低吸水高強耐磨輥棒的推廣與應用

蒲林剛 喬富東

摘 要：本文介紹了一種低吸水率高強度的耐磨輥棒QF99，在發泡陶瓷窯爐上使用效果較好，克服了以前傳統輥棒DF95、GF95在發泡陶瓷窯爐使用中不耐磨的缺點。給出了QF99與DF95、GF95輥棒之間的強度、耐磨耗損對比，提升性能百分比等數值。希望高性能輥棒在發泡陶瓷窯中可以得到廣泛應用。

關鍵詞：發泡陶瓷;耐磨輥棒;QF99;高強度

1 前 言

近年來，伴隨著發泡陶瓷的發展，在科達潔能等公司的大力推動下，發泡陶瓷輥道窯取得了較大發展和長足進步。

在傳統新窯配置中，窯爐預熱帶經常裝配金剛DF95/DF96系列高溫輥棒，國內很多新型發泡陶瓷輥道窯在建造時沿用了這一傳統配置。迄今為止，首條新型發泡陶瓷輥道窯服役超過一年時間。在此過程中，我司技術服務團隊從客戶處收集了很多輥棒使用情況的反饋信息，如從國內某企業反饋的信息可知，DF95輥棒在使用2 ～ 3個月磨損較大，其情況見圖1。

圖1中直徑65 mm輥棒外徑減少了3 mm，即壁厚損失1.5 mm，材質損耗為22% ～ 24.2%。

發泡陶瓷輥道窯是創新型項目，伴隨新事物出現的新問題往往難以預料，輥棒非正常磨損就是其中之一。在輥棒的國家標準中，并無耐磨性的檢測項目，是以在輥棒配置過程中各方參與者的確未能準確預判該工況環境對輥棒耐磨性能的實際要求。

2 分 析

輥棒磨損出現的可能原因如下：

（1） 發泡陶瓷窯具及產品本身極重。如生產1200 mm×2400 mm×100 mm發泡陶瓷產品，產品含窯具總重達320 kg以上，單支輥棒承重約為11 kg，對輥棒強度是一大考驗;強度方面，各型號輥棒在其應用區域中的表現都不錯。

（2） 很多發泡陶瓷窯爐在設計配套墊板等窯具時，大型墊板放在兩根空心碳化硅“枕木”導軌上，這引起了荷重和應力集中。這兩根碳化硅導軌，使以前均勻的面接觸變為相對窄的線接觸，接觸寬度由以前的1650 mm，變為2×74 mm，應力集中提高到11倍以上。輥棒工作的工況惡化。

（3）原因（1）使得輥棒負載后發生下彎，此時窯具導軌與輥棒線接觸，切割輥棒效應明顯;又由于導軌碳化硅材質硬度極高，陶瓷輥棒硬度略遜一籌，如此更加劇了輥棒磨損，如圖2所示。

（4）與合作單位在共同分析中發現，碳化硅材質導軌本身與陶瓷輥棒在緊密接觸時會發生反應，我們推測可能因為緊密接觸為化學反應提供了條件，如圖3所示。基于此，我們也認識到輥棒磨損是難以避免的。

3 產品研發效果

3.1 產品性能開發及參數

分析及此，我司技術服務部門向研發部門提出了研發耐磨輥棒的科研任務。科研部門利用半年時間開發出了低吸水、高強度、高耐磨的QF99輥棒，專門使用在生產發泡陶瓷等超重材料及強腐蝕性環境的窯爐，各項性能參數見表1。注：耐磨性數值越小，表示被檢測物越耐磨

3.2 應用于發泡陶瓷窯爐的效果

由于產品生產是穩定的，輥棒材質是均一的，其磨損變化過程大抵是線性變化的，據此我們能夠統計了輥棒在近似環境使用相同時間的損耗量對比，如表2。注：該演算結果供參考。

慎重起見，我司另外向反饋DF95磨損情況的客戶提供了部分QF99輥棒，目前初步統計了解輥棒使用效果，只有原來的三分之一。我司研發部門將會根據客戶實際使用情況調整QF99生產工藝，優化各項性能，未來繼續研發和生產更適用于發泡陶瓷輥道窯的產品以服務市場。

3.3 QF99輥棒的推廣及使用

產品研發后即在鋰電池窯爐試用，此后我們又將其成功應用到了江門某鍛鑄廠退火正火輥道窯，QF99以其極高的中溫（1000℃以下）強度、媲美碳化硅材質輥棒的高承重能力得到了客戶的認可。之后我們又分別在生產地磚的輥道窯和發泡陶瓷輥道窯中使用，探索其在各種應用場景中的泛用性。下附鍛鑄廠部分圖片。

4 結 論

從客戶實際使用效果看，QF99相較于其他型號產品表現更佳，使用效果更好。

（1）開發的低吸收率、高強度QF99耐磨輥棒，強度提高85%以上，線性磨損是原來的1/3，達到了開發新輥棒的要求;

（2）該輥棒在高荷重的退火窯、鋰電池窯、發泡陶瓷窯使用中，經受了實踐的檢驗，客戶對使用效果滿意;

（3）QF99輥棒的開發是成功的，可以批量使用在發泡磚窯爐的前區，達到減少磨損，降低損耗的目的。