[2017年整理]11 现代窑炉3

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1、第第 五章五章 窑炉及陶瓷烧成窑炉及陶瓷烧成二. 窑炉种类按照不同标准，窑的分类大致有一下几种：（1）按使用燃料，分：煤窑、油窑、气窑、电窑。（2）按窑的外形，分：馒头窑、马蹄窑、龙窑、葫芦窑、 圆窑、方窑、轮窑、隧道窑、（4）按生产工作情况，分：间歇式窑、连续式窑（隧道窑）、半连 续窑（龙窑、德化阶级窑）。（5）按窑炉用途，分：素烧窑、釉烧窑、烤花窑。（3）按火焰特点，分：直焰窑、倒焰窑、横焰窑。（一） 间歇式窑炉按其功能新颖性可分为电炉、高温倒焰窑电炉、高温倒焰窑 、梭式窑、梭式窑。1、电炉电炉（electric furnace）是电热窑炉电热窑炉的总称。一般是通过电热元件把电能转变为热能

2、，可分 为电阻炉、感应炉、电弧炉等。三. 现代陶瓷工业常见窑炉2、高温倒焰窑（reverse flame kiln）倒焰窑工作流程 1-窑室；2-燃烧室；3-灰坑；4-窑底吸火孔；5-支烟道； 6-主烟道；7-挡火墙；8-窑墙；9-窑顶；10-喷火口n优点:n1. 对制品的加热比较充分，均匀。n2. 适应性很强，因为是间歇式的，所以可以根 据不同的制品来调节烧成温度。n缺点：n1、由于装窑、出窑均在窑内操作，故劳动强度大n2、热量损耗大，排出温度要很高，不然下部产品 烧不熟。n3 、是间歇式的，余热利用困难。n3. 梭式窑：n是间歇烧成的窑 ，跟火柴盒的结 构类似，窑车推 进窑内烧成，烧 完了

3、再往相反的 方向拉出来，卸 下烧好的陶瓷， 窑车如同梭子， 故而称为梭式窑 。 梭式窑结构示意图 1-窑室；2-窑墙；3-窑顶；4-烧嘴；5-升降窑门； 6-支烟道；7-窑车；8-轨道n3. 梭式窑的结构特点是：n窑底改为窑车式，由12辆窑车组成。n窑车上砌有吸火孔、支烟道和主烟道。n窑车上的吸火孔、支烟道和主烟道可与窑体上的 排烟通道衔接起来，通往烟囱。n装钵、装车均在窑外进行，在室温下操作，大大 减轻了工人的劳动强度。n火焰流向仍采用倒焰式，以对制品进行较 为均匀、全面的加热。n烧成后冷却了的制品随窑车拉出窑外，再 将另一部装好坯件的窑车推入窑内，进行 焙烧。n如此循环往复，象织布的梭子、

4、桌子的抽 屉，故称为梭式窑、抽屉窑。（二） 连续式窑连续式窑炉的分类方法有多种，按制品的输送方式可分为隧道窑、高温推板窑和辊道窑。与传统的间歇式窑相比较，连续式窑具有连续操作性，易实现机械化，大大地改善了劳动条件 和减轻了劳动强度，降低了能耗等优点。n隧道窑始于1765年，当时只能烧陶瓷的釉上彩，到了 1810年，有可以用来烧砖或陶器的，从1906年起，才用 来烧瓷胎。n隧道窑一般是一条长的直线形隧道，其两侧及顶 部有固定的墙壁及拱顶，底部铺设的轨道上运行 着窑车。n燃烧设备设在隧道窑的中部两侧，构成了固定的 高温带-烧成带。n燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟囱或引风机 的作用下，同时逐步地预

5、热进入窑内的制品，这 一段构成了隧道窑的预热带。n在隧道窑的窑尾鼓入冷风，冷却隧道窑内后一段 的制品，这一段便构成了隧道窑的冷却带。 n隧道窑优点:n1、生产连续化，周期短，产量大，质量高 。 2、热利用率高，燃料经济，因为热量的保 持和余热的利用都很良好，较倒焰窑可以 节省燃料50-60%左右。n 3、烧成时间减短，而隧道窑约有10-20小 时左右就可以完成。 2、高温推板窑椎扳式电热隧道窑的通道由一个或数个隧道所 组成，通道底由坚固的耐火砖精确砌成滑道，制 品装在推板上由顶推机构推入窑炉内烧成。n3、辊(gun)道窑（roller kiln）n 辊道窑是隧道窑的一种，只是传递烧结样品的 传

