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烧窑经验浅谈

[日期:2011-02-03] 来源:科技在线  作者: [字体: ]

       人们常说陶瓷产品是泥的艺术,那是因为陶瓷产品是经过人的艺术加工制作而成的。但是,泥土做成的陶瓷坯体还要经过火的烧炼才能成为人们喜爱的产品,陶瓷的烧成是一门技术也是一种艺术。因为什么原料、什么火候烧成的陶瓷产品各不相同。因此,陶瓷产品也被人们称为泥与火的艺术。下面是本人根据长期的烧窑经历总结的一些技术经验。

 

一、火的作用

 

  陶瓷通常是由高岭土、石英、长石等原料配比后烧制成的洁白、光润半透明的器皿或工艺品。陶瓷的制作是一个极其复杂的过程,既有量变,也是质变。大体来说,由原料制作成型的坯体,是一个量变过程,这其中融入了人对形状的艺术创作和追求,而从坯体的入窑,经过高温烧成,才完成了从泥土到陶瓷的质的转变。由量变到质变泥变瓷 主要是火的作用。人们利用地球上各种硅酸盐原料制作陶瓷,也要依*火的作用才能显色,只有经过火的烧炼才能做成各种各样色彩斑斓的陶瓷艺术品。烧窑工人的任务,也就是烧火、看火、管火、用火。所以在某种意义上,我们可以说陶瓷器的制作也是一种火的艺术,而窑炉的技术就是一门研究火的学问。

  

  火的作用,具体体现在温度和气氛两个方面。窑炉里的火焰,把热量传给制品,使制品的温度逐渐升高,在低温阶段900℃以下 坯体经历排除机械水、结晶水,有机物氧化、碳酸盐、硫化物分解等过程。在高温阶段900℃至烧成温度 坯体开始形成液相与固相熔融并产生结晶的针状莫来石晶体,从而变成瓷器。所谓烧成温度,即产品量变到质变的温度,没有火就没有热量,产品就不能升温,产品不能升温,上述的一切物理化学变化就不能完成,一句话,没有火,就没有瓷器。

 

  在依*燃料燃烧的“火焰窑炉”指对火焰气氛有要求的窑炉 中,有火才有气氛。氧化的气氛产生于完全燃烧的火焰,还原的气氛产生于不完全燃烧的火焰,而气氛对陶瓷制品来说,是十分重要的。 白瓷原料中都含有少量的Fe2O3德化地区原料一般在0.8%左右,优质原料0.4%以下 由于Fe2O3的着色力极强,使瓷器染上赤黄、黑色,严重影响瓷器的白度。若将陶瓷的坯体之中的Fe2O3,还原成低价的氧化物或金属铁,那么瓷器就显得更白或白里泛青,更惹人喜欢。因此,瓷器的出现是人类的一个伟大发明,而发现了还原烧成则是人类生产技术上的一个巨大进步。

 

二、火的关键点

 

  火焰的气氛会影响白瓷的成色,而气氛的调节是烧好窑的关键,气氛制度的稳定,更是烧好隧道窑的关键之一。气氛制度的确定,主要依据各厂的泥和釉的性能,特别是铁主要指铁的氧化物 含量的多少。何时何种温度该氧化、何时何种温度该还原,何时何种温度该中性火焰,以及还原焰的浓度,都必须依据泥和釉的性能来确定。烧窑技术的关键是掌握“两点一度”,所谓“两点”就是指氧化焰转强还原焰以及强还原焰转中性焰高火保温 ,这两个温度点,所谓“一度”就是指还原焰气氛的浓度。

 

  氧化焰转还原焰这个温度点是一个关键,由于各厂坯和釉的配方不同,这个温度点也就不相同。一般在釉开始熔化前150℃左右约在1000℃—1100℃之间 ,过早或过迟进行气氛转换,都会影响产品成色质量。气氛转换过早,由于窑炉里温度较低,从烧成带流来的碳素难以完全燃烧,沉降在产品表面,造成低温沉碳,致坯体吸烟,同时还会造成坯体内部的碳酸盐C2CO3、MgCO3 不能充分分解,一般来说,陶瓷坯体中的碳酸盐一般在1000℃左右才能基本分解结束。若这种分解反应不充分,到高温时会继续分解,而此时釉面已完全玻化封闭了坯体的气孔,坯体中的CO2跑不出来,就可能产生冲泡毛病。气氛转换过迟,同样不行, 由于进入还原的温度过高,釉面已开始玻化,还原介质难以影响坯体内部,会造成坯体还原不足,致使坯体中的三氧化二铁未还原成低价铁而产生“阴黄,花面脸”等毛病。

