陶瓷工藝學第十章燒成與窯具.

1、第十章第十章 燒成與窯具燒成與窯具第一節(jié)第一節(jié) 燒成制度燒成制度 第二節(jié)第二節(jié) 低溫快速燒成低溫快速燒成 第三節(jié)第三節(jié) 裝窯裝窯 第四節(jié)第四節(jié) 窯具窯具1.燒成制度燒成制度燒成制度燒成制度：燒成過程中各階段氣氛、溫度及其溫度變：燒成過程中各階段氣氛、溫度及其溫度變化速率的具體要求?；俾实木唧w要求。 包括：包括：溫度制度、氣氛制度和壓力制度。溫度制度、氣氛制度和壓力制度。 溫度制度：溫度制度：包括各階段的升溫速度、最高燒包括各階段的升溫速度、最高燒 成溫度和保溫時間。成溫度和保溫時間。 氣氛制度氣氛制度：各階段所對應的氣氛要求。各階段所對應的氣氛要求。 壓力制度：壓力制度：為了保證溫度、氣氛制

2、度的實現(xiàn)，為了保證溫度、氣氛制度的實現(xiàn)， 對窯內(nèi)壓力的要求。對窯內(nèi)壓力的要求。1.1燒成制度與產(chǎn)品性能的關系燒成制度與產(chǎn)品性能的關系1.1.1 燒成溫度對產(chǎn)品性能的影響燒成溫度對產(chǎn)品性能的影響（1）燒成溫度與產(chǎn)品的氣孔率有關）燒成溫度與產(chǎn)品的氣孔率有關 在燒成溫度范圍內(nèi)，燒成溫度越高，在燒成溫度范圍內(nèi)，燒成溫度越高， 氣孔率越低，氣孔率越低，材料的強度越高，吸水率越低。材料的強度越高，吸水率越低。燒成燒成 溫度溫度玻璃相玻璃相 /莫來石莫來石 /石英石英 /氣孔體積氣孔體積 /1210 1270 1310 135056 58 61 709 13 15 1032 27 23 193 2 1 1某

3、長石質(zhì)瓷坯相組成與燒成溫度的關系某長石質(zhì)瓷坯相組成與燒成溫度的關系（2）燒成溫度與產(chǎn)品的巖相組成有關）燒成溫度與產(chǎn)品的巖相組成有關 高溫下舊相的溶解，新相的生成、長大都高溫下舊相的溶解，新相的生成、長大都 與溫與溫度有著密切關系。度有著密切關系。瓷坯燒成時與冷卻后的內(nèi)部變化示意圖瓷坯燒成時與冷卻后的內(nèi)部變化示意圖1. 石英石英 2. 液相（玻璃相）液相（玻璃相） 3. 二次莫來石二次莫來石 4. 粘土殘骸及一次莫來石粘土殘骸及一次莫來石瓷件顯微結(jié)構(gòu)瓷件顯微結(jié)構(gòu)SEM 陶瓷燒成溫度對產(chǎn)品性能的影響，總的來講，陶瓷燒成溫度對產(chǎn)品性能的影響，總的來講，在在過燒溫度（燒成溫度范圍之內(nèi)）之前適當提高燒成

4、溫過燒溫度（燒成溫度范圍之內(nèi)）之前適當提高燒成溫度，能夠提高度，能夠提高玻璃相玻璃相和和莫來石量莫來石量，減少殘余石英量減少殘余石英量，導致產(chǎn)品的機電性能提高，透光度提高，密度增大，導致產(chǎn)品的機電性能提高，透光度提高，密度增大，熱膨脹系數(shù)降低。熱膨脹系數(shù)降低。 1.1.2 1.1.2 高溫保溫時間對產(chǎn)品性能的影響高溫保溫時間對產(chǎn)品性能的影響 高溫保溫時間：高溫保溫時間：一般是指達到最高燒成溫度后，保持一般是指達到最高燒成溫度后，保持溫度不變的一段時間，目的是為了均勻窯內(nèi)溫度，產(chǎn)溫度不變的一段時間，目的是為了均勻窯內(nèi)溫度，產(chǎn)品各部分物理化學反應均勻、完全，使產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性品各部分物理化學反應均勻、

