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德化陶瓷窑炉史初探

作者: http://www.kiln.net.cn    来源: 中国实验电炉网宜兴市飞达电炉有限公司实验电炉分厂    发布日期: 2008-09-15 08:40:24.0

陶瓷是火的艺术。陶瓷制品要经过制泥、成形、上釉、烧成、彩画(贴花)、烤花等六道主要工序。其中两道是窑炉烧、煅。陶瓷生产技术最难的是陶瓷烧成工序,陶瓷生产科技含量最高的也是陶瓷烧成工艺,陶瓷企业投资比重最大的,又是陶瓷窑炉的建造。所以说它是火的艺术,一点不假。

本文就德化陶瓷窑炉演变作点初探。

一、德化陶瓷窑炉的历史悠久、源于唐宋。

唐代有烧制半陶半瓷的器皿。据民间相传,唐代出现“龙窑”,又称“碗窑”、“蛇目窑”。此种窑依山坡而建,头下尾上,头为燃室,尾放烟囱,窑室长30-40米不等,断面宽2米左右,高1.8米左右,用土砖砌成拱体。窑体为阶级状,每级两边留有投柴烧火孔,数级放一窑门,以利装出制品之便。每级称一目,数视窑长度而定。以松木或枝杈柴、山芒等木材为燃料。宋代开始生产白瓷,据县有关部门的古瓷窑普查,全县发现古瓷窑地190多处。1976年发掘的“屈斗宫”古窑址,是宋代遗留下来的,据分析系是“鸡笼窑”,窑基坡长达57.1米,宽1.4-2.95米,有17间窑室,窑底,是斜坡面窑室之间安放火路,自下而上逐级燃烧。鸡笼窑介于龙窑与阶级窑之间,比龙窑大而窑室有间隔,比阶级窑小而窑室间数多。到了明代,瓷器生产很旺盛,烧成窑出现“蛋式窑”,又称“阶级窑”即“德化窑”。日本人把德化窑估计为“串窑的始祖”。这种窑体高大,长5-6米,宽4-5米,高4-5米,每室容量约有100-120立方米,由4-5个阶室组成,每级之间有隔墙,上设通风孔,窑体作圆拱状,形似蛋壳,每室设一窑门。烧成燃料全部用松柴,一座四间的蛋式窑,每次可烧制400多市担瓷器,连续烧火70小时左右,耗用松柴600市担左右,这三种古老瓷窑延用至五十年代,其中“龙窑”至今乡村瓷厂还在使用。

二、德化陶瓷窑炉现状和分类。

党的十一届三中全会以来,德化陶瓷有飞跃性的发展。1990年全县陶瓷工业企业近300家,工人近20000人,产值逾亿元,比五十年代初期成百倍地增长。陶瓷窑炉翻天复地变化,现有各色各样的烧成窑,烤花炉30多种近500条(个)。这众多的窑炉按操作方法分,有间歇式窑炉和连续式窑炉两种。间歇式窑炉有龙窑、阶级窑、矩窑,池窑、抽屉窑、钟罩窑、蒸笼窑、倒焰窑等。连续式窑炉有隧道窑,多孔窑、辊底窑,推板窑等。按通道形状分,有单通道(隧道窑)和多通道(多孔窑)两种,按加热方式分,有明焰窑和隔焰窑两种。按输送制品的方式分,有窑车式、辊底式(辊道窑)和推板式等三种。按外形分有龙形窑、蛋形窑、池形窑(又称屈仔形窑)、矩形窑、圆形窑、方形窑、钟罩形窑、蒸笼形窑等八种。按用途分,有陶器窑、瓷器窑、素烧窑、釉烧窑、烤花窑,窑匣钵窑等六种。按耗用燃料分,有柴窑、煤烧窑、煤气窑、油烧窑、液化气窑、和混合烧窑等七种。窑与炉之分,德化习惯称烧成为窑,烤花为炉。计算单位长条形的称条,单个形的称个。

窑炉按耗用燃料分述如下:

(1)柴烧窑。有龙窑、鸡笼窑、阶级窑三种,是德化陶瓷传统的烧瓷方式,鸡笼窑解放后已没人使用。阶级窑沿用至五十年代,六十年代后没人使用。龙窑,国营瓷厂沿用至六十年代,乡村瓷厂相当一部分仍在使用。截止1990年底统计,全县乡村瓷厂有龙窑60多条。一般一条龙窑有25-26目,每次须耗柴500市担,烧成制品2万件,平均烧成一件瓷器耗柴一公斤多。古瓷窑消耗木柴量很大,作者曾于1981年作过调查,当年光浔中乡有31条龙窑,实际烧成641窑次,共耗柴393564市担,即19678立方米,创产值400万元(按八O年不变价),一立方米木柴仅创值200元。

