燒窯經(jīng)驗(yàn)淺談
發(fā)布時(shí)間:2009-10-24
作者:ccy
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概要:
人們常說(shuō)陶瓷產(chǎn)品是泥的藝術(shù),那是因?yàn)樘沾僧a(chǎn)品是經(jīng)過(guò)人的藝術(shù)加工制作而成的。但是,泥土做成的陶瓷坯體還要經(jīng)過(guò)火的燒煉才能成為人們喜愛(ài)的產(chǎn)品,陶瓷的燒成是一門(mén)技術(shù)也是一種藝術(shù)。因?yàn)槭裁丛稀⑹裁椿鸷驘傻奶沾僧a(chǎn)品各不相同。因此,陶瓷產(chǎn)品也被人們稱為泥與火的藝術(shù)。下面是本人根據(jù)長(zhǎng)期的燒窯經(jīng)歷總結(jié)的一些技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。
人們常說(shuō)陶瓷產(chǎn)品是泥的藝術(shù),那是因?yàn)樘沾僧a(chǎn)品是經(jīng)過(guò)人的藝術(shù)加工制作而成的。但是,泥土做成的陶瓷坯體還要經(jīng)過(guò)火的燒煉才能成為人們喜愛(ài)的產(chǎn)品,陶瓷的燒成是一門(mén)技術(shù)也是一種藝術(shù)。因?yàn)槭裁丛稀⑹裁椿鸷驘傻奶沾僧a(chǎn)品各不相同。因此,陶瓷產(chǎn)品也被人們稱為泥與火的藝術(shù)。下面是本人根據(jù)長(zhǎng)期的燒窯經(jīng)歷總結(jié)的一些技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。
一、火的作用
陶瓷通常是由高嶺土、石英、長(zhǎng)石等原料配比后燒制成的潔白、光潤(rùn)半透明的器皿或工藝品。陶瓷的制作是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程,既有量變,也是質(zhì)變。大體來(lái)說(shuō),由原料制作成型的坯體,是一個(gè)量變過(guò)程,這其中融入了人對(duì)形狀的藝術(shù)創(chuàng)作和追求,而從坯體的入窯,經(jīng)過(guò)高溫?zé)桑磐瓿闪藦哪嗤恋教沾傻馁|(zhì)的轉(zhuǎn)變。由量變到質(zhì)變泥變瓷 主要是火的作用。人們利用地球上各種硅酸鹽原料制作陶瓷,也要依*火的作用才能顯色,只有經(jīng)過(guò)火的燒煉才能做成各種各樣色彩斑斕的陶瓷藝術(shù)品。燒窯工人的任務(wù),也就是燒火、看火、管火、用火。所以在某種意義上,我們可以說(shuō)陶瓷器的制作也是一種火的藝術(shù),而窯爐的技術(shù)就是一門(mén)研究火的學(xué)問(wèn)。
火的作用,具體體現(xiàn)在溫度和氣氛兩個(gè)方面。窯爐里的火焰,把熱量傳給制品,使制品的溫度逐漸升高,在低溫階段900℃以下 坯體經(jīng)歷排除機(jī)械水、結(jié)晶水,有機(jī)物氧化、碳酸鹽、硫化物分解等過(guò)程。在高溫階段900℃至燒成溫度 坯體開(kāi)始形成液相與固相熔融并產(chǎn)生結(jié)晶的針狀莫來(lái)石晶體,從而變成瓷器。所謂燒成溫度,即產(chǎn)品量變到質(zhì)變的溫度,沒(méi)有火就沒(méi)有熱量,產(chǎn)品就不能升溫,產(chǎn)品不能升溫,上述的一切物理化學(xué)變化就不能完成,一句話,沒(méi)有火,就沒(méi)有瓷器。
在依*燃料燃燒的“火焰窯爐”指對(duì)火焰氣氛有要求的窯爐 中,有火才有氣氛。氧化的氣氛產(chǎn)生于完全燃燒的火焰,還原的氣氛產(chǎn)生于不完全燃燒的火焰,而氣氛對(duì)陶瓷制品來(lái)說(shuō),是十分重要的。 白瓷原料中都含有少量的Fe2O3德化地區(qū)原料一般在0.8%左右,優(yōu)質(zhì)原料0.4%以下 由于Fe2O3的著色力極強(qiáng),使瓷器染上赤黃、黑色,嚴(yán)重影響瓷器的白度。若將陶瓷的坯體之中的Fe2O3,還原成低價(jià)的氧化物或金屬鐵,那么瓷器就顯得更白或白里泛青,更惹人喜歡。因此,瓷器的出現(xiàn)是人類的一個(gè)偉大發(fā)明,而發(fā)現(xiàn)了還原燒成則是人類生產(chǎn)技術(shù)上的一個(gè)巨大進(jìn)步。
