陶瓷輥棒應(yīng)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(yīng)用廣泛的陶瓷輥棒有剛玉輥棒，應(yīng)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(xì)長(zhǎng)的陶瓷圓筒，在該陶瓷圓筒的筒壁上的兩端各設(shè)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(jié)合金屬片或陶瓷片，可以實(shí)現(xiàn)方便可靠的與軸承等配件結(jié)合，從而提高傳動(dòng)效率，還可以實(shí)現(xiàn)以齒輪傳動(dòng)的方式，使 該陶瓷輥棒主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。避免陶瓷輥棒在皮帶傳動(dòng)過(guò)程中的卡死、停轉(zhuǎn)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(yīng)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(shù)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(fù)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,基本能滿足現(xiàn)代建筑衛(wèi)生陶瓷和日用陶瓷燒成的要求;其使用溫度可達(dá)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(qiáng)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(jié)晶碳化硅輥棒和反應(yīng)燒結(jié)碳化硅輥棒,重結(jié)晶碳化硅棒,氧化氣氛下使用溫度可達(dá)1600℃,但價(jià)格昂貴;價(jià)格稍低的反應(yīng)燒結(jié)碳化硅輥棒,可用于1300～1350℃,多用于衛(wèi)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(dǎo)率高,從而限制了它的使用推廣。
陶瓷輥棒的性能指標(biāo)
(1) 熱穩(wěn)定性:主要反映輥棒的耐急冷急熱性能,好的熱穩(wěn)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(qiáng)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(fù)荷作用下工作,彎曲強(qiáng)度是陶瓷輥棒的一個(gè)重要指標(biāo),從一定程度上來(lái)說(shuō),彎曲強(qiáng)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) 直線度:直線度反應(yīng)輥棒的平直程度,它是輥棒質(zhì)量的重要體現(xiàn),直線度不合格的輥棒容易導(dǎo)致產(chǎn)品變形。
(6) 熱膨脹系數(shù):對(duì)于陶瓷輥棒而言,希望其熱膨脹系數(shù)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(yīng)用領(lǐng)域
中低溫陶瓷輥棒主要使用于窯爐的低溫區(qū)(<1000℃),通常在窯爐整線工程中運(yùn)用較多,可以在一定程度上節(jié)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(wěn)定性能,既滿足了經(jīng)常清理輥棒的需要,同時(shí)可以滿足釉面磚生產(chǎn)中對(duì)輥棒強(qiáng)度的需求,從而得到廣泛應(yīng)用;中高溫及高溫陶瓷輥棒在輥棒的強(qiáng)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(yīng)用;高溫輥棒在生產(chǎn)高溫瓷質(zhì)磚、高溫日用瓷、高負(fù)載產(chǎn)品及磁性材料及超寬窯爐等領(lǐng)域中的應(yīng)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(qū)域,由于輥棒采用了獨(dú)特的外觀結(jié)構(gòu)(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(duì)較大的急冷區(qū)域可以有效減輕輥棒由于受熱不均勻而導(dǎo)致的彎曲,保障燒成制品能安全平穩(wěn)地通過(guò)此區(qū)域,表3為不同輥棒的主要應(yīng)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)品的外觀質(zhì)量及直線度、圓度等較差,輥棒強(qiáng)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(xù)式生產(chǎn),機(jī)械化程度高,大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)產(chǎn)品的外觀質(zhì)量、強(qiáng)度均比注漿成形有大幅度的提高,目前被國(guó)內(nèi)外多數(shù)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(qiáng)度,為輥道窯向?qū)掦w、產(chǎn)量超大及高負(fù)載方向發(fā)展提供了強(qiáng)有力的保障。
陶瓷輥棒的檢驗(yàn)
陶瓷輥棒的幾種重要性能檢測(cè)方法如下:
(1) 尺寸偏差的測(cè)量瓷輥圓度、錐度、外徑尺寸偏差的測(cè)量:在距瓷輥兩端100mm處,分別用分度值為0.02mm的游標(biāo)卡尺測(cè)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(cè)量值之差作為圓度值,以最大值作為測(cè)量結(jié)果;以兩端的外徑平均值之差作為錐度;以所測(cè)四次外徑的測(cè)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(cè)量結(jié)果。
(2) 直線度的測(cè)量
1) 標(biāo)準(zhǔn)棒的選定
根據(jù)需要選定不同規(guī)格的瓷輥標(biāo)準(zhǔn)棒,采用直徑與被選瓷輥相接近的金屬標(biāo)準(zhǔn)棒(直線度等級(jí)不低于9級(jí),長(zhǎng)度大于被選瓷輥)平放于工作臺(tái)上,使被選瓷輥緊貼金屬棒,轉(zhuǎn)動(dòng)被選瓷輥360°,用塞尺測(cè)兩者的最大間隙,小于0.2mm的才能用作標(biāo)準(zhǔn)棒。
2) 測(cè)量
根據(jù)被測(cè)產(chǎn)品的規(guī)格,選用與其直徑相接近的瓷輥標(biāo)準(zhǔn)棒,把瓷輥標(biāo)準(zhǔn)棒平放于工作臺(tái),使樣品緊貼瓷輥標(biāo)準(zhǔn)棒,轉(zhuǎn)動(dòng)樣品360°,用塞尺測(cè)量?jī)烧咧g的最大間隙,即為直線度公差,以管長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)表示。
(3) 急冷急熱性試驗(yàn)
截取約650mm長(zhǎng)的瓷輥,烘干后冷卻,迅速插入規(guī)定溫度的電爐中,插入深度約為400mm;將瓷輥兩端支起,且沿長(zhǎng)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(yàn)有無(wú)裂紋及斷裂。
