篇8章3節(jié)陶瓷燒成

1、（四）生料成球 生料成球(raw meal nodule)質(zhì)量是保證立窯煅燒極其重要的環(huán)節(jié)。成球質(zhì)量好、粒度均勻、大小適宜，才能使窯內(nèi)通風(fēng)均勻，煅燒良好，從而保證熟料質(zhì)量，提高窯的產(chǎn)量，降低消耗。 生料成球質(zhì)量，首先決定于原料質(zhì)量，特別是粘土性能及生料細(xì)度。生料細(xì)度細(xì)時，由于細(xì)顆粒生料和水結(jié)合較強(qiáng)，料球堅(jiān)實(shí)，強(qiáng)度較大。其次，生料球大小應(yīng)適宜，粒度要均勻，有足夠的孔隙率，這樣既可降低阻力損失，又易于使料球燒透，縮短反應(yīng)時間，提高煅燒速度。成球水分與料球大小及強(qiáng)度有密切關(guān)系。用水量多，球徑增大；水分過少，物料潤濕不充分，形成大量小球，既影響料層透氣性，又易炸裂。通常對生料球有如下要求： （1）粒度

2、：815mm，球徑大小要均勻； （2）料球含水分：12%15%； （3）料球強(qiáng)度：從1m高處掉下不破裂； （4）料球孔隙率：30%35%。近年來開發(fā)推廣的“預(yù)加水成球”，能顯著改善成球質(zhì)量，提高料層的透氣性、通風(fēng)的均勻性和料球強(qiáng)度，是提高立窯產(chǎn)量、質(zhì)量，降低消耗的一項(xiàng)新的技術(shù)措施。第三節(jié) 陶瓷的燒成一、燒成的動力機(jī)制及方法 從熱力學(xué)觀點(diǎn)來看，燒成(firing)是系統(tǒng)總能量減少的過程。與塊狀物料相比，粉末有很大的比表面積，表面原子具有比內(nèi)部原子高得多的能量。同時，粉末粒子在制造過程中，內(nèi)部也存在各種晶格缺陷。因此，粉體具有比塊料高得多的能量。任何體系都有向最低能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢，這就是燒成過程

3、的動力。即粉料坯塊轉(zhuǎn)變?yōu)闊芍破肥窍到y(tǒng)由介穩(wěn)狀態(tài)向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過程。但燒成一般不能自動進(jìn)行，因?yàn)樗旧砭哂械哪芰侩y以克服能壘，必須加高到一定的溫度才能進(jìn)行。 燒成是一個復(fù)雜的物理、化學(xué)變化過程。比如特種陶瓷的燒成，有人認(rèn)為其燒成機(jī)制可歸納為：粘性流動；蒸發(fā)與凝聚；體積擴(kuò)散；表面擴(kuò)散；晶界擴(kuò)散；塑性流動等。實(shí)踐說明用任何一種機(jī)制去解釋某一具體燒成過程都是困難的，燒成是一個復(fù)雜的過程，是多種機(jī)制作用的結(jié)果。 燒成大批量的普通陶瓷一般是在隧道窯、輥道窯或梭式窯等窯爐中進(jìn)行的。采用的是氧化或還原氣氛。特種陶瓷的燒成是在各種電爐（如管式爐、立式爐、箱式爐、電阻爐、感應(yīng)爐、碳管爐等）中進(jìn)行的，可用保護(hù)氣

4、體（如氫、氬、氮?dú)獾龋?，也可在真空或空氣中進(jìn)行燒成。 如果側(cè)重考慮高溫下粉料填充空隙的過程，燒成又常稱為燒結(jié)(sintering)，這里介紹幾種常見的燒成或燒結(jié)方法。（一）熱致密化方法(heat densification) 熱致密化方法包括熱壓、熱等靜壓燒結(jié)等。熱擠壓、熱鍛造等也屬于熱致密化方法，但陶瓷生產(chǎn)中較少使用。熱致密化方法價格昂貴、生產(chǎn)率低，但對于一些性能要求高又十分難燒結(jié)的陶瓷卻是最常用的方法。因?yàn)檫@種方法在高溫下施壓，有利于粘性和塑性流動，從而有利于致密化，可以獲得幾乎無孔隙的制品。（二）反應(yīng)燒結(jié)(reaction sintering) 目前反應(yīng)燒結(jié)僅限于少量幾個體系，如反應(yīng)燒結(jié)

5、氮化硅（Si3N4）、氮氧化硅（Si2ON2）和碳化硅（SiC）等。 反應(yīng)燒結(jié)Si3N4是將多孔硅壓坯，在1400左右與燒結(jié)氣氛N2發(fā)生作用而形成Si3N4。由于是放熱反應(yīng)，所以正確控制反應(yīng)速度是十分重要的。如果反應(yīng)溫度過高，將會使坯塊局部溫度超過硅的熔點(diǎn)。這樣，一方面將阻礙反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，另一方面使已反應(yīng)的物料形成粗大的晶粒。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氮?dú)鈹U(kuò)散愈來愈困難，所以反應(yīng)很難徹底，產(chǎn)品相對密度較低，一般只能達(dá)到90%左右。反應(yīng)燒結(jié)的特點(diǎn)是坯塊在燒結(jié)過程中尺寸基本不變，可制得尺寸精確的制品，同時，工藝簡單、經(jīng)濟(jì)，適于大批量生產(chǎn)。缺點(diǎn)是材料力學(xué)性能不高，這是由于密度較低所造成的。（三）液相燒結(jié)(

6、liquid phase sintering) 通過完全的固相擴(kuò)散對多數(shù)陶瓷物料來說是很難獲得致密產(chǎn)品的，所以往往需引入某些添加劑，形成玻璃相和其他液相。由于粒子在液相中的重排和粘性流動的作用，可獲得致密產(chǎn)品并降低燒結(jié)溫度。如果液相在整個燒結(jié)過程中存在，通稱為液相燒結(jié)。如果液相只在燒結(jié)開始階段存在，隨后逐步消失，則稱為瞬時液相燒結(jié)。 液相燒結(jié)不僅僅可以降低燒結(jié)溫度，提高燒結(jié)坯密度，而且，有時玻璃相本身就是陶瓷材料的重要組成部分。例如在ZnO壓敏陶瓷中，ZnO顆粒之間的連續(xù)玻璃晶界相，具有高的電阻率，形成粒間的高能壘，它與主晶相ZnO共存構(gòu)成壓敏電阻器。（四）高溫自蔓延燒結(jié)(self-propa

7、gating high-temperature synthesis)這一技術(shù)簡稱SHS技術(shù)，其實(shí)質(zhì)是利用燃燒反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行燒結(jié)和致密化。燒結(jié)可以在大氣、真空和高壓容器中進(jìn)行。產(chǎn)品的孔隙度一般為5%70%。制得的多孔陶瓷強(qiáng)度高。例如，孔隙度55%的TiC制品抗壓強(qiáng)度達(dá)100120MPa，這一強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于粉末燒結(jié)法制得的相應(yīng)產(chǎn)品的強(qiáng)度。已發(fā)展了多種獲得全致密制品的SHS技術(shù)。最有代表性的技術(shù)是在特殊壓力容器內(nèi)控制SHS過程。二、坯、釉在燒成過程中的物理化學(xué)變化以普通粘土質(zhì)陶瓷為例，坯、釉隨著溫度的變化將發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，并得到所需的微觀結(jié)構(gòu)、性能及外觀。了解這一變化，是制訂燒成制度的基