二、火的關(guān)鍵點(diǎn)
火焰的氣氛會(huì)影響白瓷的成色,而氣氛的調(diào)節(jié)是燒好窯的關(guān)鍵,氣氛制度的穩(wěn)定,更是燒好隧道窯的關(guān)鍵之一。氣氛制度的確定,主要依據(jù)各廠的泥和釉的性能,特別是鐵主要指鐵的氧化物 含量的多少。何時(shí)何種溫度該氧化、何時(shí)何種溫度該還原,何時(shí)何種溫度該中性火焰,以及還原焰的濃度,都必須依據(jù)泥和釉的性能來(lái)確定。燒窯技術(shù)的關(guān)鍵是掌握“兩點(diǎn)一度”,所謂“兩點(diǎn)”就是指氧化焰轉(zhuǎn)強(qiáng)還原焰以及強(qiáng)還原焰轉(zhuǎn)中性焰高火保溫 ,這兩個(gè)溫度點(diǎn),所謂“一度”就是指還原焰氣氛的濃度。
氧化焰轉(zhuǎn)還原焰這個(gè)溫度點(diǎn)是一個(gè)關(guān)鍵,由于各廠坯和釉的配方不同,這個(gè)溫度點(diǎn)也就不相同。一般在釉開(kāi)始熔化前150℃左右約在1000℃—1100℃之間 ,過(guò)早或過(guò)遲進(jìn)行氣氛轉(zhuǎn)換,都會(huì)影響產(chǎn)品成色質(zhì)量。氣氛轉(zhuǎn)換過(guò)早,由于窯爐里溫度較低,從燒成帶流來(lái)的碳素難以完全燃燒,沉降在產(chǎn)品表面,造成低溫沉碳,致坯體吸煙,同時(shí)還會(huì)造成坯體內(nèi)部的碳酸鹽C2CO3、MgCO3 不能充分分解,一般來(lái)說(shuō),陶瓷坯體中的碳酸鹽一般在1000℃左右才能基本分解結(jié)束。若這種分解反應(yīng)不充分,到高溫時(shí)會(huì)繼續(xù)分解,而此時(shí)釉面已完全玻化封閉了坯體的氣孔,坯體中的CO2跑不出來(lái),就可能產(chǎn)生沖泡毛病。氣氛轉(zhuǎn)換過(guò)遲,同樣不行, 由于進(jìn)入還原的溫度過(guò)高,釉面已開(kāi)始玻化,還原介質(zhì)難以影響坯體內(nèi)部,會(huì)造成坯體還原不足,致使坯體中的三氧化二鐵未還原成低價(jià)鐵而產(chǎn)生“陰黃,花面臉”等毛病。
強(qiáng)還原焰轉(zhuǎn)弱還原焰這個(gè)溫度點(diǎn)也是非常重要,從釉面開(kāi)始成熟到還原結(jié)束后,本應(yīng)轉(zhuǎn)入中性焰氣氛,但中性焰氣氛難以控制,不是偏氧化焰就是可能偏還原焰。一般以中性焰偏弱還原焰代替中性焰,這樣可以防止坯體中的鐵質(zhì)重新氧化。如果這時(shí)保持還原氣氛,那么不但造成燃料浪費(fèi),還可能造成“釉面吸煙”等毛病。
還原氣氛的濃度要適當(dāng),一般認(rèn)為,強(qiáng)還原氣氛的CO含量2—4%,即空氣過(guò)剩系數(shù)。應(yīng)小于1。中性焰偏弱還原焰氣氛的CO含量可達(dá)1—2%,空氣過(guò)剩系數(shù)。應(yīng)略小于l。氧化焰過(guò)剩O2的含量可達(dá)2-6%,空氣過(guò)剩系數(shù)α應(yīng)大于1。燒氧化焰,在保證燃料完全燃燒前提下,氣氛應(yīng)盡可能淡些,空氣過(guò)剩系數(shù)α略大于1即可,這樣有利于節(jié)省燃料。
1、窯內(nèi)壓力
預(yù)熱帶一般要微負(fù)壓3-5mmH2O ,這樣排煙更通暢,更便于在氣氛轉(zhuǎn)換氣幕前保持氧化氣氛,燒成帶一般要保持微正壓3—5 mmH2O ,這樣更便于還原氣氛的飽滿,以穩(wěn)定窯內(nèi)的還原氣氛。
高火保溫區(qū)若保持微正壓,有利防止產(chǎn)品二次氧化俗話稱為“赤口”“回黃” ,零壓位控制在預(yù)熱段和燒成段兩節(jié)之間,便于分隔焰性,使氧化、還原分隔清楚。
