摘要:本文主要介紹了陶瓷輥棒的物理性能、成形工藝與應用領域等，使廣大陶瓷行業(yè)工作者對輥棒有一個更加深刻的認識。

關鍵詞:輥棒;性能;應用

1引 言

陶瓷輥棒是指以粘土質(zhì)耐火原料與天然礦物原料經(jīng)過精選、粉碎、成形、煅燒等過程而制成的耐火制品。陶瓷輥棒作為一種耐火窯具，在輥道燒成窯和輥道干燥窯中起支承、傳送陶瓷坯體和產(chǎn)品的作用，是輥道窯的核心部件，它為輥道窯的節(jié)能、縮短燒成周期與自動化運作作出了重要貢獻，在建筑衛(wèi)生陶瓷、日用陶瓷、電子陶瓷、磁性材料、玻璃熱處理、耐磨器件等領域得到廣泛應用。

2陶瓷輥棒的分類

陶瓷輥棒按材質(zhì)可分為以下幾類:

堇青石-莫來石輥棒: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-莫來石輥棒:這種輥棒是由剛玉(Al2O3)和莫來石(3Al2O3·2SiO2)組成的復相陶瓷材料，具有高溫性能好、耐火性好等特點，與單一的剛玉或莫來石材料相比，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1400℃甚至更高，價格低廉，為目前生產(chǎn)用量最大的一種輥棒。

碳化硅輥棒:碳化硅輥棒強度高、抗熱震性好，有良好的抗高溫蠕變性能。常見的碳化硅輥棒有重結晶碳化硅輥棒和反應燒結碳化硅輥棒，重結晶碳化硅棒，氧化氣氛下使用溫度可達1600℃，但價格昂貴;價格稍低的反應燒結碳化硅輥棒，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是:容易被腐蝕，去污能力差、價格昂貴、熱傳導率高，從而限制了它的使用推廣。

陶瓷輥棒按使用溫度可分為高溫瓷輥、中高溫瓷輥、中溫瓷輥、中低溫瓷輥、急冷帶抗彎瓷輥等，其對應的使用溫度見表1。

3陶瓷輥棒的性能指標

陶瓷輥棒的主要性能指標如下(表2為佛山市陶瓷研究所主要輥棒產(chǎn)品的性能):

(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、負荷作用下工作，彎曲強度是陶瓷輥棒的一個重要指標，從一定程度上來說，彎曲強度越高越好。

(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:是指在無荷重時抵抗高溫作用而不熔融和軟化的性能，耐火度高說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致產(chǎn)品變形。

(6) 熱膨脹系數(shù):對于陶瓷輥棒而言，希望其熱膨脹系數(shù)小，從而在溫度變化較大時不易彎曲，保障生產(chǎn)的順利進行。

4陶瓷輥棒的應用領域

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，同時可以滿足釉面磚生產(chǎn)中對輥棒強度的需求，從而得到廣泛應用;中高溫及高溫陶瓷輥棒在輥棒的強度方面逐漸提高，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)中廣泛應用;高溫輥棒在生產(chǎn)高溫瓷質(zhì)磚、高溫日用瓷、高負載產(chǎn)品及磁性材料及超寬窯爐等領域中的應用越來越多;急冷帶抗彎陶瓷輥棒主要使用于窯爐的急冷區(qū)域，由于輥棒采用了獨特的外觀結構(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致的彎曲，保障燒成制品能安全平穩(wěn)地通過此區(qū)域，表3為不同輥棒的主要應用領域。

5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行連續(xù)式生產(chǎn)，機械化程度高，大大降低了勞動強度，同時產(chǎn)品的外觀質(zhì)量、強度均比注漿成形有大幅度的提高，目前被國內(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國家級發(fā)明專利技術，該生產(chǎn)工藝先進、可靠高效，很大程度上提高了輥棒的常溫和高溫強度，為輥道窯向?qū)掦w、產(chǎn)量超大及高負載方向發(fā)展提供了強有力的保障。

6陶瓷輥棒的檢驗

陶瓷輥棒的幾種重要性能檢測方法如下:

(1) 尺寸偏差的測量

瓷輥圓度、錐度、外徑尺寸偏差的測量:在距瓷輥兩端100mm處，分別用分度值為0.02mm的游標卡尺測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，取同一截面的兩個測量值之差作為圓度值，以最大值作為測量結果;以兩端的外徑平均值之差作為錐度;以所測四次外徑的測量值與公稱外徑之差作為外徑尺寸偏差，以最大值和最小值作為測量結果。

(2) 直線度的測量

1) 標準棒的選定

根據(jù)需要選定不同規(guī)格的瓷輥標準棒，采用直徑與被選瓷輥相接近的金屬標準棒(直線度等級不低于9級，長度大于被選瓷輥)平放于工作臺上，使被選瓷輥緊貼金屬棒，轉(zhuǎn)動被選瓷輥360°，用塞尺測兩者的最大間隙，小于0.2mm的才能用作標準棒。

2) 測量

根據(jù)被測產(chǎn)品的規(guī)格，選用與其直徑相接近的瓷輥標準棒，把瓷輥標準棒平放于工作臺，使樣品緊貼瓷輥標準棒，轉(zhuǎn)動樣品360°，用塞尺測量兩者之間的最大間隙，即為直線度公差，以管長的百分數(shù)表示。

(3) 急冷急熱性試驗

截取約650mm長的瓷輥，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，檢驗有無裂紋及斷裂。