8、礎(chǔ)。（一）低溫預(yù)熱階段（常溫至300左右）此階段主要是排除坯體干燥后的殘余水分。也稱小火或預(yù)熱階段。隨著坯體中殘余機(jī)械水和吸附水的排出，坯體發(fā)生下列變化：（1）質(zhì)量減輕：水分排出所致。（2）氣孔率增加：水分排出，孔隙增多。（3）體積收縮：隨著水分的排除，固體顆粒緊密靠攏。低溫預(yù)熱階段所發(fā)生的變化是物理現(xiàn)象，實(shí)際上是干燥過程的繼續(xù)。因此，要提高窯爐的生產(chǎn)效率，應(yīng)當(dāng)使坯體入窯水分盡量降低。一般隧道窯的坯體入窯水分不能超過1%，輥道窯的坯體入窯水分要控制在0.5%以下。（二）氧化分解階段（300950）其主要反應(yīng)是有機(jī)物及碳素的氧化、碳酸鹽分解、結(jié)晶水排除及晶型轉(zhuǎn)變。坯、釉在這一階段，隨著物理化學(xué)變

9、化會出現(xiàn)吸熱及放熱反應(yīng)。1.碳素和有機(jī)物的氧化坯體中的碳素和有機(jī)物來源于結(jié)合粘土。在低溫階段，由于坯體中碳素和有機(jī)物不能充分燃燒，火焰中往往也含有一定數(shù)量的碳素和一氧化碳。這些碳素和有機(jī)物加熱即發(fā)生氧化反應(yīng)：C（有機(jī)物）+O2 CO2­ C（碳素）+O2 CO2 ­ 2H2 + O2 2H2O­S + O2 SO2 ­ 2CO+O2 2CO2­ 這些反應(yīng)要在釉面熔融和坯體顯氣孔封閉前結(jié)束。否則，就會產(chǎn)生煙熏、起泡等缺陷。2.硫化鐵的氧化FeS2+O2 FeS+SO2­ 4FeS+7O2 2Fe2O3+4SO2­ Fe2(SO

10、3)3 Fe2O3+3SO2­二硫化鐵（FeS2 )是一種有害物質(zhì)。若不在釉面熔融和坯體氣孔封閉前氧化成氧化鐵（Fe2O3 )，則易使制品起泡。且生成的氧化鐵又會使制品表面污染成黃、黑色。3.碳酸鹽、硫酸鹽的分解坯釉中都含有一定數(shù)量的碳酸鹽、硫酸鹽，當(dāng)溫度升高時，就進(jìn)行分解：MgCO3 MgO+CO2­ CaCO3 CaO+CO2 ­ 4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2 ­ Fe2(SO4)3 Fe2O3+3SO3 ­FeSO4 FeO+SO3 ­4FeO+O2 2Fe2O3 4.結(jié)晶水的排出 陶瓷所用原料中的粘土及其他含水礦

11、物（如滑石、云母等），隨著溫度的升高，其結(jié)晶水會逐步排出。高嶺石脫水：Al2O3×2SiO2×2H2O Al2O3×2SiO2(偏高嶺石)+2H2O ­ 滑石脫水：3MgO×4SiO2×H2O 3(MgO×SiO2)(原頑火輝石)+ SiO2+H2O­蒙脫石脫水：Al2O3×4SiO2×nH2O Al2O3×4SiO2+nH2O5.晶型轉(zhuǎn)變石英在573時，b-石英迅速地轉(zhuǎn)變?yōu)閍-石英，體積膨脹0.82%；在870a-石英緩慢地轉(zhuǎn)變?yōu)閍-鱗石英，體積膨脹16%。石英晶型轉(zhuǎn)變造成的體積膨脹

12、，一部分會被本階段的氧化和分解所引起的體積收縮所抵消。如果操作得當(dāng)，特別是保持窯內(nèi)溫度均勻，這種晶型轉(zhuǎn)變對制品不會帶來多大的影響。由粘土脫水分解生成的無定形Al2O3，在950時轉(zhuǎn)化為g-Al2O3。隨著溫度的升高，g-Al2O3與SiO2反應(yīng)生成莫來石晶體。（三）高溫?；纱呻A段（從950到最高燒成溫度）高溫成瓷階段坯、釉主要發(fā)生以下變化：（1）氧化分解階段進(jìn)行不夠徹底的反應(yīng)，繼續(xù)進(jìn)行。（2）熔融長石與低共熔物，構(gòu)成瓷坯中的玻璃相；粘土顆粒及石英部分地熔解在這些玻璃相中；未被熔解的顆粒及石英等物質(zhì)之間的空隙，逐漸被玻璃態(tài)物質(zhì)所填充；體積發(fā)生收縮，密度增加。其變化率與組成有關(guān)。如石英量多、長石

13、量少的坯體收縮??；否則相反。（3）在高溫作用下，由粘土礦中的高嶺石脫水產(chǎn)物，以及偏高嶺石（由高嶺石分解而來）的游離Al2O3在950左右開始轉(zhuǎn)變?yōu)間-Al 2O3，g-Al 2O3與SiO2在1100可生成微量莫來石晶體。Al2O3×2SiO2Al2O3+2SiO2Al2O3（無定形）g -Al2O33(g -Al2O3)+2SiO23Al2O3×2SiO2（一次莫來石） 3(Al2O3×2SiO2)3Al2O3×2SiO2(二次莫來石)+4SiO2（4）由于玻璃相及莫來石的生成，制品強(qiáng)度增加，氣孔率減少，坯體急劇收縮。強(qiáng)度、硬度增大。（5）釉料熔融成為

14、玻璃體。（四）冷卻階段冷卻階段是制品從燒成溫度降至常溫的全部過程，此階段坯、釉發(fā)生以下變化：（1）隨著溫度的降低，液相析晶，玻璃相物質(zhì)凝固。（2）游離石英晶型轉(zhuǎn)變。在573時a-石英轉(zhuǎn)變?yōu)閎-石英，體積收縮0.82%。270時， a方石英轉(zhuǎn)變?yōu)閎方石英，體積收縮2.8%。在一般情況下（特別在瓷器中），由于玻璃相多，而且玻璃相中SiO2含量并未達(dá)到飽和，因此在冷卻階段不會有方石英出現(xiàn)。但在陶炻質(zhì)坯體中，由于液相數(shù)量少，石英顆粒未被全部熔解，就可能有以固體狀態(tài)存在的方石英。因此，冷卻時要特別注意。三、燒成制度的制定燒成制度包括溫度制度、氣氛制度和壓力制度。對一個特定的產(chǎn)品而言，制定好溫度制度（建立

15、溫度與時間的關(guān)系）和控制好燒成氣氛是關(guān)鍵。壓力制度起保證前兩個制度順利實(shí)施的作用。三者之間互相協(xié)調(diào)構(gòu)成一個合理的燒成制度。（一）燒成溫度曲線的制定 燒成溫度曲線表示由室溫加熱到燒成溫度，再由燒成溫度冷卻至室溫的燒成過程全部的溫度-時間變化情況。燒成溫度曲線的性質(zhì)決定于下列因素：（1）燒成時坯體中的反應(yīng)速度。坯體的組成、原料性質(zhì)以及高溫中發(fā)生的化學(xué)變化均影響反應(yīng)的速度。（2）坯體的厚度、大小及坯體的熱傳導(dǎo)能力。（3）窯爐的結(jié)構(gòu)、型式和熱容，以及窯具的性質(zhì)和裝窯密度。1.升溫速度的確定低溫階段：升溫速度主要取決于坯體入窯時的水分。如果坯體進(jìn)窯水分高、坯件較厚或裝窯量大，則升溫過快將引起坯件內(nèi)部水蒸

