第三講陶瓷燒成技術(shù)燒成是將陶瓷坯體在對(duì)應(yīng)的窯爐中進(jìn)行加熱解決，使其發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化，形成預(yù)期的礦物構(gòu)成和顯微構(gòu)造，從而形成固定的外形并獲得所規(guī)定性能的工序。燒成時(shí)坯體將發(fā)生脫水、分解、化合等物理和化學(xué)變化，燒成后制品含有一定的機(jī)械強(qiáng)度及使用性能。陶瓷燒成的窯爐重要有隧道窯、輥道窯、梭式窯等。燒成時(shí)的溫度制度、氛圍制度、壓力制度等與產(chǎn)品的質(zhì)量有直接關(guān)系。因此，燒成過(guò)程是陶瓷生產(chǎn)中重要的工序之一。一、陶瓷坯體的燒成過(guò)程（一）燒成過(guò)程的階段劃分陶瓷坯體燒成時(shí)，根據(jù)不同溫度區(qū)間的重要作用與重要變化反映可分為以下幾個(gè)階段（見(jiàn)表3-1）。在整個(gè)燒成過(guò)程中，制品在窯內(nèi)經(jīng)歷了不同的溫度變化和氛圍變化，現(xiàn)有氧化、分解、新的晶體生成等復(fù)雜的化學(xué)變化，也隨著有脫水、收縮、以及密度、顏色、強(qiáng)度與硬度的變化等物理變化。并且這些變化總是互相交錯(cuò)地一起進(jìn)行。表3-1坯體燒成的四個(gè)階段燒成過(guò)程重要變化重要作用備注低溫階段質(zhì)量減少；孔隙率增加排除坯體中殘存水分室溫~300中溫階段構(gòu)造水被排除；有機(jī)物、碳素的氧化；碳酸鹽、硫酸鹽的分解；鐵化合物的氧化；晶型轉(zhuǎn)變分解與氧化300~950高溫階段氧化分解反映的繼續(xù)；形成液相、溶解固體；形成新結(jié)晶和晶體長(zhǎng)大；鐵的還原反映；釉的熔融玻化成瓷950℃~冷卻階段液相過(guò)冷凝固；液相結(jié)晶；晶型轉(zhuǎn)變冷卻燒成溫度~室溫（二）影響坯體燒成時(shí)物理化學(xué)變化的重要因素影響坯體燒成時(shí)物理化學(xué)變化的重要因素重要有坯料的化學(xué)構(gòu)成與礦物構(gòu)成、坯料的物理狀態(tài)等。1．坯料的化學(xué)構(gòu)成與礦物構(gòu)成根據(jù)坯料的化學(xué)構(gòu)成，能夠推斷坯體在燒成過(guò)程中產(chǎn)生膨脹或氣泡的可能性，能夠預(yù)計(jì)坯體的耐火度的高低，也能夠推斷坯體燒后的呈色等。坯體在燒成過(guò)程中的物理化學(xué)變化與坯體的化學(xué)構(gòu)成有關(guān)，但坯料的化學(xué)分析只能提供坯料性質(zhì)的大致?tīng)顩r，不能完全闡明問(wèn)題的本質(zhì)，由于化學(xué)分析是將泥料的化學(xué)構(gòu)成用氧化物表達(dá)出來(lái)，事實(shí)上泥料的多個(gè)成分絕大部分不是以游離氧化物形式存在，而是各式各樣的化合物。更精確地說(shuō)，坯體在燒成過(guò)程中的物理化學(xué)變化是取決于泥料的礦物構(gòu)成。例如高嶺土和多水高嶺土，它們的晶體構(gòu)造基本相似，但在加熱過(guò)程中的脫水反映是不相似的。即使是同一氧化物，在兩種不同的礦物構(gòu)成中所起的作用也不一定相似，例如游離石英與黏土或長(zhǎng)石中的氧化硅，其所起作用的性質(zhì)就不同。同樣是氧化硅，在以不同的晶態(tài)（石英、鱗石英、方石英）存在時(shí)，會(huì)體現(xiàn)出不同的特性。滑石和白云石中的氧化鎂，同是一種氧化物，其作用也不同。2．坯料的物理狀態(tài)坯體在燒成過(guò)程中的變化，很大程度上還決定于泥料的物理狀態(tài)，如粉碎的細(xì)度，混合的均勻性和接觸的親密程度等。要獲得良好的陶瓷制品，必須充足粉碎，對(duì)的配料以及混合均勻。（三）坯體在燒成過(guò)程中的物理化學(xué)變化1．低溫階段(水分蒸發(fā)期)坯體在這一階段重要是排除在干燥中沒(méi)有排除的殘存水分。（1）水分排除陶瓷坯體的入窯水分普通控制在2%下列，重要是殘存水分。這時(shí)坯體的氣孔率高達(dá)25%~40%。入窯水分低時(shí)，升溫速度能夠較快，殘存水分容易被排除。日用瓷制品普通體小壁薄，在這一階段能夠快速升溫而不致于使產(chǎn)品開(kāi)裂。坯體入窯水分較高時(shí)，升溫速度要嚴(yán)格控制。由于當(dāng)坯體的溫度高于120℃時(shí)，坯體內(nèi)的水分發(fā)生強(qiáng)烈汽化，有可能引發(fā)過(guò)大的破壞應(yīng)力使制品開(kāi)裂，這對(duì)大型厚壁制品特別特出。低溫階段規(guī)定加強(qiáng)通風(fēng)，目的是使飽和了水氣的煙氣得到及時(shí)排除，不致因其溫度繼續(xù)下降至露點(diǎn)，從而使一部分水氣凝聚在制品表面上使制品局部脹大，造成“水跡”或“開(kāi)裂”等缺點(diǎn)。（2）低溫吸碳反映在低溫階段，由于殘存水分的排除，氣孔率的增加，煙氣中的CO分解時(shí)析出的碳素會(huì)吸附在氣孔表面，其反映式為：2CO→2C↓+O2↑這種碳素形成過(guò)多，高溫時(shí)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有較大的影響。2．中溫階段(氧化分解與晶型轉(zhuǎn)變期)本階段坯體發(fā)生的物理化學(xué)變化重要有黏土中的構(gòu)造水被排除，有機(jī)物、碳素和硫化物被氧化，碳酸鹽、硫酸鹽發(fā)生分解，石英發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變等。這些變化還與溫度、升溫速度、窯內(nèi)氛圍等因素有關(guān)。（1）黏土礦物構(gòu)造水的排除黏土及其它含水礦物的結(jié)晶水（化學(xué)結(jié)合水）排除的溫度范疇隨著泥料的礦物構(gòu)成與礦物結(jié)晶完整程度而有所不同，幾個(gè)含水礦物的脫水溫度范疇以下：高嶺石450~650℃，珍珠陶土500~700℃，蒙脫石700~900℃，伊利石550~650℃，葉臘石600~750℃，瓷石450~700℃。脫水溫度范疇與加熱速度的快慢有關(guān)，在快速燒成時(shí)，脫水溫度范疇特別是脫水的起點(diǎn)要往后推遲。脫水溫度還與原料的分散程度有關(guān)，原料越細(xì)則脫水起點(diǎn)的溫度就越低。陶瓷坯體中含水礦物以高嶺石為主，它的脫水溫度范疇在450~650℃之間，此時(shí)結(jié)晶水激烈排除，失重快速增加，黏土晶體構(gòu)造遭到破壞，逐步失去可塑性，脫水后生成偏高嶺石。反映以下：Al2O3·2SiO2·2H2O（高嶺石）→Al2O3·2SiO2（偏高嶺石）＋2H2O↑（2）碳素、硫化物及有機(jī)物的氧化坯體中的有機(jī)雜質(zhì)和碳素，有的來(lái)自于原料，有的則來(lái)自低溫焙燒時(shí)未燃盡的碳粒沉積在坯體表面上。碳素的氧化開(kāi)始于400℃左右，但在900℃以前很難燒掉，普通要至C+O2→CO2↑在此階段如果不將有機(jī)物和碳素徹底燒清，到釉層熔融將坯體氣孔封閉后，就很難再燒掉，容易形成煙熏、氣泡等缺點(diǎn)。坯體中也有某些硫化物、鐵的化合物等雜質(zhì)，它們?cè)谝欢ǖ臏囟认卵趸懦鯯O2等氣體。如：FeS2在350~450℃以上分解：FeS2+O2→FeS+SO2↑至500~800℃時(shí)進(jìn)一步反映：4FeS+7O2→2Fe2O3+4SO2↑（3）碳酸鹽、硫酸鹽的分解坯體中或多或少都夾雜某些碳酸鹽、硫酸鹽礦物如石灰石（CaCO3）、白云石（MgCO3·CaCO3）等。這類(lèi)碳酸鹽、硫酸鹽必須在此階段分解，并將分解產(chǎn)物CO2在釉層封閉之前逸出完畢，否則將會(huì)引發(fā)坯泡等缺點(diǎn)。CaCO3的分解開(kāi)始于550~600℃,終于960~1050CaCO3→CaO+CO2↑MgCO3的分解開(kāi)始于400~500℃,終于700~900MgCO3→MgO+CO2↑CaSO4除在低溫(300℃下列)發(fā)生脫水變化外,在氧化氛圍下,要近1300CaSO4→CaO+SO3↑如果在還原氛圍下，則在910℃CaSO4+CO→CaSO3+CO2↑CaSO3→CaO+SO2↑（4）石英的晶型轉(zhuǎn)變石英在573℃發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，由β-石英轉(zhuǎn)化為α-石英，同時(shí)伴有0.82%3．高溫階段(玻化成瓷期)坯體在高溫階段發(fā)生的物理化學(xué)變化有構(gòu)造水的繼續(xù)排除、氧化分解反映的繼續(xù)進(jìn)行、鐵的還原與分解、液相生成、新晶相的形成與晶體長(zhǎng)大。（1）繼續(xù)排除構(gòu)造水、繼續(xù)進(jìn)行氧化分解反映某些黏土礦物隨著升溫速度的提高，最后的某些構(gòu)造水的排除往往推遲，甚至1000℃以上才干排完。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的重要因素是，首先是這部分水的[OH]-根與黏土結(jié)合較緊密，另首先是在加熱時(shí)，排出的構(gòu)造水部分地被吸附在坯體的空隙內(nèi)，從而有可能溶解在新生成的液相中，使其很難排除。在坯體較厚，升溫速度較快的狀況下，使黏土礦物的脫水溫度范疇拉得很寬。坯體在氧化分解期的氧化分解事實(shí)上是不完全的。由于水氣及其它氣體的急劇排除，在坯體周邊有一層氣膜，妨礙氧氣繼續(xù)向坯體內(nèi)部滲入，從而使坯體氣孔中的沉積碳難以燒盡。（2）鐵的還原與分解在1000~1100℃Fe2O3+C→4FeO+CO2↑Fe2O3+CO→2FeO+CO2↑Fe2O3在氧化氛圍中于1250℃開(kāi)始分解，至13702Fe2O3→4FeO+O2↑（3）生成液相陶瓷坯釉料中均含有少量的K2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3等熔劑氧化物，它們?cè)诓煌臏囟认拢芘cSiO2、Al2O3形成多個(gè)低共熔物。坯體在750℃（4）新晶相的形成與晶體長(zhǎng)大高嶺土在前一階段脫水生成偏高嶺石后，至900℃以上時(shí)分解成游離Al2O3與SiO2，至1100~12003（Al2O3＋SiO2）→3Al2O3·2SiO2＋SiO2過(guò)剩的SiO2則轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞ⅲ倥c結(jié)晶的莫來(lái)石晶體一起形成坯體的骨架，而玻璃態(tài)的液相則起到膠合作用，并填充全部的空隙，使制品形成一種整體，此時(shí)制品達(dá)成了瓷化。因此液相能促使新的硅酸鹽結(jié)晶形成，能減少再結(jié)晶和重結(jié)晶的溫度，促使坯體較早地瓷化。但如在燒成過(guò)程中生成的液相過(guò)多，則會(huì)引發(fā)制品耐火度的減少而增加變形。因此必須控制好坯料中熔劑和雜質(zhì)的數(shù)量、燒成的最高溫度以及在此溫度下保溫的延續(xù)時(shí)間，以確保坯體在高溫中現(xiàn)有足夠的液相增進(jìn)坯體的瓷化，又不會(huì)因液相量過(guò)多而造成坯體軟化變形。4．冷卻階段冷卻階段是制品燒成的最后階段，重要發(fā)生液相中的再結(jié)晶、液相的過(guò)冷凝固和冷卻過(guò)程中的晶型轉(zhuǎn)變。（1）液相中的再結(jié)晶在冷卻過(guò)程的開(kāi)始期間，即由燒成溫度冷至800℃左右，瓷坯中處在粘滯狀態(tài)的液相隨著溫度的減少而粘度不停增大，此時(shí)如果冷卻速度緩慢，則液相的粘度變化將不明顯。