古代陶瓷窑炉有哪些类型
窑炉是烧造陶瓷器的场所,其作用是使陶瓷胎釉在一定温度和气焰条件下完成物理化学反应,烧结成器,并形成颜色及其变化。我国古代窑炉的类型很多,有横穴窑、竖穴窑、馒头窑、龙窑、阶级窑、葫芦窑、蛋形窑等。
横穴窑,焙烧陶器的窑炉类型之一,流行于新时期时代。横穴窑是在生土层中掏挖修制而成,由火膛、火道、火眼、窑室等部分组成,火膛位于窑室的一侧,比窑室略低。烧窑时,火焰由火膛进入火道,然后经火眼进入窑室,上升流经坯件,最后烟从窑室顶部的排烟孔排出窑外。横穴窑升温较快,但不易控制烧成温度和烧成气氛,商周时期已基本不见。
竖穴窑,常见于各地新石器时代遗址。窑建在地下,火膛为小口广底的袋形坑,其上为窑室,窑室的出口开在地面。火膛与窑室之间有数条火道,火焰经火道直接升入窑室。竖穴窑比横穴窑有所进步,可将烧成温度提高一些,但也不易控制烧成温度和烧成气氛,燃烧利用率较低,伺候逐渐被馒头窑取代。
馒头窑,亦名“圆窑”,是古代焙烧陶瓷的主要窑型之一,常见于北方各地,至迟在商周时期就已出现具有馒头窑特点的窑炉。因火膛和窑室合为一个馒头形的空间,故称“馒头窑”。馒头窑由火膛、窑室、烟囱三大部分组成,火焰由火膛升向窑室的顶部,然后在倒向后半部分的窑床,经后面窑壁底部的排烟口从烟囱排出。馒头窑容易控制烧成温度,保温性好,适用于焙烧坯体较厚、高温下釉粘度较大的瓷器。北方著名的耀州窑、定窑、钧窑、磁州窑、临汝窑等均采用这种窑炉焙烧瓷器。
龙窑亦称“长窑”、是我国南方地区比较常见的窑炉类型,最早出现在商代。龙窑一般依山而建,形体狭长,当窑火点燃时,远望似一条俯冲的火龙,故称龙窑。龙按结构分为窑头、窑室、窑尾三段。窑头为火膛,用来点火;窑室放置待烧的器物;窑尾为出烟口。窑的两侧筑有窑墙,墙中开窑门,用来装窑、出窑。窑的两侧各开有一排柴孔,用来分段添加燃料。烧窑时,先在窑头点火烧窑,待第一排柴孔下 的坯体接近烧熟时,窑头停止烧火,改投柴孔投柴烧窑。由此逐渐往上烧烧到窑尾结束。龙窑建筑方便、装烧量大,升温降温迅速,易维持还原气氛,适宜烧造青瓷。
阶级窑,又名“阶梯要”。窑建在坡度平缓的山坡上,由若干相对独立的要串联成整体。从第二窑起,每个窑的水平面均高出前面的窑,此女工程层层台阶,故名。火焰从要扣升向窑顶部,然后倒向窑室后半不错分窑床,再经后面窑壁底部排烟口进入第二窑,对后面各窑起到了预热作用。从第二窑开始,燃料从没柴孔投入火膛。各窑由前至后依次焙烧,原理相同。阶级窑出现于明代,既有龙窑烧量大的长处,又有馒头窑易控制的优点,适合烧制德化白瓷等氧化钾含量高、釉在高温下粘度大的瓷器。
葫芦窑,由窑门、火膛、前室、后室烟囱等部分组成。窑室比馒头窑长,前大后小,腰部内折,将窑室分为前后两室,窑壁两侧各设一排投柴孔。葫芦窑是由龙窑发展而来的,适合于烧制氧化钾含量较高、釉粘度大的瓷器。至明末清初,后室比例缩小进而消失,逐渐发展成了蛋形窑。
蛋形窑,形似覆盖的半个蛋,故名。由火膛、窑室、烟囱三大部分组成。窑床前低后高,窑室前大后小,呈长椭圆形。蛋形窑结构合理,设计科学,造价低廉,装烧量大,适合多种坯釉的烧制,同时它以柴作燃料,烧成时间短,产品质量好,成为清代景德镇地区焙烧瓷器的主要窑型~
窑炉的种类很多,用于烧成陶瓷制品的窑炉按操作方法的不同可分为两大类:
间歇式窑
连续式窑。
按火焰的进行方向分:
升焰式窑(纵焰式窑或直焰式窑);
倒焰式窑(升降焰式窑);
半倒焰式窑;
平焰式窑(横焰式窑)。
按使用的燃料种类分:
柴窑;
煤窑;
煤气窑(瓦斯窑);
重油窑;
电气窑(电热窑或电气炉,电热炉)。
又由于陶瓷种类,分为瓷器窑,陶器窑,缸器窑,瓦器窑等;还有由于窑炉形状,分为圆包窑,龙窑,方窑(多是长方形),阶梯窑(登窑)等