16、氣壓力增高，可能產(chǎn)生開裂現(xiàn)象；對于入窯水分不大于1%2%的坯體，一般強(qiáng)度也大，在120前快速升溫是合理的；對于致密坯體或厚胎坯體，水分排除困難，加熱過程中，內(nèi)外溫差也較大，升溫速度就應(yīng)減緩。氧化分解階段：升溫速度主要取決于原料的純度和坯件的厚度，此外，也與氣體介質(zhì)的流速和火焰性質(zhì)有關(guān)。原料較純且分解物少，制品較薄的，則升溫可快些；如坯體內(nèi)雜質(zhì)較多且制品較厚，氧化分解費(fèi)時較長或窯內(nèi)溫差較大的，則升溫速度不宜過快；當(dāng)溫度尚未達(dá)到燒結(jié)溫度以前，結(jié)合水及分解的氣體產(chǎn)物排除是自由進(jìn)行的，而且沒有收縮，因而制品中不會引起應(yīng)力，故升溫速度可快。隨著溫度升高，坯體中開始出現(xiàn)液相，應(yīng)注意使碳素等在坯體燒結(jié)和釉層

17、熔融前燒盡；一般當(dāng)坯體燒結(jié)溫度足夠高時，可以保證氣體產(chǎn)物在燒結(jié)前逸出，而不致產(chǎn)生氣泡。高溫階段：此階段的升溫速度取決于窯的結(jié)構(gòu)、裝窯密度以及坯件收縮變化的程度。當(dāng)窯的容積很大時，升溫過快則窯內(nèi)溫差大，將引起高溫反應(yīng)的不均勻。坯體玻璃相出現(xiàn)的速度和數(shù)量對坯件的收縮產(chǎn)生不同程度的影響，應(yīng)視不同收縮情況決定升溫的快慢。在高溫階段主要是收縮較大，但如能保證坯體受熱均勻，收縮一致，則升溫較快也不會引起應(yīng)力而使制品開裂或變形。2.燒成溫度及保溫時間的確定燒成溫度必須在坯體的燒結(jié)范圍之內(nèi)，而燒結(jié)范圍則須控制在線收縮（或體積收縮）達(dá)到最大而顯氣孔率接近于零（細(xì)瓷吸水率<0.5%）的一段溫度范圍。最適宜的

18、燒成溫度或止火溫度可根據(jù)坯料的加熱收縮曲線和顯氣孔率變化曲線來確定。但須指出，這種曲線與升溫速度有關(guān)。當(dāng)升溫速度快時，止火或者最適宜燒成溫度可以稍高，保溫時間可以短些；當(dāng)升溫速度慢時，止火溫度可以低些。操作中可采用較高溫度下短時間的燒成或在較低溫度下長時間的燒成來實(shí)現(xiàn)。在高溫下（即燒結(jié)范圍的上限）短時間燒成，可以節(jié)約燃料，但對燒結(jié)范圍窄的坯料來說，由于溫度較高，液相粘度急劇下降，容易導(dǎo)致缺陷的產(chǎn)生，在此情況下則應(yīng)在較低溫度下（即燒結(jié)范圍的下限）延長保溫時間。因?yàn)楸啬鼙ＷC所需液相量平穩(wěn)地增加，不致使坯體產(chǎn)生變形。3.冷卻速度的確定冷卻速度主要取決于坯體厚度及坯內(nèi)液相的凝固速度?？焖倮鋮s可防止莫

19、來石晶體變?yōu)榇志?，對提高?qiáng)度有好處。同時防止坯體內(nèi)低價鐵的重新氧化，可使坯體的白度提高。所以高溫冷卻可以快速進(jìn)行，但快速冷卻應(yīng)注意在液相變?yōu)楣滔嗖ＡУ臏囟龋s在750800）以前結(jié)束。此后，冷卻應(yīng)緩慢進(jìn)行，以便液相變?yōu)楣滔鄷r制品內(nèi)溫度分布均勻。400600為石英晶型轉(zhuǎn)化溫度范圍，體積發(fā)生變化，容易造成開裂，故應(yīng)考慮緩冷。400以下，則可加快冷卻，不會出現(xiàn)問題。對厚件制品，由于內(nèi)外散熱不均而產(chǎn)生應(yīng)力，特別是液相粘度由1012Pa×S數(shù)量級至1014Pa×S的數(shù)量級時，內(nèi)應(yīng)力較大，處理不當(dāng)時易造成炸裂。（二）氣氛制度氣體介質(zhì)對含有較多鐵的氧化物、硫化物、硫酸鹽以及有機(jī)雜質(zhì)等陶瓷

20、坯料影響很大。同一瓷坯在不同氣體介質(zhì)中加熱，其燒結(jié)溫度、最終燒成收縮、過燒膨脹以及收縮速率、氣孔率均不相同，故要根據(jù)坯料化學(xué)礦物組成，以及燒成過程各階段的物理化學(xué)變化規(guī)律，恰當(dāng)選擇氣體介質(zhì)（即氣氛）。我國南北方瓷區(qū)因坯料的化學(xué)礦物組成，鐵、鈦等氧化物含量不同，選擇了不同的氣氛制度。南方瓷區(qū)的燒成多采用還原焰燒成制度（即小火氧化，大火還原）；北方瓷區(qū)采用全部氧化焰燒成。陶瓷墻地磚一般采用氧化焰燒成。氣體介質(zhì)的性質(zhì)是根據(jù)燃燒產(chǎn)物中游離氧和還原成分的含量來決定的。當(dāng)游離氧含量為4%5%時，為普通的氧化介質(zhì)，稱普通氧化焰；當(dāng)游離氧含量為8%10%時，稱強(qiáng)氧化焰；當(dāng)氧含量為1%1.5%時，稱中性焰；而游

21、離氧含量在0%1%（CO=4%8%）時為還原焰。1.氧化氣氛的作用與控制在水分排除階段、氧化分解階段，一般需要氧化氣氛。它的主要作用有兩個：（1）將前一階段沉積在坯體上的碳素和坯體中的有機(jī)物及碳素?zé)M。（2）將硫化鐵氧化，其反應(yīng)式如下：4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2為使碳素?zé)M，空氣過剩系數(shù)a值和升溫時間要適當(dāng)。對于用氧化焰燒成的瓷器以及精陶、普陶等，成熟（或瓷化）階段中的a值應(yīng)控制在1.21.7。氧化焰燒成的隧道窯，以重油為燃料時，a值為1.11.3；以煙煤作燃料時，a值為1.31.7；以煤氣為燃料時，a值為1.051.15；預(yù)熱帶匯總煙道中煙氣的a值為35。實(shí)踐證明，

22、用氧化焰燒成的瓷器，在瓷化階段如a值過高，容易造成釉面光澤不好，甚至造成高火部位坯體起泡。2.還原氣氛的作用與控制還原氣氛主要有以下作用：（1）含F(xiàn)e2O3 較高的原料，可以避免Fe2O3在高溫時分解并放出氧，致使坯體發(fā)泡。在氧化氣氛下，F(xiàn)e2O3在12501370分解產(chǎn)生氧氣，造成坯體起泡。而在還原氣氛下：2Fe2O3+2CO4FeO+2CO2在低于Fe2O3分解的溫度下，即完成了還原反應(yīng)，避免了析氧發(fā)泡。（2）FeO與SiO2等形成亞鐵硅酸鹽，呈淡青的色調(diào)，使瓷器具有白如玉的特點(diǎn)。影響還原氣氛的主要介質(zhì)是O2，其次是CO和CO2。還原階段應(yīng)盡可能使O2的百分濃度小于1%或接近零，空氣過剩系