5、完全，使產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能趨于一致。能趨于一致。適當降低燒成溫度，適當降低燒成溫度，延長保溫時間，可以提高產(chǎn)品品延長保溫時間，可以提高產(chǎn)品品質(zhì)，提高燒成合格率，對于大件、異型、密裝產(chǎn)品更質(zhì)，提高燒成合格率，對于大件、異型、密裝產(chǎn)品更加重要。加重要。 燒成溫度（燒成溫度（） 保溫時間（保溫時間（min） 平均吸水率（平均吸水率（%）10203016.410403015.710603014.9210803014.1011003013.921080514.9610801514.710803014.1510806014注：摘自注：摘自陶瓷研究陶瓷研究楊世源楊世源不同燒結(jié)溫度及高溫保溫時間對產(chǎn)品性能的影響不

6、同燒結(jié)溫度及高溫保溫時間對產(chǎn)品性能的影響 1.1.3 升、降溫速度對產(chǎn)品性能的影響升、降溫速度對產(chǎn)品性能的影響（1）對形狀：對形狀：升溫速度太快，可能導致產(chǎn)品的變形和開裂。升溫速度太快，可能導致產(chǎn)品的變形和開裂。 （2）同一種坯料燒成溫度相同時：）同一種坯料燒成溫度相同時： 慢速升溫：氣孔率較低，強度高。慢速升溫：氣孔率較低，強度高。 快速升溫：氣孔率較高，強度低?？焖偕郎兀簹饪茁瘦^高，強度低。（3）冷卻速度太快，可能導致產(chǎn)品的炸裂；太慢導致釉面析晶。）冷卻速度太快，可能導致產(chǎn)品的炸裂；太慢導致釉面析晶。（4）冷卻速度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響）冷卻速度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響 快速燒成的產(chǎn)品，緩慢冷卻，二次莫

7、來石異常生長，強度快速燒成的產(chǎn)品，緩慢冷卻，二次莫來石異常生長，強度降低；緩慢升溫的產(chǎn)品，緩慢冷卻，強度提高；降低；緩慢升溫的產(chǎn)品，緩慢冷卻，強度提高； 高溫階段冷卻高溫階段冷卻速度緩慢，可能導致低價鐵氧化產(chǎn)品泛黃，釉析晶；速度緩慢，可能導致低價鐵氧化產(chǎn)品泛黃，釉析晶；有晶型轉(zhuǎn)有晶型轉(zhuǎn)變的產(chǎn)品，在其溫度范圍，快速冷卻可能導致產(chǎn)品炸裂。變的產(chǎn)品，在其溫度范圍，快速冷卻可能導致產(chǎn)品炸裂。對于普通陶瓷產(chǎn)品冷卻制度一般為：對于普通陶瓷產(chǎn)品冷卻制度一般為： 高溫階段應當快速冷卻，低溫階段相對緩慢，晶高溫階段應當快速冷卻，低溫階段相對緩慢，晶型轉(zhuǎn)變溫度附件最慢。型轉(zhuǎn)變溫度附件最慢。1.1.4 燒成氣氛對產(chǎn)

8、品性能的影響燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響 中科院上海硅酸鹽研究所李家治、周仁等中科院上海硅酸鹽研究所李家治、周仁等 進行了大量的研究。進行了大量的研究。（1）氣氛對燒結(jié)溫度的影響）氣氛對燒結(jié)溫度的影響 A組組:Fe2O3含量含量AA2分別為分別為0.62、1.75、2.09 ；組分；組分不含有碳素，有機物。不含有碳素，有機物。B組組:Fe2O3含量含量BB3分別為分別為0.43、0.49、0.54、1.69 組分含有一定的碳素，有機物。組分含有一定的碳素，有機物。燒結(jié)溫度測試結(jié)果對比如下：燒結(jié)溫度測試結(jié)果對比如下：氧化氣氛氧化氣氛 還原氣氛還原氣氛溫度溫度1400130012001100 A A1