首先，粘度較小的液相會(huì)通過(guò)溶解與析晶作用逐步溶解微細(xì)的晶體并在較大晶體上析晶，使細(xì)小晶體減少而粗晶體增多。另首先，釉層也會(huì)因冷卻速度過(guò)于緩慢而引發(fā)析晶失透。（2）液相的過(guò)冷凝固由燒成溫度至800℃左右，在冷卻期間如冷卻速度加緊，則可使得坯體中的液相處在粘滯的塑態(tài)，對(duì)快速冷卻引發(fā)的應(yīng)力起緩沖作用，同時(shí)克服坯釉析晶的產(chǎn)生，提高釉面光澤。至800℃下列后，坯體中粘滯的液相將隨著溫度的下降由塑態(tài)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)形成玻璃相。（3）晶型轉(zhuǎn)變冷卻過(guò)程中也存在晶型轉(zhuǎn)變。其中由800℃冷至400℃是冷卻的危險(xiǎn)時(shí)期。在573℃時(shí)，α-石英轉(zhuǎn)化為因此，在冷卻階段，從燒成溫度冷至800℃左右，只要能確保窯內(nèi)溫度的均勻性及在窯具能承受急冷應(yīng)力的前提下，冷卻速度應(yīng)盡量加緊。在800℃冷至400℃時(shí)，冷卻速度必須緩慢，避免制品炸裂。由400℃冷至室溫時(shí)，瓷坯中的玻璃相已經(jīng)全部固化，瓷坯內(nèi)部構(gòu)造也已定型，承受熱應(yīng)力作用減小，冷卻速度可適宜加緊。5．燒成過(guò)程中的物理變化燒成過(guò)程中的物理變化重要有坯體質(zhì)量減輕、體積收縮、氣孔率變化、顏色變化及強(qiáng)度與硬度的變化。（1）坯體質(zhì)量減輕在低溫階段，隨著溫度的升高，坯體的機(jī)械吸附水被排除，坯體質(zhì)量減輕，坯體的失重等于排出的機(jī)械吸附水的質(zhì)量。至中溫階段由于化學(xué)結(jié)晶水的排除而急劇失重。另外由于有機(jī)物和礦物雜質(zhì)的氧化與分解并放出大量的氣體，也要失去一定的質(zhì)量。坯體失重的多少，視多個(gè)坯料的構(gòu)成不同而不同，日用瓷坯體在燒成過(guò)程中失重大概在3%~8%之間。（2）體積的收縮在低溫階段，由于殘存水分的蒸發(fā)，體積微有收縮，后來(lái)就幾乎維持不變。到573℃時(shí)，β-石英轉(zhuǎn)化為α-石英。這種轉(zhuǎn)變將使石英的相對(duì)密度減少，體積膨脹，從而影響坯體的體積。但在日用陶瓷坯料中因石英的含量不多，且由于坯體其它部分的收縮而互相抵消，因而危害不大。到900℃后來(lái)，坯體內(nèi)液相逐步形成，結(jié)晶顆粒由于表面張力而互相靠近，因而收縮逐步加劇，直至燒結(jié)時(shí)達(dá)成最高峰。此時(shí)如再繼續(xù)升溫，則又變?yōu)榕蛎洠古黧w產(chǎn)生過(guò)燒。普通日用陶瓷燒成收縮在8%~14%左右，陶器的燒成收縮在（3）氣孔率的變化坯體的氣孔率由低溫階段起逐步增加，到氧化階段末期達(dá)最高峰。隨著溫度的進(jìn)一步升高，由于液相的形成和體積的收縮而使氣孔率逐步減少，達(dá)成燒成溫度時(shí)氣孔率為最低。如溫度繼續(xù)升高，有過(guò)燒現(xiàn)象，氣孔率又隨著坯體的膨脹而增加。（4）顏色的變化未燒前坯體的顏色決定于坯體中的雜質(zhì)，有大量有機(jī)物存在時(shí)呈灰色甚至黑色，有鐵質(zhì)存在時(shí)呈淺黃色。到中溫階段，由于有機(jī)物的揮發(fā)，只有鐵質(zhì)被氧化為Fe2O3，因此普通呈粉紅色或肉紅色。經(jīng)高溫?zé)桑绻茄趸鏌桑瑒t隨著含鐵量的多少呈色從淺黃、奶黃、以至紅色；如果是還原焰燒成，由于Fe2O3被還原為FeO并生成硅酸亞鐵，使顏色變?yōu)槲⑽⒎呵嗟陌咨蚯嗌Ｈ襞黧w過(guò)燒，或在高溫保火階段氛圍控制不當(dāng)，則易使FeO再次氧化成Fe2O3而造成制品發(fā)黃。（5）強(qiáng)度與硬度的變化隨著機(jī)械吸附水的消失，坯體強(qiáng)度略有提高。結(jié)晶水的排除階段，強(qiáng)度無(wú)明顯變化。573℃石英晶型轉(zhuǎn)變時(shí)，強(qiáng)度略有下降。750℃后來(lái)，強(qiáng)度逐步增加。在良好燒結(jié)狀況下，坯體的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)為最高，但如過(guò)燒時(shí)強(qiáng)度又要下降。坯體在750℃之前都是非常脆弱的，750℃后來(lái)，由于長(zhǎng)石-石英玻璃質(zhì)及莫來(lái)石晶體開(kāi)始形成，硬度逐步提高，在良好的燒結(jié)狀況下冷卻后，陶瓷的硬度可達(dá)莫氏二、陶瓷的燒成制度燒成制度涉及溫度制度、氛圍制度和壓力制度三個(gè)重要內(nèi)容。溫度制度和氛圍制度是根據(jù)不同的產(chǎn)品的不同規(guī)定來(lái)擬定的，而壓力制度是確保溫度制度和氛圍制度實(shí)現(xiàn)的條件，三者是互相影響相輔相成，共同影響著燒后產(chǎn)品的質(zhì)量和燒成工藝的順利進(jìn)行。（一）溫度制度溫度制度慣用燒成溫度曲線來(lái)表達(dá)，燒成曲線上描述了坯體燒成時(shí)由室溫加熱升溫到燒成溫度、以及由燒成溫度冷卻至室溫時(shí)的溫度與時(shí)間的變化狀況。燒成曲線的內(nèi)容涉及各階段的升溫速度、最高燒成溫度(止火溫度)、保溫時(shí)間和冷卻速度。1．各階段的升溫速度普通升溫速度與燒成所需的全部時(shí)間成反比，而各階段時(shí)間的長(zhǎng)短又與窯爐的種類(lèi)、裝窯容量、坯體的性質(zhì)、坯體的厚度及其所含雜質(zhì)的種類(lèi)與數(shù)量等有親密關(guān)系。低溫階段事實(shí)上是坯體干燥的延續(xù)，升溫速度重要取決于進(jìn)窯坯體的含水量、坯體厚度、窯內(nèi)實(shí)際溫差和裝坯量。當(dāng)坯體進(jìn)窯水分高、裝坯量大或坯體較厚時(shí)，升溫太快將引發(fā)坯體內(nèi)部水蒸氣壓力增高，易產(chǎn)生開(kāi)裂或炸裂現(xiàn)象。氧化分解階段的升溫速度重要取決于原料的純度和坯體的厚度，也與氣體介質(zhì)的流速與火焰性質(zhì)有關(guān)。原料純且分解物少、制品較薄時(shí)，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(shí)較長(zhǎng)或窯內(nèi)溫差較大，升溫速度不適宜過(guò)快；當(dāng)溫度尚未達(dá)成燒結(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，并且沒(méi)有收縮，因而制品中不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，故升溫速度可加緊。隨著溫度升高，坯體中開(kāi)始出現(xiàn)液相，應(yīng)注意使碳素等在坯體燒結(jié)和釉層熔融前燃盡，而不致產(chǎn)憤怒泡。高溫階段的升溫速度取決于窯的構(gòu)造、裝窯密度以及坯體收縮變化的程度和燒結(jié)范疇寬窄等因素。當(dāng)窯的容積較大時(shí)，升溫過(guò)快則窯內(nèi)溫差大，將引發(fā)高溫反映不均勻。坯體中的玻璃相出現(xiàn)的速度和數(shù)量對(duì)坯體的收縮產(chǎn)生不同程度的影響，應(yīng)根據(jù)不同收縮狀況決定升溫速度。在高溫階段的重要現(xiàn)象是收縮大，但如能確保坯體受熱均勻，收縮一致，則升溫較快也不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力而使制品開(kāi)裂或變形。2．最高燒成溫度(止火溫度)燒成溫度是指制品在燒成過(guò)程中所經(jīng)受的最高溫度。考慮到多個(gè)物理化學(xué)反映的進(jìn)行是一種漸變過(guò)程，加上窯內(nèi)溫差、制品內(nèi)外部的溫差及傳熱過(guò)程需要時(shí)間，燒成溫度事實(shí)上是指一定的溫度范疇。對(duì)于致密陶瓷制品，燒成溫度應(yīng)選定在燒結(jié)溫度范疇之內(nèi)。達(dá)成燒結(jié)溫度后，制品致密度最大，收縮率最大，氣孔率與吸水率最小。因此，燒成溫度普通可通過(guò)測(cè)定試樣的相對(duì)密度、氣孔率或吸水率等來(lái)擬定。對(duì)于多孔陶瓷制品，因不規(guī)定致密燒結(jié)，達(dá)成一定的氣孔率及強(qiáng)度后即可終止加熱，因此其燒成溫度低于其燒結(jié)溫度。在燒成過(guò)程中達(dá)成燒結(jié)溫度的上限后，如果繼續(xù)升溫稱(chēng)為過(guò)燒。過(guò)燒后坯體的氣孔率又會(huì)增大，致密度下降，制品的其它性能也發(fā)生變化。燒成溫度的高低取決于坯料的構(gòu)成、坯料所規(guī)定達(dá)成的物性指標(biāo)、坯體開(kāi)始軟化的溫度和燒成速度的快慢等因素。對(duì)于燒結(jié)溫度范疇寬的坯料，可選擇在上限溫度和以較短的時(shí)間進(jìn)行燒成；對(duì)于燒結(jié)溫度范疇窄的坯料，則宜選擇在下限溫度，并以較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行燒成。3．保溫時(shí)間保溫是指在燒成過(guò)程中達(dá)成某一溫度范疇后保持一段時(shí)間，這段時(shí)間稱(chēng)為保溫時(shí)間。普通在氧化階段結(jié)束將要轉(zhuǎn)入還原之邁進(jìn)行一次保溫（中火保溫）。在靠近止火時(shí)又須進(jìn)行一次保溫（高火保溫）。保溫的目的是拉平窯內(nèi)溫差，使全窯產(chǎn)品的高溫反映均勻一致。保溫時(shí)間的長(zhǎng)短取決于窯的構(gòu)造、大小、窯內(nèi)溫差狀況、坯件厚度及大小、以及制品所規(guī)定達(dá)成的玻化程度。普通容積較大的窯，因升溫速度較慢，為使全窯坯體達(dá)成同一玻化程度，其止火溫度能夠比操作小窯時(shí)稍低，而保溫時(shí)間必須較長(zhǎng)。4．冷卻速度冷卻是把坯體從高溫時(shí)的可塑狀態(tài)降至常溫呈巖石般狀態(tài)的凝結(jié)過(guò)程。冷卻制度與否對(duì)的，對(duì)制品性能同樣有很大的影響。對(duì)于厚而大的坯體，如冷卻太快，由于內(nèi)外散熱不均勻，會(huì)造成應(yīng)力而引發(fā)開(kāi)裂。普通日用陶瓷體小胎薄，有較多液相，在高溫階段尚呈可塑狀態(tài)，高溫下的熱應(yīng)力大部分可為液相的彈性和流動(dòng)性所賠償，加緊冷卻并無(wú)危險(xiǎn)。高溫快速冷卻不僅能夠縮短生產(chǎn)周期，提供大量余熱，還能夠增加釉的透明度與光澤度，也能避免冷卻過(guò)程中大量冷空氣進(jìn)入窯內(nèi)而引發(fā)已還原的鐵質(zhì)重新氧化，對(duì)提高釉面白度有利。普通瓷器中玻璃相的轉(zhuǎn)變溫度在830~800℃的范疇內(nèi)，低于此溫度時(shí)塑性消失，并將發(fā)生殘存石英的晶型轉(zhuǎn)化。無(wú)論是液相由塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥誀顟B(tài)，或是晶型轉(zhuǎn)變，都會(huì)使坯體內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力。