23、數(shù)宜小于1，CO的濃度可根據(jù)坯料組成控制在2%7%（CO/CO2»0.450.37)。O2含量高于1%，即使增加CO的含量，還原效果也不好，而CO含量過高，煙氣過濃，釉表面就會發(fā)生沉碳，碳粒在釉熔融以后燒去就會產(chǎn)生針孔等缺陷。在氧含量接近于零而CO含量不高時，延長還原時間，有利于提高坯、釉質(zhì)量。（三）壓力制度圖1-8-16 南方某廠油燒隧道窯燒成曲線圖窯內(nèi)合理的壓力制度是實(shí)現(xiàn)溫度制度和氣氛制度的保證。油燒隧道窯還原焰燒成時，一般窯的預(yù)熱帶控制負(fù)壓（-29.42Pa以下），燒成帶正壓（19.6129.42Pa），冷卻帶正壓（019.61Pa），零壓位在預(yù)熱和燒成帶之間；油燒隧道窯氧化焰

24、燒成一般預(yù)熱帶為負(fù)壓，燒成帶為微負(fù)壓到微正壓（-4.904.90Pa），冷卻帶為正壓。為保持合理的壓力制度，可通過調(diào)節(jié)總煙道閘板，排煙孔小閘板來控制抽力，控制好氧化幕、急冷氣幕以及抽余熱風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與風(fēng)壓，并適當(dāng)控制燒嘴油量，調(diào)節(jié)車下風(fēng)壓和風(fēng)量等辦法。四、陶瓷燒成設(shè)備窯爐窯爐是保證陶瓷制品質(zhì)量和性能的關(guān)鍵設(shè)備。陶瓷窯爐一般分為連續(xù)窯和間歇窯。其他的分類方法見表1-8-4。普通陶瓷多采用隧道窯、輥道窯、梭式窯（抽屜窯）等等。特種陶瓷則多采用電爐，如管式爐、箱式爐、感應(yīng)爐等。一種陶瓷制品往往可以用幾種窯爐設(shè)備來燒成。如衛(wèi)生陶瓷一般用隧道窯燒成，但也有使用梭式窯來燒成的。近年來也開始使用輥道窯燒成衛(wèi)生

25、陶瓷。采用何種窯型要視產(chǎn)品的具體要求，投資大小，當(dāng)?shù)貤l件等綜合而定。（一）隧道窯隧道窯(tunnel kiln)是陶瓷生產(chǎn)使用較普遍的窯型，其基本特征是窯體外形像一條隧道。制品用各種方式從這條隧道通過，實(shí)現(xiàn)燒成的目的。其特點(diǎn)是連續(xù)性生產(chǎn)，產(chǎn)量高。通常所說的隧道窯一般是指單通道窯車隧道窯，表1-8-5是隧道窯的分類。表1-8-4 陶瓷窯爐分類分類方法名稱主要特點(diǎn)按使用燃料來分類柴窯以木柴為燃料，如景德鎮(zhèn)蛋形窯（古窯）煤窯以煤為燃料，有煤燒隧道窯、輥道窯、倒焰窯等油窯以重油、輕柴油等為燃料氣窯以城市煤氣、發(fā)生爐煤氣、天然氣、石油液化氣等為燃料電窯用各種電發(fā)熱體加熱升溫按火焰流動方向分類升焰窯窯內(nèi)火

26、焰由窯底升起，窯頂排煙平焰窯火焰在窯內(nèi)運(yùn)動時大部分呈水平狀半倒焰窯火焰由窯的前部上升，再傾斜流向窯后方下部，再由煙囪排出倒焰窯火焰由上向下，倒流窯底，再由煙囪排出按形狀分類圓窯外形為圓形，也稱饅頭窯，一般為升焰窯或倒焰窯方窯外形為方形，一般為升焰窯或倒焰窯隧道窯外形像條隧道，包括推板窯、輥道窯等階級窯窯內(nèi)分許多間，逐級傾斜向上龍窯外形像條龍，斜伏在山坡上抽屜窯窯車進(jìn)出窯體時如抽屜運(yùn)動，亦稱梭式窯鐘罩窯外形像鐘罩，窯整體可升降平移，用于燒高大產(chǎn)品，亦稱蒸籠窯蛋形窯外形像蛋殼形狀，有弧度，屬半倒焰窯，是古窯型的一種按用途分類干燥窯用于坯體的干燥，可用余熱或安裝燃燒器，亦稱干燥器素?zé)G用于未施釉的坯

27、體的預(yù)燒，如用于釉面磚的素?zé)G釉燒窯用于素?zé)魇┯院蟮臒?，亦稱本燒窯烤花窯用于陶瓷貼花、彩繪后的彩烤重?zé)G有缺陷的陶瓷經(jīng)修補(bǔ)后重新入窯燒成，亦稱修補(bǔ)窯表1-8-5 隧道窯分類表分類根據(jù)窯名特點(diǎn)備注按熱源分火焰隧道窯電熱隧道窯以煤、煤氣或油為燃料利用電熱元件加熱按火焰是否進(jìn)入隧道來分明焰隧道窯隔焰隧道窯半隔焰隧道窯火焰直接進(jìn)入隧道在火焰和制品間有隔焰板（馬弗板），火焰加熱隔板，隔焰板再將熱輻射給制品隔焰板上開有孔口，讓部分燃燒產(chǎn)物與制品接觸，或只有燒成帶隔焰，預(yù)熱帶明焰電熱窯爐也有隔焰式（馬弗窯），用隔焰板將電熱元件和制品分開按窯內(nèi)運(yùn)輸設(shè)備分窯車隧道窯推板隧道窯輥底隧道窯輸送隧道窯步梁隧道窯氣

28、墊隧道窯 在隧道中托制品運(yùn)動的是窯車制品在運(yùn)動的推板上制品（或連同架子或托板）在輥道上運(yùn)動用耐熱網(wǎng)帶輸送制品亦簡稱隧道窯簡稱推板窯簡稱輥道窯亦稱網(wǎng)帶窯按通道多少分單通道隧道窯多通道隧道窯1.一般隧道窯的工作系統(tǒng)隧道窯的工作系統(tǒng)也稱作工作流程，是指窯內(nèi)氣體的輸送系統(tǒng)。一般的隧道窯均有多個氣體輸送系統(tǒng)構(gòu)成。如排煙系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、助燃系統(tǒng)、氣幕隔離和攪拌系統(tǒng)等。隧道窯各部分的結(jié)構(gòu)與工作系統(tǒng)的設(shè)置很有關(guān)系。圖1-8-17是一條明焰隧道窯的工作系統(tǒng)圖。圖1-8-17 一般隧道窯的工作系統(tǒng)圖1-封閉氣幕送風(fēng)；2-攪拌氣幕；3-排煙機(jī)；4-攪拌氣幕送風(fēng)；5-重油或煤氣；6-燒嘴；7-霧化或助燃風(fēng)機(jī)；8-急冷