2、“零壓”位移對(duì)氣氛的影響
煙囪抽力過(guò)大,零壓位后移,這就相當(dāng)是延長(zhǎng)了氧化區(qū),縮短了還原區(qū),可能造成產(chǎn)品還原不足,產(chǎn)生“陰黃”等毛病。煙囪抽力過(guò)小,零壓位前移,這就相當(dāng)是縮短了氧化區(qū)。延長(zhǎng)了還原區(qū),又可能造成產(chǎn)品氧化不足,造成“沖泡”等毛病。因此,要經(jīng)常檢查零壓位移動(dòng)情況,發(fā)現(xiàn)前后移動(dòng),就要進(jìn)行調(diào)整使之復(fù)位。
3、窯爐結(jié)構(gòu)對(duì)氣氛的影響
窯爐的密封程度對(duì)氣氛影響較大,如果密封不好,到處進(jìn)氣、漏氣,就會(huì)破壞窯內(nèi)的壓力、氣氛和溫度的穩(wěn)定。氣氛氣幕的位置,結(jié)構(gòu)形式對(duì)氣氛制度影響也很大,如果氣氛氣幕離氣氛爐過(guò)近,那么,從燒成帶過(guò)來(lái)的碳素在氣氛爐來(lái)不及燒清,就可能造成產(chǎn)品“吸煙”。氣幕的結(jié)構(gòu)形式有多種, 窯墻及窯頂都有風(fēng)口的為好,這樣有利于隔焰性,如果僅窯頂或窯墻有出風(fēng)口,隔焰性的效力就差一些。余熱抽出口的位置,如離燒成段過(guò)近,余熱一抽,就可能造成嚴(yán)重的煙氣倒流,使產(chǎn)品產(chǎn)生“煙云狀”缺陷,不但會(huì)影響冷卻效果,也會(huì)影響燒成帶及冷卻帶前端的氣氛,因此要根據(jù)窯爐的長(zhǎng)短來(lái)確定,一般以離末號(hào)高溫爐中心小的窯爐2.5—3.5m大的窯爐4—6m 冷卻氣幕設(shè)在窯頂,熱風(fēng)抽出設(shè)在及窯墻的下部為好。
4、產(chǎn)品裝車密度對(duì)氣氛的影響
一般來(lái)說(shuō),坯品裝車過(guò)稀,坯品缽柱阻力小,火焰流速快,高溫區(qū)不易存火,特別是頂部位火焰流速太快,這樣容易造成上部的產(chǎn)品“欠火發(fā)黃”;但缽位過(guò)密,產(chǎn)品缽阻力大,火焰不暢通,特別是中部產(chǎn)品溫度不夠,上下、內(nèi)外溫差增大,也不能得到足夠的還原氣氛,從而產(chǎn)生‘‘見(jiàn)火黃”。因此,要根據(jù)各廠的窯爐、產(chǎn)品的具體情況,確定合理的坯品裝車密度。
5、油壓、油溫對(duì)氣氛的影響
油壓過(guò)大,燒嘴霧化性能變差,油的射程增長(zhǎng),不能很好燃燒,會(huì)使窯內(nèi)氣氛變濃。如果油壓過(guò)低,油的流速慢一些,射縮短,氣氛可能變淡。油溫的變化也會(huì)影響油壓的變化, 一般油溫高時(shí),油的粘度小,流動(dòng)較快,油壓會(huì)相應(yīng)降低。油溫低時(shí),油的粘度大,油壓會(huì)相應(yīng)上升。因此,進(jìn)齒輪泵前的油溫一般以控制在70—80℃為宜。油壓一般控制在1—2公斤,最好設(shè)置供油穩(wěn)壓裝置。
6、油泵前工作油罐位高低對(duì)氣氛的影響
工作油罐中油位高,油的自然壓力大,這就實(shí)際增加了泵的工作壓力,窯內(nèi)火焰氣氛會(huì)變濃;反之,工作油罐中油位低,油的自然壓力小,降低了油泵的工作壓力,窯內(nèi)氣氛會(huì)變淡。在一般情況下,工作油罐儲(chǔ)油量的變化不要太大,應(yīng)勤打油為原則。
7、爐內(nèi)結(jié)渣對(duì)氣氛的影響
隧道窯爐膛結(jié)渣嚴(yán)重,勢(shì)必使?fàn)t膛阻力增大回火過(guò)多,粗粗一看,似乎氣氛正常,實(shí)際上,爐內(nèi)氣氛變淡,溫度下降。這時(shí),必須仔細(xì)地檢查一下?tīng)t膛,以便及時(shí)清除結(jié)渣現(xiàn)象,使?fàn)t膛恢復(fù)正常,保持正常的氣氛。
8、電壓變化對(duì)氣氛的影響