(二)煤烧窑。从六十年代开始,德化陶瓷窑炉燃料着手改革,尝试以煤代柴。国营瓷厂和乡村集体瓷厂先后建造了煤烧隧道窑、倒焰窑和多孔窑等三种窑形。德化瓷厂1960年建造烧煤隧道窑试烧成功。1965年该厂建造2个倒焰窑,燃烧烟煤,每座窑容积95立方米。以后红旗瓷厂(即今第二瓷厂)、二轻工艺陶瓷厂以及部分乡村瓷厂相续建造倒焰窑。至1990年底,全县乡村瓷厂使用煤烧倒焰窑有12个(国营瓷厂已淘汰倒焰窑)。倒焰窑的燃烧火焰是由燃烧室,经挡火墙喷火至窑顶,然后倒向被烧制品,经窑底吸火孔流入烟道,经烟囱排出空中。倒焰窑烧成周期七天以上,即装窑3天,烧成2天,冷却出窑2天。1978年县二轻瓷砖厂建造一条多孔窑,采用烟煤燃料,窑长25米,有35个孔道,孔径断焰20公分,专烧马赛克和面砖,日产马赛克3吨,耗烟煤1.5吨,匣钵是火柴匣式,采用电动定时推进,连续生产。煤烧窑大都是采用隔焰窑。隔焰窑是燃烧室的炽热气体沿着隔焰道流动,热能透过性能良好的隔热焰板的辐射作用加热制品,火焰不直接制品与接触,以免污染产品,可用于无匣素烧和釉烧。

(三)煤气窑。用煤烧瓷成功后,接着研制用煤气烧瓷。1960年4月德化瓷厂试用龙窑烧煤气成功。以后该厂相续建造煤气窑5条。有热煤气和冷煤气窑两种,1968年建一座热煤气站和一条56米长的热煤气窑,窑断面1.8米,高1.6米,投资157万元,每小时推进一窑车(窑车一般长2米、宽1.6米),日产日用瓷2万件,时耗煤气2600立方米,日耗白煤20吨。该厂于1983年和1987年又相续建造2条冷煤气窑,窑长80.5米,每条窑投资120万元,日烧日用瓷2.6万件,耗煤18吨。1991年又投产2条冷煤气窑,每窑年产日用瓷600万件。隧道窑是明焰窑,燃烧室的火焰直接烧红制品,为防污染,瓷坯必须装在匣钵内,可串叠高至1.5米。

德化瓷厂烧成、烤花主要采用煤气窑。近年来,有乡村瓷厂试用液化气烧瓷,获得成功,产品质量显然提高,但成本较高。

(四)油烧窑。七十年代油烧成窑得以发展。油烧窑有隧道窑、推板窑、辊底窑、倒焰窑、抽屉窑等5种窑型。德化第二瓷厂1973年建造一条油窑长56米,宽1.8米、高1.6米,投资41万元,日产日用瓷3万多件,耗柴油4.8吨。油烧隧道窑与煤气隧道窑大体相似,规模也差不多。该厂于1977年建一条72米,1987年建一条36米,两条油窑耗资百万元,烧成、烤花全部油窑化。烤花辊底式油烧隧道窑,辊子用耐热合金钢,辊子的传动用链条带动,被锻烧的坯体直接置在垫板上,垫板(采用碳化硅板)在辊道上移动。德化瓷厂于1974年建一条油窑70米。德化瓷科所1982年建一座油烧倒焰窑,窑容3立方米,烧成周期30-36小时,耗油700公斤。1990年浔中乡瓷业户苏珠进建一条油烧推板窑。推板式隧道窑是采用耐火性能好的推板(滑板),输送制品入窑,明焰烧成或烤花,一般窑长度20-30米,断面直径40-50公分。近年来不少乡村集体,个体瓷厂采用小油炉小油窑烧制小杂件(瓷花等)。小油窑一般只一立方米左右。全县有油烧窑炉50多条(个),年耗柴油4500左右吨。油烧瓷制品质量佳,德二厂烧成合格率达到92.78%。

(五)电烧窑。八十年代用电烧瓷逐渐铺开。电烧窑形式多样,有隧道窑、推板窑、辊式窑、池式窑(又叫箱式窑)、钟罩窑、蒸笼式窑等6种窑型。德化瓷厂于1977年建一条电烧隧道窑,长22米,宽45公分,高70公分,半小时推一车,耗电60度,烧建白瓷。德化第二瓷厂,1978年建一条32米电窑。1982年县电气化办公室郑瑞钊等人创造罩式电窑,能烧成1.7米高的立体观音。1984年德化瓷科所所长王其昌研制成功节能蒸笼式窑,为国际首创的新型节能窑,1990年3月28日获国家专利。蒸笼窑类似馒头蒸笼,直径36公分,可叠4-6层,可灵活增减,曾烧成1.92米高度的滴水观音,被国家珍品馆收藏。1988年德化商业瓷厂建一座立柜式的小电窑(又称抽屉窑),长2米,宽50公分,高1.8米,适合家庭瓷厂使用。个体瓷业户大都采用小隧道电窑和池式电炉。池式电炉一般容量0.8-1立方米,采用硅酸盐纤维板保温。1990年底统计,全县乡村瓷厂有电窑51条、电炉289个。电窑烧成合格率在90%以上。