29、送風(fēng)；9-送干燥熱風(fēng)；10-熱風(fēng)機(jī)；11-冷風(fēng)機(jī)圖1-8-18 隧道窯拱頂結(jié)構(gòu)示意圖1-拱頂；2-拱腳；3-拱腳梁；4-立柱；5-拉桿；6-檢查坑；R-拱半徑；B-跨度；a-拱心角；s-拱厚；f-拱高這個工作系統(tǒng)是將油或煤氣自燒成帶的燃燒室噴入，燒成帶呈微正壓。煙氣在預(yù)熱帶用排煙機(jī)抽走。預(yù)熱帶有窯頭封閉氣幕，使窯內(nèi)上下溫差減少。冷卻帶有急冷送風(fēng)，窯尾送風(fēng)和抽熱風(fēng)設(shè)備。冷卻帶工作系統(tǒng)較完善，急冷風(fēng)和窯尾直接鼓入的風(fēng)都由熱風(fēng)機(jī)抽走，達(dá)到平衡，自成一個系統(tǒng)。即很少或沒有冷氣進(jìn)入燒成帶，容易提高燃燒溫度和維持還原氣氛。急冷風(fēng)又有阻擋燒成帶煙氣倒流的作用，可以防止產(chǎn)品熏煙。冷卻帶在微正壓下操作，預(yù)熱帶負(fù)

30、壓不大，漏進(jìn)窯內(nèi)的冷空氣較少，溫度較均勻，為優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低熱耗創(chuàng)造了條件。焙燒日用瓷的隧道窯，要燒還原氣氛，在燒成帶的氧化爐和還原爐之間還設(shè)有氧化氣氛幕。2.隧道窯的結(jié)構(gòu)隧道窯包括四個部分：窯體、窯內(nèi)輸送設(shè)備、燃燒設(shè)備和通風(fēng)設(shè)備。隧道窯沿窯長方向可分為三帶：預(yù)熱帶（入窯口至900區(qū)段）、燒成帶（900至最高溫度處）、冷卻帶（最高溫度處至出窯口）。（1）窯體 窯體是由窯墻、窯頂所組成，其所圍的空間（與窯車襯一道）即是燃燒產(chǎn)物與坯體進(jìn)行熱交換的隧道。窯體一般是鋼結(jié)構(gòu)支架固定的。窯墻與窯頂一起，將隧道與外界分隔，在隧道內(nèi)坯體進(jìn)行熱交換被高溫?zé)煔饧訜?，因此，窯墻必須經(jīng)受高溫的作用。此外，還要支撐窯頂，

31、承受一定的重量。窯墻內(nèi)壁溫度約等于制品的溫度，而外壁接觸大氣，因此有熱量自內(nèi)壁通過窯墻向外壁散失。但窯頂?shù)母邷丨h(huán)境更為惡劣，因此，必須耐高溫、輕質(zhì)、積散熱小及具有一定的強(qiáng)度，堅(jiān)固耐用，此外，應(yīng)盡可能減少窯內(nèi)的氣體分層。窯頂一般采用拱頂，拱頂結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，磚形簡單且節(jié)約鋼材。其剖面如圖1-8-18。一般拱心角a=60°或90°。設(shè)計(jì)隧道窯窯頂時可在相關(guān)手冊中選用標(biāo)準(zhǔn)楔形磚及拱腳磚。檢查坑道是設(shè)在隧道窯下的通道，其作用是冷卻窯車，清掃落下的碎屑和砂粒，以及在發(fā)生倒垛事故時，便于拖出窯車進(jìn)行事故處理。其寬1m左右，深度一般在1.8m左右。有時受地下水位的限制，隧道窯不要檢查坑道或只在

32、燒成帶設(shè)置很短的一段檢查坑道。預(yù)熱帶窯門可保證窯內(nèi)操作穩(wěn)定，防止冷空氣漏入以減少氣體分層和上下溫差。冷卻帶窯門的作用是防止從冷卻帶出口端漏出大量空氣，使產(chǎn)品能得到合理的冷卻。窯門有升降式和金屬卷簾式等。對一些用封閉氣幕隔熱較好的窯爐，有時也不設(shè)置窯門。（2）窯內(nèi)輸送設(shè)備 窯內(nèi)輸送設(shè)備指窯車及推車機(jī)等。窯車是制品及匣缽等的承重載體，同時又要反復(fù)經(jīng)受高溫，故應(yīng)有較高的機(jī)械強(qiáng)度和耐高溫性能。其底架一般是用鋼材鉚接或鑄鐵制成。表面鋪有輕質(zhì)隔熱材料、耐火磚或陶瓷棉氈等。兩側(cè)裝有鋼制裙板，裙板插入窯內(nèi)墻兩側(cè)的砂封槽。砂封槽隔斷了窯車上下空間，不會使冷空氣漏入窯內(nèi)。為防止窯車高溫變形（金屬部分）并增加漏氣阻

33、力，在窯墻與窯車襯磚之間，以及兩車襯磚之間應(yīng)作曲折密封。隧道窯進(jìn)車端裝有推車機(jī)。使窯車作間歇或連續(xù)的運(yùn)動。油壓推車機(jī)由油泵和推進(jìn)器（工作油缸）組成。油泵有柱塞、齒輪或葉片油泵等。（3）燃燒設(shè)備 燃燒設(shè)備主要有燃燒室和燒嘴兩部分，還有與燒嘴相連的附屬設(shè)備。隧道窯可以使用氣體燃料、液體燃料或固體燃料。我國只有一些中小型陶瓷廠還在使用固體燃料（煤），大多數(shù)現(xiàn)代化工廠都已使用氣體或液體燃料，如天然氣、液化氣、煤氣、重油、柴油等。燒氣體或液體燃料都必須使用燒嘴。燒嘴將燃料噴入燃燒室，使大部分燃料在燃燒室燃燒，燃燒產(chǎn)物進(jìn)入窯內(nèi)加熱坯體。有些窯在窯墻上設(shè)燃燒室，有些不設(shè)在窯墻上，只在料垛間留足燃燒空間。燒重

34、油時，必須先霧化好才能噴入窯內(nèi)燃燒。一般自900950到最高燒成溫度處布置燃燒室和燒嘴。此區(qū)域也稱窯的燒成帶。有些窯在400以前的預(yù)熱帶也布置高速調(diào)溫?zé)臁Ｈ紵业牟贾每梢约胁贾茫从?2對燃燒室；也可以分散布置，用近10對或更多的燃燒室?？梢韵鄬蛳噱e布置，相錯布置可使溫度進(jìn)一步均勻。一般的窯燃燒室都是一排，布置在近車臺面處，有些為了避免下部溫度高于上部，則分上下兩層布置燒嘴。（4）通風(fēng)設(shè)備 通風(fēng)設(shè)備包括排煙系統(tǒng)、氣幕和氣體的循環(huán)裝置和冷卻系統(tǒng)。由排煙機(jī)、煙囪、鼓風(fēng)機(jī)及各種煙道、管道所組成。其作用是使窯內(nèi)氣流按一定方向流動，排除煙氣，供給空氣，抽出熱空氣等，并維持窯內(nèi)一定的溫度、氣氛和壓力

35、制度。隧道窯在預(yù)熱帶設(shè)有分散布置的排煙口，在排煙口之下為支煙道和主煙道。支煙道起連接排煙口和主煙道的作用。主煙道的布置有兩種，其一是一側(cè)主煙道穿過窯底與另一側(cè)主煙道會合，然后進(jìn)煙囪。自然抽風(fēng)的窯爐只有煙囪而不設(shè)排煙機(jī)，煙囪的作用是造成抽力把窯內(nèi)的煙氣送到較高的大氣空間，以避免污染環(huán)境。一般煙囪在45m以下。機(jī)械抽風(fēng)的隧道窯除有煙囪外，還有排煙機(jī)。隧道窯預(yù)熱帶處于負(fù)壓，易產(chǎn)生氣體分層現(xiàn)象。上下溫差較大，不利于制品燒成，因此要設(shè)置氣幕和攪動循環(huán)裝置。此外，燒成帶還有氧化氣氛幕，在冷卻帶有急冷阻擋氣幕。3.隧道窯的操作控制隧道窯的操作控制包括溫度、氣氛和壓力控制三個部分。壓力制度是溫度制度和氣氛制度