電壓不穩(wěn)定也會(huì)造成氣氛變化較大。當(dāng)電壓低時(shí),引起高壓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降,而離心式高壓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速的平方成正比,風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比,從而引起風(fēng)量下降,油燃燒所需空氣不足,窯內(nèi)氣氛變濃,窯內(nèi)溫度下降,操作者感到難燒,這時(shí)可適當(dāng)開(kāi)大燒嘴風(fēng)閥,加大風(fēng)量,使氣氛轉(zhuǎn)淡,提高窯內(nèi)溫度。當(dāng)電壓高時(shí),高壓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量增大,促使油燃燒完全爐溫上升,這時(shí)可適當(dāng)關(guān)小燒嘴風(fēng)閥,降低煙道閘板,使氣氛穩(wěn)定、窯溫度穩(wěn)定。
9、氣候變化對(duì)氣氛的影響
冬季氣壓高,煙囪內(nèi)外溫差大,煙囪抽力大,通風(fēng)強(qiáng)。夏季氣壓低,煙囪內(nèi)外溫差小,煙囪抽力小,通風(fēng)弱。在煙囪閘板高度一樣的情況下,冬季比夏季煙囪抽力大15—25%。天氣晴朗時(shí)氣壓高,天氣陰雨時(shí)氣壓低,一般晴天比雨天煙囪抽力增大10—15%。
氣候的變化,影響煙囪抽力的變化,煙囪抽力的變化,影響窯內(nèi)壓力的變化,而窯內(nèi)壓力的變化,又會(huì)影響到窯內(nèi)氣氛的變化。因此,操作者必須適應(yīng)氣候的變化,及時(shí)進(jìn)行調(diào)整以穩(wěn)定窯內(nèi)的壓力、氣氛和溫度。若使用機(jī)械排煙排煙機(jī) 影響會(huì)小得多。
10、燒嘴操作對(duì)氣氛的影響
a、燒嘴操作要穩(wěn)定,調(diào)整不要太頻繁,否則 會(huì)影響窯內(nèi)氣氛、溫度的穩(wěn)定。
b、調(diào)整燒嘴的風(fēng)量和油量,應(yīng)該微調(diào)為原則,開(kāi)過(guò)大過(guò)小,都會(huì)影響窯內(nèi)氣氛,溫度的穩(wěn)定。
以上所說(shuō)的,影響氣氛的因素很多,哪個(gè)是主要的呢﹖我們說(shuō)壓力制度是主要的,抓住這一主要矛盾,就可較容易解決其它問(wèn)題了。
窯爐是一個(gè)系統(tǒng),對(duì)某一燒嘴、閥門(mén)的調(diào)節(jié)都會(huì)影響窯爐的任何一個(gè)部分,只是影響大小而已。俗話說(shuō)“牽一發(fā)而動(dòng)全身”用來(lái)形容窯爐的調(diào)節(jié)是再貼切不過(guò)了。窯爐氣氛的控制,是一個(gè)很靈活的問(wèn)題。還原氣氛淡了有兩種調(diào)整方法,加油或減風(fēng),要根據(jù)窯內(nèi)溫度和氣氛情況而定。還原氣氛淡了,但此時(shí)若溫度偏低,則應(yīng)在加油的同時(shí)也增加風(fēng)量。反之,若氣氛淡了又溫度偏高,只需適當(dāng)減少風(fēng)量即可。還原氣氛濃了,也有兩種調(diào)節(jié)方法,減油或加風(fēng),若溫度偏低,應(yīng)減油;若溫度偏高,應(yīng)減油又減風(fēng)。氧化焰的調(diào)節(jié)又與還原焰的調(diào)節(jié)不同,在保證空氣過(guò)剩系數(shù)大于1的情況下,減風(fēng)則溫度上升,加風(fēng)則溫度下降。
總之,要燒好陶瓷產(chǎn)品必須抓住二個(gè)制度和一條曲線,即氣氛制度、壓力制度和燒成溫度曲線。要成為一個(gè)熟練的燒窯工人,要做到“勤看、少動(dòng)、微調(diào)”。勤看,即善于觀察窯內(nèi)氣氛變化情況,勤總結(jié)經(jīng)驗(yàn);少動(dòng),即對(duì)油嘴、風(fēng)閥、油壓等的動(dòng)作調(diào)整要少;微調(diào),即對(duì)油嘴、風(fēng)閥、油壓等的調(diào)整要微小,適可而止。