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第三章 烧成
知识类型:
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内容出处:
《中国瓷都•景德镇市瓷业志市志2卷(上册)》
图书
唯一号:
140420020210001465
颗粒名称:
第三章 烧成
分类号:
TQ174.6+5
页数:
27
页码:
138-164
摘要:
本章分为窑炉、窑具制作、满窑、烧炼、选瓷、彩烤窑炉六节内容,分别叙述了景德镇瓷器制作过程中瓷器烧成的详细介绍。
关键词:
景德镇市
瓷器
制作
烧成
内容
第一节 窑炉
龙窑 景德镇烧瓷窑炉从五代至元代多为龙窑,宋代景德镇著名的影青瓷大都是这种窑烧成的。
龙窑通常依山坡或土堆倾斜建筑,多与地平线构成10°~20°角。窑头角度较大,约20°,中部约15°,后部约11°。窑头有预热室,窑尾基本上不设置烟囱,或有一不高的烟囱。实际上,龙窑本身就起着烟囱的作用。窑长约20米~80米,宽约1.5米~2.5米,高约1.6米~2米,容积约50立方米~400立方米。窑头横断面积最小,这是由于烧窑开始需要热量最多,为了热量容易集中之故。窑中间最大,窑尾又较小,用以保持适当动压。拱顶成弧形,两侧上部或窑顶有投燃料的孔(投松枝或茅草,直径约0.15米)两排或数排,每排前后孔相距约0.8米~1.0米。窑身有窑门2个~4个,(高约1.8米)供装坯和出产品之用。全窑结构简单,用费极省。龙窑在元代停烧,据传一是不适宜枢府釉瓷的烧成;二是窑炉容量大,造成税额过重。但是,从东河流域上游瑶里乡杏花尖下窑炉遗址及风坑窑炉遗址看,明代这里烧瓷仍是龙窑。低坡龙窑建造简易,造价低,投资少。山草及青杂柴均可作燃料,这是及其它窑炉不能代替的优点。
阶级窑(亦称阶梯窑) 这种窑一般分成6个~10个窑室,顺着山坡一层一层向上结砌而成,每室大小不同,内高2米~2.5米,内宽3米~4米,室长3米左右。每室隔墙下有通气孔,隔墙后每室都有炉栅,而在最后一窑室砌筑一座8米~10米的烟囱,燃料为松柴或煤。焙烧时先从最低一个窑室烧起,待将该窑室的瓷器烧热后,再依次逐室烧成。这种窑优点是可以部分利用余热,形成半连续操作。缺点是建窑要选择山坡地。景德镇陶瓷专科学校于1952年在校内土坡上(今市委礼堂)建造一座阶梯窑以煤代柴焙烧瓷器。次年一位姓艾的抚州籍人在马鞍山(今电机厂内)也建一座阶梯窑,均因烧成气氛达不到要求和坯釉配方等因素,烧出的瓷器泛黄或起泡,最终停烧。
葫芦窑 葫芦窑出现于元代,沿烧至清代,《天工开物》(陶埏篇)插图显示明中后期景德镇葫芦窑图形,80年代初,曾在湖田古窑址中发掘出明代葫芦窑残体(见图2-15)。窑长8.4米,前后两窑,前宽后窄(3.7米~1.8米);前短后长形似葫芦,与《天工开物》插图相同。窑的前端设窑门和火膛,后室尾部建一独立的烟囱,窑顶两侧各设有6对投柴孔。整个窑底前低后高,坡度约为10°,在一定的程度上保留了龙窑的遗风。在这种葫芦窑中焙烧瓷器,通常取以下方法:先将窑柴投入前室火膛,烧20个小时左右,然后将窑柴从投柴孔中投入窑内,续烧4个小时左右。葫芦窑实际上是一种半倒焰式窑炉,其优点主要为:由于烟囱抽力作用,使窑内压力基本处于零压或负压,窑内的温度和气氛都较容易控制。缺点是窑体较小(窑长一般仅8米~10米)容积不大,且前后温差较大。葫芦窑属民间窑场,到了明代,民窑之间互相竞争很激烈,资金充足的窑主就建大窑(龙窑、阶级窑),以便扩大产量,资金较少的窑主,则建这种窑体较小的葫芦窑,当年景德镇某些瓷釉中氧化钙含量少,粘度大,乳浊不透明的产品,别的窑难以烧成,但葫芦窑却能适宜烧成这种产品。按照王宗沐《江西大志·陶书》中记载,明代前期,景德镇瓷窑容积较小,“(色窑)制员而狭,每座只容烧小器三百余件”。与宋代龙窑相比,元明之间景德镇瓷窑容量已大大地缩小。
马蹄窑 马蹄窑与葫芦窑是景德镇湖田窑系中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,有灵活求变,适应市场的优点。在景德镇湖田窑遗址,1977年清理。在乌泥顶发现马蹄窑(见图2-16),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。印证明嘉靖年间刊刻的王宗沐的《江西大志》“陶书”,其形制与王书所记之“青窑”相似。
蛤蟆窑 蛤蟆窑通称小南窑,明代中期以后,出现了“官民竞市”、“官搭民烧”的情况,民窑之间竞争也很激烈,而且“官搭民烧”制度的出现,极尽压榨之能事,使民窑凋敝不堪。民窑在这种情况下,只有灵活多变,品种求新、求美,以求生存,当时所谓“官窑器精,民窑器杂”也就是这个原因。尽管“民窑器杂”,但是有一种小而全的窑,在当时却颇名气,为景德镇小南街的小南窑。这个“小南”的涵义,不是指一个窑,而是指该地区同一窑制,同一生产品种而言。小南窑形制较小,如蛙状,当时称“蛤蟆窑”。所造日用品,器粗整,土坯黄,体薄而坚,适合于日用。小碗一式,仿宣德,色白而青。有青花、蓝花略散晕如雍青,花有兰朵(多散花)竹叶及折枝花鸟诸种。碗口描一二青圈而不画花者,称白饭器,也称“蓝边碗”。另有一种渣胎碗,花纹简单,正合乎大量生产原则。近年江南区明代坟墓中经常发现青花饭碗,多用成弘淡青,削底亦如成弘时,花多逸笔草草,活泼有生气,部分生产与小南窑关系密切,或即属于小南窑。
蛋形窑(景德镇窑)
