陶瓷烧制用什么炉
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。
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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
作瓷器的主要工具有用于瓷器制坯的轮车、模型以及入窑装烧的各种窑具等。
1. 轮车:亦称:“辘轳”,陶瓷器中圆形器成型的主要工具。约出现于新石器时代晚期,之后,随着陶瓷手工业的发展,轮车的构造也逐步完善。完善的轮车由旋轮、轴顶帽、轴、复杆、荡箍组成。旋轮为圆形木质,轴顶帽嵌于旋轮背面中心部,覆置在插埋于土中的直轴顶端,荡箍套至于轴下部。复杆安在轴两则,起平衡、定位作用。制坯时,将胎泥放置于旋轮上面中间,波动旋轮,使之快速持久转动,然后用手将放置于旋轮中间的胎泥拉成所需要的器形。轮车也用于修坯、装饰等工序。轮车的出现和广泛的使用,提高了陶瓷手工业的生产效率,对提高陶瓷器的质量有重要作用。用轮车制作瓷坯,在工艺上又称之为拉坯。盘、碗圆形都用拉坯方法成型。
2. 轴顶碗:陶车上的一个部件,又称“轴顶帽”呈八棱柱形,底面有一锅底状凹窝,瓷质,凹面施釉,比较光滑,制作规整。江西赣州七里镇窑遗址出土的轴顶碗高5厘米,直径3.2——6.4厘米,凹窝深2.9厘米左右,镶嵌固定在陶车旋轮背面中心部位,凹窝扣在直轴顶端,是是用陶车旋转地关键部位。
3. 窑 具: 瓷器坯件放进炉窑装烧,须用耐火材料纸做的辅助工具将其间隔装置,此类辅助工具就是窑具。包括间隔具、支座、匣钵、窑柱和式火具等,其作用在于防止制品在烧制过程中污损与缺陷,并起盛装和支架作用,以提高装窑密度,利于烧窑操作。陶瓷考古学上,往往以是否有窑具的发现来判断某一地区是否属于古代窑址。间隔具的出现于战国时期,之后使用普遍,常见的有托珠、圆饼形、锯齿形、环形、环形支钉、三角形支钉、三角形支钉等多种,置于两件器物之间,以防止其粘结。支座约出现于汉代,有筒形、筒形束腰、喇叭形等,将器物支托到一定的高度,以利于器物烧成,匣钵的出现于南朝时期,至唐代普遍使用,有筒形、漏斗形等度多种,将器物置于匣钵里焙烧,避免了坯件直接接触烟火和窑顶落沙的侵扰,可保持釉面洁净,有利于提高瓷器的质量,还可以增加装烧密度,提高产量。窑柱多发限于宋元时期北方地区,呈圆柱形,有秩序地排列于窑床上,有的上面平铺一层耐火砖,砖上放置装满坯件的匣钵;有的则直接承托珠叠烧的碗等坯件。装烧用窑柱,可便于火焰,烟气流通,有利于减少窑内温差。式火具出现于东晋,流行于宋元时期,有锥形,片形等,用来测定要内温度,可及时掌握要内温度的变化。各种窑具的出现和广泛的使用,对陶瓷的烧成乃至陶瓷手工业的发展有重要意义。
4. 荡 箍:陶车上的一个部件。呈扁矮的圆筒状,瓷质,内侧面施釉,制作规整。江西赣州七里镇窑址出土的高2.5——3.4厘米,内径7.6-8.3厘米。外径 10.8——11.4厘米,按套在陶车直轴的下部,与直轴两侧的复杆下端相连接,是使陶车子稳定旋转的重要部件。
5. 模 型:又叫“模子”。即用生土或石膏等材料先做成所需瓷器形状的模型,再将泥料涂敷或打成泥片置入模型内,用手或机械压制,稍干后取出。即成为瓷器的坯件。制作瓷器的模型有单模或合模。瓷器中小型像、壶嘴、壶把以及碗、盘等多采用模制。
6. 匣 钵:瓷器焙烧时置放坯件对坯件起保护作用的匣钵状窑具,以耐火粘土制作,形状一般为筒形或漏斗形,也有的呈“M”形、碗形、钵形和椭圆形等。出现于南朝时期,唐代开始普遍使用。坯件装在匣钵里焙烧,避免了烟火与坯件直接接触和窑顶落沙等侵扰,是坯件受热均匀,釉面洁净,提高了产品质量。匣钵耐高温,胎体结实,承重能力强,层层叠放不易倒塌,因而可以充分利用窑内空间,增加装烧量。匣钵的发明和广泛的使用,是中国制瓷工艺的一大进步,为瓷器的优化高产创造了良好的条件。
