寬體窯生產發泡陶瓷如何解決輥棒承重問題

齊懷遠

摘 要：本文論述了發泡陶瓷窯爐專用輥棒的高溫強度，接近800 kg荷載情況下，金剛GF98型號輥棒抗蠕變性能好。在直徑達到70 mm，壁厚為8 ～ 10 mm時輥棒安全系數大大提高。

關鍵詞：發泡陶瓷;窯爐;GF98;Φ70輥棒

1 前 言

從2015年到2018年發泡陶瓷相關安裝施工標準在已經批準情況下，發泡陶瓷在房地產建筑中得到了大規模應用;發泡陶瓷窯成了窯爐公司開拓新業務的熱點。窯爐設計工程師一直擔心輥棒抗高溫蠕變問題，特別是產品+窯具達到800 kg情況下，傳統輥棒荷載強度難以勝任，而金剛輥棒公司開發的GF98-Φ70加厚輥棒在實踐中得到認可。

2 發泡陶瓷產品性能優勢

發泡陶瓷磚，主要是由拋光廢料、礦渣粉、發泡劑為生產原材料，經過高溫燒制發泡而成，再加上后期各種冷加工，可以滿足各種形狀的個性化需要，是一種環保、節能、材質穩定的新型墻體材料。使用發泡陶瓷材料的建筑物，建成使用兩年后經檢驗，質量優良，滿足國家對工程質量，以及隔音、節能、防火等標準要求。因此，發泡陶瓷磚，是很好的非承重墻用磚。發泡陶瓷磚，還可以作為很好的保溫材料使用。市場上保溫材料分為建筑內保溫材料和修建外保溫材料，其中，建筑外保溫材料所占份額較大，其施工比內保溫材料簡單，保溫作用好。

發泡陶瓷保溫板作為建筑外保溫材料，其優越的性能是修建保溫的首選。主要表現在如下幾個方面：

第一、發泡陶瓷作為建筑內保溫裝飾材料，會影響屋內空間利用率。而當發泡陶瓷磚是應用在建筑外墻外表時，不會影響屋內空間利用率及裝飾效果。

第二、發泡陶瓷磚的保溫作用好，發泡陶瓷磚的導熱系數在0.065（cal/cm·s·℃）以下，其發泡陶瓷磚的外觀是蜂窩狀結構，易于保溫。

第三、發泡陶瓷磚與修建同壽命：運用發泡陶瓷磚可維護修建物不受外界氣候的影響，延長建筑物的運用壽命。

第四、運用發泡陶瓷磚省材、省料、縮短工期。在達到同樣保溫作用的情況下，做外保溫比做內保溫節省40 ～ 50%的保溫材料消耗。而且外保溫可與房屋內裝飾一起進行，有效地縮短工期。

發泡陶瓷是目前最為熱門的產品，據了解未來市場達到上千億。

3 發泡陶瓷產品燒成所使用的窯爐種類及性能

目前，燒制發泡陶瓷的窯爐主要為隧道窯和輥道窯兩種。隧道窯又分為一層燒成、二層燒成、三層燒成和四層燒成。輥道窯分為一層燒成和二層燒成。目前國內隧道窯燒成生產線有15條左右，輥道窯燒成生產線有10條左右。

隧道窯優點就是產量大，單位能耗低，目前產量能達到400 m3。缺點是窯具成本高，一旦倒窯損失大。輥道窯優點是窯具成本相對低，溫差容易控制，缺點是產量比較小，目前產量只有185 m3。

4 輥道窯生產發泡陶瓷存在的問題及解決方案

4.1 輥道窯生產發泡陶瓷存在的問題

輥道窯生產發泡陶瓷的主要問題受輥棒承重限制，窯爐無法做的太寬;其次是窯具結構亟待更新。由于發泡陶瓷高溫后軟化膨脹，流動性很強，所以需要窯具圍住以保證一定的尺寸規格。雖然發泡陶瓷由于密度低，本身重量并不太重，但窯具的重量往往比產品大的多。因此，如果可以解決承重和窯具的問題會使輥道窯在發泡陶瓷產品上有重大突破。

4.2 輥道窯生產發泡陶瓷所存在問題的解決方案

目前，輥道窯最大的劣勢是產量小，通過研究發現，提高輥道窯產量的方法有兩個。

第一、設計更寬更長的窯爐，加大產品尺寸來提高產量。

第二、優化產品工藝，縮短燒成時間提高產量。

目前階段性產品工藝沒有辦法突破，只能設計更寬更長的窯爐提高產量。窯爐需要加寬，這就需要解決輥棒承重問題。

因窯爐傳動使用燒結碳化硅輥棒成本非常高，同時，燒結碳化硅輥棒存在直線度問題。目前發泡陶瓷窯傳動使用陶瓷輥棒，規格為Φ65mm。窯具使用燒結碳化硅和莫來石板，如圖1所示。

5 金剛輥棒解決寬體窯發泡陶瓷承重問題的應用案例

以福建某發泡窯為例：該條窯長391m，內寬2.4 m，產品規格3080 mm×1890 mm，燒成時間800.39 min，最高產量185 m3，全窯配置廣東金剛GF96-65 mm×3700 mm輥棒，“產品+窯具”設計要求重量達到780 kg，這樣分布在39支輥棒上，它們承受的重量可想而知。

經過計算單支輥棒實際承重20 kg，筆者計算每支GF96-65 mm×3700 mm理論承重達到25 kg，完全能滿足生產要求。

如果單支輥棒承重在25 kg以上或者更高，同時輥棒長度相應增加，為了降低生產的風險性，這就要求提高輥棒荷載，提高輥棒荷載方法有加大直徑，增加壁厚或者采用高科技納米材料。目前提高輥棒荷載最有效的辦法是加大直徑，原使用輥棒直徑為65 mm，現增加到70 mm，金剛GF98-70輥棒可以滿足要求。

金剛GF98等靜壓輥棒具有高溫強度高，彈性模量高，高溫負載重，在高溫運轉下蠕變小的優點，尤其在生產發泡陶瓷、大板上有極大優勢。

目前，包括福建德勝、內蒙興輝、中盛陶瓷和河北承德在內的多家發泡陶瓷生產線采用金剛GF96-65輥棒，金剛輥棒在發泡陶瓷生產線的市場占有率接近100%。根據實際生產情況及客戶反饋，所生產的發泡陶瓷質量好，輥棒質量得到客戶的一致認可，廣東某大型窯爐公司，選用金剛GF98-70 mm×4200 mm輥棒反饋也比較好。

輥棒直徑增大到70 mm，為進一步增加窯爐的寬度，提供了可能性。

具體的輥棒厚度、承重量、高溫抗蠕變等性能，要經過精確的計算和安全系數的保證。相信在發泡磚市場爆發期來臨時候，我們的高性能輥棒會做出應有的貢獻。

6 結 語

（1）目前輥道窯生產發泡陶瓷存在的問題是產量小，最大產量約185 m3。

（2）輥道窯生產發泡陶瓷要突破瓶頸，必須走寬體窯到了。本文在輥棒使用上詳細分析了原因和解決辦法的可行性。

（3）金剛輥棒公司開發的GF98-Φ70 mm加厚輥棒為發泡陶瓷窯加大產量提供了更加安全的保證。