柴窑 因其形似半个鸭蛋复于地面,故称蛋形窑,又因其为景德镇独创,亦称景德镇窑,简称镇窑;由于所烧燃料为松柴故称柴窑,由于火焰前进方向较平,又称平焰式窑,或横焰窑;又因其酷似半个瓷瓮横卧于地,也称瓮形窑;因其正面外形颇系女人体型,故又称其为女体窑。元代以前,景德镇烧瓷盛兴容量宠大的龙窑,由于元代税制苛刻,窑主只有想法缩小窑炉容量,提高烧成率,才能减少税额。因此,元人蒋祈在《陶记》中称:“兴烧之际,按籍纳金”(“籍”在古代文献中可作容量解),不但如此,而且税制的执行十分严厉,“窑有尺籍,私之者刑”。在这种情况下,出现一种新型窑炉很有可能。在20世纪80年代初期,在景德镇南河北岸景德镇印刷机械厂院内出土的一座元代陶瓷焙烧卵白釉与青花瓷器的残窑,窑全长19.8米,窑壁残高0.6米~1.2米,前室宽4.56米,后室宽2.74米,坡度12°(见图2-17)。其形制奇特,和中国古代流行的龙窑、阶梯窑都不相同,其平面和景德镇还在使用的清代遗留下来柴窑(即镇窑)有某些相似之处,可见景德镇著名的“镇窑”在元代就已初具雏形,印证了清人唐英在《陶成示谕稿》中的说法。他在序中追述:“窑之高卑、阔狭、大小、浅深经夫火堂、火拭、火眼、火尾之规,种种不一,相继涌现,精其工,而供其役者,为景德镇魏氏专其业,而得其传,元明以来无异也。”
明代后期的景德镇已是个典型的手工业城市,但土籍居民,仍然聚族而居,行会与宗族相结,职业与血缘相结合,因此,瓷业工匠的技术只可以家族同姓、同乡中传授承袭,这是魏氏家族结窑技术得到世传的一个重要社会原因。但魏氏结窑技艺确有他独到的一面,数百年来魏氏独断了镇窑结砌技术,“他族无与也”,别族无法与之抗衡。据《浮梁县志·陶政》中称:“清代嘉庆年间,有窑户效魏氏结窑,所烧之瓷,大半膨裂,成熟者亦偏倚不正,唯魏氏所制则无他虞”。魏氏不但在民窑中占有一定地位,而且在御窑中供役也很有声望,如康熙十三年,吴逆煽乱,景德镇民居被毁,而窑基尽圯。大定后,烧造无从,又魏氏子弟各出其工,分承窑脚,尽为整理,而圯坯如新。故御厂有役,则供工食视寻常加倍。厥后御器烧自民窑,供役唯停,而结砌补葺则仍魏氏所世守。景德镇窑与魏氏结砌窑炉的特技是紧密相联的,数百年来,由于“家传其技”,“帮传其技”,其师法秘传,甚是独创,他们排砌窑砖,每粘一块,只试三下,就紧粘不动。结窑所用的泥浆,不同于一般泥工所调制的。其泥土稠如糖浆,粘结性能高。清人龚轼《景德镇陶歌》称:“魏氏宗传大结窑,曾苦经役应前朝。可知事业辛勤得,一样儿孙胜耳貂。”在汉代,侍中、中常侍等大官的帽子上都插貂尾为饰,叫做耳貂。所以耳貂也泛指在朝任官。诗中说“一样儿孙胜耳貂”,也就是魏氏的子孙胜过在朝做官。《景德镇陶瓷史稿》记载,魏氏所砌窑,俗称“〓窑”,在清代以后,仍然世代相传,一直沿至解放前数年。魏氏宗嗣已绝,由魏氏外甥余姓继承技法。1954年经景德镇陶研所窑炉工艺家鉴定:“景德镇窑热利用率高,烧成温度1320°,每公斤瓷器仅用5000千卡~6000千卡热量。其他各地间歇式窑,则在10000千卡以上。”
蛋形窑以窑柴为燃料,窑炉呈长锥形,长18米,宽5米,是用80毫米×180毫米×25毫米窑砖无模砌筑的薄壳结构。窑顶尾部直接砌筑一支出屋面约高21米的薄壁烟囱(用80毫米厚的窑砖垒砌)、拱顶下端的窑墙是带空气的双层侧壁结构,内衬使用低廉的窑砖。在结构上,不用任何异型砖,没有复杂的窑底排出装置,也不用任何附属设备(如闸板等),仅以各种投柴方法即可适当控制气氛和烧成曲线,从而获得理想的多品种的产品。同时,它又具有较高的经济效果,较大程度地利用了所有热量,单位重量瓷品燃料消耗量之低(2公斤~2.4公斤柴/公斤瓷器)与热量利用率之大,远非华南通行的龙窑和阶级窑(3公斤~3.5公斤柴/公斤瓷器)所能及。它改进了龙窑及阶级窑尾间不易升温和阶级窑之温差较大等缺点。窑门在前,烟囱在后(见图2-18)。窑前端呈弧形,窑门设于其间,装窑时,用匣钵柱砌成火焰通路,以其面积大小调节和控制烟囱抽力(负压);主要是根据窑的特性与季节(当地的大气压力年变化及当时的空气温度)和气象(当时的风速及由晴阴造成的高低气压)酌情予以变化,烟囱高度如自挂窑口起算,约略等于或稍小于窑长,若自烟囱底面起算,则约19米。烟囱断面积亦似蛋形,大头方向同于窑的大头方向。前方囱壁垂直而后方向上收缩倾斜。囱壁较薄,壁厚仅10厘米~12厘米,上口横断面积为1.75平方米~2平方米。烟囱顶部呈钢笔尖形,尖端倾向窑头,其功用是:当窑头的方向改变时,排烟能力可以趋于平衡;即使烟气流量有所减少,亦可保持适当出口动压,使流速不致低于允许范围下限,避免倒灌;部分防止因流体动压力影响而致的抽力波动。
炉栅及投柴口均在窑头,火焰向窑后趋向平行流动。投柴口上面,用两个小型匣钵并列嵌砌于窑门上方,根据高温中火焰颜色变化观测窑前温度,窑室底部用当地产的耐火材料颗粒(俗称紫石英砂或老土子)铺20厘米~30厘米厚,用于装窑,并增加辐射热能,促进传热效率。匣钵柱最下一个匣钵往往埋入一半,借以稳脚。窑顶由前向后有通风孔、左看火孔、右看火孔、后看火孔以及烟囱看火孔等,作通风或观测用。
蛋形窑一次可装烧10吨~15吨日用瓷,不同的部位温度不同,装烧不同的产品。全窑码匣钵40余排,每5排一个配方,从窑顶到窑底部3个配方,全窑共21个配方。例如:钧红、青花、祭蓝色釉等在12、13排以前的上部匣钵里焙烧;铜红釉要在15排前后中部匣体里焙烧。在同一窑室内,根据各部位温度的不同,码烧不同的制品,达到同时烧热,这只有精细的分工,高度的组织能力和准确的烧窑技术才能做到。明末清初景德镇能集中国历代南北瓷器的大成,成为历史上瓷器百花齐放的盛旺朝代,是和这种窑分不开的。
这种窑对西欧有很大影响,如18世纪,英国的纽卡斯特窑(NewcastleKiln),德国的卡塞勒窑(KasselerOfen)就是模仿景德镇蛋形窑构筑的。
槎窑 景德镇蛋形窑有另一种以槎柴为燃料,形制相似,但规模小些,主要烧制粗瓷的窑名曰槎窑。