9、 A2 B B1 B2 B3（1）Fe2O3含量提高，不同氣氛的燒結(jié)溫度含量提高，不同氣氛的燒結(jié)溫度均降低均降低； （2）同一種坯料還原氣氛的燒結(jié)溫度一定）同一種坯料還原氣氛的燒結(jié)溫度一定低于低于氧氧 化氣氛；而且化氣氛；而且Fe2O3含量含量越高相差越大。越高相差越大。（1）氧化氣氛下坯料中的）氧化氣氛下坯料中的Fe2O3仍主要以仍主要以Fe2O3的形式的形式存在，還原氣氛下坯料中的存在，還原氣氛下坯料中的Fe2O3主要以主要以FeO的形式存的形式存在；在； （2） FeO比比Fe2O3的助熔能力強。的助熔能力強。（2）氣氛對最大燒成線收縮率的影響）氣氛對最大燒成線收縮率的影響氧化氣氛 還原

10、氣氛 A A1 A2 B B1 B2 B3最大線收縮率最大線收縮率氧化氣氛氧化氣氛 還原氣氛還原氣氛 A組坯料還原氣氛收縮率大；組坯料還原氣氛收縮率大； B組坯料氧化氣氛收縮率大。組坯料氧化氣氛收縮率大。 B組坯料中膨潤土所含的碳素、有機物在還原組坯料中膨潤土所含的碳素、有機物在還原氣氛中氧化分解溫度要比氧化氣氛高。氣氛中氧化分解溫度要比氧化氣氛高。即：即：氣氛對最大燒成線收縮率的影響與坯料的氣氛對最大燒成線收縮率的影響與坯料的組成有關。組成有關。（3）氣氛對瓷坯顏色、透光度及釉面質(zhì)量影響）氣氛對瓷坯顏色、透光度及釉面質(zhì)量影響 （A）氧化氣氛燒成后，瓷坯發(fā)黃。）氧化氣氛燒成后，瓷坯發(fā)黃。 （B

11、）還原氣氛燒成后，瓷坯呈淡青色。）還原氣氛燒成后，瓷坯呈淡青色。 低鐵高鈦坯料（北方）常用氧化氣氛燒成；低鐵高鈦坯料（北方）常用氧化氣氛燒成； 高鐵低鈦坯料（南方）常用還原氣氛燒成。高鐵低鈦坯料（南方）常用還原氣氛燒成。（C）強的還原氣氛可能導致：）強的還原氣氛可能導致： SiO2被還原分解出被還原分解出Si黑斑；黑斑； CO被還原被還原C沉積黑斑或轉(zhuǎn)變成氣泡。沉積黑斑或轉(zhuǎn)變成氣泡。1.2.2制定燒成制度的依據(jù)制定燒成制度的依據(jù)1.2.2.1 坯料組分在加熱過程中的性狀變化坯料組分在加熱過程中的性狀變化 （1）相圖（晶型轉(zhuǎn)變）和熱分析資料（差熱曲）相圖（晶型轉(zhuǎn)變）和熱分析資料（差熱曲線線DTA

12、、失重曲線、失重曲線TG、瓷坯熱膨脹曲線、瓷坯熱膨脹曲線TE、生坯不可逆熱膨脹曲線生坯不可逆熱膨脹曲線ITE）是確定升、降溫）是確定升、降溫速度的依據(jù)之一。速度的依據(jù)之一。200 400 600 800 1000 1200 粘土粘土石英石英長石長石線膨脹線膨脹ITETEDTA熱分析綜合圖譜熱分析綜合圖譜利用熱分析綜合圖譜繪制理論燒成曲線利用熱分析綜合圖譜繪制理論燒成曲線ITEDTATE - 石英石英脫脫OH碳素燃燒碳素燃燒脫吸附水脫吸附水 - 石英石英熱塑性范圍熱塑性范圍脆性生坯脆性生坯脆性瓷器脆性瓷器時間時間1400 1000600 200（2）燒結(jié)曲線（氣孔率、燒成線收縮率、吸）燒結(jié)曲線（