6、递系统不是传统的窑车、推板，而是同步转动 的陶瓷或金属辊棒。n每条辊子在窑外传动机构的作用下不断地转动；n制品由隧道的预热端放置在辊子上，在辊子的转 动作用下通过隧道的预热带、烧成带和冷却带。n1、适于快速烧成n不同产品在辊道窑中烧成的时间分别为： 釉面砖3550分钟；n瓷质砖50100分钟，n卫生洁具810小时，n日用瓷12小时。 n2、不必用窑车、匣钵、有的仅用耐火垫板 或不用垫板； 1. 窑具匣钵和棚板（1）当窑炉为煤烧或柴烧等煤烧或柴烧等窑炉时，烧制时燃料的灰渣经常会沾污制品而导致颜色不良，为确保质量，就要采用匣钵。清人朱琰在陶说中谈及匣钵时云：“瓷坯宜净，一沾泥滓，即成斑驳，且窑风火

7、气冲突伤坯，此所以 必用匣钵也。” 四. 窑炉辅助设备（2）若采用燃气窑、电窑等洁净能源的窑炉烧制时（如陶艺），则趋向无钵烧制，窑内坯胎的搁置主要以硅碳棚板为主。2. 发热元件电炉按炉温的高低可以分为低温（工作温度 低于700）、中温（工作温度为7001250 ）和高温（工作温度大于1250）三类。 炉温在1200以下，通常采用镍铬丝、铁铬钨丝， 炉温为13501400时采用硅碳棒； 炉温为1600可采用二硅化钼棒为电热体。1. 热电偶其主要作用除了测试窑内温度之外 ，还能在烧制时记 录连续升温以及恒 温的情况。热电偶温度计可随 时掌握窑内温度的 变化情况而避免人 为的误差。铂铑热电偶采用贵金

8、属高纯铂金 为负极，铂铑合金为正极. 3. 烧制时需用眼睛不断地从观火孔观看：窑内烧至暗红，则温度大约650-830 。如窑内烧至全红，这时温度大约在860-890。火焰颜色为橙色时，温度大约在900-1000 ，呈黄色时，大约1000-1200 ，呈白色时大约在1230-1450 ；窑内火呈蓝色时1450 之上。第二节 陶瓷烧成n陶瓷烧成技术：n借助窑炉、窑具和燃料加热陶瓷生 坯，在受热过程中物料本身经过物 理化学反应达到各种程度的致密化 烧结的技术。n窑炉结构和窑具种类以及装烧方法 是影响成品质量最关键因素之一。n三大要素：土、水、火。n陶瓷烧结:是指多孔状陶瓷坯体在高温条件下发生一系列的

9、物理化学反应，表面积减小、孔隙率降 低、机械性能提高的致密化过程。n宏观表现：体积收缩，致密度提高，强度增加n 表征： 坯体的收缩率，气孔率等指标Gary L. Messing “Toward Pore-Free Ceramics”（ SCIENCE VOL 322 17 OCTOBER 2008），一. 窑炉的关键指标n1. 烧成温度：又称“火候”。烧成陶瓷制 品所需的温度。依据质地不同而有所差 别。烧成温度对陶瓷器的影响n“正烧”：陶瓷在焙烧时，器物不变形而且胎 体充分烧结，釉层玻璃化完全。n“过烧”：陶瓷在焙烧时，因温度过高而变形 。n“生烧”：陶瓷在焙烧是，温度偏低而胎体未 能完全烧结

10、，釉没有玻璃化。2. 烧成气氛n焙烧陶瓷器时的火焰性质。分为氧化焰、还 原焰和中性焰。氧化焰：燃料充分燃烧，氧气充足情况下，燃 烧主要产生二氧化碳气体，此时氧气过剩。此 种环境称为氧化气氛。还原焰：燃料在缺氧情况下燃烧产生的火焰， 燃烧主要产生大量的一氧化碳气体和碳素等。 此种环境称为还原气氛。中性焰：充分燃烧但无氧气过剩，理想状态。氧化焰和还原焰所烧制的制品显然有不同的效 果，例如红砖、灰砖就是同样坯胎在不同气氛下 烧成的结果。用同样的铁质粘土制成的坯胎，在氧化焰中烧过，则呈现红色的素坯质地，用还原焰烧成，便呈现青灰色素坯质地。 烧成气氛对陶瓷的影响气氛对陶瓷色泽影响n主要原理：Fe2+离子