因此，在800℃下列至400℃的冷卻時(shí)應(yīng)小心謹(jǐn)慎，適宜放慢冷卻速度，以防出現(xiàn)驚裂。至400℃下列，熱應(yīng)力變小，冷卻速度又可適宜加緊。（二）氛圍制度燃料燃燒是一種較復(fù)雜的過(guò)程，往往同時(shí)產(chǎn)生氧化與還原過(guò)程：氧化過(guò)程C＋O2→CO2↑2H2+O2→2H2O↑CH4+2O2→CO2↑＋2H2O↑2CO＋O2→2CO2↑還原過(guò)程CO2＋C→2CO↑H2O＋C→CO＋H2前四個(gè)過(guò)程按理論進(jìn)行時(shí)，稱(chēng)之為中性焰（中性氛圍），此時(shí)進(jìn)入的空氣正好能燒盡所提供的燃料。現(xiàn)在面四個(gè)過(guò)程是在導(dǎo)入過(guò)量空氣的狀況下進(jìn)行，燃燒后還殘存氧氣時(shí)便得到氧化焰（氧化氛圍）。現(xiàn)在面四個(gè)過(guò)程是在空氣局限性的狀況下進(jìn)行，燃燒后尚有末燃盡的可燃物（CH2、H2）存在時(shí)便獲得還原焰（還原氛圍），這時(shí)出現(xiàn)背面兩個(gè)還原過(guò)程。1．氧化焰（氧化氛圍）氧化焰是在空氣供應(yīng)充足、燃燒完全的狀況下所產(chǎn)生的一種無(wú)煙而透明的火焰。燃燒產(chǎn)物的重要成分是CO2與剩余氧氣，不含可燃物質(zhì)。氧含量在弱氧化焰時(shí)為2%~5%，強(qiáng)氧化焰時(shí)不不大于5%。陶瓷制品燒成時(shí)，在低溫階段對(duì)氛圍沒(méi)有特殊規(guī)定，從400~1000℃左右，規(guī)定氧化氛圍，并且是由弱到強(qiáng)，到臨近大火階段要以強(qiáng)氧化焰平燒一種時(shí)期（稱(chēng)為中火保溫），其作用在前期是使坯體內(nèi)水分蒸發(fā)，后期是使有機(jī)物與碳酸鹽氧化分解完全，使坯體得到正常收縮，為進(jìn)入還原期打好基礎(chǔ)。在充足供應(yīng)空氣時(shí)，如過(guò)剩空氣量過(guò)多，會(huì)使升溫停滯或溫度下降，從而浪費(fèi)燃料，抱負(fù)的辦法應(yīng)當(dāng)是使燃料得到完全燃燒，又盡量地限制導(dǎo)入過(guò)剩空氣，但這是很不容易做到的。特別是使用固體燃料時(shí)，如不供應(yīng)過(guò)剩空氣就很難燃燒充足。普通總是或多或少有一點(diǎn)過(guò)剩空氣，才干獲得完全燃燒。2．還原焰（還原氛圍）還原焰是在空氣供應(yīng)不充足、燃燒不完全的狀況下所產(chǎn)生的一種有煙而混濁的火焰。此時(shí)空氣過(guò)剩系數(shù)不大于1，在0.7~0.9左右，燃燒產(chǎn)物內(nèi)含有的CO和H2在2%~7%左右（弱還原焰取下限，強(qiáng)還原焰取上限），且無(wú)游離O2存在（至多不不不大于1%）。還原焰的作用重要使坯釉?xún)?nèi)所含F(xiàn)e2O3（黃色或紅色，熔點(diǎn)1560℃）絕大部分還原成FeO（青色，熔點(diǎn)1420℃），在較低溫度下與SiO2結(jié)合為淡青色的易熔的低鐵硅酸鹽，從而增進(jìn)坯體在較低溫度下燒結(jié)，并消除了由于Fe2O還原焰還能夠促使硫酸鹽提早分解成SO2與其它氣體一起逸出。這兩個(gè)反映以下：Fe2O3+CO→2FeO+CO2↑FeO+SiO2→FeSiO3CaSO4+CO→CaSO3+CO2↑CaSO3→CaO+SO2↑還原焰對(duì)含鐵量高的瓷器坯體來(lái)說(shuō)是必不可少的過(guò)程，但在坯體含鐵量低時(shí)也可不用還原焰，始終用氧化焰燒成究竟。有時(shí)在坯料中加入微量鈷鹽（0.02%），使鈷的青色沖淡Fe2O3的黃色而呈白色。對(duì)粗陶器、炻器、土器，由于坯料內(nèi)多數(shù)含有較高的Fe2O3和TiO2，陶器釉料中也含有一定量的著色金屬氧化物或它們的鹽類(lèi)，燒后能使制品呈現(xiàn)黃、紅、棕、紫等色，只有采用強(qiáng)氧化氛圍燒成，才干使制品色澤鮮艷，普通沒(méi)有采用還原焰的必要。3．中性焰（中性氛圍）理論上中性焰是進(jìn)入的空氣量正好能燃盡燃料，空氣過(guò)剩系數(shù)為1，燃燒時(shí)實(shí)際消耗的空氣量與理論上所需的空氣量相等，而無(wú)剩余的CO或O2存在。事實(shí)上純正的中性焰很難獲得，它總是稍偏于氧化或稍偏于還原。在釉料熔化后來(lái)直至坯體完全瓷化和釉充足熔融發(fā)光這一階段，沒(méi)有再用還原焰的必要，但也不應(yīng)采用氧化焰，否則會(huì)將已還原的鐵質(zhì)重新氧化，因此要用中性焰。由于純正的中性焰不易獲得，因此慣用輕微的還原焰替代。合理的氛圍制度是確保陶瓷制品燒成質(zhì)量的重要條件，而氛圍制度的擬定，應(yīng)以坯釉配方構(gòu)成和制品的性能規(guī)定為根據(jù)，例如陶器和瓷器的性能規(guī)定不同，氛圍制度也不同。同樣是瓷器，南方和北方所用的原料不同，因而氛圍制度也不同。還原期的重要問(wèn)題，是還原的強(qiáng)弱程度及還原期的起訖溫度。還原規(guī)定先強(qiáng)后弱，程度適宜。如還原局限性，則不能最大程度地把高價(jià)鐵還原成低價(jià)鐵，此時(shí)將瓷件打碎觀察，斷面呈淡黃色且較粗糙。而得到充足還原的坯體則呈淡青色且致密。還原氛圍能減少氧化鐵和硫酸鹽的分解溫度，如還原局限性未能使氧化鐵及硫酸鹽充足分解時(shí)，不僅色澤不好，并且會(huì)在溫度繼續(xù)升高釉面封閉后由于氧化鐵和硫酸鹽的分解脫氣而使釉面起泡。但如還原過(guò)強(qiáng)，又會(huì)因煙氣中有大量碳素而造成釉面煙熏。普通在強(qiáng)還原階段使煙氣中維持CO含量5%~7%，在弱還原階段使煙氣中維持CO含量2%~4%。在還原階段控制煙氣中游離氧的含量比增加CO的含量更為重要，有時(shí)在還原階段盡管CO含量不低，但如游離氧偏高（＞1%），就會(huì)影響釉面使釉面發(fā)黃。測(cè)定還原氛圍的強(qiáng)弱，使用氣體分析儀可獲得比較精確的數(shù)據(jù)。為了簡(jiǎn)捷方便，也可用肉眼觀察加以鑒定。例如還原期看火孔有火焰噴出，可從其噴出長(zhǎng)度得知其還原程度的強(qiáng)弱。（三）壓力制度對(duì)于使用燃料燃燒供熱的窯爐，窯內(nèi)氣體(煙氣及空氣)的壓力對(duì)窯內(nèi)溫度和氛圍有決定性的影響。通過(guò)調(diào)節(jié)窯爐有關(guān)設(shè)備(燒嘴、風(fēng)機(jī)、閘板等)可控制窯內(nèi)各部分氣體壓力呈一定分布。窯內(nèi)氣體壓力的規(guī)律性分布稱(chēng)為壓力制度。壓力制度起確保溫度制度和氛圍制度的作用。其重要性體現(xiàn)在下列三方面：（1）壓力制度直接影響到氛圍制度。例如，油燒隧道窯中，預(yù)熱帶為負(fù)壓，燒成帶、冷卻帶為正壓，零壓位控制在預(yù)熱帶和燒成帶之間。這樣的壓力分布有助于氛圍制度的穩(wěn)定。預(yù)熱帶呈負(fù)壓，可使排煙暢通，確保預(yù)熱帶的氧化氛圍。燒成帶保持微正壓，能夠有效地制止外界冷空氣侵入窯內(nèi)，有助于確保燒成帶的還原氛圍。零壓位在預(yù)熱帶與燒成帶之間，便于分隔焰性，使氧化與還原清晰。如果壓力制度破壞了，窯內(nèi)氛圍也就隨之變化，如燒成帶如果出現(xiàn)較大的負(fù)壓，窯內(nèi)的還原氛圍就破壞了，制品就可能出現(xiàn)發(fā)黃缺點(diǎn)。（2）壓力制度直接影響到窯內(nèi)的溫度制度。負(fù)壓過(guò)大，吸入的冷空氣多，溫度會(huì)下降，溫差也會(huì)增大。（3）壓力的大小直接影響入窯空氣量及出窯的煙氣量，也直接影響預(yù)熱效果、燃燒效果和冷卻速度等。窯內(nèi)的壓力普通是借助傾斜式壓力計(jì)等測(cè)壓儀表來(lái)測(cè)定的。在沒(méi)有測(cè)壓儀表的狀況下，能夠通過(guò)觀察看火孔的火焰狀況來(lái)判斷。如果看火孔火焰往外冒，闡明窯內(nèi)的壓力不不大于外界大氣壓力，窯內(nèi)是處在正壓操作，冒出的火焰越長(zhǎng)，闡明窯內(nèi)壓力越大。如果看火孔火焰不往外冒，闡明窯內(nèi)處在負(fù)壓狀態(tài)，也就是窯內(nèi)的壓力不大于外界大氣壓力。另外，通過(guò)窯內(nèi)火焰流動(dòng)狀態(tài)等現(xiàn)象也能判斷窯內(nèi)的抽力大小。（四）燒成制度的制訂1．燒成制度制訂的根據(jù)制訂燒成制度的重要根據(jù)是坯體的構(gòu)成與性質(zhì)、釉料的性能與規(guī)定以及使用窯爐的狀況等。（1）坯體的構(gòu)成與性質(zhì)坯體的構(gòu)成、原料的性質(zhì)以及高溫中發(fā)生的多個(gè)變化均影響反映進(jìn)行的速度。根據(jù)坯料中多個(gè)礦物成分的差熱曲線，可理解坯體在加熱過(guò)程中不同溫度區(qū)間所分解的氣體狀況。根據(jù)坯料的燒結(jié)性能曲線（致密度、氣孔率、收縮曲線），可初步判斷坯體的燒成溫度和燒成溫度范疇，從而得出坯體在燒成過(guò)程中各階段允許的升溫與降溫速度。制訂燒成制度時(shí)要充足考慮制品的尺寸和形狀、坯體的厚度、制品的大小及坯體的溫度傳導(dǎo)狀況。坯體加熱時(shí)由于傳熱過(guò)程需要時(shí)間，在坯體斷面方向形成溫度梯度，從而引發(fā)不同層坯體的不均勻膨脹（冷卻時(shí)為不均勻收縮），這種不均勻膨脹或收縮使坯體內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，造成坯體開(kāi)裂或變形。升溫（降溫）速度愈快，坯體尺寸愈大，坯體愈厚，應(yīng)力就愈大，開(kāi)裂或變形的概率就愈大。（2）釉料的性能與規(guī)定坯體中產(chǎn)生的氣體必須通過(guò)釉層逸出，釉未熔融前釉層是多孔體，氣體能順利通過(guò)釉層。而當(dāng)釉層大部分熔融后，氣體通過(guò)就很困難，往往形成釉泡、氣孔等缺點(diǎn)。釉料的熔融溫度范疇，應(yīng)適應(yīng)燒成設(shè)備及操作對(duì)燒成溫度范疇所控制的程度。當(dāng)釉面規(guī)定為光亮釉時(shí)，則需要進(jìn)行快速冷卻，以避免釉熔體產(chǎn)生結(jié)晶。在燒制無(wú)光釉、結(jié)晶釉時(shí)，狀況正好相反，應(yīng)延長(zhǎng)保溫時(shí)間，慢速冷卻，增進(jìn)晶體生成。因此要針對(duì)釉料的性能要西游記制訂燒成制度。當(dāng)釉層或者與釉層有關(guān)的裝飾層的成熟溫度與坯體的燒成溫度相差較大時(shí)，應(yīng)采用二次燒成或二次以上燒成。（3）所用的窯爐狀況制訂燒成制度時(shí)，應(yīng)考慮窯爐的構(gòu)造型式特點(diǎn)、裝窯方式、燃料種類(lèi)、供熱能力大小及調(diào)節(jié)的靈活性、窯具的性質(zhì)等。應(yīng)根據(jù)不同產(chǎn)品選擇適宜的窯爐燒成，窯爐要能夠?qū)崿F(xiàn)制品燒成所需要的燒成制度。在執(zhí)行燒成制度的過(guò)程中要隨時(shí)根據(jù)坯釉配方變化、產(chǎn)品品種變化、燃料變化，甚至氣候變化及燒成產(chǎn)品反饋的信息等因素予以調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)燒成制度時(shí)要注意調(diào)節(jié)效果的滯后性，普通來(lái)說(shuō)，窯爐自重愈大（厚壁）、燒成周期愈長(zhǎng)、裝窯密度愈大則滯后時(shí)間愈長(zhǎng)。