13、氣孔率、燒成線收縮率、吸 水率及密度變化曲線）和高溫物相分析，水率及密度變化曲線）和高溫物相分析， 是確定燒成溫度的主要依據(jù)。是確定燒成溫度的主要依據(jù)。顯氣孔率顯氣孔率線收縮率線收縮率?；秶；秶鸁Y(jié)范圍燒結(jié)范圍溫度溫度 T1 T2 +A.燒結(jié)范圍寬、液相粘度大、量隨溫度變化小的坯料，燒結(jié)范圍寬、液相粘度大、量隨溫度變化小的坯料，燒成溫度可以確定在燒結(jié)燒成溫度可以確定在燒結(jié) 范圍上限附近（范圍上限附近（T2）；）； B.燒結(jié)范圍窄、液相粘度小、量隨溫度變化大的坯料，燒結(jié)范圍窄、液相粘度小、量隨溫度變化大的坯料，燒成溫度只能定在燒結(jié)范圍下限附近（燒成溫度只能定在燒結(jié)范圍下限附近（T1）1.2

14、.2.2 制品的大小和形狀制品的大小和形狀 升溫速度快時，坯體的斷面形成溫度梯度、坯體在升溫速度快時，坯體的斷面形成溫度梯度、坯體在膨脹或收縮過程中均產(chǎn)生不均膨脹或收縮過程中均產(chǎn)生不均 勻應力，導致坯體變形勻應力，導致坯體變形（塑性狀態(tài)）或開裂（彈性狀態(tài)）。（塑性狀態(tài)）或開裂（彈性狀態(tài)）。 結(jié)論：坯體越厚、形狀越復雜越容易變形或開裂，升結(jié)論：坯體越厚、形狀越復雜越容易變形或開裂，升溫速度不能太快。溫速度不能太快。厚坯厚坯 薄坯薄坯時間時間1400 1200 1000 800 600 400 200脆性生坯脆性生坯 熱塑性范圍熱塑性范圍 脆性瓷器脆性瓷器中火保溫中火保溫理論溫度制度曲線理論溫度制

15、度曲線1.2.2.3 釉燒方法釉燒方法（1）一次燒成時，釉料的熔化溫度與坯料的氧化分解）一次燒成時，釉料的熔化溫度與坯料的氧化分解溫度相適應，中火保溫防止針孔、橘釉、黑心、鼓泡溫度相適應，中火保溫防止針孔、橘釉、黑心、鼓泡等缺陷。等缺陷。（2）冷卻初期依據(jù)釉料要求確定冷卻速度）冷卻初期依據(jù)釉料要求確定冷卻速度 光澤釉光澤釉快速冷卻快速冷卻 結(jié)晶釉結(jié)晶釉結(jié)晶溫度保溫處理結(jié)晶溫度保溫處理（3）二次燒成）二次燒成 高溫素燒低溫釉燒：釉燒時可以不考慮坯體的脫高溫素燒低溫釉燒：釉燒時可以不考慮坯體的脫結(jié)構(gòu)水及結(jié)構(gòu)水及 氧化分解排氣，素燒氧化分解排氣，素燒 時不考慮與釉的關系。時不考慮與釉的關系。低溫素燒

16、高溫釉燒：釉燒時可以不考慮低溫素燒高溫釉燒：釉燒時可以不考慮 坯體的脫結(jié)構(gòu)坯體的脫結(jié)構(gòu)水，要考慮氧化分解，素水，要考慮氧化分解，素 燒時不考慮與釉的關系。燒時不考慮與釉的關系。1.2.2.4 根據(jù)坯料中根據(jù)坯料中TiO2和和Fe2O3含量確定氣氛制度含量確定氣氛制度 低鐵高鈦坯料（北方）常用氧化氣氛燒成；低鐵高鈦坯料（北方）常用氧化氣氛燒成； 高鐵低鈦坯料（南方）常用還原氣氛燒成。高鐵低鈦坯料（南方）常用還原氣氛燒成。1.2.2.5 窯爐結(jié)構(gòu)、容量、燃料和裝窯密度窯爐結(jié)構(gòu)、容量、燃料和裝窯密度窯爐結(jié)構(gòu)窯爐結(jié)構(gòu):溫度均勻性，升溫速度。溫度均勻性，升溫速度。 燃料種類燃料種類:裝燒方法，燃燒強度，