11、在不同气氛下含量的多 少。氧化气氛下， Fe 主要以Fe3+的形式存在，陶器 胎呈现黄红褐等色，瓷器的釉色偏黄。还原气氛下，CO、C等含量高，更多的Fe3+被 还原为Fe2+ ，陶器的胎色变浅发青（灰陶）， 瓷器的釉色发青。(釉里红 亚铜离子还原气氛着色的)黑陶的形成原因，燃烧不充分产生大量的烟尘 （碳素），渗碳作用。气氛对烧成温度的影响n坯体在还原气氛下烧结温度比氧化气氛下 下降，下降幅度随坯体中铁含量的高低而 变化，铁含量越高，下降幅度越大。n李家治、周仁先生1959年进行了气氛对瓷 坯加热性状影响的试验。n见周仁等：中国古陶瓷研究论文集， 1982.12，轻工业出版社。窑炉的基本要求n温

12、度达到胎体烧结、釉层玻化。n可以控制烧成气氛。按烧成次数可分一次、二次和多次烧成；一次烧成： 就是将已经干燥的生坯挂釉以 后（也有不挂釉的），装入窑内，进行一次 烧成（也有叫本烧的）。如景德镇的细瓷青花瓷，颜色釉（郎红， 祭红，乌金等色釉瓷），青花玲珑等都是经 一次烧成的。 二. 烧结方法n二次烧成:陶瓷坯体在施釉前后各进行一次 高温处理的烧成方法。n二次烧成多用于生坯强度较低的陶瓷制品 及部分精陶。n钧瓷、唐三彩以及要达到特定的陶艺创作 效果和釉较厚的制品也需二次烧成，或多 次烧成。n现代工业陶瓷也常采用二次烧成。nn二次烧成的工艺其优越性：（1）通过素烧有利于消除釉面缺陷。 （2）提高了吸

13、釉能力，使低浓度挂釉成 为可能，改善了釉面的平整度。 （3）提高坯体强度，减少了破损。 （4）坯体素烧后，便于拣选剔除不合格 产品，提高成品合格率。 1. 素烧未施釉的陶瓷生坯的烧成过程称素烧。素烧的主要作用是提高坯体的强度。古代许多著名陶瓷如唐三彩、耀州瓷胎均经过素 烧后再施釉。采用熔点较低的釉时（精陶、骨灰瓷等），为使 坯体达到较好的烧结程度，先将生坯在较高温度 （12001500）下素烧，施釉后再用较低温度 （9501050）釉烧。 2. 釉烧 gloat firing 经素烧后的坯胎，再上釉，经9001000 以上烧成，使釉子全部熔融，成为釉烧。其装窑方法和素烧不同，因为釉在高温时会

14、融化成液态，所以坏体与坏体之间不可以 重叠、相接。 3. 本烧上釉的坯体，经高温11001320一次烧 成，使坯体完全烧结，釉子全部融化，称 为本烧。(一). 素烧的 过程素烧的方法依坯胎的种类而定。坯胎必须干燥，否则一经加热，极易破碎。素烧的温度在800900之间，烧制过程可分为 三个阶段：第一阶段为烘烤期烘烤期，即先用弱热温烘，在点燃 了火种时，先不要将窑门完全关闭，要留有小缝 ，因为坯体在入窑时，仍留有一些水分，这样有 利于水气的蒸发排除。此阶段大约需2小时。第二阶段的燃烧期燃烧期，这时坯体内所含的化合水 大约在300400 以上完全挥发；但温度烧至 550600 时，便是粘土中适应膨胀期，注意温 度上升的不能太快。第三阶段恒温期恒温期，等温度上升到800900 时 ，开始恒温，恒温时间最好在30分钟左右。等坯 中的碳素完全燃烧后，便可以停火，让窑炉自然 冷却，冷却时不要打开窑门。等温度降至100 以下，便可出窑。(二). 釉烧过程釉烧的温度可分为低温、中温和高温。 烧低温釉（主要是铅釉）的温度大约在800900 ， 中温釉的温度在10001150 ， 高温釉烧至12501350 。