輥道窯爐作為現(xiàn)代陶瓷、耐火材料及鋰電材料等行業(yè)的核心燒成設(shè)備，其生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品開裂問題一直是困擾生產(chǎn)技術(shù)人員的主要質(zhì)量缺陷。裂紋形態(tài)各異，成因復(fù)雜多變，往往是輥道窯爐前后工序多種因素共同作用的結(jié)果。
一、坯體與原料的內(nèi)在因素
開裂的隱患，常常在坯體進入輥道窯爐之前就已潛伏。
1.原料配方與制備缺陷
?。?）原料配比不當(dāng)：可塑性原料與瘠性原料比例失衡?？伤苄栽线^多導(dǎo)致干燥與燒成收縮率過大；瘠性原料過少則無法形成有效骨架抵抗收縮應(yīng)力。
?。?）顆粒級配不合理：粉料顆粒過細或級配不連續(xù)，會導(dǎo)致堆積密度差、排氣通道不暢，在干燥和燒成過程中易因收縮不均而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。
?。?）原料混合不均：化學(xué)成分與水分分布不均勻，導(dǎo)致坯體各部位在受熱時反應(yīng)不同步、收縮不一致，從而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性應(yīng)力。
2.成型與干燥過程缺陷
（1）壓制成型缺陷：成型壓力不均或填料不勻，導(dǎo)致坯體密度梯度，在燒成時成為應(yīng)力集中點。
?。?）干燥制度不當(dāng)：干燥速度過快或溫度/濕度梯度控制不佳，導(dǎo)致坯體表面過早硬化結(jié)殼，內(nèi)部水分無法順利排出，產(chǎn)生蒸汽壓力，造成干燥裂紋。
（3）坯體機械損傷：在入窯前的搬運、裝載過程中產(chǎn)生的隱性微裂紋，在輥道窯爐內(nèi)受熱后急劇擴展為可見裂紋。
二、燒成制度的工藝控制因素
輥道窯爐的燒成曲線是產(chǎn)品的“生命線”，任何不當(dāng)設(shè)置都可能直接引發(fā)開裂。
1.預(yù)熱升溫階段開裂
?。?）殘余水分快速汽化：輥道窯爐在200°C以下的低溫階段，若升溫速率過快，坯體內(nèi)部殘余水分急劇汽化，產(chǎn)生的蒸汽壓力若超過坯體強度，會導(dǎo)致“爆裂”性開裂，裂紋邊緣鋒利。
?。?）石英晶型轉(zhuǎn)化應(yīng)力：在573°C左右，坯體中的β-石英會轉(zhuǎn)化為α-石英，伴隨約0.8%的體積膨脹。若此階段升溫過急，坯體各部分膨脹不均，輥道窯爐會產(chǎn)生巨大應(yīng)力，導(dǎo)致開裂。
?。?）氧化分解不充分：輥道窯爐坯體中的有機物、碳素及某些添加劑若在預(yù)熱帶未充分氧化分解，進入高溫區(qū)后，在坯體表面釉層或自身燒結(jié)封閉的情況下繼續(xù)反應(yīng)，產(chǎn)生氣體，導(dǎo)致坯體鼓泡、剝落或開裂。
3.高溫?zé)呻A段開裂
?。?）過燒現(xiàn)象：燒成溫度過高或高溫保溫時間過長，導(dǎo)致坯體內(nèi)液相生成過量，使坯體軟化、變形，在輥棒傳動作用下被拉裂。
?。?）高溫急變：在燒成帶升溫過快，造成坯體內(nèi)部與表面、邊緣溫差過大，熱應(yīng)力超過其高溫下的承受限。
4.冷卻階段開裂
?。?）急冷不當(dāng)：產(chǎn)品出燒成帶后，若冷卻風(fēng)量、風(fēng)速控制不當(dāng)，導(dǎo)致制品表面急冷收縮硬化，而內(nèi)部仍處于塑性狀態(tài)，表面受到拉應(yīng)力而產(chǎn)生細密的“風(fēng)裂”。
?。?）石英轉(zhuǎn)化區(qū)冷卻過快：在573°C（石英轉(zhuǎn)化）和270°C左右（方石英轉(zhuǎn)化）的晶型轉(zhuǎn)化區(qū)間，體積會急劇收縮。若此階段冷卻速度過快，會因體積收縮不均導(dǎo)致脆性開裂，即“晶裂”。
?。?）緩冷不足：在700~500°C區(qū)間，是坯體由塑性狀態(tài)向彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵階段，若冷卻過快，同樣會因內(nèi)外收縮不均而開裂。
三、設(shè)備與操作的外在因素
輥道窯爐和運行狀態(tài)的穩(wěn)定性是保證產(chǎn)品完好無損的基礎(chǔ)。
1.輥棒系統(tǒng)問題
（1）輥棒變形與跳動：輥棒彎曲、磨損或安裝不水平，會導(dǎo)致產(chǎn)品在前進過程中產(chǎn)生振動、跳動或前后產(chǎn)品相撞，造成規(guī)律的橫向機械裂紋。
?。?）輥棒粘附物：輥道窯爐長期運行后，輥棒上可能粘附落渣或滴落的釉料，形成凸起物，在產(chǎn)品底部頂出有規(guī)律間距的裂紋。
2.窯爐運行狀態(tài)
?。?）窯內(nèi)壓力波動：壓力不穩(wěn)會導(dǎo)致溫度場和氣流場紊亂，影響正常的傳熱和物理化學(xué)反應(yīng)，誘發(fā)不可預(yù)測的開裂。
?。?）窯爐密封不嚴：窯頭、窯尾或觀察孔等處漏入冷風(fēng)，會嚴重擾亂窯內(nèi)預(yù)設(shè)的溫度曲線，尤其在預(yù)熱帶，冷風(fēng)侵入會導(dǎo)致局部產(chǎn)品急冷而產(chǎn)生應(yīng)力開裂。
?。?）傳動系統(tǒng)不穩(wěn)定：輥道速度波動，導(dǎo)致產(chǎn)品在窯內(nèi)各溫區(qū)的停留時間失控，破壞了既定的燒成制度。
3.系統(tǒng)性診斷方法與解決路徑
?。?）裂紋形態(tài)分析：詳細記錄裂紋的位置、方向、形態(tài)。這是判斷原因的一步。
?。?）定位開裂溫區(qū)：通過輥道窯爐觀察孔分段觀察，或使用測溫環(huán)等工具，定位產(chǎn)品在哪個溫度區(qū)間發(fā)生開裂。
對比與排查：
1.規(guī)律性開裂→排查設(shè)備。
2.普遍性開裂→排查工藝制度和原料配方。
3.隨機性開裂→排查成型、干燥工序及坯體搬運過程。
輥道窯爐產(chǎn)品開裂是一個典型的系統(tǒng)工程問題。解決它需要技術(shù)人員具備全局視角，綜合分析來自坯體配方、燒成工藝和設(shè)備運行三大系統(tǒng)的信息。只有建立起這種系統(tǒng)性的分析框架，才能定位病根，對癥下藥，實現(xiàn)穩(wěn)定、有效、優(yōu)良的生產(chǎn)，將開裂缺陷降至較低。