17、升溫速度。裝燒方法，燃燒強度，升溫速度。 容量、密度：窯內(nèi)溫度的均勻性，升溫速度。容量、密度：窯內(nèi)溫度的均勻性，升溫速度。1.2.3. 燒成制度的控制燒成制度的控制 1.2.3.1溫度制度的控制溫度制度的控制（1）流體燃料：調(diào)節(jié)燃料和助燃空氣的流量。）流體燃料：調(diào)節(jié)燃料和助燃空氣的流量。 （2）固體燃料：每次添加量、間隔時間、燃料在燃）固體燃料：每次添加量、間隔時間、燃料在燃燒室內(nèi)的分布。燒室內(nèi)的分布。 （3）調(diào)節(jié)窯內(nèi)壓力制度（煙道抽力）調(diào)節(jié)窯內(nèi)壓力制度（煙道抽力） 1.2.3.2 氣氛制度的控制氣氛制度的控制 （1）流體燃料：調(diào)節(jié)助燃空氣過剩系數(shù)）流體燃料：調(diào)節(jié)助燃空氣過剩系數(shù)0.9、0.9

18、5、1.0、1.1。 （2）固體燃料：每次添加量、間隔時間以）固體燃料：每次添加量、間隔時間以 及燃燒程及燃燒程度。度。 （3）調(diào)節(jié)窯內(nèi)壓力制度（煙道抽力）調(diào)節(jié)窯內(nèi)壓力制度（煙道抽力） 窯內(nèi)正壓有利于還原氣氛的形成，負壓有利于氧化窯內(nèi)正壓有利于還原氣氛的形成，負壓有利于氧化氣氛的形成。氣氛的形成。1.2.3.3壓力制度的控制壓力制度的控制 （1）煙道（總煙道、支煙道）抽力）煙道（總煙道、支煙道）抽力 （2）氣體的進入量和排除量的調(diào)節(jié)）氣體的進入量和排除量的調(diào)節(jié)1.2.4. 燒成制度舉例說明燒成制度舉例說明 （1）某瓷質(zhì)外墻磚的燒成曲線）某瓷質(zhì)外墻磚的燒成曲線1200 1000 800 600

19、400 200時間（分）時間（分）氧化氣氛燒成氧化氣氛燒成（2）隧道窯還原氣氛燒成日用瓷）隧道窯還原氣氛燒成日用瓷1400 1200 1000 800 600 400 200 0氧化氧化 強氧化強氧化 還原還原 弱還原或中性弱還原或中性 氧化氣氛氧化氣氛壓力制度：預熱帶負壓壓力制度：預熱帶負壓104030Pa 1020以前；以前； 燒成帶、冷卻帶微正壓燒成帶、冷卻帶微正壓15Pa以下；零壓位以下；零壓位（h） (氣氛氣氛)快速燒成：燒成周期快速燒成：燒成周期4小時以下的燒成過程。小時以下的燒成過程。2.1快速燒成的意義快速燒成的意義 （1）節(jié)約能源（燃料）節(jié)約能源（燃料） 燒成能耗占總成本燒成

