辊道窑辊棒结瘤产生原因及其对策浅析
文章编号:100520639(2001)0320026202
辊道窑辊棒结瘤产生原因及其对策浅析
翟向成,李慎芳
(山东银凤陶瓷集团公司,临沂 276004)
摘要:日用瓷燃气快烧辊道窑的辊棒结瘤是困扰该新型窑炉正常运转的一个重要问题。
结合目前生产情况对该问题产生的原因及其对策从不同方面进行了探讨。
关键词:SiC ;辊道窑;辊棒;氧化膜
中图分类号:T Q17416+53.8 文献标识码:B
收稿日期:2001-06-06
2000年10月我公司建成72m 燃气高温快烧辊道窑,并于当年12月通过国家“九五”科技攻关项目验收。该窑炉在高效、节能、自动化控制、降低工人劳动强度等方面具有明显优势。但在运行过程中存在辊棒结瘤问题,影响了窑炉的正常运行,造成了一定的损失和浪费。
辊道窑传动系统的辊棒是辊道窑的关键部件,其运转状况的好坏直接影响窑炉的运转质量。
由于辊棒表面结瘤(粘附物),一方面使棚板运行不平稳,极易造成托板跑偏及爬板打摞现象,致使烧成带产品及棚板损坏,重者可造成连锁反应,使辊棒大面积断裂;另一方面由于辊棒表面粘附物其热稳定性、膨胀系数等都与SiC 质辊棒差别较大,在冷热交换时易产生应力,缩短了辊棒的使用寿命。我公司窑炉采用3种材质的辊棒,预热带和冷却带采用高铝质瓷辊棒,烧成带采用重结晶SiC 质辊棒。另外预热带和冷却带低温段采用钢
辊。托板采用氧化物结合SiC 制品。结瘤现象主要发生在烧成带的高温部位。通过运行中观察分析,认为结瘤现象主要是如下几个方面的因素产生的:
1 自身产生的氧化膜聚集形成
众所周知,SiC 在800℃～1140℃之间抗氧化能力较差,易在表面氧化形成SiO 2薄膜。1300℃以上显著氧化,亦形成氧化膜。特别是采用氧化焰烧成,燃烧过程中氧气过剩系数一般在4～5%左右。其反应如下:
SiC +2O 2=SiO 2+C O 2
据有关资料介绍,在有水蒸气存在的情况下,
SiC 也会氧化分解。其反应情况如下:
SiC +2H 2O =CH 4+SiO 2
日用瓷窑炉烧成温度一般在1250℃～1330℃之间,而且由于液化气及助燃风带入的微量水分,促使辊棒及托板的氧化而形成氧化膜,长期运行其氧化膜积聚在辊棒表面,形成结瘤。
2 铁质辊棒的磨损
辊道窑进车机以及预热带4～6m 的传动辊棒多采用铁质,而且窑尾冷却带16～20m 也采用铁质辊棒。在传动过程中,托板与铁质辊棒长期磨损,磨损的铁屑附着在托板表面,而在高温下铁与SiC 及其氧化膜反应,形成铁的硅酸盐化合物,长期积聚附着在辊棒表面而形成结瘤。其反应情况如下:
2Fe 2O 3+SiC =2FeSiO 3+C O 2
3 回车线、转弯机链条不洁污染托
板造成
回车线、转弯机通过电机驱动链条,托板在链条上运行,而链条上的润滑油、链条长期磨损形成的铁屑及长期运转附着在链条上的灰尘、杂物等(如含铝氧粘土)极易附着在托板底部,在高温带与辊棒形成的氧化膜反应积聚成瘤。其在高温下反应如下:
Al 2O 3+O 2+SiC =Al 2SiO 3+C O 2
第24卷 第3期2001年9月山东陶瓷
SH ANDON G CERAMICS Vol 124 No 13Sep 12001
4 窑内的挥发性气体在高温带与
SiC 发生反应形成
这一部分主要包括釉料中含有的挥发分,坯料中含有的结构水及碳酸盐、硫酸盐化合物在氧化气氛1200℃左右分解挥发形成二氧化硫气体,液化气中含有的微量二氧化硫及其他有害气体,都会在高温阶段与SiC 发生反应而形成氧化物附着在辊棒上面。