陶瓷烧制用陶窑,在陶窑中,木质燃料产生的高温使陶土发生化学反应,从而导致坯体的成分、性能和颜色的改变。
陶窑的结构在很大程度上决定了陶器的烧成温度,结构越合理则烧成温度越高,陶器就会更加坚实耐用;陶窑的密封情况既能影响窑内温度,还会造成氧化或还原的烧成气氛,影响陶器的颜色。因此,陶窑是衡量制陶工艺水平的主要标志。
陶窑的结构不同,窑内温度—与密封程度也不同,因此,陶窑决定了陶器的烧成温度。结构越合理,火候就越高。
扩展资料
一般来说,陶瓷生产过程包括坯料制造、坯体成型、瓷器烧结等三个基本阶段。同时陶瓷生产过程的组成可按生产各阶段的不同作用分为生产技术准备过程、基本生产过程、辅助生产过程和生产服务过程。
作为社会化大生产的陶瓷生产过程,和其他一些行业的生产过程相比较,具有以下几个特点:
1、陶瓷生产过程是一种流程式的生产过程,连续性较低。陶瓷原料由工厂的一端投入生产,顺序经过连续加工,最后成为成品,整个工艺过程较复杂,工序之间连续化程度较低。
2、陶瓷生产过程的机械化、自动化程度较低。
3、陶瓷生产周期较长。陶瓷产品的生产周期,是指从原材料投入生产开始,经过各道工序加工直到成品出产为止,所经过的全部日历时间。
4、陶瓷生产过程中辅助材料如石膏模型、匣钵、硼板等消耗量大。
5、陶瓷生产需要消耗大量的能源,如 煤炭、天然气、电能。
参考资料来源:百度百科-烧制陶器
按煅烧物料品种可分为陶瓷用窑炉、水泥窑、玻璃窑、搪瓷窑等。前者按操作方法可分为连续窑(隧道窑)、半连续窑和间歇窑。
按热原可分为火焰窑和电热窑。
按热源面向坯体状况可分为明焰窑、隔焰窑和半隔焰窑。
按坯体运载工具可分为有窑车窑、推板窑、辊底窑(辊道窑、输送带窑,步进梁式窑和气垫窑等。
按通道数目可分为单通道窑、双通道窑和多通道窑。
一般大型窑炉燃料多为重油,轻柴油或煤气、天然气。
窑炉通常由窑室、燃烧设备、通风设备,输送设备等四部分组成。
电窑多半以电炉丝、硅碳棒或二硅化钼作为发热元件。其结构较为简单,操作方便。
此外,还有多种气氛窑、电瓷窑炉等由于炉窑的特殊性能和高温,这就要求炉窑的结构和隔热保温做的很好。随着世界各国工业的进步,炉窑也朝着大型化、高效化和长寿化发展,逐步炉窑结构的优化,隔热保温效果的提高,炉窑材料的使用年限的增长,同时炉窑内衬用耐火材料也有了较大的变化,长寿命新型、高效耐火材料,以及更好的内衬保护节能涂料逐渐被应用,炉窑能效和寿命逐步提高。
高温炉窑内衬对于炉窑是否能正常生产、安全指数、能源利用率等起到决定性的作用,所以炉窑内衬的好坏直接决定了炉窑的好坏。炉窑内衬材料比较多,根据不同的炉窑工况来选择优质的耐火炉窑内衬。由于对于炉窑内衬节能保护涂料技术含量高,生产工艺复杂,目前国内高温炉窑内衬节能保护涂料还是比较少,生产的厂家不多。
1、高温炉窑内衬隔热保温涂料,可以直接面对火焰长时间烧烤,有效减少高温炉窑内衬的耐热,能有效抑制并屏蔽红外线的辐射热和热量的传导。
2、高温炉窑内衬防腐涂料,涂料在高温火焰环境中能有效保护高温炉窑内衬耐防腐、抗氧化、封闭保护等作用。
3、高温炉窑内衬封闭涂料,涂料致密好,耐温高,可以很好保持炉窑内衬不被水、液体、汽侵蚀,延长内衬的使用寿命,充分发挥高温炉窑内衬的功效。
4、高温炉窑内衬远红外辐射涂料是一种耐高温(温度可以达到1700℃)、强辐射率(0.95)、耐蚀性和高耐磨性的特种功能节能功能涂料,。
5、高温炉窑内衬粘合剂耐温可以达到1800℃,耐高温无机粘合剂粘结力强且对金属基体无腐蚀性,而且可以再内衬高温下保持良好的粘接性能和抗腐蚀性,使用寿命长。高温粘结剂可塑性和粘结性好,容易挤进填满空隙和裂纹,气孔率适宜,便于干燥时排出水分,高温体积收缩小,以免产生裂纹,烧结性能好,强度好,耐冲刷和耐侵蚀。