旧时对槎窑窑炉称呼也较多,因其所烧燃料为槎柴(松树枝或其它灌木树枝和茅草等),故称槎窑;又因窑头似狮子头,窑囱似狮子眼,窑前的两只窑脚似狮子脚,两只窑眼似狮子眼,故称狮子窑。全窑由窑身、烟囱、护墙及望火孔几个部分组成,由红色或灰红色的窑砖砌成。
窑身全长14米,容积为140立方米左右,一次可装烧大、小碗2800只左右,窑身主要由以下6个部分组成:(1)窑门,窑门设于窑身最前端。门高一般为2.5米,门宽一般为0.57米,窑门为满窑的入口,开窑的出口,每次收窑满好后,须用砖块将门封住,仅在其上部留一洞(称投柴口),焙烧时从此洞投槎入燃烧区。(2)头部,紧挨窑门的区域称头部,为燃烧区。炉栅及灰坑均设于此区内,炉栅面积约1平方米~1.1平方米,灰坑深约0.9米,且前宽后窄。(3)中部。窑的中部俗称二盖面、三盖面。中部为全窑的最高点,其高度一般为4.7米~5.1米。焙烧时,温度一般在1150~1260℃之间。(4)尾部。紧靠望火孔的区域称尾部,俗称窑尾。(5)余堂。位于窑体后部,余堂内通常装烧渣胎碗或砖坯。(6)窑底。窑底即窑床,底板上须先铺上一层厚约30厘米的黄泥和砖块,并将其夯实,然后在其上加铺一层厚约20厘米的紫石英砂(俗称老土子)。
烟囱的前壁垂直支承在挂窑口顶蓬上,后壁支承在窑北端墙上,两侧支承在燕尾墙上,后壁分两侧望上逐渐向中心收缩,囱口呈尖圆形,囱高9.3米,囱壁厚度为8.2厘米~8.3厘米,称薄壁囱。
砌于窑身周围的墙称护墙。护墙的高度一般为2.2米,宽度一般为1.46米,护墙与窑身周围的墙间,一般留有16厘米~22厘米的空隙,护墙以下为墙砌铺层。护墙以上码以4层~5层窑砖,曲形砖。叠砖这几层的作用大体为:一是可以保护窑身,使其不易变形;二是可以确保焙烧时火的流速均匀,有利于提高烧成质量;三是可以防止倒窑事故的发生;四是窑蓬、窑墙一旦走形,可以随时发现。
槎窑一般留有8个望火孔:1个设在距窑头20厘米处,称花鼓眼;1个设在距烟囱10米处,称熄火眼;2个分别设在窑囱两侧,称进出砖眼;1个设在烟囱背后,称望火眼;2个分别设在窑中部两侧,称明里眼;1个设在槎口上端,称井眼,从井眼中可以观察到窑内焙烧的情形。
方形煤窑 在清光绪年间,曾选派张浩、邹如圭、舒信伟等先后赴日本,在东京高等工业学堂窑业科学习机械制瓷和煤窑烧炼技术。1904年,张浩首先学成回国,与当时景德镇瓷业界先进人士康达所办的江西瓷业公司合作,在饶州(鄱阳)创办甲等工业学堂,培养新式陶业人才。这时邹、舒也先后回国,即在工业学堂执教,开始设计1座8立方米的倒焰式方形煤窑。这座煤窑,虽建在远离景德镇180华里鄱阳地方,却为景德镇瓷业利用煤炭烧瓷,开辟了新纪元。以后,工业学堂主办者,感到瓷业历史不可分割,便决定在景德镇设分校,称乙等工业学堂。以原御窑厂毕家弄南窑部分厂址做校址,着意制瓷新技师法的传授,继在鄱阳建造方形煤窑之后,重新构筑新窑。因故未建成,但煤窑影响遍及全镇,广大市民和瓷业工人,把煤窑叫做“洋窑”。1925年前后,景德镇设立了陶务局,由张浩任局长,在莲花塘五龙庵侧,也构建了一座8立方米方形煤窑,并聘有日本人中原燎之勤(日本名古屋瓷业工人)为技师,教授烧煤窑技术,学习的有工业学堂毕业学生并从事瓷业的工人徐金丹、黄志高、万鸿逵及学徒张仲芝等人。这是景德镇工人掌握煤窑烧炼技术的开始。以后由于国内连年军阀混战,这座煤窑时烧时停,并没有得到预期效果。此后,工业学堂的部分教职员和毕业学生,集资组织震旦瓷业公司,由徐金丹负责主持烧炼。在第二次国内革命战争时期,被震旦股东伙同浮梁县政府拆毁,改建了碉堡。
1953年,由留日学生、工程师邹如圭带领一些人员,开始方形煤窑的设计。1954年在当时的建国瓷厂分厂(今宇宙瓷厂)内建起了两座容积为60立方米方形煤窑,并建有一根高为27米的烟囱。同时又派出余建笔、邵金生等人到萍乡瓷厂学习烧窑技术,于当年10月开始试烧。在试烧过程中,市委书记赵渊亲临第一线,同大家一起研究制定升温曲线与操作规程。由于方形窑本身存有缺点,四个角上的温度上不去,烧出的瓷器多发黄、起泡,加之满窑不当,燃烧室的炉层混乱,煤燃烧不完全等原因,虽经多次试烧,但效果一直不理想。
圆形煤窑 1955年,宇宙瓷厂建成一组倒焰式圆形煤窑。经过试验,效果虽比方形窑好些,但由于原来的坯釉料配方不适应煤窑烧成,故所烧瓷器光泽度不好,制品薰烟、发黄等缺陷不少。后来试成了适合于倒焰式煤窑烧成的长石釉坯、釉料配方,才使制品的上述缺陷大为减少。
1957年在曹家岭第二制瓷合作社(今景陶瓷厂)和第四瓷厂(今新华瓷厂)各建起一座93立方米的圆形倒焰煤窑,试烧成功,烧成质量超过方形煤窑。为了加快改窑步伐,市里成立窑改委员会,1958年在马鞍山脚建起了1座简易煤窑作试验。同年8月,中共市委向陶瓷行业发出“年底全面实现以煤代柴”的号召,在破除迷信的指导思想下,兴建简易煤窑。所谓简易煤窑就是建窑不用耐火砖,窑炉外围不用铁加固,不建窑房,只在窑的顶部盖机瓦,周围搭棚供工人遮雨,用料简单,造价低。年底建成简易煤窑166座,加上原来的32座,共198座。其烧成能力已达到日用瓷总产量的一半。但是,简易煤窑材质差,不耐温,烧不到一二年就报废,而且烧成质量不稳定,煤耗大;而正规煤窑的操作进步很快,逐渐成熟。
从1963年开始,花了三年时间将简易煤窑逐步淘汰改建成正规的园形倒焰窑。1965年全市共计131座,烧成能力占当时日用瓷总产量的70%,景德镇基本实现了以煤代柴烧瓷。由景德镇柴窑过渡到煤烧倒焰窑,经历60余年,改变了千百年来用松柴烧瓷的历史,是景德镇历史上重大窑炉改革。