(六)混合烧窑。九十年代,德化陶瓷窑炉出现了多种燃料混烧窑炉。有电柴合烧窑、电煤合烧窑、电油合烧窑、油柴合烧窑、煤柴合烧窑等5种混烧窑。

三、陶瓷窑炉变革的几个阶级和科技成果。

德化陶瓷窑炉变革有五个发展阶段。

一是历史沿用的柴烧窑炉阶段。传统的龙窑、鸡笼窑、阶级窑尽是“吃柴老虎”。鸡笼窑、阶级窑已于五十年代消失了。龙窑尚有部分乡村瓷厂使用,每条龙窑按年烧18次计算,全县60条即是1080窑次,每窑次耗柴按25立方米计算,共需耗木柴2.7万立方米。这对山林资源逐渐枯竭的德化,是个急待解决的问题。

二是以煤代柴阶段。六十年代,以煤代柴有所突破。两个国营瓷厂瓷器产值占全县一半以上,首先尝试以煤代柴获得成功。德化瓷厂全部采用煤气烧窑,1990年生产瓷器1800万件,耗煤一万多吨,取代木柴2万多立方米。采用煤气烧瓷,生产实现流水线化,连续烧成,劳效、质量提高,燃料成本较之烧柴大为降低。   

三是以油代柴代煤阶段。七十年代,以油代柴代煤取得成果。德化第二瓷厂全部采用油烧窑,1990年生产日用瓷1460万件,耗柴油2200吨,取代木柴2万多立方米。一部份乡村瓷厂也使用油窑,大大减少社会耗柴量。

四是以电代柴代煤代油阶段。八十年代,县府推行以电烧瓷鼓励政策,取得质的突破。全县陶瓷窑炉烧电,1990年一年耗电2200多万度,占全县供电量的20%,取代木柴约3万立方米。

五是多种燃料混烧阶段。九十年代开始,陶瓷科技创造出多种燃料混烧的窑炉,这是解决电热还原烧成问题又一个突破。

德化陶瓷窑炉采用多种燃料取代木柴,经济意义重大。一是减少木柴消耗,保护山林资源。如按1990年全县瓷器产量一亿件计算,需耗木柴10万立方米,而去年龙窑烧柴不足3万立方米,实际取代木柴7万多立方米,取代率达70%以上。二是提高劳动生产率,加快德化陶瓷工业发展步伐,采用隧道窑烧瓷,生产连续窑烧吞吐量大。1980年全县陶瓷工业产值不足2千万元,1990年上亿元,十年增长4倍。三是提高陶瓷产品质量,隧道窑烧瓷,余热充分利用,产品质量稳定,合格率一级品率高,促进企业提高经济效益。四是大量减少烧柴和烟煤,自然减轻环境污染,保持瓷区的良好生态,社会效益好。

四、德化陶瓷窑炉科技展望。

建国四十二年德化陶瓷窑炉燃料优化取代有很大进步,这是科技是第一生产力的例证,这是县府对窑炉改革鼓励政策的扶持和广大陶瓷科技人员、管理人员的辛勤劳动的结晶。但还须继续努力,不断提高窑炉科技进步。德化陶瓷窑炉科技进步的努力方向,笔者认为要努力实现“三化”,即一是实现“低温、连续、快速化”,陶瓷科技人员应重点研攻降低烧成温度。目前,烧成窑温1360℃居高不上,如能降为1200℃将大幅度降低能耗。要多推广连续式窑炉,少使用同歇式窑炉,充分利用窑炉余热。二是实现“烧成窑炉专业化”,为适应近年来如雨后春笋般的个体陶瓷业,社会有必要筹建几个烧成专业企业,为广大瓷业户服务,统一烧成,节约能耗,节省窑炉投资。为这要研制一种取代人力肩挑瓷坯的运输工具。三是要实现“环境污染弱化”,要少烧或不烧木柴和烟煤,减少空气污染,有关部门要继续推广以电代柴代煤代油,节约柴耗保护山林。“八五”期间要取代木材率达到85%,“九五”期间实现陶瓷不烧木柴,全部淘汰柴烧窑,让现有的龙窑成为古窑址。

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