综上所述,辊棒粘结附着物造成结瘤现象发生的原因是多方面的,是由综合因素造成的。该现象除在日用瓷窑炉上产生外,在建筑陶瓷窑炉上也不同程度的存在,其危害也是基本相同的。墙地砖生产所用辊道窑由于烧成温度低,辊棒附着物硬度低,用打磨机可很轻松地打磨掉,只要勤于打磨清理即可。而SiC 辊棒所形成附着物由于烧成温度高,成分复杂,硬度较大,而且与辊棒形成良好中间层,用一般清理方法很难清理掉,用锤子慢慢敲虽然能够敲掉,但极易将辊棒敲掉一块(因附着物在辊棒上附着十分牢固),甚至敲断辊棒。我们曾经采用将新辊棒刷高铝涂层的方法,以便于剥落附着物,但由于附着物与SiC 辊棒表面发生反应而牢固附着在上面。目前从根本上解决该问题还没有很好的方法,只能从如下几个方面着手,以减少该问题的产生:
411 首先在窑炉设计过程中,减少托板与铁摩擦
接触。例如将进车机、出车机的辊子改为瓷质的;
预热带、冷却带低温部位的铁质辊棒也更换为瓷
质的;回车线的链条传动改为皮带传动或在链条
上加上托架。以上方法主要是防止铁质的带入而与SiC 质辊棒发生反应形成结瘤。412 研究高温下的抗氧化涂层,在使用前牢固涂刷好,防止高温下有害气体及挥发分对辊棒的侵蚀。413 加强液化气进厂检验把关,采用纯度高、杂质少的液化气。414 在托板入窑前设置清扫装置,对底部进行清扫,减少灰尘、杂质的带入,对表面形成氧化膜较严重的托板要及时换下。415 适当调整预热带的烧成制度,使坯料、釉料中的水分、有害气体、挥发分在预热带排出,并严格控制入窑水分。
日用瓷高温快烧辊道窑是近几年来陶瓷行业发展起来的陶瓷烧成新型窑炉,该窑炉除了在新型耐火材料及新式烧嘴的开发、优质燃料的开发使用等方面的研究外,最重要的是耐高温、承载力大、抗氧化侵蚀辊棒材料的研究开发。目前陶瓷窑炉行业的制造者、使用者以及耐火材料行业都在不遗余力的进行研究,相信随着研究工作的深入,辊棒结瘤这一影响窑炉运转的不利因素定会解决。
参考文献
[1] 耐火材料工艺学.冶金工业出版社[2] 顾立德.特种耐火材料.冶金工业出版社[3] 陶瓷工艺学.轻工业出版社
欢迎订阅《江苏陶瓷》杂志
《江苏陶瓷》杂志是江苏省陶瓷研究所和江苏省陶瓷工业信息中心主办的全国性陶瓷行业的综合性科技期刊之一,也是江苏省内唯一的陶瓷专业期刊。她主要报道陶瓷行业在科研、生产、教育、设计、管理等方面的新成果、新技术、新产品的开发与应用等;内容涉及陶瓷工艺、陶瓷机械、陶瓷美术、建筑卫生陶瓷、工业陶瓷、耐火材料及其有关基础学科范围的学术论文。本刊设有综合评述、学术研究、技艺探讨、科技简报、经验交流、陶艺园地、企管论坛、信息库等栏目。读者对象主要是从事该领域的科研人员、生产技术人员、管理人员及大中专院校师生。
为方便用户与生产厂家,本刊设有信息库栏目为企业牵线搭桥,并承接国内外广告业务,欢迎客户刊登广告。
本刊为季刊,全年订价20元,自办发行,订阅灵活,随时收订。读者可邮局汇款至本刊编辑部,也可以从银行汇款至本所银行账户,并注明用途“订刊款”。同时,敬请订户写明收件人的详细地址及邮编。
详细地址:江苏省宜兴市丁山北路196号 电话号码:(0510)7187034邮政编码:214221电子信箱:stys @https://www.wendangku.net/doc/c010675357.html, 开户名称:江苏省陶瓷研究所银行帐号:工行丁办1103029109000002757
7
2第3期翟向成 李慎芳:辊道窑辊棒结瘤产生原因及其对策浅析