20、能耗占總成本2030 燒成時間縮短燒成時間縮短10，產(chǎn)量提高，產(chǎn)量提高10，單，單位能耗降低位能耗降低4。第二節(jié)第二節(jié) 低溫快速燒成低溫快速燒成 （2） 充分利用原料資源充分利用原料資源 隨著低溫快速燒成的實現(xiàn)，大量的耐火度較低的隨著低溫快速燒成的實現(xiàn)，大量的耐火度較低的原料可以大量應用于陶瓷生產(chǎn)。如原料可以大量應用于陶瓷生產(chǎn)。如 硅灰石、透輝石、硅灰石、透輝石、霞石正長巖、含鋰礦物以霞石正長巖、含鋰礦物以 及一些尾礦等劣質(zhì)原料。及一些尾礦等劣質(zhì)原料。（3）減少窯具的使用量）減少窯具的使用量 隔焰、明焰輥道窯的使用大幅度減少了窯具的用隔焰、明焰輥道窯的使用大幅度減少了窯具的用量，量，（4）縮短

21、生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率）縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率（5）低溫快速燒成有利于色釉的顯色，提高某些瓷）低溫快速燒成有利于色釉的顯色，提高某些瓷坯的強度。坯的強度。局限性：大件、較厚的產(chǎn)品，性能要求局限性：大件、較厚的產(chǎn)品，性能要求 特殊的產(chǎn)品不適合特殊的產(chǎn)品不適合2.2 快速燒成的工藝措施快速燒成的工藝措施 （1）坯釉能適合快速燒成的要求）坯釉能適合快速燒成的要求 體積隨溫度變化小（收縮、膨脹）體積隨溫度變化小（收縮、膨脹） 導熱性好，晶型轉(zhuǎn)變少，物理化學反應導熱性好，晶型轉(zhuǎn)變少，物理化學反應 速度快、排氣少；速度快、排氣少； 釉的始熔溫度較高，高溫粘度小且隨溫釉的始熔溫度較高，高溫粘度小且隨溫

22、度變化大。度變化大。（2）減少入窯坯水分，提高入窯坯溫度）減少入窯坯水分，提高入窯坯溫度（3）控制坯體形狀、大小和厚度）控制坯體形狀、大小和厚度（4）窯爐溫差小保溫好）窯爐溫差小保溫好 （5）窯具耐火度較高、熱穩(wěn)定性好）窯具耐火度較高、熱穩(wěn)定性好結(jié)構(gòu)水最大允許排出速度與坯料配方及坯體厚度的關系結(jié)構(gòu)水最大允許排出速度與坯料配方及坯體厚度的關系坯料配方坯料配方/質(zhì)量質(zhì)量面磚面磚厚度厚度/mm脫水范圍內(nèi)對應最大允脫水范圍內(nèi)對應最大允許排出速度許排出速度/min0151580A粘土粘土50，B粘土粘土5081113159229208B粘土粘土50，石英砂，石英砂25，霞石正，霞石正長巖長巖15，熟料，

23、熟料1013417A粘土粘土35，B粘土粘土35，熟料，熟料301315252.3 快速燒成的極限快速燒成的極限 陶瓷墻地磚輥道窯單層快燒工藝各階段的最大升陶瓷墻地磚輥道窯單層快燒工藝各階段的最大升溫、冷卻速度。溫、冷卻速度。坯體種類坯體種類尺寸尺寸/mm升溫速度升溫速度/min冷卻速度冷卻速度/min500之前之前500-700700-燒成燒成溫度溫度燒成溫度燒成溫度-600600-500500-350350-20地磚地磚10010010500-60060-70100-120200-25020-2580-100150-200地磚地50040-5060-80150-2

24、0015-2050-60120-150面磚面磚150757500-60060-80150-200200-25020-3080-100150-2003.1裝缽裝缽 匣缽：陶瓷燒成過程中用于承裝坯體的耐火材匣缽：陶瓷燒成過程中用于承裝坯體的耐火材料容器。料容器。裝缽的目的：裝缽的目的：（1）隔離不潔凈火焰與制品；）隔離不潔凈火焰與制品； （2）合理利用窯位；）合理利用窯位； （3）防止釉面熔化后制品互相粘結(jié)。）防止釉面熔化后制品互相粘結(jié)。第三節(jié)第三節(jié) 裝窯裝窯 3.2日用陶瓷裝窯方法日用陶瓷裝窯方法扣裝扣裝座裝座裝（1）裝缽方法）裝缽方法（2）裝倒焰窯、梭式窯特點裝倒焰窯、梭式窯特點 清理吸火孔及