7. 窑 柱:又称“支柱”或“垫柱”,是瓷器焙烧时支承好坯料的匣钵和叠烧坯料的窑具。以耐火粘土制作。承圆柱形,粗细、高度不一,下部直径略大于上部,实心或中心略空,颇坚实,有的表面下螺旋沟痕。使用方法有二,一是有秩序地排列在窑床上,上面搭铺一层耐火砖,砖上叠放匣钵;二是有规律地摆置在窑床下,每柱下直接承托叠烧的碗等坯件,窑柱在宋元时期北方地区使用较为广泛。装烧用窑柱,可使火焰与烟气畅流,还可以调节要内温差,有利于瓷器烧成。
8. 顶 碗:又称“支顶匣钵”,是陶瓷器焙烧时支托坯件的窑具,属于支具类。一耐火粘土制作。形状多为上小下大,壁较斜直,直面平整,有些中间留一圆孔。一般用于碗等器物的叠烧。装烧地方法有两种,一是仰口叠装,即将碗等器物的口向上叠码在碗的支面上;另一是先在支面上置一间隔具,然后将碗等器物口向下扣在碗顶上,使顶碗的支面及其上面的间隔具支顶在碗等器物的内底上,口部悬起。顶碗是宋代常见的支托窑具。比较稳固,也可减少所支承器物变形。
9. 火 照:又称“火标”,烧窑时用以检验窑内温度和坯件成熟情况的一种试片。以瓷土制作,往往用碗等器物的坏坯件加工而成。形状一般为三角形,上平下尖,上半部施釉,并镂一圆孔。使用时,将其置于窑内从观火孔可以看到位置,需验火时使用铁钩将其从观火孔钩出。每烧一次窑窑验火多次,每次验一次,就钩出一个。可及时掌握窑内温度和气氛变化,十分有利于瓷器的烧成。每烧一窑窑验照多次,每个火照只能使用一次。火照盛行于宋代,是简便有效的测温器具。
10. 直 具:陶瓷器焙烧时支承器物的窑具,又称“支托”或“支座”,以耐火粘土制作。常见的样式有筒形、筒形束腰、喇叭形、钵形、盆形、高柱三叉形等多种。高矮不一,矮者不足10厘米,高者可达 30厘米。直具出现于汉代,三国两晋南北朝时期流行。直具的出现和广泛的使用,是装烧工艺的一大进步,可以将焙烧的器物支托到最佳窑位,避免窑底的“低温带”有利于提高产品质量和成本率。匣钵的出现和被普遍使用后,直具明显减少,甚至有的窑停止使用。
11. 支 钉:陶瓷器焙烧时在器物与器物之间起间隔作用的一种窑具。多用于叠烧,出现于三国两晋南北朝时期,之后使用越来越多。以耐火粘土制成,形状有直筒形、圆环形、圆饼形、三叉形、四叉形等多种。采用的形式有两种:一是用粘土做成泥钉,均匀地粘在器物底面或足面,每件器物少者粘有3至6支颗,多者可达9至12颗;二是在垫饼、垫圈和三角形、三叉形间隔具上加3—6颗泥钉,或在其一面直接捏出3—6颗泥钉。装烧时钉尖接触釉面,不容易粘连,但是烧成后有面上往往会留下支钉痕迹。宋代汝窑、官窑等器物的支钉痕迹很小,形似芝麻。
12. 齿形支具:早期制瓷主要的支烧窑具。其形状为圆形,下有一周齿形凸起。使用时齿口向下,上面在叠装其它器坯。这种支具流行于晋至唐代的浙江地区越窑系瓷窑。
13. 垫 柱:又称“窑柱”,一种窑具。为把瓷器制品从窑的底基上升高,以利用窑室中较高空间的较高温度烧成的柱状物,其形状有束腰喇叭口和直筒等不同形状。
14. 拉 柱:陶瓷器焙烧陶瓷器焙烧时测定要内温度的窑具。以瓷土制作,成棒槌形,长15—20厘米,一端蘸有釉料,使用时将其放在窑炉内,可拉出来观察烧成的程度。
15. 支 圈:一种是以瓷土制作,适应覆烧发的特殊窑具,创始于宋代定窑。直圈呈圆圈形状,圈内侧有垫阶,截面为L形。使用时,平放一枚支圈,将一个口沿无釉的芒口碗等待烧器物坯体扣置在支圈内的垫阶上,接着在支圈上叠置一个与其规格相同的支圈,照样在支圈垫阶上扣置待烧器物坯体,如同码放蒸笼依次上叠,数量不等,发现最多的有32个支圈的。由于使用支圈烧造器物,比使用其它类型匣钵产量增加数倍,定窑支圈很快就被磁州窑等北方的一些瓷窑相继采用。在南宋时传到了南方景德镇等地的瓷窑。定窑等处是将支圈连同所承装器物置于筒状匣钵内装烧。景德镇窑则不同,它的支圈是叠置在与支圈规格相同的底座上,上面加盖,在支圈组成的圈柱体外侧涂一层耐火泥,用以粘接支圈和密封空隙,然后直接入窑焙烧。直圈覆烧工艺对减少其器物变形,保证产品质量,增加装烧密度,提高产量,节省燃料,降低成本等方面都有明显效果,对瓷器手工业的发展起到了积极作用。但是,以支圈覆烧法烧制的瓷器,口沿无釉,即芒口,使用很不方便,也影响美观。再加上支圈对原材要求高,并且都是一次性使用,用量大,成本高。所以,直圈覆烧法北方在元代,南方在元代以后就基本被废弃了。
