陶瓷辊棒腐蚀断裂的原因有哪些?怎样防止辊棒的腐蚀断裂?
在生产中发现,经过一段时间使用的陶瓷辊棒脆性大,在更换、保养、清理时易断裂,其断口呈浅黄色,质感明显异于新棒,这是辊棒腐蚀所致。
1 辊棒的腐蚀
辊棒的腐蚀与窑炉特定区域内的铅、碱等金属氧化物蒸汽相关。意大利ICRA实验室一项研究结果显示:预热带和烧成带有不同的污染状况。长期使用的辊棒,因铅、碱氧化物蒸汽选择性蓄积(随着产品带入窑内的铅、碱金属氧化物在一定温度下挥发,这些蒸汽随着烟气往窑头方向流动,受窑炉内烟气温度、压力、流速的变化影响,蒸汽会在特定区域的陶瓷辊棒上凝聚,称之为腐蚀元素有选择性蓄积)、渗透,其组成成分会发生很大变化。对730~880℃温度区域的被污染的辊棒作化学分析,结果显示PbO含量高达6%~14%。引起辊棒化学腐蚀的基本因素是:材料在使用中产生玻璃相以及材料本身的开口毛孔,这两个因素使腐蚀元素可以侵入辊棒中。
2 辊棒的断裂
辊棒化学腐蚀破坏了辊棒的各种性能,如弹性系数、刚性、强度等,从而影响辊棒使用性能和产品的运行质量。此外,化学腐蚀导致的严重后果是辊棒的淬裂。辊棒从窑炉内被抽出放置于空气中使之自然冷却,到达某一温度时,发生了大面积自然断裂。辊棒的淬裂使得辊棒消耗量急聚增加。研究表明:陶瓷辊棒内产生的玻璃体由于随后的结晶化而产生了新的晶相,如:钙长石、钠长石、石榴石、尖晶石。玻化和结晶化产生的变化导致材料的物理机械性能发生变化,从而使辊棒使用一段时间后出现淬裂。综上所述,辊棒的腐蚀断裂过程可以归纳为:1)从外部吸入腐蚀性元素(通过接触或气相交换);2)已存在的相的分解(ZrO2除外);3)玻璃相的形成成为腐蚀元素侵入辊棒的载体;4)玻璃体的晶化;5)在腐蚀层和陶瓷材料本体间接触面毛孔的增加;6)微裂纹的增多及扩大,晶相热机械性能不同导致冷却时淬裂。
3 预防的措施
因此,防止辊棒的腐蚀断裂要从辊棒的制造和使用两方面着手。主要有以下措施:1)配方上应尽量少引入CaO、Na2O、K2O、MgO等碱性氧化物;2)提高原料纯度,降低Fe2O3、TiO2等杂质含量;3)从配方和烧成方面着手,尽量减少辊棒的开口气孔率;4)在辊棒表面涂抹一层由硅酸锆、优质刚玉砂及高岭土为主要成分的氧化铝浆保护层,该氧化铝浆保护层起防止辊棒表面化学腐蚀的保护作用,并能减轻辊棒表面粘结物的形成;5)避免铅、硼、碱性氧化物的污染腐蚀;6)做好辊棒的保养,及时更换清理脏蚀的辊棒。
转载请注明中国陶库:http://www.taokooo.com