25、支煙道，保證火焰暢通；撒防粘清理吸火孔及支煙道，保證火焰暢通；撒防粘（砂）。（砂）。 底層用耐火墊，呈三角形支撐匣缽。匣缽柱底層用耐火墊，呈三角形支撐匣缽。匣缽柱中密邊疏，邊柱略向內(nèi)傾斜，匣缽柱之間加支撐物。中密邊疏，邊柱略向內(nèi)傾斜，匣缽柱之間加支撐物。 匣缽柱邊低中高，保證火焰流暢。匣缽柱邊低中高，保證火焰流暢。倒焰窯裝窯示意圖（3 3）裝隧道窯車特點）裝隧道窯車特點 匣缽柱排列應當有利于窯內(nèi)焰氣有規(guī)律匣缽柱排列應當有利于窯內(nèi)焰氣有規(guī)律流動；坯體大小、形狀、厚度差別不能太大。流動；坯體大小、形狀、厚度差別不能太大。（4）無匣缽裝燒）無匣缽裝燒隧道窯隧道窯日本日本NGKNGK公司電瓷梭式窯公司

26、電瓷梭式窯日本高砂日用瓷輥道窯日本高砂日用瓷輥道窯3.4 3.4 墻地磚裝窯方法墻地磚裝窯方法 目前墻地磚的燒成基本全部采用輥道目前墻地磚的燒成基本全部采用輥道窯單層裝燒。窯單層裝燒。3.53.5衛(wèi)生潔具裝窯方法衛(wèi)生潔具裝窯方法 傳統(tǒng)窯爐的裝燒類似日用陶瓷的裝燒；傳統(tǒng)窯爐的裝燒類似日用陶瓷的裝燒； 現(xiàn)代窯爐無匣燒成采用單層或多層棚架結(jié)現(xiàn)代窯爐無匣燒成采用單層或多層棚架結(jié) 構(gòu)裝窯。構(gòu)裝窯。4.1 窯具種類窯具種類 匣缽、棚板、支柱、各種耐火墊、匣缽、棚板、支柱、各種耐火墊、 托板、輥棒和窯車材料等。托板、輥棒和窯車材料等。 現(xiàn)代窯爐的重要標志之一，就是大幅度現(xiàn)代窯爐的重要標志之一，就是大幅度 減

27、少了窯具的用量，采用多種高級耐火材料減少了窯具的用量，采用多種高級耐火材料 窯具，滿足快速燒成的需要。窯具，滿足快速燒成的需要。第四節(jié)第四節(jié) 窯具窯具4.2窯具的性能要求窯具的性能要求 （1）足夠的結(jié)構(gòu)強度）足夠的結(jié)構(gòu)強度 常溫強度和高溫強度常溫強度和高溫強度（2）良好的抗熱震性能）良好的抗熱震性能 破壞機理：裂紋不斷擴展；破壞機理：裂紋不斷擴展； 熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù) 小，產(chǎn)生應力小，不易破壞小，產(chǎn)生應力小，不易破壞 熟料和基質(zhì)熟料和基質(zhì) 的相互關系；相對量的多少的相互關系；相對量的多少 影響較大。影響較大。例如：例如： (熟料熟料) (基質(zhì)基質(zhì)) 莫來石莫來石 堇青石堇青石 5.6 210