因此要根據(jù)這些狀況在調(diào)節(jié)并通過(guò)滯后期后的觀察分析才可擬定調(diào)節(jié)與否對(duì)的，以決定與否需繼續(xù)調(diào)節(jié)及如何調(diào)節(jié)。如果在滯后期內(nèi)即做下一步調(diào)節(jié)，則可能會(huì)作出錯(cuò)誤判斷，以至于狀況比調(diào)節(jié)前更為惡化。新型薄壁輕型快燒窯爐滯后期很短，因此調(diào)節(jié)敏捷，為提高燒成的品質(zhì)發(fā)明了條件。2．產(chǎn)品燒成制度的擬定（1）燒成溫度曲線的擬訂燒成溫度曲線的擬訂涉及各階段的升溫速度、最高燒成溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度。升溫速度的擬定，應(yīng)根據(jù)制品所用原料在各個(gè)溫度段所發(fā)生的物理化學(xué)變化、窯爐的大小、坯體的厚度與形狀、所用原料的顆粒細(xì)度和裝窯數(shù)量來(lái)綜合擬定。升溫速度直接影響到燒成時(shí)間的長(zhǎng)短，燒成時(shí)間的縮短，不僅提高了窯爐的生產(chǎn)率，并且能節(jié)省燃料。低溫階段即在400℃以前，其升溫速度重要取決于坯體的厚度、顆粒構(gòu)成、黏土的含量、坯體進(jìn)窯的含水率和窯內(nèi)實(shí)際裝坯量。當(dāng)坯體顆粒構(gòu)成致密，裝窯容量大，且坯體進(jìn)窯水分高或坯體較厚者，升溫太快將引發(fā)坯件內(nèi)部水蒸汽壓力的升高而造成開(kāi)裂現(xiàn)象的產(chǎn)生，升溫速度普通大件產(chǎn)品為30℃/h，而中小制品為50~60℃/h。同時(shí)注意加大煙囪抽力來(lái)確保通風(fēng)。分解及氧化期即在900℃以前，升溫速度取決于原料純度、火焰性質(zhì)、氣流速度以及坯體厚度。原料較純且分解物較少時(shí)，升溫能夠較快。坯體內(nèi)雜質(zhì)含量較多，則可能因快速升溫而產(chǎn)生氧化分解不完全的狀況，后期容易出現(xiàn)坯體變色、釉泡等缺點(diǎn)。在這階段中，除了在400℃~600℃間由于高嶺石構(gòu)造水的快速排除，升溫應(yīng)緩慢些以外，普通可加速升溫。但要確保窯內(nèi)的氧化氛圍。高溫階段，升溫速度取決于窯爐的構(gòu)造、裝窯密度和坯體收縮變化的速度，當(dāng)窯的體積較大，升溫過(guò)快則窯內(nèi)的溫差較大，將引發(fā)高溫反映的不均勻，并且由于坯體玻璃相出現(xiàn)的多少與快慢會(huì)引發(fā)坯體發(fā)生不同程度和速度的收縮，在收縮較快的階段，升溫不易大快，收縮較慢的階段，則可加緊升溫速度。普通燃?xì)馑笫礁G，在此階段能夠快速升溫。但在最高燒成溫度下應(yīng)有適宜的保溫時(shí)間。最高燒成溫度的擬定，燒成溫度的高低與坯體的構(gòu)成、顆粒細(xì)度、制品的質(zhì)量規(guī)定以及升溫速度有關(guān)。燒成溫度必須在坯體的燒成溫度范疇之內(nèi)，具體的擬定則需根據(jù)制品內(nèi)在性能及外觀質(zhì)量規(guī)定來(lái)決定，對(duì)燒成范疇窄的坯料，適宜在允許范疇中的下限燒成，延長(zhǎng)保溫時(shí)間；而對(duì)燒成范疇寬的坯料，則可在上限燒成。保溫時(shí)間的擬定，保溫時(shí)間的長(zhǎng)短，決定于窯的構(gòu)造、坯體的厚度和大小以及制品所規(guī)定達(dá)成的致密程度，普通容積較大的窯爐升溫較為困難，為了使坯體達(dá)成同一燒成溫度，其止火溫度必須比小容積窯爐的要低，而保溫時(shí)間則須延長(zhǎng)。冷卻速度的擬定，重要取決于坯體內(nèi)液相的凝固速度。較厚的坯體冷卻太快時(shí)，可能在坯體內(nèi)外造成不均勻應(yīng)力而引發(fā)開(kāi)裂現(xiàn)象。液相較多的坯體采用快速冷卻將使坯體內(nèi)不易析晶或促使形成微晶，從而可提高其機(jī)械強(qiáng)度，并且可避免鐵質(zhì)的再次氧化，提高白度。（2）燒成氛圍的擬定為了適應(yīng)坯體原料與制品性能的規(guī)定，某些產(chǎn)品要燒還原性氛圍，普通狀況南方燒還原氛圍較多。氧化分解后來(lái)，如果是還原焰燒成，在空氣局限性的狀況下，燃燒產(chǎn)物中將含有可燃?xì)怏w，與空氣一并進(jìn)入窯中繼續(xù)混合完畢燃燒，并放出熱量，使窯內(nèi)的溫度與燃燒室的溫度差別減小，這是還原焰可使窯內(nèi)溫度均勻的理論根據(jù)，對(duì)于燒成溫度范疇窄的坯體，在燒成中使用還原焰尤為重要。三、快速燒成與燒成節(jié)能（一）快速燒成普通陶瓷的燒成周期（整個(gè)燒成過(guò)程所需時(shí)間）都較長(zhǎng)，特別是單件質(zhì)量較大、尺寸及厚度較大的產(chǎn)品，往往需要30~40h，甚至更長(zhǎng)。這是由于坯釉的燒成反映需要一定時(shí)間，但更重要的是由于外部條件如窯爐溫差、裝窯密度、燃料、生坯強(qiáng)度、窯具性能（特別是耐急冷急熱性能）等條件所限制。長(zhǎng)的燒成周期大大增加了能耗（燃料消耗，附屬設(shè)備電耗），減少了產(chǎn)量。快速燒成是當(dāng)代陶瓷窯爐的一大特點(diǎn)。當(dāng)代陶瓷窯爐將舊式窯爐幾十小時(shí)的總燒成時(shí)間縮短為十幾小時(shí)、幾小時(shí)，甚至不到l小時(shí)。快速燒成的成果使窯爐的生產(chǎn)能力大幅度地增加，單位熱耗明顯減少。科學(xué)合理地縮短燒成時(shí)間，能夠確保產(chǎn)品質(zhì)量不受影響。1．實(shí)現(xiàn)快速燒成的意義（1）能節(jié)省能源（燃料）。陶瓷生產(chǎn)過(guò)程中燃料費(fèi)用占生產(chǎn)成本比例很大，普通在30％以上。縮短燒成時(shí)間，對(duì)節(jié)省能源的效果明顯。有資料表明，單位制品的熱耗與燒成時(shí)間成直線關(guān)系，燒成時(shí)間每縮短10％，產(chǎn)量可增加10％，單位制品熱耗可減少4％，因此快速燒成既可節(jié)省燃料，又可提高產(chǎn)量，使生產(chǎn)成本大幅度減少。（2）能充足運(yùn)用原料資源。低溫?zé)傻钠胀ㄌ沾僧a(chǎn)品，其配方構(gòu)成中普通都應(yīng)含有較多的熔劑成分。我國(guó)地方性原料十分豐富，這些地方性原料或低質(zhì)原料（如瓷土尾礦、低質(zhì)滑石等）及某些新開(kāi)發(fā)的原料（如硅灰石、透輝石、霞石正長(zhǎng)巖、含鋰礦物原料等）往往含有較多的低熔點(diǎn)成分，來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，很適合制作低溫坯釉料，或者快燒坯釉料。因此，低溫?zé)膳c快速燒成能充足運(yùn)用原料資源，并且能增進(jìn)新的陶瓷原料的開(kāi)發(fā)與運(yùn)用。（3）可提高窯爐與窯具的使用壽命。陶瓷產(chǎn)品的燒成溫度在較大幅度減少之后，能夠減少窯具的破損和高溫荷重變形，對(duì)砌窯材料的規(guī)定也減少，減少了建窯費(fèi)用，同時(shí)還能夠增加窯爐的使用壽命，延長(zhǎng)窯爐的檢修周期。在窯具的材質(zhì)方面也可減少性能規(guī)定，延長(zhǎng)其使用壽命。（4）可縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率。快速燒成除了節(jié)能和提高產(chǎn)量外，還可大大地縮短生產(chǎn)周期和明顯地提高生產(chǎn)效率。另外，低溫?zé)缮杏兄谔岣呱系娘@色效果，豐富釉彩和色釉的品種。快速燒成可使坯體中晶粒細(xì)小，從而提高瓷件的強(qiáng)度，改善某些介電性能。即使低溫?zé)杉翱焖贌珊猩鲜鰞?yōu)點(diǎn)，但也應(yīng)注意到，采用這些燒成辦法的前提是必須確保產(chǎn)品的質(zhì)量。而低溫快燒產(chǎn)品的品質(zhì)并非完全等同于常規(guī)燒成的產(chǎn)品。另外，由于陶瓷產(chǎn)品種類(lèi)繁多，性能規(guī)定各異，因此并非任何品種都能夠采用低溫?zé)苫蚩焖贌伞?．實(shí)現(xiàn)快速燒成的工藝方法（1）坯、釉料能適應(yīng)快速燒成的規(guī)定適合快速燒成的坯料，干燥收縮和燒成收縮要小。這樣可確保產(chǎn)品的尺寸精確，不致彎曲和變形。普通坯料只能適應(yīng)100~300℃／h的升溫速度，而快速燒成時(shí)的升溫速度可達(dá)800~1000℃／h，因此要配制低收縮的坯料，選用少收縮或無(wú)收縮的原料（如燒失量小的黏土、滑石、葉蠟石、硅灰石、透輝石或預(yù)燒過(guò)的原料、合成原料等）。坯料的熱膨脹系數(shù)要小，隨溫度的變化靠近線性關(guān)系，在燒成過(guò)程中不致開(kāi)裂。坯料的導(dǎo)熱性能好，使燒成時(shí)物理化學(xué)反映能快速進(jìn)行，又能提高坯體的抗熱震性。坯料中少含晶型轉(zhuǎn)變的成分，以免因體積變化破壞坯體。快速燒成用的釉料規(guī)定有助于物理化學(xué)反映能快速進(jìn)行，釉料的始熔溫度要高些，以防快燒時(shí)原料的反映滯后而引發(fā)的釉面缺點(diǎn)（針孔、氣泡等）。釉料的高溫粘度比普通釉料應(yīng)低些，且隨溫度升高粘度減少較多，方便獲得平坦光滑無(wú)缺點(diǎn)的釉面。釉料的膨脹系數(shù)較常規(guī)燒成時(shí)要小某些，便于和坯體匹配。（2）加強(qiáng)工藝控制，改善裝燒辦法從工藝控制方面，減少坯體入窯水分，提高坯體入窯溫度，有助于實(shí)現(xiàn)快速燒成。傳統(tǒng)窯爐坯體入窯水分普通控制在2%下列，快速燒成規(guī)定不大于0.5%。殘存水分少則短時(shí)間內(nèi)即可排盡，并且生成的水氣量也少，不致在快燒條件下產(chǎn)生巨大應(yīng)力。入窯坯體溫度高則可提高窯爐預(yù)熱帶的溫度，縮短預(yù)熱時(shí)間。控制坯體厚度、形狀和大小。厚坯、大件、形狀復(fù)雜的坯體在快燒時(shí)容易損壞，難以進(jìn)行快速燒成。（3）改善窯爐構(gòu)造，采用新材料新技術(shù)選用溫差小和保溫良好的窯爐，小截面窯爐內(nèi)的溫度比較均勻，低蓄熱量的窯爐易于升溫和冷卻。并采用含硫量低、無(wú)灰分的燃料。（4）選用抗熱震性能良好的窯具快速燒成時(shí)，窯具承受大幅度的溫度變化，它的使用條件比普通的燒成辦法要苛刻得多。而窯具的抗熱震性是快速燒成能否進(jìn)行的重要條件，快速燒成時(shí)盡量不用窯具或少用窯具。（二）燒成節(jié)能辦法從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度分析，能源的高消耗與浪費(fèi)是陶瓷產(chǎn)品成本高的一種重要因素。減少能耗，減少成本，可提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。陶瓷燒成的節(jié)能方式重要可考慮下列幾方面。1．窯爐的選用與窯爐構(gòu)造的改善持續(xù)式窯爐比間歇式窯爐的熱效率提高，并易實(shí)現(xiàn)快速燒成。明焰燒成比隔焰燒成有更高的熱效率。寬體隧道窯、輥道窯為最適宜的窯型選擇。間歇式窯爐中，燃?xì)馑笫礁G又較傳統(tǒng)的倒焰窯有更大的經(jīng)濟(jì)效益。裸燒明焰窯，產(chǎn)品裸露在煙氣中，窯內(nèi)阻力小，煙氣流速快，傳熱也快，沒(méi)有匣缽蓄熱，窯溫均勻性好，可縮短燒成時(shí)間，提高產(chǎn)品質(zhì)量。