36、的保證。 （1）溫度控制預(yù)熱帶的溫度控制 預(yù)熱帶的溫度控制是保證制品自入窯起到第一對燃燒室止，能按升溫曲線均勻地加熱。在一般情況下借助幾支關(guān)鍵性熱電偶，控制窯頭、預(yù)熱帶中部（約500）及末端（約900）的溫度穩(wěn)定。如窯頭溫度過高，易使入窯水分高的坯體炸裂。但快速燒成的窯爐，限制入窯坯體水分低于0.5%，則窯頭溫度即使高達(dá)300400也可不出廢品。500左右是石英晶型轉(zhuǎn)化溫度，有體積變化，應(yīng)維持溫度穩(wěn)定。預(yù)熱帶不僅要控制熱電偶指示的窯頂溫度，還要控制近車臺面的溫度，使上下溫差減小。預(yù)熱帶溫度的控制手段主要是通過調(diào)節(jié)排煙總閘、排煙支閘以及各種氣幕來實(shí)現(xiàn)?？傞l開度大，則預(yù)熱帶負(fù)壓大，易漏入冷空氣，加

37、劇氣體分層，增大上下溫差?？傞l開度小，則抽力不足，排煙量減少，不易升溫，因此，合理控制總閘是極重要的。排煙支閘的作用是分配各段的煙氣，以滿足各段的溫度要求。如果預(yù)熱帶末端支閘開度大，則大量熱煙氣過早地排出，熱利用差，窯頭溫度低。如末端支閘不開，則大量熱煙氣涌向窯頭，使窯頭溫度過高。窯頭支閘開度不能過大，以免該處負(fù)壓過大，從窯門吸入過多冷空氣。如果匯總煙道在窯側(cè)時，則近總煙道的排煙支閘也不宜開得太大，以免把熱煙氣集中在該處，使該處溫度過高，引起坯體炸裂。要減少預(yù)熱帶的上下溫差，可以采用封閉氣幕和擾動氣幕。擾動氣幕不如封閉氣幕作用明顯，原因是擾動氣幕溫度較低，噴嘴又小，有時難以達(dá)到擾動作用。采用氣

38、體循環(huán)或高速調(diào)溫?zé)鞂p少上下溫差有較顯著效果。此外，要減少預(yù)熱帶上下溫差，窯車接頭處要嚴(yán)密不漏氣，砂封板接頭要靠緊。砂封板要埋入砂下34cm。料垛必須碼得上密下稀，料垛與窯頂和窯墻之間的距離不能太大，以增加上部氣流阻力，使氣流在料垛中分布均勻。尤其下部要留出適當(dāng)氣體通道，達(dá)到上下內(nèi)外溫度均勻。燒成帶的溫度控制 燒成帶的溫度控制就是控制實(shí)際火焰溫度和最高溫度點(diǎn)。實(shí)際火焰溫度應(yīng)高于制品燒成溫度50100?？刂苹鹧鏈囟鹊霓k法是調(diào)節(jié)單位時間內(nèi)的燃料消耗量和空氣配比。單位時間燃燒的燃料多而空氣配比又恰當(dāng)，則火焰溫度高。燒煤氣的無焰燒嘴，只有采用高速噴出，才能使燒成帶溫度均勻。燒油的窯，油溫、油壓和霧化

39、風(fēng)壓的穩(wěn)定至關(guān)重要。最高溫度點(diǎn)，一般控制在最末一二對燒嘴之間。最高溫度點(diǎn)前移，使保溫時間過長不好，易使制品過燒變形；后移則保溫不足，形成欠燒。燒還原氣氛的窯，其燒成帶還要控制氣氛轉(zhuǎn)化溫度，一般由氧化氣氛轉(zhuǎn)化為還原氣氛的溫度在1050左右。燒成帶溫度的觀測可用熱電偶或光學(xué)高溫計(jì)、輻射高溫計(jì)等儀表。也可采用測溫錐、測溫環(huán)、測溫車等。冷卻帶的溫度控制 產(chǎn)品在700以前可以急冷，靠急冷阻擋氣幕噴入的冷空氣將制品急冷。大件未裝匣缽的制品，為了避免冷風(fēng)噴入不均勻引起制品炸裂，可抽200以下（由冷卻帶夾墻、夾頂抽）的熱空氣作急冷之用，也可采用間接冷卻。窯尾則直接鼓入冷風(fēng)，使產(chǎn)品由400冷至80左右出窯。70

40、0400為緩冷階段，靠分布在該段的熱風(fēng)抽出口將產(chǎn)品冷卻。要注意高溫急冷風(fēng)的位置、風(fēng)量應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品性質(zhì)、裝車情況和推車速度來決定。 （2）燒成帶的氣氛控制燒氧化氣氛的窯，氣氛容易控制，控制空氣過剩系數(shù)大于1，而不要太大，以節(jié)約燃料，提高溫度。燒還原氣氛的窯在燒成帶前一小段要控制氧化氣氛，后一大段控制還原氣氛，用氧化氣氛幕來分隔這二段。燒成帶如果采用5對燃燒室，則有1對為氧化爐，后4對為還原爐。在還原爐中前3對為重還原爐，氣體中含CO2%4%，最后1對燃燒室為輕還原爐，接近中性氣氛。7對燃燒室時，則前面2對為氧化爐，后5對為還原爐，其中4對為重還原爐，最后1對為輕還原爐。氧化爐距第1對還原爐較遠(yuǎn)，以

41、便引入氧化氣氛幕，氣氛幕應(yīng)抽冷卻帶的熱空氣，避免過多地降低窯內(nèi)溫度。氧化爐既要有充分的空氣以燒盡殘余的CO，還要維持一定的溫度（9001050）。氧化爐的作用是使進(jìn)入還原期前將坯體中的有機(jī)物完全燒盡，硫酸鹽等充分分解，以免后期產(chǎn)生坯泡。燒煤的燃燒室，氧化爐的煤層較薄，阻力較小，有較多空氣進(jìn)入煤層燃燒，產(chǎn)生完全燃燒的氧化氣氛。還原爐的煤層較厚，阻力較大，進(jìn)入煤層的空氣較少，產(chǎn)生不完全燃燒的半煤氣，半煤氣中含較多的CO，進(jìn)窯與二次空氣燃燒，因?yàn)楣┙o的空氣始終是不足的，最后燃燒產(chǎn)物中仍含2%4%的CO。至于燃油或燒煤氣的窯，則控制噴油量和空氣配比或煤氣、空氣配比，即可控制氣氛。氧化氣氛時空氣過量，還

42、原氣氛時空氣微不足。由火焰的顏色也可以判斷，氧化氣氛時，火焰清晰明亮，可以一望到底，清楚地看到料垛。還原氣氛時，火焰混濁，不容易看清料垛。氣氛的控制和溫度的控制密切相關(guān)。例如燒氧化氣氛時，由于空氣過多，如果維持燃料不變而減少過多空氣，則火焰溫度提高，當(dāng)減少空氣至空氣過剩系數(shù)接近于1時，此時溫度最高。再繼續(xù)減少空氣，使空氣不足，則溫度又降低而進(jìn)入不完全燃燒的還原氣氛。相反，當(dāng)燒還原氣氛時，由于空氣不足，如果維持燃料不變而增加空氣時，由于燃燒更趨完全，火焰溫度升高。繼續(xù)增加空氣至理論需要量（空氣過剩系數(shù)接近于1）時，燃燒溫度最高。如再增加空氣，則溫度降低而變?yōu)橥耆紵钟羞^多空氣的氧化氣氛。所以從

