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(guò)程中的產(chǎn)品開(kāi)裂問(wèn)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(kāi)裂的隱患，常常在坯體進(jìn)入輥道窯爐之前就已潛伏。
　　1.原料配方與制備缺陷
　　（1）原料配比不當(dāng)：可塑性原料與瘠性原料比例失衡。可塑性原料過(guò)多導(dǎo)致干燥與燒成收縮率過(guò)大；瘠性原料過(guò)少則無(wú)法形成有效骨架抵抗收縮應(yīng)力。
　　（2）顆粒級(jí)配不合理：粉料顆粒過(guò)細(xì)或級(jí)配不連續(xù)，會(huì)導(dǎo)致堆積密度差、排氣通道不暢，在干燥和燒成過(guò)程中易因收縮不均而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。
　　（3）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(shí)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(guò)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(shí)成為應(yīng)力集中點(diǎn)。
　　（2）干燥制度不當(dāng)：干燥速度過(guò)快或溫度/濕度梯度控制不佳，導(dǎo)致坯體表面過(guò)早硬化結(jié)殼，內(nèi)部水分無(wú)法順利排出，產(chǎn)生蒸汽壓力，造成干燥裂紋。
　　（3）坯體機(jī)械損傷：在入窯前的搬運(yùn)、裝載過(guò)程中產(chǎn)生的隱性微裂紋，在輥道窯爐內(nèi)受熱后急劇擴(kuò)展為可見(jiàn)裂紋。
　　二、燒成制度的工藝控制因素
　　輥道窯爐的燒成曲線(xiàn)是產(chǎn)品的“生命線(xiàn)”，任何不當(dāng)設(shè)置都可能直接引發(fā)開(kāi)裂。
　　1.預(yù)熱升溫階段開(kāi)裂
　　（1）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(guò)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(guò)坯體強(qiáng)度，會(huì)導(dǎo)致“爆裂”性開(kāi)裂，裂紋邊緣鋒利。
　　（2）石英晶型轉(zhuǎn)化應(yīng)力：在573°C左右，坯體中的β-石英會(huì)轉(zhuǎn)化為α-石英，伴隨約0.8%的體積膨脹。若此階段升溫過(guò)急，坯體各部分膨脹不均，輥道窯爐會(huì)產(chǎn)生巨大應(yīng)力，導(dǎo)致開(kāi)裂。
　　（3）氧化分解不充分：輥道窯爐坯體中的有機(jī)物、碳素及某些添加劑若在預(yù)熱帶未充分氧化分解，進(jìn)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(kāi)裂。
　　3.高溫?zé)呻A段開(kāi)裂
　　（1）過(guò)燒現(xiàn)象：燒成溫度過(guò)高或高溫保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致坯體內(nèi)液相生成過(guò)量，使坯體軟化、變形，在輥棒傳動(dòng)作用下被拉裂。
　　（2）高溫急變：在燒成帶升溫過(guò)快，造成坯體內(nèi)部與表面、邊緣溫差過(guò)大，熱應(yīng)力超過(guò)其高溫下的承受限。
　　4.冷卻階段開(kāi)裂
　　（1）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(xì)密的“風(fēng)裂”。
　　（2）石英轉(zhuǎn)化區(qū)冷卻過(guò)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(huì)急劇收縮。若此階段冷卻速度過(guò)快，會(huì)因體積收縮不均導(dǎo)致脆性開(kāi)裂，即“晶裂”。
　　（3）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(guò)快，同樣會(huì)因內(nèi)外收縮不均而開(kāi)裂。
　　三、設(shè)備與操作的外在因素
　　輥道窯爐和運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定性是保證產(chǎn)品完好無(wú)損的基礎(chǔ)。
　　1.輥棒系統(tǒng)問(wèn)題
　　（1）輥棒變形與跳動(dòng)：輥棒彎曲、磨損或安裝不水平，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品在前進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)、跳動(dòng)或前后產(chǎn)品相撞，造成規(guī)律的橫向機(jī)械裂紋。
　　（2）輥棒粘附物：輥道窯爐長(zhǎng)期運(yùn)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(yùn)行狀態(tài)
　　（1）窯內(nèi)壓力波動(dòng)：壓力不穩(wěn)會(huì)導(dǎo)致溫度場(chǎng)和氣流場(chǎng)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(cè)的開(kāi)裂。
　　（2）窯爐密封不嚴(yán)：窯頭、窯尾或觀(guān)察孔等處漏入冷風(fēng)，會(huì)嚴(yán)重?cái)_亂窯內(nèi)預(yù)設(shè)的溫度曲線(xiàn)，尤其在預(yù)熱帶，冷風(fēng)侵入會(huì)導(dǎo)致局部產(chǎn)品急冷而產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂。
　　（3）傳動(dòng)系統(tǒng)不穩(wěn)定：輥道速度波動(dòng)，導(dǎo)致產(chǎn)品在窯內(nèi)各溫區(qū)的停留時(shí)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
　　（1）裂紋形態(tài)分析：詳細(xì)記錄裂紋的位置、方向、形態(tài)。這是判斷原因的一步。
　　（2）定位開(kāi)裂溫區(qū)：通過(guò)輥道窯爐觀(guān)察孔分段觀(guān)察，或使用測(cè)溫環(huán)等工具，定位產(chǎn)品在哪個(gè)溫度區(qū)間發(fā)生開(kāi)裂。
　　對(duì)比與排查：
　　1.規(guī)律性開(kāi)裂→排查設(shè)備。
　　2.普遍性開(kāi)裂→排查工藝制度和原料配方。
　　3.隨機(jī)性開(kāi)裂→排查成型、干燥工序及坯體搬運(yùn)過(guò)程。
　　輥道窯爐產(chǎn)品開(kāi)裂是一個(gè)典型的系統(tǒng)工程問(wèn)題。解決它需要技術(shù)人員具備全局視角，綜合分析來(lái)自坯體配方、燒成工藝和設(shè)備運(yùn)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(duì)癥下藥，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、有效、優(yōu)良的生產(chǎn)，將開(kāi)裂缺陷降至較低。