裸裝隔焰窯，火焰的熱量要通過(guò)隔焰板再傳給制品，因是間接傳熱，阻力大，為了確保傳熱速率，只有提高煙氣溫度，這樣不僅要增加燃料消耗，并且對(duì)窯爐的使用壽命不利。缽裝明焰窯，其傳熱方式與裸裝隔焰窯傳熱方式相似，因產(chǎn)品裝在缽內(nèi)，有時(shí)匣缽比產(chǎn)品還重，在燒成過(guò)程中既要傳熱又要吸熱蓄熱，尚有隔熱作用，傳熱條件更差，且匣缽帶走的熱損失大。因此，現(xiàn)在大多使用裸燒明焰窯。2．加強(qiáng)窯爐的隔熱性陶瓷窯爐爐體，因發(fā)生熱輻射與熱傳導(dǎo)形成的熱損失高達(dá)30%~40%，如果采用耐高溫隔熱材料、保溫材料取代傳統(tǒng)黏土磚或高鋁磚，則可大幅度減少熱損失。另外，陶瓷纖維材料在減少蓄熱的同時(shí)還能夠使?fàn)t壁變薄，使用周期加長(zhǎng)且易于維修。采用輕質(zhì)高強(qiáng)、隔熱保溫、高導(dǎo)熱低熱容的優(yōu)質(zhì)耐火材料砌筑鋪貼窯體、窯車(chē)和制作窯具，可減少窯體、窯車(chē)和窯具的蓄熱與散熱及窯車(chē)、窯具帶走的熱量，使窯爐加熱快、冷卻快，窯內(nèi)溫差小，縮短燒成時(shí)間，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少能耗。應(yīng)提高筑爐技術(shù)和質(zhì)量以減少漏風(fēng)。由于窯內(nèi)的漏風(fēng)量增加，勢(shì)必造成氣體分層，加熱不均，溫差增大，燒成時(shí)間延長(zhǎng)，生產(chǎn)效率下降，能耗上升，成本增加。3．減少燒成溫度與實(shí)現(xiàn)快速燒成根據(jù)熱平衡計(jì)算，陶瓷在高溫（1200℃）燒成，溫度每升高100℃，需增加10%~20%的燃料消耗，并且嚴(yán)重影響窯具的使用壽命。采用新原料配制燒結(jié)溫度低的坯料和熔融溫度低的釉料，以適應(yīng)低溫快速燒成技術(shù)的發(fā)展。實(shí)現(xiàn)快速燒成，燒成時(shí)間縮短，則產(chǎn)品產(chǎn)量可增加，單位產(chǎn)品的熱耗減少。4．掌握好窯爐的操作要點(diǎn)掌握好窯爐的操作要點(diǎn)，是節(jié)能最有效的方法。陶瓷的燒成要根據(jù)坯釉的特性、窯爐的構(gòu)造、燃料的種類(lèi)等制訂燒成制度。燒成時(shí)應(yīng)注意掌握好氧化焰、還原焰和中性焰三個(gè)燒成階段。多個(gè)火焰在燒成過(guò)程中規(guī)定溫度氛圍不一，燃料用量不同。若過(guò)早燒還原焰，不僅會(huì)造成產(chǎn)品煙熏等缺點(diǎn)，并且浪費(fèi)了燃料。因此在燒成操作上，應(yīng)根據(jù)窯爐構(gòu)造、窯內(nèi)溫差狀況以及制品的大小、厚薄、干濕程度、燒結(jié)范疇規(guī)定、高火保溫時(shí)間等因素，決定各階段的燃料用量。這一點(diǎn)對(duì)間歇式窯爐更為重要。5．選擇節(jié)能窯具和實(shí)現(xiàn)無(wú)匣燒成匣缽裝燒制品，可增加裝窯坯體的數(shù)量。但應(yīng)盡量選用熱傳導(dǎo)率高、含有較高高溫強(qiáng)度的薄壁匣缽。匣缽裝燒制品時(shí)，匣缽的質(zhì)量往往比制品大數(shù)倍，且導(dǎo)熱性不良，傳熱速度緩慢，熱損失大。匣缽的存在，使火焰不能把熱量直接傳到制品上，增加了燃料消耗，延長(zhǎng)了燒成時(shí)間。因此，除必須使用匣缽的狀況外，倡導(dǎo)采用無(wú)匣燒成工藝。為了提高裝窯密度，可采用棚板-立柱裝坯等。6．運(yùn)用余熱陶瓷窯爐燒成時(shí)，煙氣或冷卻空氣帶走的熱量很高，有效運(yùn)用余熱使之產(chǎn)生其它經(jīng)濟(jì)價(jià)值也很重要。隧道窯或輥道窯預(yù)熱帶煙氣經(jīng)換熱后所得的熱風(fēng)、冷卻帶抽出的余熱等可送干燥器干燥半成品，也可用于加熱助燃空氣，不僅可改善燃料燃燒，提高燒成溫度，減少燃料消耗，提高窯爐的熱效率。四、陶瓷燒成用窯爐（一）陶瓷窯爐分類(lèi)陶瓷制品的燒成設(shè)備類(lèi)型諸多，常見(jiàn)的陶瓷窯爐的分類(lèi)狀況見(jiàn)表3-2。按其操作過(guò)程與否持續(xù)可分為持續(xù)式窯爐和間歇窯爐兩大類(lèi)。慣用的持續(xù)式窯爐有隧道窯和輥道窯，慣用的間歇窯爐有梭式窯。表3-2陶瓷窯爐的分類(lèi)分類(lèi)辦法名稱(chēng)重要特點(diǎn)按使用燃料來(lái)分類(lèi)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都市煤氣、發(fā)生爐煤氣、天然氣、石油液化氣等為燃料電窯用多個(gè)電發(fā)熱體加熱升溫按火焰流動(dòng)方向分類(lèi)升焰窯窯內(nèi)火焰由窯底升起，窯頂排煙平焰窯火焰在窯內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)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(lèi)圓窯外形為圓形，也稱(chēng)饅頭窯，普通為升焰窯或倒焰窯方窯外形為方形，普通為升焰窯或倒焰窯隧道窯外形像條隧道，采用窯車(chē)輸送坯體輥道窯外形為扁平通道，通過(guò)旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)虞斔团黧w階級(jí)窯窯內(nèi)分許多間，逐級(jí)傾斜向上龍窯外形像條龍，斜伏在山坡上抽屜窯窯車(chē)進(jìn)出窯體時(shí)如抽屜運(yùn)動(dòng)，亦稱(chēng)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(chēng)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(lèi)干燥窯用于坯體的干燥，可用余熱或安裝燃燒器，亦稱(chēng)干燥器素?zé)G用于未施釉的坯體的預(yù)燒，如用于釉面磚的素?zé)G釉燒窯用于素?zé)魇┯院蟮臒桑喾Q(chēng)本燒窯烤花窯用于陶瓷貼花、彩繪后的彩烤重?zé)G有缺點(diǎn)的陶瓷經(jīng)修補(bǔ)后重新入窯燒成，亦稱(chēng)修補(bǔ)窯（二）隧道窯隧道窯是現(xiàn)在陶瓷工業(yè)中較為先進(jìn)的窯爐。它的窯室是隧道形的，頂部有拱頂，兩側(cè)有窯墻，下部有軌道，軌道上有裝載制品的窯車(chē)，窯車(chē)上面鋪有耐火磚，構(gòu)成了可移動(dòng)的窯底。坯體隨窯車(chē)從窯頭進(jìn)入窯內(nèi)，在窯內(nèi)通過(guò)加熱發(fā)生一系列物理化學(xué)變化后成為成品。冷卻后再?gòu)母G尾隨窯車(chē)推出窯外。隧道窯含有產(chǎn)量高，燃料消耗低，燒成制度穩(wěn)定，勞動(dòng)條件好，勞動(dòng)強(qiáng)度小，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)在陶瓷工業(yè)使用最廣泛的窯爐。隧道窯有多個(gè)類(lèi)型，分類(lèi)辦法諸多。單通道、明焰、窯車(chē)式隧道窯是一種最基本的類(lèi)型，也是現(xiàn)在使用廣泛的隧道窯。（三）輥道窯輥道窯是一種截面呈狹長(zhǎng)形的通道，由一根根平行排列、橫穿窯內(nèi)工作通道截面的輥?zhàn)訕?gòu)成“輥道”，制品放在輥道上隨著輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)動(dòng)而輸送入窯，在窯內(nèi)完畢燒成工藝過(guò)程，故稱(chēng)輥道窯。輥道窯可按使用的燃燒構(gòu)造、加熱方式、通道多少來(lái)分類(lèi)。明焰輥道窯中，火焰進(jìn)入輥道上下空間，與制品接觸并直接加熱制品。氣燒明焰輥道窯慣用的氣體燃料有天然氣、發(fā)生爐煤氣、石油液化氣等，規(guī)定煤氣是干凈的。油燒輥道窯常采用輕柴油作為燃料，其供油系統(tǒng)比供氣系統(tǒng)簡(jiǎn)樸，投資也較少，使用單位較多。明焰輥道窯的燃燒產(chǎn)物直接與制品接觸，對(duì)提高傳熱效率、均勻窯內(nèi)斷面溫度場(chǎng)、節(jié)能等都是有利的，代表了輥道窯的主流。輥道窯按工作通道的多少分單層輥道窯、雙層輥道窯、三層輥道窯等。多層輥道窯可節(jié)省燃料，縮短窯長(zhǎng)，減少用地，減少投資費(fèi)用。但由于層數(shù)增多，使入窯及出窯的運(yùn)輸線、聯(lián)鎖控制系統(tǒng)、窯爐本身構(gòu)造都復(fù)雜化，給去除磚坯碎片更是帶來(lái)不少困難。我國(guó)現(xiàn)在大多采用單層輥道窯，有的采用兩層通道，一層用來(lái)焙燒制品，另一層用于干燥坯體。干燥熱源運(yùn)用焙燒層的余熱。普通說(shuō)來(lái)，當(dāng)窯寬較窄、工作溫度也不太高、占地受到限制時(shí)宜采用多層，但普通也不適宜超出三層。（四）間歇窯持續(xù)窯也有某些缺點(diǎn)，如占地面積大，基建費(fèi)用高，燒成制度不易變化，節(jié)假日不可隨意停窯等。間歇式窯爐在這些方面則顯示出了它的優(yōu)點(diǎn)。倒焰窯是慣用的間歇窯，它是由于火焰有一種從上向下流動(dòng)的過(guò)程而得名的。其容積可大可小，建筑費(fèi)用低，窯內(nèi)溫度分布均勻，能按產(chǎn)品的工藝規(guī)定變化燒成制度，節(jié)假日和周末可停窯，在生產(chǎn)上含有靈活性等優(yōu)點(diǎn)，合用于多品種多規(guī)格或中小型陶瓷廠使用。傳統(tǒng)的倒焰窯產(chǎn)量低，單位制品燃耗大，裝、出窯勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)條件差，不易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，又限制了它的發(fā)展。新型間歇窯有梭式窯、鐘罩窯等，梭式窯是間歇燒成的窯，窯車(chē)推動(dòng)窯內(nèi)燒成，燒完了再拉出來(lái)，卸下燒好的陶瓷。窯車(chē)猶如梭子，故而稱(chēng)為梭式窯。新型間歇窯普通都采用耐高溫的輕質(zhì)隔熱材料砌窯，使用高速調(diào)溫?zé)欤?yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)，窯爐性能有了很大改善。與傳統(tǒng)間歇窯相比，新型間歇窯有以下特點(diǎn)：（1）窯外裝出制品，且不需重復(fù)用手工砌封窯門(mén)，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件，提高了工作效率。（2）采用高速調(diào)溫?zé)欤訌?qiáng)窯內(nèi)傳熱，縮短了制品燒成時(shí)間，從而提高了窯的產(chǎn)量，減少了單位制品的燃料消耗量。（3）采用高溫輕質(zhì)隔熱材料砌窯，減少了窯體蓄熱量，便于快速燒成和冷卻。（4）制品燒成和冷卻過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。五、坯體裝車(chē)與入窯陶瓷制品的燒成，首先要通過(guò)坯體入窯工序。坯體入窯又與其產(chǎn)品種類(lèi)、窯爐構(gòu)造和燃料特點(diǎn)等密不可分。常見(jiàn)的陶瓷坯體入窯方式可分為匣缽入窯、棚板裝窯和坯體直接入窯三種。坯體裝窯工藝的合理與否會(huì)影響到產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量。