 

  强还原焰转弱还原焰这个温度点也是非常重要,从釉面开始成熟到还原结束后,本应转入中性焰气氛,但中性焰气氛难以控制,不是偏氧化焰就是可能偏还原焰。一般以中性焰偏弱还原焰代替中性焰,这样可以防止坯体中的铁质重新氧化。如果这时保持还原气氛,那么不但造成燃料浪费,还可能造成“釉面吸烟”等毛病。

 

  还原气氛的浓度要适当,一般认为,强还原气氛的CO含量2—4%,即空气过剩系数。应小于1。中性焰偏弱还原焰气氛的CO含量可达1—2%,空气过剩系数。应略小于l。氧化焰过剩O2的含量可达2-6%,空气过剩系数α应大于1。烧氧化焰,在保证燃料完全燃烧前提下,气氛应尽可能淡些,空气过剩系数α略大于1即可,这样有利于节省燃料。 

  1、窑内压力

 

  预热带一般要微负压3-5mmH2O ,这样排烟更通畅,更便于在气氛转换气幕前保持氧化气氛,烧成带一般要保持微正压3—5 mmH2O ,这样更便于还原气氛的饱满,以稳定窑内的还原气氛。

 

  高火保温区若保持微正压,有利防止产品二次氧化俗话称为“赤口”“回黄” ,零压位控制在预热段和烧成段两节之间,便于分隔焰性,使氧化、还原分隔清楚。

 

  2、“零压”位移对气氛的影响

 

  烟囱抽力过大,零压位后移,这就相当是延长了氧化区,缩短了还原区,可能造成产品还原不足,产生“阴黄”等毛病。烟囱抽力过小,零压位前移,这就相当是缩短了氧化区。延长了还原区,又可能造成产品氧化不足,造成“冲泡”等毛病。因此,要经常检查零压位移动情况,发现前后移动,就要进行调整使之复位。

 

      3、窑炉结构对气氛的影响

 

  窑炉的密封程度对气氛影响较大,如果密封不好,到处进气、漏气,就会破坏窑内的压力、气氛和温度的稳定。气氛气幕的位置,结构形式对气氛制度影响也很大,如果气氛气幕离气氛炉过近,那么,从烧成带过来的碳素在气氛炉来不及烧清,就可能造成产品“吸烟”。气幕的结构形式有多种, 窑墙及窑顶都有风口的为好,这样有利于隔焰性,如果仅窑顶或窑墙有出风口,隔焰性的效力就差一些。余热抽出口的位置,如离烧成段过近,余热一抽,就可能造成严重的烟气倒流,使产品产生“烟云状”缺陷,不但会影响冷却效果,也会影响烧成带及冷却带前端的气氛,因此要根据窑炉的长短来确定,一般以离末号高温炉中心小的窑炉2.53.5m大的窑炉4—6m 冷却气幕设在窑顶,热风抽出设在及窑墙的下部为好。

 

      4、产品装车密度对气氛的影响

 

  一般来说,坯品装车过稀,坯品钵柱阻力小,火焰流速快,高温区不易存火,特别是顶部位火焰流速太快,这样容易造成上部的产品“欠火发黄”;但钵位过密,产品钵阻力大,火焰不畅通,特别是中部产品温度不够,上下、内外温差增大,也不能得到足够的还原气氛,从而产生‘‘见火黄”。因此,要根据各厂的窑炉、产品的具体情况,确定合理的坯品装车密度。

 

    5、油压、油温对气氛的影响

 