43、溫度的變化也可以判斷氣氛的變化。（3）壓力控制壓力制度是為了實(shí)現(xiàn)溫度制度和氣氛制度而確定的。最關(guān)鍵的是控制燒成帶兩端的壓力穩(wěn)定。如果窯內(nèi)負(fù)壓大，漏入的冷空氣多，一方面導(dǎo)致窯內(nèi)溫度低，氣體分層嚴(yán)重，上下溫差大；另一方面會使燒成帶難以維持還原氣氛。如果窯內(nèi)正壓過大，則大量熱氣體向外界冒出，損失熱量，惡化勞動條件，冒入車下坑道還會燒毀窯車，造成事故。最理想的情況是全窯都維持零壓，但實(shí)際上這是辦不到的，因?yàn)轭A(yù)熱帶要抽走廢氣，因此必然是負(fù)壓，而冷卻帶要鼓入冷風(fēng)，必然處于正壓。由正壓到負(fù)壓要經(jīng)過零壓，由冷卻帶到預(yù)熱帶要經(jīng)過燒成帶，所以燒成帶處于零壓附近操作。但是，燒成帶也不是全帶處于零壓，而只有一個零壓面

44、，控制這個零壓面的位置十分重要。燒煤氣、燒油或爐柵下鼓風(fēng)燒煤的窯，零壓面一般控制在燒成帶和預(yù)熱帶的交界面附近。這樣，燒成帶全處于正壓，容易燒還原氣氛。爐柵下不鼓風(fēng)，只靠煙囪抽風(fēng)的煤窯，則零壓面控制在燒成帶1、2對或2、3對燃燒室之間，有的窯甚至在燒成帶末，這樣，使燒成帶處于微負(fù)壓下操作，以便由爐柵下吸入相應(yīng)的空氣來進(jìn)行燃燒。如燒成帶負(fù)壓大就會漏入冷空氣而難以維持還原氣氛。如果預(yù)熱帶負(fù)壓過大，漏入冷風(fēng)多，則上下溫差大。冷卻帶急冷和直接風(fēng)冷鼓入的風(fēng)必須和抽出的熱風(fēng)相平衡，也就是說鼓入之冷風(fēng)應(yīng)等于抽出之熱風(fēng)，才不致有冷風(fēng)流入燒成帶，使燒成帶能控制好最高燒成溫度和還原氣氛。如果急冷處正壓過大，大大超過

45、燒成帶最末1對燃燒室處的正壓，則可能導(dǎo)致大量溫度不高的空氣進(jìn)入燒成帶，而可能引起保溫不足，產(chǎn)品生燒，或還原氣氛不足，二次發(fā)黃。如果急冷處正壓不足而呈現(xiàn)負(fù)壓，由于熱風(fēng)抽出過多，或急冷鼓風(fēng)太少，則燒成帶有煙氣倒流至冷卻帶，使產(chǎn)品熏煙而成廢品。急冷氣幕要自窯頂及窯墻兩側(cè)同時噴入，全面封鎖而阻擋煙氣。但有的窯設(shè)計(jì)在同一排氣幕上，一側(cè)噴冷風(fēng)，一側(cè)抽熱風(fēng)，次一排也是如此，只是噴冷風(fēng)和抽熱風(fēng)方向調(diào)過來，這種設(shè)計(jì)很難控制，如果調(diào)節(jié)得不恰當(dāng)，或鼓風(fēng)過多，或抽風(fēng)過多，造成燒成帶溫度低或達(dá)不到還原氣氛，或是煙氣倒流，產(chǎn)品熏煙。不少工廠出現(xiàn)過這種難于控制的現(xiàn)象。除了控制隧道內(nèi)的壓力制度外，還要控制車下檢查坑道的壓力，

46、最好檢查坑道的壓力與窯內(nèi)壓力接近平衡，即冷卻帶車下維持正壓，預(yù)熱帶車下維持負(fù)壓，燒成帶在零壓附近。這樣，車上車下互不干擾，預(yù)熱帶沒有冷空氣自坑道漏入窯內(nèi)，冷卻帶也無熱氣體冒向坑道。如果控制有困難，則寧愿預(yù)熱帶及燒成帶車下坑道壓力小于窯內(nèi)的壓力，避免漏進(jìn)大量冷風(fēng)，增大窯內(nèi)上下溫差。冷卻帶車下坑道壓力應(yīng)大于窯內(nèi)的壓力，避免燒壞窯車。（二） 輥道窯輥道窯(roller-hearth kiln)，也稱為輥底式隧道窯或輥底窯。它是利用一系列轉(zhuǎn)動的輥?zhàn)幼鳛橹破返妮斔凸ぞ?見圖1-8-19)。輥道窯已廣泛用于墻地磚的燒成。一部分日用瓷和衛(wèi)生瓷的燒成和日用瓷的彩烤等也采用輥道窯。輥道窯有單層、雙層甚至三層通道

47、結(jié)構(gòu)的，其中單層輥道窯用得最多。輥道窯有以下熱工特點(diǎn)：（1）加熱溫度均勻，且窯內(nèi)斷面溫差小。用天然氣或凈化煤氣、輕柴油等做燃料，可在輥道上下設(shè)置燃燒器噴嘴，使產(chǎn)品上下同時加熱，保證產(chǎn)品的燒成質(zhì)量，并為縮短燒成周期創(chuàng)造了條件。（2）有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化操作?？蓽p輕勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。圖1-8-19 輥道窯斷面圖（3）不用窯車，也不用匣缽和其他窯具（燒馬賽克等小件產(chǎn)品時僅用墊板），可降低能耗。（4）結(jié)構(gòu)簡單，便于維護(hù)和檢修。我國從意大利、德國等引進(jìn)了許多先進(jìn)的輥道窯。這些窯的一些共同特點(diǎn)是：窯體分節(jié)，采用金屬框架承載結(jié)構(gòu)（有些框架構(gòu)件由四方鋼管組成兼做風(fēng)管道），內(nèi)襯耐火材料，分段預(yù)制，現(xiàn)場

48、安裝成整體；窯頂采用懸掛式平吊頂結(jié)構(gòu)，既減輕自重，又有利于減少窯內(nèi)氣體分層現(xiàn)象；窯墻選用輕質(zhì)隔熱耐火材料和陶瓷纖氈，外殼采用金屬鋼板；使用天然氣、冷煤氣、石油液化氣或輕柴油等比較潔凈的燃料，故可明焰裸燒；采用高速調(diào)溫?zé)旎蚨酂烊紵?，使窯內(nèi)溫度更加均勻；有先進(jìn)的自動控制系統(tǒng)和故障報警系統(tǒng)。部分國外輥道窯技術(shù)參數(shù)見表1-8-6。我國現(xiàn)已可生產(chǎn)性能優(yōu)良的輥道窯。表1-8-6 國外輥道窯主要技術(shù)性能對照表 項(xiàng)目公司型號通道數(shù)目窯長（m）內(nèi)寬（mm）燒成周期(min)最高使用溫度（）溫度波動范圍（）能耗（kJ/kg）傳動方式燃料種類控制方式生產(chǎn)能力（m2/d）西蒂(SITI)SM1409014605

49、0601350±520482299鏈條氣體或液體微機(jī)17802000F1多通道3375025451250±512542215鏈條氣體或液體微機(jī)21905500F1L1、2、33674125045601250±216722132分段鏈傳動氣體微機(jī)8002195 (16006585)F1LX1、2、34878160045601350±215882132分段鏈傳動氣體微機(jī)11353133(28706230)莫利(MORI)RKM80RKML113010050100153022004560456012501250±2±214632508146