制品的諸多缺點(diǎn)如變形、色臟、落渣等往往都與裝窯工藝有關(guān)。（一）匣缽入窯1．坯體裝缽傳統(tǒng)窯爐燒成時(shí)，由于生坯強(qiáng)度低，坯體不能直接堆疊，且坯上有釉，如果互相堆疊則燒后會(huì)粘在一起，同時(shí)為避免坯體受窯內(nèi)火焰、灰塵、煙氣的污染，需將坯體裝于匣缽內(nèi)進(jìn)行燒成。當(dāng)代窯爐所用燃料大多為清潔能源，因此坯體裝缽燒成逐步被裁減。坯體裝缽時(shí)，匣缽的材質(zhì)及物理性能應(yīng)符合工藝規(guī)定。匣缽的大小應(yīng)與所裝坯體的器形相適應(yīng)，以獲得最大的裝窯密度。匣缽在使用前應(yīng)預(yù)先燒成（燒成溫度要比使用溫度高），匣缽背面與口沿要涂高溫涂料，以防落渣及匣缽之間互相粘結(jié)。坯體裝缽時(shí)，應(yīng)按坯件大小、厚薄、重心來(lái)選擇簡(jiǎn)便的辦法。規(guī)定平穩(wěn)，以免造成制品的變形、開(kāi)裂等。上釉的大型坯件或特殊形狀的制品，必須采用支架或支釘裝缽。坯體裝缽時(shí)，應(yīng)自下而上從坯架上取坯并一層一層拉清，坯體要件件吹刷，除去灰塵雜物，認(rèn)真檢查生坯質(zhì)量，不符合規(guī)定的坯體要剔除。取坯、放坯要輕拿輕放，減少破損與落渣，碗、碟、盤(pán)等較小的坯體可用吸坯器裝缽，大件坯體要用雙手取坯入缽。嚴(yán)格選用符合質(zhì)量規(guī)定的匣缽，避免在高溫時(shí)因個(gè)別匣缽柱出現(xiàn)問(wèn)題而發(fā)生倒車(chē)倒窯事故。碼缽時(shí)要穩(wěn)、平、直，即底面要平，腳部要穩(wěn)，缽柱要直，避免倒車(chē)倒窯現(xiàn)象發(fā)生。坯體裝缽時(shí)的含水率應(yīng)控制在一定范疇內(nèi)，濕坯進(jìn)窯后會(huì)容易造成吸煙與炸坯等缺點(diǎn)。2．倒焰窯匣缽裝窯倒焰窯內(nèi)溫度分布不均勻，上下溫差與水平溫差比較大，必須按照坯釉料的燒成性能、窯爐中煙氣流動(dòng)的阻力分布狀況以及對(duì)制品的質(zhì)量規(guī)定等擬定適宜的窯位。裝窯前，應(yīng)去除吸火孔和支煙道中的窯渣雜屑，確保燒成時(shí)火焰暢通。墊座用耐火材料制成，每根匣缽柱下均用三個(gè)，擺成等邊三角形，使之受力均勻。匣缽柱的水平排列方式多為平行排列，也可交錯(cuò)排列或混排，缽柱間距要適宜。調(diào)節(jié)水平間距大小能夠均衡窯內(nèi)水平溫度，排布普通是內(nèi)密邊稀，缽柱間距普通為3~5cm，邊缽柱距窯墻為10~12匣缽柱的上下要保持平、正、直、穩(wěn)。靠近窯墻的一排缽柱為了避免向外傾倒，規(guī)定略向中心傾斜，在每柱匣缽的間隙里隔一定高度用支撐物卡緊，避免高溫時(shí)歪倒。匣缽柱的高度要根據(jù)窯爐構(gòu)造或所裝產(chǎn)品來(lái)定，缽柱普通距窯頂15~20cm匣缽柱裝窯時(shí)，還要注意放好試片與測(cè)溫錐，且便于取出與觀察。3．隧道窯匣缽裝車(chē)隧道窯內(nèi)所裝產(chǎn)品盡量是同一類(lèi)型，或者使匣缽的規(guī)格盡量一致,這樣可使匣缽柱通道保持在一條直線上，以利于煙氣流動(dòng)。所用的泥條、撐片、泥釘均要與制品相適應(yīng)，使其燒成收縮與坯體一致，并且其燒結(jié)溫度高于坯體。匣缽柱的排列有平行和錯(cuò)列等形式。應(yīng)根據(jù)制品或匣缽的形狀、大小、厚薄以及燒成溫度和質(zhì)量規(guī)定，合理運(yùn)用窯車(chē)上的有效容積。普通匣缽間距3~5cm，距窯墻10~15cm，距窯頂10~由于隧道窯中煙氣水平流動(dòng)，普通上面溫度高，下面溫度低，裝車(chē)時(shí)宜上密下稀，設(shè)法使下部縫隙大，上部縫隙小。窯車(chē)中部的缽柱規(guī)定正直、穩(wěn)固，不能傾斜，兩邊匣缽柱向中間稍微傾斜，這樣有助于減小上下溫差，并且也比較穩(wěn)固，中間的匣缽柱應(yīng)盡量裝高某些，使上部氣流阻力加大，也利于減小溫差。墊腳高度普通高于5cm。缽柱間隙用支撐物卡緊，以防高溫下歪倒。保持車(chē)面整潔，裝車(chē)前要檢查窯車(chē)與否符合進(jìn)窯規(guī)定。將新的好的匣缽裝在底下，舊的次的匣缽裝在上面，這樣有助于避免倒車(chē)事故。選用匣缽時(shí)還要注意，同一柱匣缽的形狀、大小要基本相似，口徑誤差大的不適宜同時(shí)使用。匣缽裝車(chē)，往往采用“取出燒好的產(chǎn)品、坯體入匣缽、碼匣缽”的“三合一操作”，減少匣缽的碰撞次數(shù)，有效避免落渣等缺點(diǎn)的產(chǎn)生。裝車(chē)完畢，要認(rèn)真檢查一次，再通過(guò)原則門(mén)進(jìn)行檢查，填好坯件的數(shù)量及裝車(chē)者的工號(hào)，方便于缺點(diǎn)分析。（二）棚板-立柱裝車(chē)裝窯對(duì)明焰燒成的窯爐或制品質(zhì)量規(guī)定不高的場(chǎng)合，隧道窯、梭式窯可采用棚板-立柱裝車(chē)入窯。棚板-立柱裝車(chē)時(shí)，重要考慮煙氣在窯內(nèi)的流動(dòng)狀況與窯具的使用壽命狀況。通過(guò)采用棚板-立柱在窯內(nèi)或窯車(chē)上構(gòu)筑成層狀構(gòu)造，產(chǎn)品裝于各層棚板平面之上。采用這種辦法時(shí)棚板不必每次重新砌筑，而只須略加修整。因此減少了勞動(dòng)強(qiáng)度。產(chǎn)品與窯具間氣體流動(dòng)暢通，改善了傳熱狀況。與匣缽裝窯相比，可提高裝窯密度，減少窯具用量，產(chǎn)品能耗下降，窯爐生產(chǎn)能力提高。碳化硅棚板含有良好的熱傳導(dǎo)，是無(wú)匣裝燒陶瓷制品的抱負(fù)的窯具之一。裝坯時(shí)，上下棚板要保持平正穩(wěn)妥，均勻排列成行或成列，每層的制品盡量做到高度基本一致。普通應(yīng)將最短小的坯體裝在中間位置。高的坯體放在最下部或最上部，縱向和橫向的空隙控制在10mm（三）坯體直接入窯當(dāng)采用液體或氣體燃料時(shí)，對(duì)日用陶器、粗炻器、日用普瓷、陶瓷磚、衛(wèi)生陶瓷等制品普通能夠采用坯體直接入窯。坯體直接入窯，減少了窯具的使用，節(jié)省了空間，也節(jié)省了能源。隧道窯燒成日用陶器時(shí)，窯車(chē)上常采用大小件套裝的辦法。隧道窯燒成普通瓷器、衛(wèi)生陶瓷時(shí)，窯車(chē)上常采用棚板立柱配合的裝窯的辦法。輥道窯燒成陶瓷磚時(shí)，只須將坯體直接平放排列于輥棒上入窯，小尺寸的產(chǎn)品可放置在耐火材料制成的墊板上入窯，燒成時(shí)產(chǎn)品與墊板一起在窯內(nèi)輥棒上運(yùn)動(dòng)。部分日用陶瓷產(chǎn)品，也可采用直接進(jìn)入輥道窯燒成。這種裝窯辦法，傳熱狀況良好，易于進(jìn)行機(jī)械化、自動(dòng)化操作。六、隧道窯構(gòu)造（一）隧道窯的工作系統(tǒng)與窯體構(gòu)造1．隧道窯的種類(lèi)與特點(diǎn)（1）隧道窯的種類(lèi)隧道窯是一條長(zhǎng)的直線形隧道，其兩側(cè)及頂部有固定的墻壁及拱頂，底部鋪設(shè)的軌道上運(yùn)行著窯車(chē)。燃燒設(shè)備設(shè)在其中部?jī)蓚?cè)，構(gòu)成了固定的高溫帶即燒成帶，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谒淼栏G前端煙囪或引風(fēng)機(jī)的作用下，沿著隧道向窯頭方向流動(dòng)，同時(shí)逐步地預(yù)熱進(jìn)入窯內(nèi)的制品，這一段構(gòu)成了隧道窯的預(yù)熱帶。在隧道窯的窯尾鼓入冷風(fēng)，冷卻隧道窯內(nèi)燒成后的高溫制品，鼓入的冷風(fēng)流經(jīng)高溫制品而被加熱后，再抽出送入干燥器等作為干燥生坯的熱源，這一段便構(gòu)成了隧道窯的冷卻帶。隧道窯根據(jù)熱源不同分火焰隧道窯和電熱隧道窯。火焰隧道窯以固體燃料（煤）、液體燃料（油）、氣體燃料（煤氣或天然氣）等燃燒加熱制品，電熱隧道窯運(yùn)用電熱元件加熱制品。隧道窯根據(jù)火焰與否與制品接觸分明焰隧道窯、隔焰隧道窯、半隔焰隧道窯。明焰隧道窯火焰直接進(jìn)入隧道并與制品接觸。隔焰隧道窯在火焰與制品間有隔焰板，火焰加熱隔焰板，隔焰板再將熱量輻射給制品。半隔焰隧道窯是隔焰板上開(kāi)有小孔，讓部分燃燒產(chǎn)物與制品接觸，或只有燒成帶隔焰，預(yù)熱帶為明焰。隧道窯根據(jù)窯內(nèi)制品運(yùn)輸方式分為窯車(chē)式隧道窯、推板式隧道窯、輥底式隧道窯（輥道窯）等。根據(jù)通道多少分為單通道隧道窯、多通道隧道窯。（2）隧道窯的特點(diǎn)與傳統(tǒng)間歇窯相比，隧道窯有以下特點(diǎn)：隧道窯生產(chǎn)持續(xù)化，生產(chǎn)周期短，產(chǎn)量大，質(zhì)量高。燒成時(shí)間減短，普通大窯由裝窯到出窯需要3~5天，而隧道窯約有20h左右就能夠完畢。窯和窯具使用壽命長(zhǎng)，由于窯體不受急冷急熱的影響，因此窯體使用壽命長(zhǎng)，普通5~7年才修理一次。產(chǎn)品質(zhì)量高。預(yù)熱帶、燒成帶、冷卻帶三部分的溫度，經(jīng)常保持一定的范疇，容易掌握其燒成規(guī)律，因此產(chǎn)品質(zhì)量較高。熱運(yùn)用率高，燃料經(jīng)濟(jì)。熱量的保持和余熱的運(yùn)用都十分良好，節(jié)省燃料，較倒焰窯可節(jié)省燃料50~60%左右。節(jié)省勞力、勞動(dòng)強(qiáng)度低。燒成時(shí)操作簡(jiǎn)便，裝窯和出窯的操作都在窯外進(jìn)行，也很便利，改善了操作人員的勞動(dòng)條件，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。2．隧道窯的工作系統(tǒng)及三帶的劃分（1）隧道窯的工作系統(tǒng)隧道窯燒成時(shí)，裝載在窯車(chē)上的坯體，在推車(chē)機(jī)的推動(dòng)下，不停地隨窯車(chē)從窯頭進(jìn)入窯內(nèi)。燃料在設(shè)于燒成帶的燃燒室燃燒，產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物進(jìn)入窯內(nèi)，從燒成帶流向預(yù)熱帶，與坯體進(jìn)行熱交換后經(jīng)排煙孔、支煙道、主煙道，從煙囪或風(fēng)機(jī)排出。坯體和燃燒產(chǎn)物的運(yùn)行方向相反，在加熱過(guò)程中發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，達(dá)成燒成帶末端坯體達(dá)成燒成。進(jìn)入冷卻帶使制品快速安全冷卻，經(jīng)冷卻的制品從窯尾隨窯車(chē)推出。不同構(gòu)造的隧道窯工作系統(tǒng)不盡相似。圖3-1為普通隧道窯的工作系統(tǒng)示意圖。圖3-2為當(dāng)代隧道窯的工作系統(tǒng)示意圖。圖3-1普通隧道窯的工作系統(tǒng)示意圖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-急冷送風(fēng)9-熱風(fēng)送干燥10-熱風(fēng)機(jī)11-冷風(fēng)機(jī)圖3-2當(dāng)代隧道窯的工作系統(tǒng)示意圖1，2-窯頭兩道封閉氣幕3-預(yù)熱帶前部的分散排煙口4-預(yù)熱帶下部?jī)蓚?cè)的高速調(diào)溫?zé)?-燒成帶兩側(cè)的高速燒嘴6-冷卻帶高速?lài)娙氲募崩錃饽?