第1讲 窑炉及陶瓷烧成

这一阶段是坯体烧成的关键阶段之一。坯体中所含有机物、
碳酸盐以及铁质化合物等大都在此阶段进行氧化或分解，反 应进程将随升温速度及窑内气氛而异，此外，还有晶型转变、
第一节 窑炉的发展历程——现代窑炉 现代窑炉种类
（1）按使用的燃料，分为： 柴窑、煤窑、油窑、气窑、电窑。 （2）按窑的外形，分为： 推板窑、馒头窑、马蹄窑、龙窑、葫芦窑、圆窑、 方窑、轮窑、环形隧道窑、梭子窑。 （3）按火焰特点，分为：直焰窑、倒焰窑、横焰窑。 （4）按生产工况，分为： 间歇式窑、连续式窑（轮窑、环形隧道窑）、半连 续窑（龙窑、德化阶级窑）。 （5）按窑炉用途，分为：素烧窑、釉烧窑、烤花窑。
马蹄窑（与葫芦窑）是景德 镇湖田窑系遗址的两种特殊 的瓷窑，在明代生产芒口瓷。 其形状方中带圆，下部大， 上部小，很象马蹄下部的蹄 甲。 马蹄窑建造简单，投资少， 窑炉较小，利于产品更新换 代，有灵活多变、适应市场 的优点。
景德镇湖田窑遗址，1977年清理。 该窑为半倒焰式窑，长2.95米、 宽2.5米-2.7米，坡度12.5°，东 壁与后壁残高2.3米，有烟道6个， 后烟室1个。该窑可烧瓷碗2000只 左右
梭式窑
梭式窑是一种现代化的间歇窑，其结构与 隧道窑的烧成带相近，由窑室和窑车两大部
分组成，坯件码放在窑车棚架上，推进窑室
内进行烧制，在烧成冷却后将窑车和制品拉
出窑室外卸车，窑车的运动犹如织布机上的
梭子，故称为梭式窑。
梭式窑窑室工作条件相当 恶劣，它要从室温迅速升 至1000多度，在高温下保 持一段时间，然后再急速 冷却到600~700℃，随后 冷却至室温。窑炉要经受 高温以及在高温下炉尘， 炉气，坯体与釉料的低熔 挥发物的侵蚀作用，还要 经受频繁的急速加热与冷 却的热胀冷缩作用。
1. 低温阶段（室温~300℃）
坯体在此阶段主要是排除干燥时未能排除的残留水分，
不发生化学变化。随着水分排除固体颗粒逐渐靠拢，坯 体产生少量收缩，气孔率均有所增加。 制品在低温阶段加热时间的长短，主要取决于坯体的入 窑水分、厚薄及装烧方法等因素。当入窑水分大于3% 时，应严格控制升温速度。
2. 氧化分解阶段（300~950℃）
7. 到了明代初期，出现了德化的阶级窑。 阶级窑实际上是从龙窑发展来的，依山坡建立，不 同的是靠着的斜坡筑成了阶级式。
烧成方法：当烧完第一室后，接着烧第二室，一室冷却， 当一室冷却的同时，热气体散热通过其它各室，做预热 使用。当第二室烧时，预热的空气又通过其它各室。 节省原料，而且温度可达1300℃以上。
阶级窑的优点是：利用废气预热，就地取材，利用地形，
窑内容量大约在200-240m3左右，整个窑由多室串联组成， 每个窑室有大有小，窑头与窑尾小，越接近中间越大，每个窑 室的隔墙下有通火孔，窑室的每个后顶上有排气口，同时每边 各开一个窑门，窑长因各地不同而异。
8. 明末景德镇创造发明了烧制温度达1300℃以上 的景德镇窑。 窑身如半个瓮俯覆，又似半个蛋形覆置，也象一个前 高后低的隧道。
河北的磁州窑、定窑；河南的钧窑、 博山窑；陕西的耀州窑都属这种窑。
4. 到了战国时期出现了龙窑。