50、32508分段鏈傳動分段鏈傳動氣體氣體儀表或微機(jī)儀表或微機(jī)1200400030006000波比(POPPI)111251002510025100100015402240<1965<1965<1965直齒輪直齒輪直齒輪氣體氣體或液體氣體或液體6002400900360015006000薩克米(SACMI)RKS2000150100200030701250±520062884螺旋齒輪氣體PID或微機(jī)25005000唯高(WELKO)FRW2000標(biāo)準(zhǔn)型FRW2000窄型FRW2000寬型1 二段1 二段2510025100501001500750212045604560

51、4560130013001300±5±5±52717731527177315<2717摩擦鏈傳動摩擦鏈傳動摩擦鏈傳動氣體氣體氣體PID或微機(jī)微機(jī)微機(jī)海姆佐特RKK15876145030901250±620482926螺旋齒輪氣體或液體PID11003200（三）間歇窯圖1-8-20 梭式窯結(jié)構(gòu)示意圖1-窯室；2-窯墻；3-窯頂；4-燒嘴；5-升降窯門；6-支煙道；7-窯車；8-軌道間歇窯(intermittent kiln)是指陶瓷制品的裝窯、燒成、冷卻和出窯等操作工序，依次間歇地并周而復(fù)始地進(jìn)行的窯爐。與連續(xù)式隧道窯相比，它具有建造費(fèi)用低、投產(chǎn)快

52、、燒成品種范圍寬、節(jié)假日可停窯等優(yōu)點(diǎn)。但其產(chǎn)量較低，裝、出窯有一定的勞動強(qiáng)度。故間歇窯適合于中小批量、多品種的陶瓷生產(chǎn)企業(yè)。我國一些中小型日用瓷和衛(wèi)生瓷廠，仍在使用傳統(tǒng)的間歇窯倒焰窯，但近二十年來，國內(nèi)外陶瓷工作者對現(xiàn)代化的新型間歇窯梭式窯，進(jìn)行了多方面的研究和不斷改進(jìn)，使它在日用瓷、建衛(wèi)瓷和電瓷、特種陶瓷等產(chǎn)品的燒成上獲得了日益廣泛的應(yīng)用。1.倒焰窯倒焰窯(down draught kiln)是我國陶瓷工業(yè)中應(yīng)用歷史較為悠久的一種窯型。其火焰在擋火墻和煙囪抽力作用下有一個先沖上窯頂然后向下進(jìn)入窯底吸火孔的過程，故命名為倒焰窯。倒焰窯的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，造價低，但操作起來勞動強(qiáng)度大，能耗大，污染

53、較嚴(yán)重。煤燒倒焰窯是應(yīng)當(dāng)淘汰的窯爐。2. 梭式窯梭式窯(shuttle kiln)也稱抽屜窯，是一種窯車式的倒焰窯，其結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的矩形倒焰窯類似（見圖1-8-20）。為了減輕每次封閉、拆卸窯門的繁重勞動，窯門可以固定砌筑在窯車的一端上，這樣，隨著窯車推入窯內(nèi)或從窯內(nèi)拉出時，把窯門封閉或打開。有時把窯門砌筑在一鋼架結(jié)構(gòu)上，利用電動提升機(jī)構(gòu)上下啟閉窯門。因?yàn)樵诟G外裝、卸窯車，且易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作，所以與傳統(tǒng)的倒焰窯在窯內(nèi)裝、卸制品相比較，大大地改善了勞動條件和減輕了勞動強(qiáng)度。梭式窯可在窯室長度方向上的兩端都設(shè)置窯門，在窯外碼裝好制品的窯車由一端窯門推入窯內(nèi)，制品燒好并冷卻至一定溫度后的窯車，從窯室的

54、另一端窯門推出?；蛘?，同時從兩端的窯門推入、拉出窯車。也有的梭式窯只在一端設(shè)置窯門，碼裝好制品的窯車從這一窯門推入窯室內(nèi)，待制品燒好并冷卻至一定溫度后仍從這個窯門拉出。目前各國都在不斷改進(jìn)梭式窯的結(jié)構(gòu)、材料和裝備。如使用高速等溫?zé)?、性能良好的耐火材料和全自動控制裝置等，使其窯內(nèi)上下溫差僅35，并可保證燒成曲線和燒成制品的靈活性。梭式窯在高檔陶瓷的燒成方面（如衛(wèi)生陶瓷的燒成和重?zé)┱诎l(fā)揮重要的作用。 （四）電熱窯爐窯爐從熱源角度可分為火焰式和電熱式兩大類。前面所述的都是火焰窯爐(flame furnace)。隨著特種陶瓷的發(fā)展，各種電熱窯爐(electric furnace)正在被廣泛地使用

55、，電熱窯爐也簡稱電爐。1.電熱窯爐與火焰窯爐的比較（1）從熱工基本原理上相比較 火焰窯爐需要燃燒供熱，所以需進(jìn)行燃料燃燒計(jì)算和燃燒設(shè)備計(jì)算；燃料燃燒需要供給助燃空氣，燃燒產(chǎn)物需要排出窯外，所以需要計(jì)算窯內(nèi)氣體流量、流動阻力、各種壓頭的轉(zhuǎn)變，計(jì)算通風(fēng)設(shè)備等。電熱窯爐一般是通過電熱元件把電能轉(zhuǎn)變成熱能，要進(jìn)行電熱元件的選擇、電熱元件尺寸的計(jì)算，供電與控制設(shè)備的選擇與計(jì)算；由于沒有燃料燃燒的問題，所以不需要考慮供給空氣、排除燃燒產(chǎn)物等通風(fēng)設(shè)備。在窯內(nèi)傳熱方面，火焰窯爐主要是燃燒產(chǎn)物的氣體輻射傳熱和強(qiáng)制對流傳熱，電熱窯爐主要是電熱體的固體輻射傳熱及自然對流傳熱，即這兩類窯爐窯內(nèi)主要傳熱的基本方式不同。

56、但若要求在電熱窯爐內(nèi)強(qiáng)制冷卻制品或排除制品在燒成過程中產(chǎn)生的氣體以及要求維持窯內(nèi)一定的壓力制度時，則需要進(jìn)行電熱窯爐的通風(fēng)設(shè)備的計(jì)算，窯內(nèi)也就存在著強(qiáng)制對流傳熱。（2）從結(jié)構(gòu)與操作的主要優(yōu)缺點(diǎn)相比較 電熱窯爐不需要燃燒設(shè)備，故一般不需要通風(fēng)設(shè)備。其結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小；加熱空間緊湊，空間熱強(qiáng)度較高，熱效率高；窯內(nèi)制品不受煙氣及灰渣等影響，溫度便于實(shí)現(xiàn)精確控制，故產(chǎn)品燒成質(zhì)量好；窯內(nèi)可在任何壓力條件（高壓或真空）或特殊條件下加熱制品；可以獲得火焰窯爐難以達(dá)到的2000以上的高溫。電熱窯爐的斷面尺寸不能太大，否則窯斷面上溫度分布比火焰窯爐更不均勻。故電熱窯爐對燒成大件、厚壁制品不利，產(chǎn)量也不大；電熱窯爐附屬電器設(shè)備比較復(fù)雜，電熱元件消耗也多，電費(fèi)較貴，而且有些電熱元件要在一定的保護(hù)氣氛下使用。2.電熱窯爐分類電爐按電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿姆绞剑话憧煞譃殡娮锠t(resistance furnace)、感應(yīng)爐(induction furnace)、電弧爐(arc furnace)、電子束爐(electronic impact furnace)和等離子爐（plasma furna