圆形倒焰式煤窑是一种间歇式窑炉。其热气体在窑室内的走向是从上向下,因而名为“倒焰窑”。其优点是窑的容积可以根据产量而改变,也可以随着被烧制品的工艺要求变动烧成制度,因而具有较大的生产灵活性。圆形窑炉窑内上、下温度分布比较均匀,建筑费用低,金属材料耗量少,投资省。其缺点是间歇操作,废气离窑温度高,窑体蓄热量大,因而制品单耗大。倒焰窑是人工将煤加入燃烧室的炉栅上,一次空气从炉栅下进入,经过煤层与煤产生化学反应,在燃烧室内进行燃烧。燃烧产物自挡火墙及喷火口喷进窑顶部,再自窑顶经过窑内制品倒流至窑底,由吸火孔,支烟道及主烟道经烟囱排出。在倒焰窑内,当火焰流经制品时,把热量以对流及幅射的方式传给制品,热气体的温度逐渐降低,比重逐渐增加。当流过热量需要多的地方,窑四周热流温度降得越快,因此比重增加,流速也越大,有利于在需要多供热的地方供出较多热,使窑内温度均匀。如果入窑制品较少时,在需要多供热的地方把料垛码得稀一些,火焰流过阻力小,热气体量多,气体辐射层加厚,就更有利于温度均匀。因为倒焰窑是间歇操作,窑墙、窑顶的蓄热和散热较大,并在制品冷却时阻碍冷却,延长烧成周期,这是倒焰窑耗热大的原因之一。倒焰窑的燃烧产物(烟气)离吸火孔的温度至少要比制品温度高30℃~50℃,太低就烧不熟制品,这样高温气体一离开窑底就从烟囱排出,其热损失将达全部热耗的30%~50%,这是倒焰窑热耗大的另一个原因。尽管倒焰窑的热耗大,但由于它的生产灵活性大,在中小型、多品种工厂仍有其强大生命力。
隧道窑
煤烧隧道窑 1966年,光明瓷厂率先建成一条77米长的煤烧隧道窑。此后,市内一些规模较大的瓷厂陆续建煤烧隧道窑,其时窑的长度为50米~80米。至20世纪70年代末期,各大瓷厂原有倒焰式煤窑大多被淘汰。70年代中期,由于产品结构变化,大件品种增多,对烧成技术和烧成设备要求更加严格。50米左右的隧道窑因为操作较难,温度气氛不易控制,于是作了进一步改造,窑体长度一般都在81米~87米,烧成质量较好。到1975年,景德镇已建成煤烧隧道窑15条,烧瓷数占全市日用瓷总产量54%,基本上实现了煤烧隧道化。由煤烧倒焰窑变成煤烧隧道窑,这是第二个演变过程。
油烧隧道窑 20世纪70年代,中国石油工业的发展,给国民经济各部门带来了生机。为了改善隧道窑的工作条件,提高和稳定产品质量,减轻劳动强度,减少环境污染,1976年,由江西省陶瓷工业公司设计,在宇宙瓷厂和光明瓷厂造出油烧隧道窑两条,同年8月投产获得成功,窑青质量由80%提高到95%。以后在各大瓷厂推广应用油烧隧道窑,到1983年,景德镇陶瓷各厂,共建隧道窑31条,其中油烧隧道窑16条,占50%以上。陶瓷工业公司供应处建有5000吨大油罐2只,2000吨油池1个以及全部配套设施,负责各瓷厂的燃油供应。隧道窑由烧煤到烧油,这是窑炉演变的第三个过程。
煤气隧道窑 景德镇在1965年就有了煤气隧道窑烧瓷,它是国家投资兴建的景德镇瓷厂,由捷克斯洛伐克设计的现代化煤气隧道窑,于1965年由武汉第一冶金窑炉建筑公司承建,当年投产,这是国内日用陶瓷行业第一条焙烧日用瓷隧道窑。采用山西大同块煤为燃料的发生炉煤气供应烧窑,一次烧成最高温度1350℃,烧成周期38小时,以后加快窑车推车间隔时间,由48分钟/每车缩短为40分钟/每车,烧成周期相继缩短。每条窑年产瓷800万件(1700吨),该厂共建立3条隧道窑。该窑全长97米(有效长94.4米),共分三带,预热带32.60米;烧成带28.00米(分还原段11.00米,烧成段17米);冷却带36.40米。窑道内宽1.30米;窑道内车面到拱顶1.4米。轨面到拱顶2.10米、窑道截面1.75平方米,窑内容车47辆,全窑安置13台风机,预热带设置二道卷帘门,预热带窑墙两侧设有10对废气(烟气)排出孔,每个孔可独立调节,废气到窑头汇集总烟道向烟囱排出,预热带窑顶设有两道气幕。烧成带,还原段有4对燃烧窑,烧成段有20对燃烧室,烧咀结构设置有旋流混合室,保证煤气和空气混合后进入燃烧室燃烧。冷却带按烧成曲线要求分直接冷却和间接冷却两种,确保制品出窑温度低于40℃。
20世纪80年代中期,景德镇市着手新的能源烧制瓷器,以使瓷器产品升级上档,并改善城市环境消除烟气污染,用煤气烧瓷成为陶瓷工业发展的重大课题。1981年1月在新余钢铁厂0.5立方米小型倒焰窑小试,1985年7月在丰城焦化厂10.9立方米台车窑中试,“七五”期间,国家投巨资兴建焦化煤气厂,提供各瓷厂用煤气烧瓷。同时,1984年景德镇华风瓷厂建成煤气隧道窑,安装2台重型13型煤气发生炉,采用山西大同弱粘结性块煤造气。景德镇陶瓷工业设计院设计第一条焦炉煤气隧道窑在红星瓷厂建成,提高瓷器烧成质量能耗大幅度下降。不久,红光、景兴、新华、建国、艺术、红旗等瓷厂相继建成焦化煤气隧道窑,实现了从烧窑—烧煤—烧油—烧气的四代能源烧瓷的变革。
1985年,陶瓷公司系统已有33条隧道窑,其中15条烧煤、16条烧重油、2条烧煤气(华风瓷厂自备煤气发生炉),并有11条隧道窑装上了余热锅炉,利用余热。
