　产品研发后即在锂电池窑炉试用，此后我们又将其成功应用到了江门某锻铸厂退火正火辊道窑，QF99以其极高的中温（1000℃以下）强度、媲美碳化硅材质辊棒的高承重能力得到了客户的认可。之后我们又分别在生产地砖的辊道窑和发泡陶瓷辊道窑中使用，探索其在各种应用场景中的泛用性。下附锻铸厂部分图片。
　　4 结 论
　　从客户实际使用效果看，QF99相较于其他型号产品表现更佳，使用效果更好。
　　（1）開发的低吸收率、高强度QF99耐磨辊棒，强度提高85%以上，线性磨损是原来的1/3，达到了开发新辊棒的要求;
　　（2）该辊棒在高荷重的退火窑、锂电池窑、发泡陶瓷窑使用中，经受了实践的检验，客户对使用效果满意;
　　（3）QF99辊棒的开发是成功的，可以批量使用在发泡砖窑炉的前区，达到减少磨损，降低损耗的目的。
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