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特種陶瓷材料金屬陶瓷的定義
特種陶瓷材料普通固相燒結(jié)方法
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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(yīng)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(shù)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(fù)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,基本能滿足現(xiàn)代建筑衛(wèi)生陶瓷和日用陶瓷燒成的要求;其使用溫度可達(dá)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(qiáng)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(jié)晶碳化硅輥棒和反應(yīng)燒結(jié)碳化硅輥棒,重結(jié)晶碳化硅棒,氧化氣氛下使用溫度可達(dá)1600℃,但價(jià)格昂貴;價(jià)格稍低的反應(yīng)燒結(jié)碳化硅輥棒,可用于1300～1350℃,多用于衛(wèi)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(dǎo)率高,從而限制了它的使用推廣。
陶瓷輥棒的性能指標(biāo)
(1) 熱穩(wěn)定性:主要反映輥棒的耐急冷急熱性能,好的熱穩(wěn)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(qiáng)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(fù)荷作用下工作,彎曲強(qiáng)度是陶瓷輥棒的一個(gè)重要指標(biāo),從一定程度上來(lái)說(shuō),彎曲強(qiáng)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) 直線度:直線度反應(yīng)輥棒的平直程度,它是輥棒質(zhì)量的重要體現(xiàn),直線度不合格的輥棒容易導(dǎo)致產(chǎn)品變形。
(6) 熱膨脹系數(shù):對(duì)于陶瓷輥棒而言,希望其熱膨脹系數(shù)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(yīng)用領(lǐng)域
中低溫陶瓷輥棒主要使用于窯爐的低溫區(qū)(<1000℃),通常在窯爐整線工程中運(yùn)用較多,可以在一定程度上節(jié)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(wěn)定性能,既滿足了經(jīng)常清理輥棒的需要,同時(shí)可以滿足釉面磚生產(chǎn)中對(duì)輥棒強(qiáng)度的需求,從而得到廣泛應(yīng)用;中高溫及高溫陶瓷輥棒在輥棒的強(qiáng)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(yīng)用;高溫輥棒在生產(chǎn)高溫瓷質(zhì)磚、高溫日用瓷、高負(fù)載產(chǎn)品及磁性材料及超寬窯爐等領(lǐng)域中的應(yīng)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(qū)域,由于輥棒采用了獨(dú)特的外觀結(jié)構(gòu)(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(duì)較大的急冷區(qū)域可以有效減輕輥棒由于受熱不均勻而導(dǎo)致的彎曲,保障燒成制品能安全平穩(wěn)地通過(guò)此區(qū)域,表3為不同輥棒的主要應(yīng)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)品的外觀質(zhì)量及直線度、圓度等較差,輥棒強(qiáng)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(xù)式生產(chǎn),機(jī)械化程度高,大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)產(chǎn)品的外觀質(zhì)量、強(qiáng)度均比注漿成形有大幅度的提高,目前被國(guó)內(nèi)外多數(shù)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(qiáng)度,為輥道窯向?qū)掦w、產(chǎn)量超大及高負(fù)載方向發(fā)展提供了強(qiáng)有力的保障。
陶瓷輥棒的檢驗(yàn)
陶瓷輥棒的幾種重要性能檢測(cè)方法如下:
(1) 尺寸偏差的測(cè)量瓷輥圓度、錐度、外徑尺寸偏差的測(cè)量:在距瓷輥兩端100mm處,分別用分度值為0.02mm的游標(biāo)卡尺測(cè)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(cè)量值之差作為圓度值,以最大值作為測(cè)量結(jié)果;以兩端的外徑平均值之差作為錐度;以所測(cè)四次外徑的測(cè)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(cè)量結(jié)果。
(2) 直線度的測(cè)量
1) 標(biāo)準(zhǔn)棒的選定
根據(jù)需要選定不同規(guī)格的瓷輥標(biāo)準(zhǔn)棒,采用直徑與被選瓷輥相接近的金屬標(biāo)準(zhǔn)棒(直線度等級(jí)不低于9級(jí),長(zhǎng)度大于被選瓷輥)平放于工作臺(tái)上,使被選瓷輥緊貼金屬棒,轉(zhuǎn)動(dòng)被選瓷輥360°,用塞尺測(cè)兩者的最大間隙,小于0.2mm的才能用作標(biāo)準(zhǔn)棒。
2) 測(cè)量
根據(jù)被測(cè)產(chǎn)品的規(guī)格,選用與其直徑相接近的瓷輥標(biāo)準(zhǔn)棒,把瓷輥標(biāo)準(zhǔn)棒平放于工作臺(tái),使樣品緊貼瓷輥標(biāo)準(zhǔn)棒,轉(zhuǎn)動(dòng)樣品360°,用塞尺測(cè)量?jī)烧咧g的最大間隙,即為直線度公差,以管長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)表示。
(3) 急冷急熱性試驗(yàn)
截取約650mm長(zhǎng)的瓷輥,烘干后冷卻,迅速插入規(guī)定溫度的電爐中,插入深度約為400mm;將瓷輥兩端支起,且沿長(zhǎng)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(yàn)有無(wú)裂紋及斷裂。
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特種陶瓷材料液相燒結(jié)方法
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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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