低吸水高強耐磨輥棒的推廣與應(yīng)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(fā)泡陶瓷窯爐上使用效果較好，克服了以前傳統(tǒng)輥棒DF95、GF95在發(fā)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(shù)值。希望高性能輥棒在發(fā)泡陶瓷窯中可以得到廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：發(fā)泡陶瓷;耐磨輥棒;QF99;高強度

1 前 言

近年來，伴隨著發(fā)泡陶瓷的發(fā)展，在科達(dá)潔能等公司的大力推動下，發(fā)泡陶瓷輥道窯取得了較大發(fā)展和長足進(jìn)步。

在傳統(tǒng)新窯配置中，窯爐預(yù)熱帶經(jīng)常裝配金剛DF95/DF96系列高溫輥棒，國內(nèi)很多新型發(fā)泡陶瓷輥道窯在建造時沿用了這一傳統(tǒng)配置。迄今為止，首條新型發(fā)泡陶瓷輥道窯服役超過一年時間。在此過程中，我司技術(shù)服務(wù)團(tuán)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(nèi)某企業(yè)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(zhì)損耗為22% ～ 24.2%。

發(fā)泡陶瓷輥道窯是創(chuàng)新型項目，伴隨新事物出現(xiàn)的新問題往往難以預(yù)料，輥棒非正常磨損就是其中之一。在輥棒的國家標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)確預(yù)判該工況環(huán)境對輥棒耐磨性能的實際要求。

2 分 析

輥棒磨損出現(xiàn)的可能原因如下：

（1） 發(fā)泡陶瓷窯具及產(chǎn)品本身極重。如生產(chǎn)1200 mm×2400 mm×100 mm發(fā)泡陶瓷產(chǎn)品，產(chǎn)品含窯具總重達(dá)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(yīng)用區(qū)域中的表現(xiàn)都不錯。

（2） 很多發(fā)泡陶瓷窯爐在設(shè)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(dǎo)軌上，這引起了荷重和應(yīng)力集中。這兩根碳化硅導(dǎo)軌，使以前均勻的面接觸變?yōu)橄鄬φ木€接觸，接觸寬度由以前的1650 mm，變?yōu)?×74 mm，應(yīng)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(fù)載后發(fā)生下彎，此時窯具導(dǎo)軌與輥棒線接觸，切割輥棒效應(yīng)明顯;又由于導(dǎo)軌碳化硅材質(zhì)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(fā)現(xiàn)，碳化硅材質(zhì)導(dǎo)軌本身與陶瓷輥棒在緊密接觸時會發(fā)生反應(yīng)，我們推測可能因為緊密接觸為化學(xué)反應(yīng)提供了條件，如圖3所示。基于此，我們也認(rèn)識到輥棒磨損是難以避免的。

3 產(chǎn)品研發(fā)效果

3.1 產(chǎn)品性能開發(fā)及參數(shù)

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

3.2 應(yīng)用于發(fā)泡陶瓷窯爐的效果

由于產(chǎn)品生產(chǎn)是穩(wěn)定的，輥棒材質(zhì)是均一的，其磨損變化過程大抵是線性變化的，據(jù)此我們能夠統(tǒng)計了輥棒在近似環(huán)境使用相同時間的損耗量對比，如表2。注：該演算結(jié)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(tǒng)計了解輥棒使用效果，只有原來的三分之一。我司研發(fā)部門將會根據(jù)客戶實際使用情況調(diào)整QF99生產(chǎn)工藝，優(yōu)化各項性能，未來繼續(xù)研發(fā)和生產(chǎn)更適用于發(fā)泡陶瓷輥道窯的產(chǎn)品以服務(wù)市場。

3.3 QF99輥棒的推廣及使用

產(chǎn)品研發(fā)后即在鋰電池窯爐試用，此后我們又將其成功應(yīng)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(zhì)輥棒的高承重能力得到了客戶的認(rèn)可。之后我們又分別在生產(chǎn)地磚的輥道窯和發(fā)泡陶瓷輥道窯中使用，探索其在各種應(yīng)用場景中的泛用性。下附鍛鑄廠部分圖片。

4 結(jié) 論

從客戶實際使用效果看，QF99相較于其他型號產(chǎn)品表現(xiàn)更佳，使用效果更好。

（1）開發(fā)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(dá)到了開發(fā)新輥棒的要求;

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

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