台车窑 景德镇于1979年,根据高档瓷生产规模、产品结构,装车方式设计建成了一座5立方米油烧台车窑,其产品热效率虽逊于隧道窑,但比传统倒焰窑要高(倒焰窑0.95%~1.93%,台车窑为2.8%),是适应烧成高档瓷的一种间歇式窑炉。该窑设计任务给定为20#柴油,选用低压空气雾化,在一般情况下,完全可以达到较好的雾化和燃烧效果。其燃料消耗每次90公斤/立方米油,即每小时平均油耗为38公斤/小时(按加热时间12小时计算)。选用B—40喷咀三对,在窑的两侧对称设置。其燃料室总容积为0.5平方米。为了少用异型砖和结合台车窑的特点,其结构以传统倒焰方窑作为结构处理的基础,,采用活动底板(窑车),便利了操作,还可利用350℃以下窑内的显热,比旧式倒焰窑前进了一步。窑车的处理,是在车面上均匀分布着吸火孔,车面下设置了四条支烟道通向窑尾四个排孔,车体支烟道底以下为一层1克/立方厘米轻质砖,一层0.8克/立方厘米轻质泡沫砖,一层粘土砖。为加强窑门的密封,在窑门的周围设置了压紧密封槽,为节省投资该窑利用原大园窑28米的烟囱。工艺尺寸:内长2.6米;上部墙到墙宽1.66米,下部火屏到火屏墙宽1.3米,车面至拱顶高1.8米。该窑主要特点是:灵活易调,温差小,窑内外压差小,烧成制度稳定,便于自动控制,就其温差和油耗两个主要指标来看,达到国内同类窑的先进水平,从实物产品来看,高档瓷的纯窑青都在99%以上。对高温红釉的试烧也取得令人满意的效果,还烧出了名贵的色釉。所以,该窑只要调节适当,完全可以达到温差小,压差小,漏风量小,气氛稳定,油耗不高于同类窑的实际效果。台车窑的热工特性:有效容积5立方米,最高烧成温度1300℃,还原焰,燃料消耗450公斤/次,烧成时间11小时~12小时,温差±5℃~10℃。
第二节 窑具制作
支钉 景德镇五代时期的窑业遗存显示,叠烧的瓷坯是由支钉支撑、重叠搁置在垫柱上烧制的。支钉是用含燧石的“断层泥”(粘土)搓成条状,掐断捏成支钉,并沿碗坯圈足边沿粘附一圈,然后放在垫柱上,再将粘有支钉的碗坯放在这个碗心,如此依次重叠组成一柱,再入窑烧炼。支钉耐火度高达1500℃,高于坯体1200°C的烧结温度。支钉垫隔使坯件烧成中不会粘连,成瓷可轻易分离,又可节省窑内空间,使容量增大,节约成本。但支钉破坏了碗心和底心的釉面,影响外观。进入宋代,支钉叠烧法逐渐消失,支钉仍应用在特殊坯体上,如鼻烟壶盖子、调羹等。但支钉制作的材料由高硅质粘土变为高铝质粘土,支钉耐火度更高了,制作得细、圆、长。故又叫顶针。
支柱 景德镇焙烧瓷器使用的窑具,在五代时有二种支柱式。一是支柱式,大小、高矮不等,一般都在高11毫米~12毫米,平台直径10毫米~11毫米左右。用粘土掺瓷石粗料制成,呈深褐色或深灰色(接近青瓷瓷胎质地),支柱束腰,下部1/3至1/4为生烧的泥质土红色,其原因此节埋在窑基砂土中,以便支撑的坯体稳固。二是支柱带匣式,以黄泥头窑为例,此类窑具约高8毫米,上径11毫米,下径12毫米。质地粗造,色呈黑褐,内有白色块状石英质团块。内壁深7毫米,中腰内收,直径为9毫米。下足呈圆形,开不规则裂纹。平台上支撑一“匣钵”。此类窑具出现于五代后期及北宋初期,只起垫托作用。
垫饼 在湖田五代窑址中,垫柱上面留有支钉,下端粘有窑底上的沙粒,碗、盘类产品的底心与圈足的边沿几乎都粘有耐火粘土搓捏而成,未被烧结的9颗~16颗不等的支钉。宋代匣钵出现以后,这种支钉便过渡为垫饼,其时由五代的支钉叠烧进化为“仰烧”,把垫饼放入已烧成的匣钵内,制品的圈足套在垫饼上,垫饼小于制品圈足,对制品起支垫作用,使烧成的器物釉面比较完整。宋元时期装坯采用的是一种含铁量较高的粘土加粗料制成的垫饼,入明以后,陶工们将垫饼改成瓷质的,其优点是:可以避免瓷坯与垫饼在高温下因收缩不一而致瓷器产生破裂、变形等缺陷。垫饼在装坯烧瓷上作为窑具一直沿用至今。垫饼有一次用垫饼和多次用垫饼。一次用垫饼用本坯泥做成(即做坯体的泥料)。具有与坯体收缩率一致的特点,有利于克服变形,但这种垫饼只使用一次,成本高,浪费原料。多次用垫饼用耐火材料压制成形,经煅烧后,磨平而成,能重复使用多次。垫饼的形状是根据产品器形来设计的,如壶类、碗类、盘类多用平面垫饼或平面环形垫饼,鱼盘采用椭园形垫饼,壶盖、杯盖,扣口烧成的杯类多采用截头圆锥形垫饼,仰口烧的杯类也有采用圆形斜坡垫饼。
匣钵 匣钵出现于宋代早期,一种用耐火土烧成的钵状物或圈状物或饼状物,取代了支钉、垫柱等原始窑具,还有一种无底脚碗状匣钵。经测试,南宋初期漏斗式匣钵耐火度为1500度。宋代中期出现了平底圆筒状兜脚匣钵,还有多级覆烧垫钵(瓷质)和桶式平底匣钵。宋后期使用瓷质“L”形支圈。
元代早期改用泥质支圈覆烧,后改为桶式平底匣钵涩圈叠烧。经测试,元代迭烧匣钵耐火度为1480℃。按形状分类,早期匣钵分漏斗型和桶型两种,其形制与现代使用的匣钵基本相似:(1)漏斗型匣钵,分盘式和碗式两种。制作规整,上部宽边处施褐色光釉,底部露涩胎,装坯时码成迭,抹上稀泥浆封口。在一些匣钵上部的宽边上,往往还能找到各种铭记,有的刻划或截印姓氏,有的用大小不同竹管截各种不同形状。这种在匣钵上做记号的现象,可能象明清时期那样搭窑烧坯,以避免各家产品相混。(2)桶型匣钵,装烧壶、瓶、六管器之类的产品,粘土质,褐色有黑斑,原料加工不细。以黄泥头窑采用的一个为例,残高14.5毫米,底厚1毫米,底径18.2毫米,内壁有平行的六个梯段弧圈。此外,还在遗址中发现匣钵封盖,形如圆形大饼,内心下凹,边沿圆浑规整,直径20毫米~30毫米不等。在湖田窑历代匣钵中,都含有大量的石英矿物,另外根据匣钵的骨架组成物不同,可分三类:(1)骨架以粗颗粒石英为主的匣钵,宋元时期以这种类型为主;(2)骨架以粘土团粒为主的匣钵,这种匣钵中玻璃相含量较多,明代匣钵以这种类型为主;(3)骨架以粗颗粒瓷石为主的匣钵,在宋元明历代匣钵中都具有这种类型。湖田窑匣钵是一种高硅质匣钵,其特点是:耐火度与高温荷重软化点之间的温差较小。其耐火度虽不高,但开始变形温度大于1300℃,所以使用温度可达1280°C±20℃