据统计,我国高温炉窑节能率低和使用寿命短,能源利用速率不高,炉窑建设周期快,资源消耗大。我国工业部门能源消耗量占全国能源消耗总量的70%,其中,各类工业炉窑所耗用的能源约占1/3。但是,我国的工业炉窑与发达国家的工业炉相比,炉窑平均热效率要比国外低20%左右,全国的工业炉窑如能平均节能10%,则节约的能源相当于1亿吨标准煤,可见工业炉窑的节能潜力是非常巨大的。我国炉窑的使用寿命一般在3-5年,建设的质量不高,严重浪费资金和材料。对我国这样一个资源相对匮乏的国家来说,工业炉窑内衬保护节能涂料技术的进步对缓解我国能源紧张状况,减少污染物的排放,保持国民经济高速、稳定、协调发展具有重要意义,。
连续式窑炉比较典型的是隧道窑,辊道窑,环形炉。
间歇式窑炉比较典型的是梭式窑,这种窑炉体积普遍要比连续式窑炉小,由于该窑炉每烧制一次产品必须等待降温后才能取出,而再烧制的时候又需要升温,所以单位能耗比连续式窑炉要高。
不同点:
连续式窑炉的特点是能连续生产,能耗要比间歇式窑炉小,能大量生产同类型的小型产品,其中以日用陶瓷辊道窑最为明显。间歇式窑炉比较适合生产小批量,规格不能量产的大件产品。
相同点:
理论上两种窑炉都可以烧制同样的产品,只是需要根据产量,烧成对象,燃料来确定选用何种类型的窑炉。
窑炉或火炉,是指用于烧制陶瓷器物和雕塑或是令珐琅熔合到金属器物表面的火炉。一般用砖和石头砌成,根据需要可以制成大小各种的规格,能采用可燃气体、油或电来运转。
电窑比使用可燃气体和油的窑更容易控制温度,但是一些陶工和雕塑家认为电窑的温度上升太快。
按煅烧物料品种可分为陶瓷用窑炉、水泥窑、玻璃窑、搪瓷窑等。前者按操作方法可分为连续窑(隧道窑)、半连续窑和间歇窑。
1、按热原可分为火焰窑和电热窑。
2、按热源面向坯体状况可分为明焰窑、隔焰窑和半隔焰窑。
3、按坯体运载工具可分为有窑车窑、推板窑、辊底窑(辊道窑)、输送带窑,步进梁式窑和气垫窑等。
4、按通道数目可分为单通道窑、双通道窑和多通道窑。
5、一般大型窑炉燃料多为重油,轻柴油或煤气、天然气。
柴窑:以柴为燃料,是古代窑业的遗传,各种龙窑、馒头窑、葫芦窑等形式窑炉均属柴窑范畴。因其燃烧需耗用木材,不利于环境资源的保护,除了一些传统陶瓷产地外已鲜能见到。
煤窑:是以煤为燃料的工业用窑,曾被大量使用,后因能耗高污染大而弃用或改良用煤气或重油、轻柴油来作为燃料。
电窑:以电为能源,多半以电炉丝、硅碳棒或二硅化钼作为发热组件,依靠电能辐射和导热原理进行氧化气氛烧制。电子程序调控,操作简单,安全性能好,适用于各种工作场所,电窑是许多陶艺工作室必备的烧成窑炉。
气窑:以液化气、煤气或天然气为燃料,火力强,污染小,适用不同烧成气氛的烧制,是现今使用最广泛的窑炉。
烧结陶瓷的窑炉炉型有多种,常见的分类如下:
按其外形和操作分,有间歇式和连续式。间歇式窑如倒焰窑,连续式窑如隧道窑。
按热源分,有使用燃料的火焰窑(烧煤、煤气或重油等)及电热窑炉。
按火焰是否接触产品分,有明焰窑及隔焰窑(马弗窑)。
每种陶瓷窑炉炉型所有的耐火材料不尽相同,以下给出常见的三种:
隧道窑。隧道窑的窑顶用耐火砖砌筑,或用耐火浇注料预制块砌筑。窑底则由多台窑车组成。窑车沿固定的导轨移动。
倒焰窑。倒焰窑是陶瓷工业目前常用的一种火焰窑炉,亦是烧制耐火制品的热工设备。倒焰窑的砌体遭受高温和燃烧气流的冲刷作用,以及温度变化的影响,所以,窑衬材料应具有较髙的高温力学性质、良好的抗热震性,如高铝砖等。
梭式窑。梭式窑是一种窑车式的倒焰窑,其结构与传统的矩形倒焰窑基本相似。窑体具有耐高温、隔热和一定的机械强度,宜选用热导率低、热容量小和抗热震的耐火材料(如高效能陶瓷纤维等)来砌筑窑炉。