  油压过大,烧嘴雾化性能变差,油的射程增长,不能很好燃烧,会使窑内气氛变浓。如果油压过低,油的流速慢一些,射缩短,气氛可能变淡。油温的变化也会影响油压的变化, 一般油温高时,油的粘度小,流动较快,油压会相应降低。油温低时,油的粘度大,油压会相应上升。因此,进齿轮泵前的油温一般以控制在70—80℃为宜。油压一般控制在1—2公斤,最好设置供油稳压装置。

 

      6、油泵前工作油罐位高低对气氛的影响

 

  工作油罐中油位高,油的自然压力大,这就实际增加了泵的工作压力,窑内火焰气氛会变浓;反之,工作油罐中油位低,油的自然压力小,降低了油泵的工作压力,窑内气氛会变淡。在一般情况下,工作油罐储油量的变化不要太大,应勤打油为原则。

 

     7、炉内结渣对气氛的影响

 

  隧道窑炉膛结渣严重,势必使炉膛阻力增大回火过多,粗粗一看,似乎气氛正常,实际上,炉内气氛变淡,温度下降。这时,必须仔细地检查一下炉膛,以便及时清除结渣现象,使炉膛恢复正常,保持正常的气氛。

 

     8、电压变化对气氛的影响

 

  电压不稳定也会造成气氛变化较大。当电压低时,引起高压风机转速下降,而离心式高压风机风压与转速的平方成正比,风量与转速的一次方成正比,从而引起风量下降,油燃烧所需空气不足,窑内气氛变浓,窑内温度下降,操作者感到难烧,这时可适当开大烧嘴风阀,加大风量,使气氛转淡,提高窑内温度。当电压高时,高压风机的风量增大,促使油燃烧完全炉温上升,这时可适当关小烧嘴风阀,降低烟道闸板,使气氛稳定、窑温度稳定。

 

      9、气候变化对气氛的影响

 

  冬季气压高,烟囱内外温差大,烟囱抽力大,通风强。夏季气压低,烟囱内外温差小,烟囱抽力小,通风弱。在烟囱闸板高度一样的情况下,冬季比夏季烟囱抽力大1525%。天气晴朗时气压高,天气阴雨时气压低,一般晴天比雨天烟囱抽力增大1015%。 

气候的变化,影响烟囱抽力的变化,烟囱抽力的变化,影响窑内压力的变化,而窑内压力的变化,又会影响到窑内气氛的变化。因此,操作者必须适应气候的变化,及时进行调整以稳定窑内的压力、气氛和温度。若使用机械排烟排烟机 影响会小得多。

 

      10、烧嘴操作对气氛的影响

 

      a、烧嘴操作要稳定,调整不要太频繁,否则 会影响窑内气氛、温度的稳定。

      b、调整烧嘴的风量和油量,应该微调为原则,开过大过小,都会影响窑内气氛,温度的稳定。

 

  以上所说的,影响气氛的因素很多,哪个是主要的呢﹖我们说压力制度是主要的,抓住这一主要矛盾,就可较容易解决其它问题了。

 

  窑炉是一个系统,对某一烧嘴、阀门的调节都会影响窑炉的任何一个部分,只是影响大小而已。俗话说“牵一发而动全身”用来形容窑炉的调节是再贴切不过了。窑炉气氛的控制,是一个很灵活的问题。还原气氛淡了有两种调整方法,加油或减风,要根据窑内温度和气氛情况而定。还原气氛淡了,但此时若温度偏低,则应在加油的同时也增加风量。反之,若气氛淡了又温度偏高,只需适当减少风量即可。还原气氛浓了,也有两种调节方法,减油或加风,若温度偏低,应减油;若温度偏高,应减油又减风。氧化焰的调节又与还原焰的调节不同,在保证空气过剩系数大于1的情况下,减风则温度上升,加风则温度下降。

  总之,要烧好陶瓷产品必须抓住二个制度和一条曲线,即气氛制度、压力制度和烧成温度曲线。要成为一个熟练的烧窑工人,要做到“勤看、少动、微调”。勤看,即善于观察窑内气氛变化情况,勤总结经验;少动,即对油嘴、风阀、油压等的动作调整要少;微调,即对油嘴、风阀、油压等的调整要微小,适可而止。

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