-冷卻帶窯頂分散抽出熱風(fēng)8-冷卻帶高速調(diào)溫?zé)飚?dāng)代明焰隧道窯采用凈化燃料明焰裸裝燒成。在燒成帶兩側(cè)水平交錯(cuò)布置多個(gè)高速燒嘴，有助于強(qiáng)化窯內(nèi)傳熱，均勻窯溫和調(diào)節(jié)燒成曲線。在預(yù)熱帶下部?jī)蓚?cè)水平交錯(cuò)布置多個(gè)高速燒嘴，有助于控制預(yù)熱帶燒成曲線，減少窯內(nèi)溫差。窯的截面寬但有效高度小，普通不需設(shè)攪拌氣幕，必要時(shí)也有采用頂部燒嘴向預(yù)熱帶吹熱風(fēng)，可有效減少預(yù)熱帶上下溫差。持續(xù)進(jìn)車(chē)，普通不設(shè)窯門(mén)，而是在窯頭設(shè)兩道氣幕阻隔。在預(yù)熱帶前部若干點(diǎn)分組排煙，充足運(yùn)用煙氣熱量。在冷卻帶采用直接冷卻（也有直接冷卻與間接冷卻相結(jié)合的），從窯墻兩側(cè)水平交錯(cuò)布置冷風(fēng)噴口，高速?lài)娙肜鋮s風(fēng)造成強(qiáng)烈橫向循環(huán)氣流均勻冷卻制品，再由窯頂分散抽出熱風(fēng)，因此冷卻帶是以循環(huán)氣流為主，縱向氣流較少。（2）隧道窯三帶的劃分根據(jù)制品在窯內(nèi)的變化特點(diǎn)，隧道窯分為預(yù)熱帶、燒成帶、冷卻帶三帶。三帶的具體劃分有按溫度劃分和窯體構(gòu)造劃分兩種辦法。按溫度劃分普通是以坯體入窯溫度至950℃左右為預(yù)熱帶，950℃到最高燒成溫度（涉及保溫）為燒成帶，最高燒成溫度到出窯溫度為冷卻帶。燒還原焰的隧道窯，則以工藝規(guī)定的坯體由氧化轉(zhuǎn)還原溫度（即氛圍轉(zhuǎn)換溫度，約1050℃隧道窯三帶長(zhǎng)度是根據(jù)燒成工藝規(guī)定即制品在各帶停留的時(shí)間決定的。預(yù)熱帶的長(zhǎng)度應(yīng)確保煙氣和入窯坯體進(jìn)行充足地?zé)峤粨Q，使廢氣排出的溫度在200℃左右，以提高熱運(yùn)用率；燒成帶的長(zhǎng)度應(yīng)確保坯體在高溫條件下有足夠的加熱和反映時(shí)間，以提高燒成制品質(zhì)量；冷卻帶的長(zhǎng)度應(yīng)確保制品合理地均勻地快速冷卻，使出窯制品的溫度在803．隧道窯的窯體基本構(gòu)造隧道窯的構(gòu)造分為窯體構(gòu)造（窯墻、窯頂和鋼架構(gòu)造）、預(yù)熱帶構(gòu)造（排煙系統(tǒng)）、燒成帶構(gòu)造（燃燒系統(tǒng)）、冷卻帶構(gòu)造（冷卻系統(tǒng)）及其它構(gòu)造（窯車(chē)構(gòu)造及車(chē)下冷卻構(gòu)造）。窯體由窯墻、窯頂所構(gòu)成。為加固窯體，設(shè)有鋼架構(gòu)造。（1）窯墻窯墻的作用是與窯頂、窯車(chē)襯磚一起構(gòu)成窯道。窯道內(nèi)特別是燒成帶的溫度很高，窯墻必須能長(zhǎng)久經(jīng)受高溫的作用，窯墻支撐窯頂還要承受一定的負(fù)荷，窯墻內(nèi)外壁溫度差大，有熱量自?xún)?nèi)壁通過(guò)窯墻向外壁散失，規(guī)定窯墻含有隔熱作用。因此窯墻必須含有的條件是能耐高溫和煙氣的侵蝕，含有足夠的強(qiáng)度，含有良好的保溫性能。選擇建窯材料時(shí)，抱負(fù)的狀況是采用一種既耐高溫、又含有高強(qiáng)度，且隔熱性能好的輕質(zhì)耐火材料。用這樣的材料砌筑的窯墻薄而輕，易于建造，占地少，散熱量小。普通都是幾個(gè)不同的材料來(lái)砌筑窯墻，以滿足對(duì)窯墻的規(guī)定。如圖3-3所示。圖3-3隧道窯窯墻構(gòu)造類(lèi)型傳統(tǒng)隧道窯窯墻的構(gòu)造是內(nèi)壁用耐火磚，中間用輕質(zhì)隔熱磚，外壁用紅磚。內(nèi)壁用耐火磚砌筑，可滿足耐高溫，抵抗煙氣的侵蝕的規(guī)定。所用耐火材料的種類(lèi)由燒成溫度決定。普通1300℃下列用黏土耐火磚，1300~1400℃用高鋁磚，1400~1500℃用硅磚，1500~1600℃用鎂鋁磚，1800℃下列用剛玉磚。耐火磚的厚度視內(nèi)壁溫度、窯的大小及材料的性質(zhì)而定，普通為113~463當(dāng)代隧道窯的窯墻普通不用支撐窯頂即不承受荷重，因些能夠采用優(yōu)質(zhì)耐火隔熱材料取代傳統(tǒng)窯墻耐火磚層和輕質(zhì)隔熱磚層，在同樣的熱阻條件下，使窯墻厚度和窯墻的質(zhì)量可大大減少。窯墻普通有組合型和全耐火纖維型。由于沿長(zhǎng)度方向隧道窯的內(nèi)壁溫度變化很大，組合型和全耐火纖維型窯墻在使用溫度不同的各個(gè)區(qū)段內(nèi)，選擇不同的材質(zhì)及其厚度。總之，隧道窯各段的各層材料的種類(lèi)和厚度，應(yīng)根據(jù)該段的溫度，所用材料的價(jià)格和安全來(lái)決定。普通低溫段薄些，對(duì)材料的規(guī)定低些；高溫段厚些，對(duì)材料的規(guī)定高些。（2）窯頂窯頂?shù)淖饔门c窯墻相似，但窯頂支撐在窯墻上，且在較為惡劣的條件下操作，除了必須滿足窯墻所含有的條件外，窯頂還必須含有構(gòu)造嚴(yán)密，不漏氣，結(jié)實(shí)耐用，不易下沉塌陷。質(zhì)量輕以減少窯墻負(fù)荷，橫推力小可少用加固鋼材，有助于減少窯內(nèi)氣體分層。窯頂有拱頂和平頂兩種，傳統(tǒng)隧道窯多采用拱頂，當(dāng)代隧道窯普遍采用平頂。圖3-4隧道窯拱頂構(gòu)造示意圖1-拱頂2-拱頂3-拱腳梁4-立柱5-拉桿6-檢查坑R-拱半徑B-跨度α-拱心角s-拱厚f-拱高當(dāng)代隧道窯的平頂普通有棚板式、吊掛式兩種。棚板式平頂受材料的材質(zhì)和尺寸限制，窯寬較小，窯溫也不能太高，普通用在窯頭和窯尾低溫部位。吊掛式平頂采用鋼架和吊鉤，金屬用量大，但窯寬不受限制，并且適宜于模塊裝配式窯，因此在當(dāng)代隧道窯中廣泛應(yīng)用，吊掛式窯頂有傳統(tǒng)吊掛型、組合型和全耐火纖維型三種型式。如圖3-5所示。傳統(tǒng)吊掛型中，吊頂磚普通有定型產(chǎn)品，過(guò)去多為致密磚。現(xiàn)在吊頂磚重要采用輕質(zhì)耐火磚和吊頂磚層上部再鋪一層耐火纖維氈，其作用是減少窯頂蓄熱和散熱損失，提高窯頂密封性能。組合型為耐火纖維和致密耐火材料（板、銷(xiāo)釘）組合的形式，采用堇青石質(zhì)耐火銷(xiāo)釘托住堇青石質(zhì)耐火薄板，板上裝有耐火纖維內(nèi)層，使用中耐火纖維不直接與高溫?zé)煔饨佑|，幫使用壽命長(zhǎng)，但安裝較復(fù)雜。全耐火纖維型構(gòu)造窯頂?shù)馁|(zhì)量和蓄熱最小，保溫效果最佳，安裝也方便，但對(duì)耐火纖維疊塊的材質(zhì)規(guī)定較高，使用壽命較短。（二）隧道窯預(yù)熱帶的構(gòu)造隧道窯預(yù)熱帶構(gòu)造涉及窯頭構(gòu)造、排煙系統(tǒng)、攪拌氣幕和循環(huán)氣幕等。1．窯頭構(gòu)造窯頭構(gòu)造涉及窯門(mén)和封閉氣幕。隧道窯預(yù)熱帶普通為負(fù)壓，設(shè)立窯門(mén)和窯頭封閉氣幕是為了避免窯外冷空氣漏入窯內(nèi)，從而減少氣體分層，達(dá)成減少預(yù)熱帶上下溫差的目的。（1）窯門(mén)隧道窯窯頭窯門(mén)普通設(shè)立兩道。進(jìn)車(chē)時(shí)啟動(dòng)外窯門(mén)，關(guān)閉內(nèi)窯門(mén)。窯車(chē)入進(jìn)車(chē)室后，關(guān)閉外窯門(mén)，啟動(dòng)內(nèi)窯門(mén)。以確保進(jìn)車(chē)時(shí)窯內(nèi)不直接和外界相通。窯門(mén)普通用金屬材料制成，其構(gòu)造有對(duì)開(kāi)式、插板式和卷簾式等。對(duì)開(kāi)式窯門(mén)構(gòu)造比較簡(jiǎn)樸，操作方便，但容易漏風(fēng)，且只能作外窯門(mén)。插板式窯門(mén)密封效果好，但如安裝不當(dāng)，或因受熱膨脹變形，易被卡住。卷簾式窯門(mén)比較輕便，使用靈活，效果較好。窯門(mén)應(yīng)啟閉快速方便，關(guān)閉后密封性能好。有的隧道窯在窯尾出車(chē)端也設(shè)有一道窯門(mén)。（2）封閉氣幕封閉氣幕是以氣體為簾幕對(duì)窯頭起封閉作用，距窯入口端約一種車(chē)位處，將氣體以一定速度自窯頂及兩側(cè)窯墻打入窯內(nèi)，由于氣體的動(dòng)壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓，使窯頭形成1~2Pa的微正壓，制止冷空氣漏入窯內(nèi)。氣幕的構(gòu)造形式，有格子式和狹縫式兩種。狹縫式砌筑方便，出風(fēng)口阻力也較小。封閉氣幕普通在窯墻中下部、窯頂開(kāi)孔，氣流吹入窯內(nèi)方向普通有以下幾個(gè)狀況：窯墻、窯頂均與窯內(nèi)氣流垂直；窯墻、窯頂均與窯內(nèi)氣流成30°~45°角向窯頭方向吹出；窯頂與窯內(nèi)氣流垂直，窯墻與窯內(nèi)氣流成30°~45°角向窯頭方向吹出。具體采用何種方式應(yīng)根據(jù)窯頭負(fù)壓的大小以及與否持續(xù)推車(chē)等因素而定。當(dāng)采用間歇推車(chē)方式時(shí)，應(yīng)使氣幕縫對(duì)準(zhǔn)料垛間隙，以提高密封效果。封閉氣幕普通設(shè)1道。有的窯為進(jìn)車(chē)方便起見(jiàn)，窯頭只設(shè)外窯門(mén)，而設(shè)兩道封閉氣幕來(lái)提高窯頭封閉效果。封閉氣幕普通抽車(chē)下熱風(fēng)或冷卻帶的熱空氣作風(fēng)源，也有采用熱煙氣作風(fēng)源的。圖3-5吊掛式平頂(a)-傳統(tǒng)吊掛型(b)-組合吊掛型(c)(d)-全耐火纖維型1-堇青石質(zhì)耐火銷(xiāo)釘2-堇青石質(zhì)耐火薄板3-耐火纖維氈（高溫型）4-耐火纖維Z形砌塊（中溫型）5-耐火纖維氈（中溫型）6-鋼構(gòu)造7-工作面8-耐火纖維Z形砌塊9-巖棉板2．排煙系統(tǒng)隧道窯的排煙系統(tǒng)涉及排煙孔、垂直支煙道、水平支煙道、主煙道、排煙機(jī)和煙囪。（1）排煙孔和垂直支煙道排煙孔設(shè)在預(yù)熱帶兩側(cè)窯墻內(nèi)壁面上，呈矩形，其孔的下緣與窯車(chē)臺(tái)面平齊，這樣有助于把預(yù)熱帶上部氣體拉向下部，克服氣體分層，減小上下溫差。排煙孔通過(guò)垂直支煙道和水平支煙道相連，如圖3-7所示。在垂直支煙道上設(shè)有排煙支閘，通過(guò)其開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)預(yù)熱帶窯內(nèi)溫度制度和壓力制度。排煙孔的分布有集中和分散兩種方式。集中分布是在窯頭2~3個(gè)車(chē)位分布少數(shù)幾對(duì)排煙孔，其優(yōu)點(diǎn)是可加緊氣體流速，改善對(duì)流換熱效果，提高熱運(yùn)用率，缺點(diǎn)是調(diào)節(jié)不靈活，易使窯頭溫度偏高。分散分布是在預(yù)熱帶一定長(zhǎng)度范疇內(nèi)分布多對(duì)排煙孔，其優(yōu)點(diǎn)是可靈活調(diào)節(jié)預(yù)熱帶的溫度制度和壓力制度。同時(shí)，由于分散排煙迫使煙氣多次自上往下流動(dòng)，有助于均勻窯溫，缺點(diǎn)是熱運(yùn)用率較低。綜合分析，分散排煙優(yōu)于集中排煙，因此現(xiàn)在排煙孔多采用分散分布的形式。分散分布的范疇約占預(yù)熱帶全長(zhǎng)的70%左右，往往自窯頭第二車(chē)位開(kāi)始分布。