湖田窑明代几种匣钵的化学组成,显微结构与耐火度均很接近,故可认为这时的原料选择,匣钵配方和坯泥混合等方面较以前有了显著提高。明代《天工开物》称:“凡瓷器经匣过锈之后,装入匣钵。钵以粗泥造成,其中一泥饼托一器,底空处以沙实之。大器一匣装一个,小器十余共一匣钵。”明代匣钵制造,用黄土、砂、土羼和而做成大小不等的匣钵。匣窑、除龙缸所用大匣以外,其余大小匣钵可烧七八十件。用薪15捆就可烧成。有的匣钵只用一次就坏了,有的用两次才不能用。每窑可烧缸匣6层。大样和二样,或加盖,或加圈,都经过烧一柱香的时间就成了。旁边堆上小匣。三样缸匣,小的烧两柱香的时间,旁边也要堆上小匣。所用柴薪比上数要多1/10强。溜火(文火)三天三夜,柴火(武火)一天一夜,停火后,经过三天再开窑。明代的匣钵壁比元代薄,这种薄壁匣钵,具有四个优点:(1)可以减轻装坯、装窑的劳动强度;(2)节省耐火材料;(3)可以提高热能利用率;(4)可以延长匣钵使用寿命。据史书记载,这类匣钵可使用10次左右。
清代的匣钵制造,唐英《陶冶图说》:“瓷坯宜净,一沾泥滓,即成斑驳。且窑风火气,冲突伤坯,此所以必用匣钵也。匣钵之泥,出景德镇东北里淳村,有黑、白、红三种。又宝石山有黑黄沙一种。配合成泥,入火烧炼。造法用轮车,与拉坯之车相似。不必过细,微干略加旋削,入窑空烧一次,方可应用,名曰镀匣。而造匣钵之匠,亦尝用此泥造砂、碗,为本地乡村坯房人匠家常使用。[按]旧制:窑有六,匣窑居一,作有二十三,匣作居一。火烈土柔,匣所以护坯者,故必专事而后可应用。铸铜者先用蜡作模,加以款识,再入桶中。桶外以澄泥和水,日浇之。旋干旋浇,令厚足以遮护,于是去桶板留窍,以入铜汁。其具不同,其理则一。土未入火则柔,非护不受冶。铜初出火则流,非护不受熔。曲成万物,造化之心也。”
民国时期,景德镇制匣业,分大器制匣,小器制匣两个行业。制匣所用的原料主要有二,一为乐平产的白土,一为本镇附近产的老土、子土。制匣原料的加工一般在屋外进行,方法是将白土、老土、子土倒于地面,把其作成薄层重叠堆积状,再用铁锹逐次切取,然后加水捏练,均匀后即可制匣。小器匣钵系由匣壁(亦称匣圈)和匣底组成。制作匣壁的过程大致为:先取特制的竹片若干片,用细绳顺竹片厚度方向穿过,再将其竖放,并把两头合拢围成圈筒,内层用铁质圆圈固定,外侧用绳绑住,再将匣泥敷于圈筒外壁,敷至一定厚度时,用布蘸水将其外侧抹平,然后用铁片修削整形。整好后,去掉圈筒内侧之铁圈,将圈筒收缩从内面取出,然后抹平内壁并整形。匣壁制好后,将其移至他处稍晾。制作匣底的过程大致为:先取一直径等于或稍大于匣壁外径的特制铁圈,将匣泥放入圈内,用脚踩匣泥,使匣泥均匀地填满圈内各部位。然后在中心部位放一团匣泥,并将其拍紧,匣底制好后,稍晾。待匣壁与匣底干燥适度时,将匣壁边缘沾上匣泥浆,把它立于匣底之上,尔后将粘接处修削平整。大器匣钵系由直壁和斜壁组成。制作直壁的方法与制作小器匣壁大致相同。制作斜壁的方法则与瓷坯拉坯相似,只是由于匣泥颗粒料粗,故在精修整形时须带水作业。直壁与斜壁制好后,则用匣泥浆将其互相粘合。粘合之方法,与小器匣钵粘合方法基本相同。制好的匣坯尚属生坯(俗称土匣),土匣还不能用于装烧瓷坯,只有将土匣镀(即焙烧)成响匣(熟匣)后,方可用它装烧瓷坯。
20世纪50年代,其制匣法是以手工带动木制轳辘旋转,将已练好的匣泥,砌片敷于竹栅编织的圆桶上,左手带动木盘旋转,右手用刮刀刮光表面,再套放已做好的匣底上,待干燥到一定程度再行整坯,这是琢器小匣。大器匣钵,以手工捏成粗形,逐个上板,干燥到一定程度,再进行整坯。传统制匣厂房为凉棚建筑,四面通风,但制造场地的地面颇宽阔又平整,另分土匣存放及匣泥加工精练地方。景德镇匣钵原料取决于市郊区及邻县,如柳家湾白土、曹家山老土、董家山老土、马鞍山白土、八股山老土、铜罗山老土、马鞍山老土(均为市区)、鸣山老土(乐平县)万年白土(万年县)等,其加工法:匣土晒干后,人工槌碎,用竹筛按原料分类分级筛之,除去杂质,然后用一定量具、经验配合,倾入泥窖和水浸湿调合、陈腐。干至可塑状,反复以人工脚踩、铲练铲打,精练后备用。20世纪50年代中期以后,随着机械制瓷不断发展,匣钵制造,大器亦已改为机压,小器改冲压法,但一些特种产品,如装大型瓶、缸的匣钵仍沿用传统手工制造方法。
从20世纪60年代起,匣钵制造逐步向机械化过渡。现在所采用的机械粉碎、机械练泥、钢模成型、轳辘成型、蒸气干燥、隧道窑烧成。过去匣钵制成后,即由制瓷厂家运往窑厂焙烧,由于运输是土匣,故运输过程中破损较大。后来改由窑具厂将匣钵烧成熟匣(俗称响匣),然后由制瓷厂家运回使用。这样一改,既使运输过程中破损大为减少,又有利用于提高瓷器质量(过去匣坯由制瓷厂家运到窑厂焙烧,焙烧的温度一般在1300℃左右,用这种匣钵焙烧瓷器,匣钵上的渣屑及硫磺点常常落在瓷器上,使瓷器产生缺陷。这种缺陷以前在瓷器缺陷中占的比重一直很大。改由窑具厂焙烧匣钵后,焙烧的温度一般在1400℃左右,因它的温度高于烧瓷温度100℃,故采用这种匣钵装烧瓷器,瓷器患“硫磺点”,“落渣”缺陷便大大减少了)。制匣的原料有所改变。解放初期,制匣所用的原料多为白土、老土、老土子之类。后来烧瓷的燃料由松柴逐步改为煤炭,煤炭在燃烧过程中不仅会溢出硫磺或其它杂质,而且火焰也不似松柴那么柔和,如果仍继续使用白土、老土、老土子这类的原料制造匣钵,那就势必会缩短匣钵使用寿命,而且在焙烧过程中会发生倒窑事故(倒窑,即匣钵倒塌)。为适应烧瓷燃料发生变化的新情况,制造匣钵的原料先是改成了河南产的铝矾土(煅烧过的铝矾土已形成部分莫来石),后来又改成焦宝石。随着制匣原料的逐步改变,使匣钵的质量较好地适应了烧瓷燃料的变革需要。1985年12月更名为景德镇市窑具厂以后,窑具生产得到相应的发展。如今该厂生产的匣钵主要有四种:(1)硅铝质匣钵。这类匣钵有两种,一种为高铝质匣钵,一种为粘土质匣钵。高铝质匣钵机械强度,高温荷重软化点和热稳定性均较高,故使用寿命较长,在1400℃以下的隧道窑中,使用次数可达30次左右。粘土质匣钵已烧结,强度较高,但荷重软化温度、热稳定性差,在1350℃隧道窑中,使用次数仅为10次左右。(2)硅铝镁质匣钵,它的热稳定性较好,收缩小,膨胀系数较大,适合1400℃左右的温度下使用。(3)熔融石英质匣钵,这种匣钵的膨胀系数低,热稳定性好,使用寿命长,每只匣钵可使用65次左右,适合于1350℃温度下使用。(四)碳化硅质匣钵,机械强度较高,导热性良好,膨胀系数较低,使用寿命较长,用它装坯,落渣极少,但价格较高。
