宽体窑生产发泡陶瓷如何解决辊棒承重问题

齐怀远

摘 要：本文论述了发泡陶瓷窑炉专用辊棒的高温强度，接近800 kg荷载情况下，金刚GF98型号辊棒抗蠕变性能好。在直径达到70 mm，壁厚为8 ～ 10 mm时辊棒安全系数大大提高。

关键词：发泡陶瓷;窑炉;GF98;Φ70辊棒

1 前 言

从2015年到2018年发泡陶瓷相关安装施工标准在已经批准情况下，发泡陶瓷在房地产建筑中得到了大规模应用;发泡陶瓷窑成了窑炉公司开拓新业务的热点。窑炉设计工程师一直担心辊棒抗高温蠕变问题，特别是产品+窑具达到800 kg情况下，传统辊棒荷载强度难以胜任，而金刚辊棒公司开发的GF98-Φ70加厚辊棒在实践中得到认可。

2 发泡陶瓷产品性能优势

发泡陶瓷砖，主要是由抛光废料、矿渣粉、发泡剂为生产原材料，经过高温烧制发泡而成，再加上后期各种冷加工，可以满足各种形状的个性化需要，是一种环保、节能、材质稳定的新型墙体材料。使用发泡陶瓷材料的建筑物，建成使用两年后经检验，质量优良，满足国家对工程质量，以及隔音、节能、防火等标准要求。因此，发泡陶瓷砖，是很好的非承重墙用砖。发泡陶瓷砖，还可以作为很好的保温材料使用。市场上保温材料分为建筑内保温材料和修建外保温材料，其中，建筑外保温材料所占份额较大，其施工比内保温材料简单，保温作用好。

发泡陶瓷保温板作为建筑外保温材料，其优越的性能是修建保温的首选。主要表现在如下几个方面：

第一、发泡陶瓷作为建筑内保温装饰材料，会影响屋内空间利用率。而当发泡陶瓷砖是应用在建筑外墙外表时，不会影响屋内空间利用率及装饰效果。

第二、发泡陶瓷砖的保温作用好，发泡陶瓷砖的导热系数在0.065（cal/cm·s·℃）以下，其发泡陶瓷砖的外观是蜂窝状结构，易于保温。

第三、发泡陶瓷砖与修建同寿命：运用发泡陶瓷砖可维护修建物不受外界气候的影响，延长建筑物的运用寿命。

第四、运用发泡陶瓷砖省材、省料、缩短工期。在达到同样保温作用的情况下，做外保温比做内保温节省40 ～ 50%的保温材料消耗。而且外保温可与房屋内装饰一起进行，有效地缩短工期。

发泡陶瓷是目前最为热门的产品，据了解未来市场达到上千亿。

3 发泡陶瓷产品烧成所使用的窑炉种类及性能

目前，烧制发泡陶瓷的窑炉主要为隧道窑和辊道窑两种。隧道窑又分为一层烧成、二层烧成、三层烧成和四层烧成。辊道窑分为一层烧成和二层烧成。目前国内隧道窑烧成生产线有15条左右，辊道窑烧成生产线有10条左右。

隧道窑优点就是产量大，单位能耗低，目前产量能达到400 m3。缺点是窑具成本高，一旦倒窑损失大。辊道窑优点是窑具成本相对低，温差容易控制，缺点是产量比较小，目前产量只有185 m3。

4 辊道窑生产发泡陶瓷存在的问题及解决方案

4.1 辊道窑生产发泡陶瓷存在的问题

辊道窑生产发泡陶瓷的主要问题受辊棒承重限制，窑炉无法做的太宽;其次是窑具结构亟待更新。由于发泡陶瓷高温后软化膨胀，流动性很强，所以需要窑具围住以保证一定的尺寸规格。虽然发泡陶瓷由于密度低，本身重量并不太重，但窑具的重量往往比产品大的多。因此，如果可以解决承重和窑具的问题会使辊道窑在发泡陶瓷产品上有重大突破。

4.2 辊道窑生产发泡陶瓷所存在问题的解决方案

目前，辊道窑最大的劣势是产量小，通过研究发现，提高辊道窑产量的方法有两个。

第一、设计更宽更长的窑炉，加大产品尺寸来提高产量。

第二、优化产品工艺，缩短烧成时间提高产量。

目前阶段性产品工艺没有办法突破，只能设计更宽更长的窑炉提高产量。窑炉需要加宽，这就需要解决辊棒承重问题。

因窑炉传动使用烧结碳化硅辊棒成本非常高，同时，烧结碳化硅辊棒存在直线度问题。目前发泡陶瓷窑传动使用陶瓷辊棒，规格为Φ65mm。窑具使用烧结碳化硅和莫来石板，如图1所示。

5 金刚辊棒解决宽体窑发泡陶瓷承重问题的应用案例

以福建某发泡窑为例：该条窑长391m，内宽2.4 m，产品规格3080 mm×1890 mm，烧成时间800.39 min，最高產量185 m3，全窑配置广东金刚GF96-65 mm×3700 mm辊棒，“产品+窑具”设计要求重量达到780 kg，这样分布在39支辊棒上，它们承受的重量可想而知。

经过计算单支辊棒实际承重20 kg，笔者计算每支GF96-65 mm×3700 mm理论承重达到25 kg，完全能满足生产要求。

如果单支辊棒承重在25 kg以上或者更高，同时辊棒长度相应增加，为了降低生产的风险性，这就要求提高辊棒荷载，提高辊棒荷载方法有加大直径，增加壁厚或者采用高科技纳米材料。目前提高辊棒荷载最有效的办法是加大直径，原使用辊棒直径为65 mm，现增加到70 mm，金刚GF98-70辊棒可以满足要求。

金刚GF98等静压辊棒具有高温强度高，弹性模量高，高温负载重，在高温运转下蠕变小的优点，尤其在生产发泡陶瓷、大板上有极大优势。

目前，包括福建德胜、内蒙兴辉、中盛陶瓷和河北承德在内的多家发泡陶瓷生产线采用金刚GF96-65辊棒，金刚辊棒在发泡陶瓷生产线的市场占有率接近100%。根据实际生产情况及客户反馈，所生产的发泡陶瓷质量好，辊棒质量得到客户的一致认可，广东某大型窑炉公司，选用金刚GF98-70 mm×4200 mm辊棒反馈也比较好。

辊棒直径增大到70 mm，为进一步增加窑炉的宽度，提供了可能性。

具体的辊棒厚度、承重量、高温抗蠕变等性能，要经过精确的计算和安全系数的保证。相信在发泡砖市场爆发期来临时候，我们的高性能辊棒会做出应有的贡献。

6 结 语

（1）目前辊道窑生产发泡陶瓷存在的问题是产量小，最大产量约185 m3。

（2）辊道窑生产发泡陶瓷要突破瓶颈，必须走宽体窑到了。本文在辊棒使用上详细分析了原因和解决办法的可行性。

（3）金刚辊棒公司开发的GF98-Φ70 mm加厚辊棒为发泡陶瓷窑加大产量提供了更加安全的保证。