16. 垫 圈:陶瓷器焙烧时器物与器物、器物与匣钵之间起间隔作用的窑具。以耐火粘土制作。呈环形,上下面一般较平整。直径略等于或小于所承托器物的足(底)径,厚度则随时代和间隔器物的不同而有所差别。垫圈出现于东汉晚期或稍后,后来逐渐流行。垫圈较垫饼直接接触器物面小,用料小而轻;支点均匀,稳定性能好,去放方便,但加工费时,容易损坏。
17. 垫 饼:陶瓷器焙烧时器物与器物、器物与匣钵之间起间隔作用的窑具。多用于器物与匣钵之间,因其形状似饼而得名,直径略等于或小于所承托器物的足(底)径,厚度则随时代和间隔器物的不同而有所差别。垫饼出现于东汉时期,以后逐渐流行,元代以后明显减少。垫饼与器物接触面大,承重力强,垫托安稳,但同时与器物粘连的可能性较大。垫饼中的扁薄者,一般习惯称之为“垫片”。垫饼是一种窑具。垫饼的作用是使器坯底部足置于垫饼之上,可防止器物与匣钵粘连在一起。
陶瓷窑炉烧成技术是我国的传统文化重要的组成部分。
陶瓷烧成窑分类如下:
(一)隧道窑
隧道窑因其产量高,燃耗低,劳动条件好,易机械化、自动化,是目前陶瓷及耐火材料工业应用较多的现代化窑炉。
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。料坯放在窑车上由窑头推入窑内,经过预热、烧成和冷却,最后从窑尾出窑而获得成品。
(二)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。因为火焰在窑内是自窑顶倒向窑底的,所以叫倒焰窑。
倒焰窑为间歇操作。其容积随生产的需要和工艺条件而变化,容量小的只有几立方米,大的可达200?300立方米。其外形可以分为圆窑和方窑两种。圆窑窑内上下温差较小,约20℃左右,上下温度分布比较均匀,目前使用较多。窑的烧成制度、亦随烧成制品的材质而变动。
(三)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。
梭式窑烧嘴安设在两侧窑墙上,窑底用耐火材料砌筑在窑车钢架结构上,即窑底吸火孔、支烟道设于窑车上,并使窑墙下部的烟道和窑车上的支烟道相连接;窑车在窑室底部轨道移动,窑车数视窑的容积而定;窑车之间及窑车与窑墙之间设有曲封和砂封。
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。
5、实际生产中烧成气氛的调整对于上述稳定气氛的理论要点,许多人都很清楚,但在实际的操作中,会因为要解决某些烧成问题而不自觉地改变窑炉的气氛,这种变化往往容易被人忽视,以下是常见出现的问题。 ① 为了提高烧成温度而改变空气过剩系数有些多企业为了追求单窑产量的最大化,不断地加快烧成速度,缩短烧成周期。而操作工最常用的手段就是加大燃料供应量,但燃料供应量增加后往往没有及时调节助燃空气的供应量和助燃风机总闸的调节,造成烧成气氛由氧化气氛变为还原气氛。 ② 为解决预热带出现的缺陷而改变其气氛一些操作工为了降低预热带后段的温度而减小排烟闸的开度,影响了窑炉压力平衡和气体流速,使预热带的氧化气氛减弱,如控制不好容易造成前炉燃烧状态不良,使气氛出现波动。 ③ 为解决冷却带出现的缺陷而改变冷风量这样操作不仅影响到全窑压力制度的变化,而且会使气氛发生变化。比如加大冷风,容易使零压面向预热带移动,反之零压面又会向冷却带方向移动,这些都会使气氛发生改变。为了稳定压力,必须相应调节抽热闸的开度,以平衡全窑的气体进出量,稳定零压面。
用耐火材料砌成的用以煅烧物料或烧成制品的设备。
其种类甚多:
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,还有多种气氛窑等。
窑炉结构是否合理,选型是否正确,直接关系到产品的质量,产量和能量消耗的高低等,是陶瓷生产中的关键设备。