棚板 1977年4月,在江西陶研所研制成功的41#和45#耐火材料制成的棚板,即碳化硅—熔融石英质和粘土——熔融石英质棚板。这是一种膨胀系数低、相氏弹性模量小、高热稳定性耐火材料。在快速窑内使用了50次均未断裂;1400℃±25°C急骤冷却,50次没有出现裂纹;其中一块粘土质棚板经热稳定性试验52次,没有开裂,接着又在快速窑中使用了40次。棚板投入使用时,要依据窑车台面规格确定最佳组合所需棚板尺寸。然后再切割。棚板会因温度梯度产生的热应力而变形或开裂,故棚板四周须开缝以缓冲使用过程棚板伸缩变化,一般是在棚板四边中心线处切割一段缝隙。
第三节 满窑
装坯 据考古工作者对景德镇湖田窑五代窑址的考察,发现堆积层中没有匣钵,仅见高约10厘米的垫柱。因此其装坯方法认为:以夹沙粘土作成的垫柱为底座,用耐火粘土搓成小条捏成支钉,沿碗坯圈足边沿粘9颗~16颗支钉,把碗坯放置在垫柱上,再把圈足边沿粘有同样支钉的碗坯一个一个地重叠起来(见图2-19)。
宋早期装匣,把一个用粘土加粗料制成的垫饼放入已烧成的匣钵内,用双手托起碗坯(碗口与匣壁之间的空隙约为3.6厘米)装入匣钵,将碗的圈足套在垫饼上,把装有碗坯的匣钵逐件套装送进窑室焙烧(见图2-20)。宋中期覆烧工艺的装坯方法是用瓷泥作好内壁分作数级的盘或钵状物,为避免碗口与垫阶粘结,在钵盘装物垫阶上撒上一层薄薄的耐火的针状粉末,(注:经陶瓷科研部门测试,确定这类粉末就是谷壳灰。这种耐火材料一直沿用至今),先把一件口径较小的芒口碟扣在钵状物的最下一级上,再依次扣置直径由小而大的碗坯,把一个泥质的垫圈放在平底匣中,再把扣好的碗坯的钵(盘)状物放在垫圈上,即可堆叠装窑(见图2-21)。宋后期,陶工们又发明了一种“支圈复烧法”,其装烧过程为(见图2-22):以大而厚的泥饼为底,把一个用瓷泥作成的断面呈L形的弧形小条,放在泥饼上,在圈圈的垫阶上撒上一薄层谷壳灰,再把碗坯的芒口放在垫阶上,将32个左右的碗坯一圈一坯地依次复盖,把圈心下凹的泥饼翻转过来复盖在最后一个圈上,即组成一个外观上下直径一致的圆柱体,用稀薄的耐火泥浆涂抹外壁,用以连接垫圈,封闭空隙,再叠压装窑。
元代蒋祈《陶记》谓:“土坯即匣,垛而别之……”元代焙烧枢府器、青花等高级瓷器,一般采用仰烧法(见图2-23),其装坯过程大致为:先装一个垫饼放入匣钵,再在垫饼上撒一层粉末(这种粉末采用高岭土、谷壳灰及粗料制成),然后将碗、盘之类的坯胎直接放置于粉末上。此种耐高温的粉末,能够防止瓷器圈足与垫饼的粘连。元代焙烧质粗细劣的瓷器常采用叠烧法,采用此法装烧,瓷坯重叠已不必用支钉间隔,只需在瓷坯底部的釉面旋出一个露胎的涩圈,即可将一个碗、(盘)的无釉底足放置于下一个碗(盘)的涩圈上,并依次重叠至10个左右再装入桶式匣钵内。这种重叠法有三个优点:(1)装坯比五代更加简便。(2)能充分利用窑室内的高空增加装烧容量,可以节省耐火材料和焙烧费用。(3)由于露胎的缺陷仅在碗心或盘心,因此,比口沿无釉的复烧瓷器更为适用。此外,元代还发明了一种涩圈叠烧,采用这种方法装烧与支圈复烧法比较,竖向装烧的密度更大。
明代宣德前后,陶工们为了满足当时社会对瓷器产品的更高要求,在装烧上等瓷器时,采用了一种比元代更为先进的方法(见图2-24),先将沙碴置于钵内,再在碴上放置垫饼,然后将瓷坯放在大于圈足的垫饼上入窑焙烧。采用这种方法装烧,可使瓷器边沿釉层不再会粘结沙粒。另外,发明了一种细线吊装法。以装青花碗为例,陶工装坯入匣时,先用两股细线兜着碗腹与圈足的交接处,再将碗坯旋转垫饼上,然后将吊线轻轻抽出。采用这种吊装法,可使碗坯与匣壁之间的距离大为缩小,有利于节省耐火材料及焙烧费用。据陶瓷考古专家刘新园推测,明代采用吊装法后,窑室内的容量可增大25%左右。由清代至20世纪50年代,装坯方法,除沿用传统装坯方法外,也略有改进。
20世纪50年代景德镇沿用传统手工装坯,仍分圆器、琢器两类,圆器装坯工大都由坯房肩挑(左、右肩一条坯)到窑场,以大器匣,逐个坯件,采用吊线法入匣。琢器装坯工,都在成型坯房内,做到满装满插,大件坯每匣装一件(匣钵分高低尺寸不同,视产品大小,订制备用),坯件装匣后,分首叠放,再肩挑至窑场。传统手工装坯,对匣钵修整极严,(分土匣、响匣),装坯前应做好工具准备,如高空墨线浆,扫匣筅帚、补匣耐火泥、扫灰笔、垫饼糠灰渣(锻烧与未烧混合),压渣瓷脑或木制园形压饼,主要在小器匣钵底敷渣后,用渣脑压紧压平再装坯,木刨皮(用于装坯后相习插入坯与坯之间)防止满窑时震动倒塌。分别要将大器、小器(土匣、响匣)逐个进行校整,如清扫匣内匣外,分首依据品种、坯件高低区分,五只、七只、四只、二只各为一首,分首坐配子口,每首用高岭浆在匣钵外部画出记号,以达到规正。这些工艺操作,防止和保证了产品质量。传统装坯技术,是非常复杂的,除装一般日用瓷外,还有大型瓶、缸、高档美术陈设瓷(包括薄胎),大型瓷板(双面釉的吊装法),雕塑品等,必须要有熟练技术和经验才可掌握。20世纪60年代以后,随着陶瓷生产的发展,烧成技术的改进,烧成温度的提高,对装坯技术要求更加规范,以适应窑炉变革的需要。整匣:凡烧后出窑的匣钵,要进行修整,用刷(帚)把粘土匣钵上的灰粒扫干净,匣钵有裂缝要用匣泥或釉进行修补好,避免射火和落渣;涂料:匣钵的外底可均匀地涂上釉浆或高铝矾土涂料,以防匣钵颗粒掉在坯件内,产生落渣缺陷。匣钵的口沿应涂上一层耐火涂料,以防止匣钵在高温时彼此粘结在一起;坯件要件件吹扫,除去灰尘杂物,并认真检查坯件的质量,真正做到“验坯入匣”;取坯、放坯要轻拿轻放,减少破坯和落渣。碗、碟、盘等坯件可用吸坯器装坯,盅类产品可用手取坯入匣;坯件入匣前还需在匣钵底均匀撒上一层氧化铝粉或石英粉,装盅类产品应先垫上糠灰,然后放平稳垫饼,并在垫饼上撒上一层薄薄的氧化铝粉或石英粉,然后再将坯件平稳地放在垫饼中心。对盘类或其它底部较大的制品也可以不用垫饼,直接放在撒有氧化铝粉或石英粉的匣底上。采用已经涂了高温涂料(氧化铝浆)的匣钵可以直接装坯;盘、碗类产品一般是一钵一件,而杯类产品通常是一匣多件制品,如遇制品大小不一时,也可以在一个大匣钵内大小搭装,装钵时即要适应器型,充分密装,节约窑位,同时,又要防止变形与粘结,影响产品质量。