其布置方式又有均勻布置、前密后稀、中間密兩頭稀、中間稀兩頭密等幾個(gè)。實(shí)際生產(chǎn)中多采用均勻布置或前密后稀這兩種形式。排煙孔和垂直支煙道的連通方式，能夠是每個(gè)排煙孔設(shè)一條垂直支煙道，也能夠是幾個(gè)排煙孔（普通為2~4個(gè)）共用一條垂直支煙道。排煙系統(tǒng)通道面積的大小重要由煙氣的流量和流速?zèng)Q定。在砌筑條件允許狀況下通道面積大某些好，但也不能太大。原則上排煙孔的總面積、支煙道的總截面積、主煙道的截面積、煙囪出口截面積應(yīng)相等或靠近。為了調(diào)節(jié)的方便，普通都將排煙孔的總面積設(shè)計(jì)得比主煙道的截面積大1~2倍，其因素是排煙孔總面積的擬定不僅要考慮排煙量，并且要考慮通過(guò)各排煙孔對(duì)煙氣的分派來(lái)調(diào)節(jié)預(yù)熱帶的溫度和壓力制度，給調(diào)節(jié)留有充足的余地，不致于因有些排煙孔閘板的關(guān)小而減少排煙孔的實(shí)際排煙面積。圖3-6氣幕縫的構(gòu)造形式（2）水平支煙道水平支煙道截面形狀普通為半圓拱下接一種矩形，也有近似矩形的，其布置方式有下列幾個(gè)。一種是設(shè)在窯墻基礎(chǔ)下面，如圖3-7所示。這種形式的水平支煙道，截面積比較大，但由于設(shè)立位置較深，造價(jià)較高，特別是地下水位較高的地區(qū)不適宜采用。另一種是設(shè)在兩側(cè)上部窯墻內(nèi)，如圖3-8所示。它的優(yōu)點(diǎn)是能夠簡(jiǎn)化預(yù)熱帶窯體的基礎(chǔ)構(gòu)造，節(jié)省建窯投資，但截面受窯墻厚度的限制，且煙道壁較薄，散熱較大。有的窯為了回收煙氣帶走的顯熱，在水平支煙道內(nèi)安設(shè)換熱器，而把水平支煙道設(shè)在窯墻外側(cè)。其優(yōu)點(diǎn)是便于安放換熱器，但阻力損失大。由于離地面較淺，散熱也較大。（3）主煙道主煙道的布置根據(jù)煙囪的位置有兩種形式。一種是煙囪設(shè)在預(yù)熱帶窯墻的一側(cè)，主煙道與水平煙道垂直，橫貫窯底直通煙囪，其位置約在從窯頭算起占預(yù)熱帶1/4~1/3。這種構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)是沿窯長(zhǎng)度方向占地少，且最大負(fù)壓點(diǎn)不在窯頭，對(duì)減少窯頭漏風(fēng)有一定好處。其缺點(diǎn)是窯兩側(cè)支煙道內(nèi)抽力不均勻，近煙囪側(cè)抽力較大，另一側(cè)抽力較小，影響窯內(nèi)兩側(cè)溫度和壓力的一致。這一缺點(diǎn)可通過(guò)合理調(diào)節(jié)排煙支閘來(lái)克服，但調(diào)節(jié)比較困難，并且即使調(diào)節(jié)平衡，若操作條件變化，此缺點(diǎn)有可能會(huì)重現(xiàn)出來(lái)。主煙道的另一種形式是煙囪設(shè)在窯頭方向，主煙道沿窯縱向軸線通向煙囪。其優(yōu)點(diǎn)是窯內(nèi)兩側(cè)支煙道抽力較均勻，缺點(diǎn)是沿窯長(zhǎng)度方向占地多，且煙道穿越托車(chē)道，建筑構(gòu)造解決比較麻煩。上述兩種主煙道普通都比較深，煙道底面約在地下2m圖3-7排煙孔、垂直支煙道與水平支煙道1-排煙孔2-垂直支煙道3-排煙支閘4-水平支煙道圖3-8水平支煙道設(shè)于兩側(cè)窯墻上部1-排煙孔2-垂直支煙道3-排煙支閘4-水平支煙道（4）煙囪和排煙機(jī)自然通風(fēng)的隧道窯，煙囪的作用是產(chǎn)生足夠的抽力克服窯內(nèi)阻力，把廢氣送到高空，避免污染環(huán)境。機(jī)械通風(fēng)的隧道窯，煙囪的作用只是后者，克服窯內(nèi)阻力的任務(wù)由排煙機(jī)擔(dān)當(dāng)。（1）煙囪設(shè)在窯一側(cè)的布置（2）煙囪設(shè)在窯頭方向的布置圖3-9主煙道在地平面下列的布置3．減少預(yù)熱帶上、下溫差的裝置（1）攪動(dòng)氣幕攪拌氣幕又叫擾動(dòng)氣幕，是運(yùn)用熱氣體以較高的速度自窯頂向窯內(nèi)噴入，迫使窯內(nèi)上部熱氣體向下流動(dòng)，產(chǎn)生攪動(dòng)作用以均勻窯溫。氣流噴出角度能夠900垂直向下，或以一定的角度逆煙氣流動(dòng)方向噴出。攪動(dòng)氣幕的構(gòu)造形式與封閉氣幕的窯頂構(gòu)造相似，有狹縫式，也有格子式。設(shè)立位置普通在600~800℃為了達(dá)成比較滿意的效果，規(guī)定送入的氣體以較小的風(fēng)量較大的風(fēng)壓，并與該區(qū)域溫度較靠近的風(fēng)溫進(jìn)入窯道。噴出速度應(yīng)在10m/s以上才起作用。（2）循環(huán)氣幕循環(huán)氣幕是使窯內(nèi)煙氣上下循環(huán)流動(dòng)，均勻窯溫的裝置。要使窯內(nèi)煙氣循環(huán)流動(dòng)，普通有兩種辦法。一種是在窯頂安裝軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)葉片不超出拱頂面，機(jī)軸背面有夾道通向側(cè)墻窯車(chē)臺(tái)面處的吸氣口，將窯下部的煙氣抽吸上來(lái)并自窯頂吹入。現(xiàn)在因材料的限制，軸流風(fēng)機(jī)只能用于低溫部位。另一種是采用噴射器，用壓縮空氣自噴口高速?lài)姵觯谠撎幵斐韶?fù)壓，將煙氣由下部抽出后從上部送入，形成煙氣循環(huán)以減少上下溫差。（1）用軸流風(fēng)機(jī)循環(huán)（2）用噴射器循環(huán)圖3-10循環(huán)氣幕（三）隧道窯燒成帶的構(gòu)造隧道窯燒成帶的重要構(gòu)造涉及燃燒系統(tǒng)、氛圍轉(zhuǎn)換氣幕等。1．燃燒系統(tǒng)使用氣體燃料或液體燃料時(shí)，除要設(shè)立燃燒室外，還必須使用油噴嘴或煤氣燒嘴將燃料噴入燃燒室，能夠使大部分燃料在燃燒室內(nèi)燃燒，燃燒產(chǎn)物再?lài)娙敫G內(nèi)燒成制品。也能夠?qū)⑷剂现苯訃娙敫G內(nèi)燃燒，使窯內(nèi)溫度均勻，熱效率高。但必須在料垛間留有足夠的燃燒空間，若燒重油，必須霧化良好才干直接噴入窯內(nèi)。（1）燃燒室對(duì)數(shù)的安排方式隧道窯普通自900~1000℃燒成帶燃燒室的安排，有集中和分散兩種方式。集中安排是燒成帶燃燒室的對(duì)數(shù)少，每個(gè)燃燒室的容積較大。其優(yōu)點(diǎn)是易于操作，缺點(diǎn)是燃燒室的對(duì)數(shù)少，難以確保窯內(nèi)溫度均勻，過(guò)大的燃燒室也不易操作。分散安排是燃燒室對(duì)數(shù)多，每個(gè)燃燒室的容積較小。其優(yōu)點(diǎn)是窯內(nèi)溫度容易均勻，燒還原焰時(shí)，氛圍也容易分清，調(diào)節(jié)比較靈便。缺點(diǎn)是燃燒室過(guò)多，相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)增加燃料消耗，影響窯的構(gòu)造強(qiáng)度，且要增加操作管理上的負(fù)擔(dān)。究竟安排多少對(duì)燃燒室為好，應(yīng)根據(jù)所用燃料、窯的容積、燒成溫度、燒成氛圍、推車(chē)速度等因素決定。燃燒室布置時(shí)自低溫向高溫前稀后密。燒還原焰的隧道窯，為確保氛圍轉(zhuǎn)換，最后一對(duì)氧化爐與第一對(duì)還原爐之間的距離要大些。對(duì)燒重油的隧道窯普通為4~8m（2）兩側(cè)燃燒室的布置方式兩側(cè)燃燒室的布置有相對(duì)和相錯(cuò)兩種方式。相對(duì)布置方式是兩側(cè)燃燒室在同一中心線上。這樣砌筑簡(jiǎn)樸，易于安設(shè)鋼架構(gòu)造。但相對(duì)排列對(duì)著噴火口兩側(cè)的匣缽柱的溫度較高，在燒成帶長(zhǎng)度方向上溫度變化不均勻，當(dāng)寬度較小、噴出的火焰較長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生兩側(cè)火焰互相沖擊的不良影響。相錯(cuò)布置方式是兩側(cè)燃燒室中心線略有錯(cuò)開(kāi)，普通錯(cuò)開(kāi)約1~2塊磚長(zhǎng)，這樣，窯內(nèi)氣體產(chǎn)生循環(huán)，可使溫度、氛圍進(jìn)一步均勻。但當(dāng)窯較寬火焰較短時(shí)，相錯(cuò)排列易使窯內(nèi)同一斷面上產(chǎn)生橫向溫差，且砌筑和安設(shè)鋼架構(gòu)造時(shí)沒(méi)有相對(duì)排列方便。有些采用相錯(cuò)排列布置燒嘴的煤氣隧道窯，兩側(cè)燒嘴不是成對(duì)安設(shè)，而是一側(cè)比另一側(cè)多設(shè)一種燒嘴。具體布置方式，應(yīng)根據(jù)窯的寬度、火焰長(zhǎng)度等因素決定。若采用高速調(diào)溫?zé)鞎r(shí)，必須相錯(cuò)排列，并且相錯(cuò)的間距以半個(gè)車(chē)位或一種車(chē)位為宜，同時(shí)對(duì)準(zhǔn)燒嘴的匣缽柱應(yīng)留適宜的循環(huán)通道，或?qū)娀鹂趯?duì)準(zhǔn)裝載制品的下部或墊磚通道。（3）燃燒室在高度方向的排布層次在燒成帶部位設(shè)立高速燒嘴，窯墻兩側(cè)普通為上下兩層錯(cuò)開(kāi)布置，噴入窯內(nèi)后可帶動(dòng)窯內(nèi)的氣體在斷面上旋回邁進(jìn)，從而減少上下溫差，使窯內(nèi)氛圍均勻。水平方向的窯墻兩側(cè)普遍設(shè)立交錯(cuò)排列，使窯內(nèi)氣體產(chǎn)生循環(huán)，可使溫度、氛圍進(jìn)一步均勻。燃燒室噴出的煙氣速度普通為80~100m/s。另外，采用高速燒嘴強(qiáng)化了對(duì)流傳熱，從而彌補(bǔ)了使用凈化氣體燃料裸燒時(shí)火焰黑度小、輻射傳熱低的缺點(diǎn)。當(dāng)代隧道窯在預(yù)熱帶普通設(shè)立高速調(diào)溫?zé)臁Ｒ匀〈鷤鹘y(tǒng)隧道窯上的攪拌氣幕。高速調(diào)溫?zé)炱胀ㄔO(shè)立在預(yù)熱帶窯墻兩側(cè)窯車(chē)臺(tái)面處，采用單層、水平交錯(cuò)布置。這種燒嘴能調(diào)節(jié)二次空氣量，使噴出的煙氣溫度達(dá)成適于窯內(nèi)該點(diǎn)的溫度，便于控制溫度曲線，并且由于噴入速度高，引發(fā)窯內(nèi)氣體激烈循環(huán)擾動(dòng)，強(qiáng)化對(duì)流傳熱，使上下左右前后內(nèi)外溫度均勻，減少預(yù)熱帶上下溫差，均化窯內(nèi)氛圍，縮短燒成周期。2．氛圍氣幕燒還原焰的隧道窯，燒成帶前小段是氧化氛圍，后大段是還原氛圍。為確保氛圍的順利轉(zhuǎn)換，在氛圍轉(zhuǎn)換的部位950~1050℃處設(shè)有氛圍氣幕。氛圍氣幕是從窯頂、窯墻的氣幕縫內(nèi)向窯道送入二次空氣，以燃盡從還原段流過(guò)來(lái)的煙氣中的一氧化碳和其它未燃的可燃成分等，從而實(shí)現(xiàn)氛圍轉(zhuǎn)換。氣幕縫也有狹縫式和格子式兩種構(gòu)造形式，均以90o由于氛圍氣幕處窯內(nèi)溫度較高，因此規(guī)定氛圍氣幕風(fēng)溫盡量地高些。為使氛圍能均勻轉(zhuǎn)變，風(fēng)壓宜高些、風(fēng)量不適宜過(guò)大，過(guò)大的風(fēng)量會(huì)減少氛圍轉(zhuǎn)換區(qū)的溫度。普通采用冷卻帶窯道或間壁道內(nèi)抽出的熱空氣作為氛圍氣幕的風(fēng)源。（四）隧