28、-6 熟料表面基質(zhì)切向受到壓熟料表面基質(zhì)切向受到壓 應力，徑向受到張應力。應力，徑向受到張應力。壓應力壓應力壓應力壓應力張張 應應 力力反之，基質(zhì)切向受到張應力，產(chǎn)生微裂紋，反之，基質(zhì)切向受到張應力，產(chǎn)生微裂紋， 能夠抑制裂紋的擴散能夠抑制裂紋的擴散 上述兩種情況，控制得好都可以提高制品上述兩種情況，控制得好都可以提高制品的抗熱震性能。的抗熱震性能。（3）重復使用時窯具的體積穩(wěn)定性（不可逆變化）重復使用時窯具的體積穩(wěn)定性（不可逆變化） 二次莫來石化引起體積膨脹二次莫來石化引起體積膨脹窯具中游離態(tài)的窯具中游離態(tài)的SiO2和剛玉，和剛玉，12701350反應反應 3Al2O3 + 2SiO2 3A

29、l2O32SiO2 （二次莫來石）（二次莫來石） 密度密度3.9 密度密度3.0 體積膨脹體積膨脹 碳化硅的氧化引起體積膨脹碳化硅的氧化引起體積膨脹 熔融石英的析晶引起體積膨脹熔融石英的析晶引起體積膨脹（4）導熱性能）導熱性能 良好的導熱性，有利于窯具壽命提高，降良好的導熱性，有利于窯具壽命提高，降 低燃料消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量。低燃料消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量。4.3. 窯具的材質(zhì)類型窯具的材質(zhì)類型（1）硅鋁質(zhì)（粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)和莫來石質(zhì)）硅鋁質(zhì)（粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)和莫來石質(zhì)） 粘土質(zhì)使用溫度粘土質(zhì)使用溫度1300 以下（耐火黏土）以下（耐火黏土） 高鋁質(zhì)使用溫度高鋁質(zhì)使用溫度1400 以下（熟鋁礬土）以下（

30、熟鋁礬土） 熱穩(wěn)定性較好熱穩(wěn)定性較好（2）硅鋁鎂質(zhì)）硅鋁鎂質(zhì) 莫來石莫來石-堇青石質(zhì)堇青石質(zhì) 高鋁熟料高鋁熟料+ +堇青石結(jié)合劑堇青石結(jié)合劑 堇青石堇青石-莫來石質(zhì)莫來石質(zhì) 堇青石熟料堇青石熟料+ +粘土質(zhì)結(jié)合劑粘土質(zhì)結(jié)合劑 此類窯具的使用溫度此類窯具的使用溫度1350 熱穩(wěn)定性好熱穩(wěn)定性好（3）碳化硅質(zhì)）碳化硅質(zhì) 導熱系數(shù)大，導熱系數(shù)大，500 時時 =15.12W/mK； 熱膨脹系數(shù)小，熱膨脹系數(shù)小， =5.57-5.5910-6/。 結(jié)合方式：粘土結(jié)合、氧化鋁結(jié)合、結(jié)合方式：粘土結(jié)合、氧化鋁結(jié)合、 氮化硅結(jié)合、再結(jié)晶氮化硅結(jié)合、再結(jié)晶 隨著結(jié)合方式的優(yōu)化各種性能進一步提高。隨著結(jié)合方式的

31、優(yōu)化各種性能進一步提高。 使用溫度高使用溫度高 1400 以上以上。 （4）熔融石英質(zhì)）熔融石英質(zhì) SiO2 99.5% 時時=0.5410-6/, 使用溫度可達使用溫度可達1380。4.4窯具材料損壞機理分析窯具材料損壞機理分析 （1）硅酸鋁質(zhì)窯具）硅酸鋁質(zhì)窯具 相組成：莫來石、殘余石英、剛玉和玻璃相組成：莫來石、殘余石英、剛玉和玻璃一次莫來石長大一次莫來石長大晶界減少，強度降低。晶界減少，強度降低。 石英的方石英化石英的方石英化體積膨脹，結(jié)構(gòu)疏松。體積膨脹，結(jié)構(gòu)疏松。 二次莫來石化二次莫來石化體積膨脹，結(jié)構(gòu)疏松。體積膨脹，結(jié)構(gòu)疏松。損損 壞壞 機機 理理（2）硅鋁鎂質(zhì)窯具）硅鋁鎂質(zhì)窯具 相組成：堇青石、莫來石、殘余石英、相組成：