龙窑是一种横焰式窑。 在我国南方比较多见。如广东石湾、浙江龙泉、福建 的建阳、德化、宣兴等。在景德镇湖田，也多处发现 龙窑遗址。
龙窑一般都是依山坡建成，坡的大小缓急直接影响烧 成时间和产量。 一般是窑头坡度大、易上火，窑尾坡度小、易存火， 低的一端为火膛，高的一端有排烟口。
小结
原始陶器：无窑烧制：垒坯露天烧，温度800℃左右 仰韶文化时期： “竖穴式窑”或“横穴式窑”，温度900 ℃左右 在商周时期：北方出现馒头窑 战国时期：龙窑，温度1300 ℃左右 秦汉时期: 出现马蹄窑 元代： 出现了葫芦窑 明代初期：出现阶级窑，温度可达1300℃以上 明末：景德镇发明了烧制温度达1300℃以上的景德镇窑
6. 到了元代，出现了葫芦窑。
葫芦形窑炉是在龙窑的基础上发展、改进而来的，在景 德镇元代民窑中大量使用，在御窑（官窑）遗址中也曾 被发现过。清《南窑笔记》载：葫芦形窑“窑如卧地葫 芦”。窑因其形状而得名。
葫芦窑是景德镇人在元代把马蹄窑和龙窑的特点 结合起来，产生的新窑体。
葫芦窑综合了马蹄窑半倒焰的技术和龙窑窑体结 构的长处，形成了南北优势并存的产物。
当今最常用的窑炉设备是隧道窑、辊道窑和梭式窑。
隧道窑
隧道窑一般是一条长的直线形隧道，其两侧及顶 部有固定的墙壁及拱顶，底部铺设的轨道上运行着窑 车。燃烧设备设在隧道窑的中部两侧。在台车上放置 装入陶瓷制品的匣钵，连续地由预热带的入口慢慢推
入，而载有烧成品的台车，由冷却带的出口渐次被推
出来。
燃料隧道窑包括：窑体、 窑车与窑具、燃烧系统、 排烟系统、冷却系统、 测控系统以及附属设备。
景德镇窑是在明末清初时期，在葫芦窑基础上演化而 成的。其特点是把葫芦窑两室之间的折腰取消，使之 变成“形如覆瓮”的蛋型，所以也叫瓮形窑或蛋形窑， 景德镇人把这个独具地方特色，独具技术优势的属于 平焰式的窑叫景德镇窑。
景德镇窑外形前大后小，前 面只有一个火口，窑的尾部 是排除废气的烟囱，窑内火 焰朝着横向走，所以又称为 横焰式窑，或平焰式窑。全 长15~20米，窑底前端略低， 倾斜度3°左右。窑头有火 箱，火焰经窑体至窑尾，废 气由蛋形截面的烟囱排出。 容积大，约150~200立方米。 窑墙与护墙之间填以砂土作 隔热层，热利用率较好。
3. 在商周时期，北方就出现了类似馒头的圆窑。
河南的钧瓷就出之于馒头窑。 所谓馒头窑，指窑内的空间和外形似馒头，这 种窑在我国北方比较多见。
馒头窑窑内容积有大有小，大的有90~200m3左右，
窑后有一烟囱，窑前设门，下面有通风坑道，可存灰。
馒头窑靠夹墙竖烟道产生的抽力来控制窑内气氛，烧
制温度可达1300℃左右，也用来烧还原焰。
☺ 窑和窑具都耐久，5~7年修理一次；
☺ 一次性投资较大，烧制制度不宜随意变动，灵活性较差。
辊道窑
辊道窑是一种不用窑车的隧道窑，突出
特点是用许多平行排列的转动的辊子组成的
辊道来代替窑车作为烧制坯件的运载工具。
坯体可直接放在辊道上，也可放在热垫板上，
传动系统使辊子转动，被烧制的坯件沿通道
向前移动，经预热带和烧成带，再经冷却带
注：红陶--氧化气氛；灰陶和黑陶--还原气氛，
温度都不超过1000℃。
仰韶文化时期的陶窑规模都很小，窑内面积有限，
只能装少量的件数。
3. 在商周时期，北方就出现了类似馒头的圆窑。 河南的钧瓷就出之于馒头窑。 4. 到了战国时期出现了馒头窑和龙窑。 （1）所谓馒头窑，指窑内的空间和外形似 馒头，这种窑在我国北方比较多见。
器更加洁白。
3. 中性焰
进入窑内的氧气刚好使煤气中一氧化碳和氢 气完全燃烧，这种火焰称中性焰。
4. 素烧 干燥后的坯胎，用低温690~1020℃烧成， 称为素烧。目的是增加坯体强度。 5. 釉烧 经素烧后的坯胎，再上釉，经900~1000℃ 以上烧成，使釉子全部熔融，成为釉烧。
二、 素烧 素烧的方法依坯胎的种类而定。 素烧的温度在800~900℃之间。
在烧制时使空气中的氧气充分自由流入火焰
中的燃烧。也就是说，进入窑内的氧气量远远大
于使煤气中的一氧化碳及氢气完全燃烧所需的氧
气量。这种性质的火焰，称为氧化焰。
2. 还原焰
除去燃烧时所必须的氧气量，绝对不让多 余的氧气进入。即进入窑内的氧气不能使煤气中 一氧化碳和氢气完全燃烧，这种火焰称还原焰。
其作用是使三价的铁还原成二价的铁，使瓷
烧制过程可分为三个阶段：
第一阶段：烘烤期。即先用弱热温烘，在点燃了火
种时，先不要将窑门完全关闭，要留有小缝，因为 坯体在入窑时，仍留有一些水分，这样有利于水气 的蒸发排除。
第二阶段：燃烧期。坯体内所含结晶水大约在
300~400℃以上完全挥发；但温度烧至 550~600℃时，便是坯体中石英膨胀期，注意温 度上升的不能太快。
冷却后出窑。
辊道窑包括：窑体、燃烧系 统、排烟系统、冷却系统、 传动系统及测控系统六部分。
辊道窑的特点：
温度均匀，窑内温差较许多窑炉小； 适于快速烧成—釉面砖35~50分钟；日用瓷12小时； 卫生洁具8~10小时；瓷质砖50~100分钟； 节约燃料； 不必用窑车、匣钵，有的仅用耐火垫板或不用垫板； 有利于实现烧成工序的机械化和自动化，便于上下工 序衔接，提高生产效率； 操作简便，有利于提高产品质量，降低成本，减少占 地面积和投资少等优点。
第一讲
窑炉及陶瓷烧成
李萍 2013年5月
陶瓷是火的艺术。 烧成（烧结）是在热工设备中进行的。 这里热工设备指的是陶瓷生产窑炉及其附属设备。 烧结陶瓷的窑炉类型很多，同一种制品可在不同 类型的窑内烧成，同一种窑也可烧结不同的制品。
第一节 窑炉的发展历程——古代窑炉
1. 最原始烧陶的方法是不用窑的 垒坯露天烧：在地面上挖一浅坑或在地面铺上小 石头块，上面放上陶坯后，用干枝柴草围住周围 顶部，外面涂抹较稠的黄土泥，上留通风小孔， 地面点火烧制。 温度只能达到800℃左右。
龙窑的长度最大可达100m左右，内宽2-3m左 右，内高2.5-3m左右。
使用的燃料为松柴，后来逐渐改为烧煤粉。
龙窑的主要特点： 升温快、降温也快，维持火焰和还原气氛时间长。 玳瑁等，大多出于龙窑。
宋代著名的影青、油滴、兔毫以及吉州窑的鹧鸪斑、
5. 秦汉时期：火膛和容积不断增大，出现了马蹄窑。
高温釉烧至1250~1350℃。
釉烧温度是依据瓷质和釉的种类而定的，一般而言： 陶器800~900 ℃； 炻器1200~1300 ℃； 软质瓷器1200~1300 ℃；
硬质瓷器1350~1400 ℃。
四、烧成的物理化学变化
瓷器的烧成主要经历四个阶段：
低温阶段 氧化分解阶段
高温阶段 冷却阶段