满窑 “一满二烧三歇火”是窑工们在长久的生产实践中总结出的宝贵经验。只有把好满窑、烧窑、歇火(达到瓷器烧热即停火)三关,才能烧出好的制品。满窑是第一关,即将待烧的坯匣按不同窑位属地科学地排列,控制火焰的流向,俗称“错拉”。
景德镇五代至宋都是龙窑烧瓷,其装窑技术,根据坯件的大小、厚薄、釉色以及烧成温度等要求,利用窑的不同断面、坡度、抽力、冷却等情况合理安排窑位,先从窑尾装起,按投柴孔的距离,分段分行逐步往下装。装窑时,须将窑底的垫砂扫平,垫砂的厚度一般为15厘米~20厘米。接着将垫圈摆匀放稳,垫圈的高度一般为3厘米~5厘米,然后将坯件叠装于垫圈上。每柱坯间隙一般为3厘米~4厘米,距离窑墙约为10厘米。无釉的坯件,前后可相靠不留空隙,有釉的坯宜留1厘米左右的空间,以防止制品互相连粘。坯柱的高度,距窑棚至少留2厘米,但空间不宜过大,否则,烧成时不存火。装坯时,要对正投柴孔L留好火坑的位置,宽窄要求适宜,一般为10厘米~15厘米。每柱坯件要求装得正直,不歪不斜,并坚持做到摆垫定位,火路均匀。
元代蒋祈《陶记》谓“审厥窑位,以谨布置,谓之障窑”。《陶说·卷三说明》中称:“坯入窑,上下四角,周详审视,有无疵谬。必体质完美,然后盖匣封固、起火。窑座,前宽六尺,后如前,饶五寸。入身六尺,顶圆。龙缸大样、二样者容一口。三样者,一窑结砌二台,容二口。青窑比缸窑略小,前宽五尺,后五尺五寸,入身四尺五寸。每座烧盘碟中样器二百有奇,稍大者一百五十有六。大碗二十有四,尺碗三十,大坛十六七,小酒杯五六百”。
清代,唐英《陶冶图说》:“坯成装匣,付窑户入窑,分行列之。中间稍疏,以通火路。火有前、中、后之分,前火烈,中火缓,后火微。量器之宜称,配合窑位。”
民国时期,柴窑一次装烧瓷坯10吨~15吨。紧挨窑门的区域称窑头区,炉栅及灰坑均设在这里,炉栅由68只大器匣钵组成。大肚区焙烧瓷器时温度最高,一般在1300℃~1320℃之间,通常焙烧上等细瓷或高温颜色釉瓷。小肚区位于窑体之后部的低温区,焙烧瓷器时温度在1170℃~1260℃之间,此处通常焙烧普通瓷器或低温颜色釉瓷器。烟囱底部之空间,称余堂,这里的温度一般在1130℃~1170℃之间,焙烧土匣或粗瓷。在观音堂内则装烧用作修窑的窑砖坯。窑底(即窑床,为装烧制品的承载底板)底板上通常平铺一层窑砖(或作一层三合土地面),上铺一层0.2米~0.3米厚的紫石英砂(俗称老土子)。
20世纪50年代,景德镇窑的装窑方面有其独特之处。烟囱内也装有多排匣柱并装烧少数瓷器及火砖。景德镇窑是从窑的后部装起,连烟囱下部也装烧少量的低温青釉粗瓷或珐花釉瓷器,这是其它类型瓷窑所未有的。一般的情况是:烟囱后壁下部突出的观音堂长约80厘米,窑位内及余堂左右二方边缘下部的斜出部分满装火砖,而“余堂”中空长约2.6米部分装19.5厘米(五寸)的大器匣钵柱约八排,第1、2排6柱,3、4排7柱,5、6排8柱,7、8排9柱,其高度均比挂窑口高70厘米~80厘米,而低于望火孔12厘米~30厘米。不过这些匣柱只在下部20个~30个匣钵内装烧瓷器,上面全是空匣,其目的主要是利用这些匣柱分排挡住由挂窑口下部冲来的平行火焰,使其转变通行方向,往上冲升,起到促进通风顺畅的作用;其次是可以作为固体热源稳定烟囱底部温度,减少抽力波动。加上烟囱断面积较大,装些匣钵柱也可以做某种程度的平衡,用以维持动压控制流速和适应流量;挂窑口处装砌临时吸火孔。镇窑之挂窑口在窑身与烟囱的交接处,此处为底宽约272厘米、高约235厘米的半椭园形甬道。在装好烟囱内下部余堂处所有匣柱后,即在此处分装8柱大器匣钵,并使每两匣柱均有约8厘米的空隙,将匣钵蘸上调好糊泥封闭其上部空隙,而只留下端近窑底约24厘米(一般为5个大器匣钵)的空隙不封,使窑身与烟囱底部全被隔开,只有下部一排7个宽8厘米、高24厘米的长方孔及两个靠两侧墙下宽约27厘米的尖劈形为其火焰道路,它兼备了一般倒焰窑的遮烟板与吸入孔两项作用,为其它窑式所少有,故称之为临时吸入孔;窑身内匣钵柱的装法。由于窑身前宽后窄,如果全装口径约35厘米的小器匣钵,则后端不易排列,影响火路;若全装口径在20厘米以下的大器匣钵,则稍大瓷器无法装烧。因窑身长度约15.7米,前面紧靠火床处有60厘米~70厘米不装匣钵,故只有15米的长度可装瓷器,参考景德镇多年积累的经验,只有在窑后部装大器匣钵,窑前部装小器匣钵,或在大小匣钵之间装2排~3排七、八、九寸中等匣钵则火路较易安排,烧成质量也较有把握。根据每个窑的长度及所装烧的产品品种不同,各个窑所装的匣柱排总数及大小器匣钵柱排数的搭配也稍有不同,在绝大多数情况下,全窑的总装44排~46排,窑前端装35厘米口径较大的小器匣柱17排~22排,窑后端装19.5厘米口径较小的大器匣钵柱(五寸灰可器匣)10余排,再装21厘米口径匣(6寸蓝边三大匣)10余排,两者共计22排~28排。有的窑在此大小匣柱之间,装设中等的匣钵柱2、3排。如果大器匣钵柱多装数排,则小器匣钵柱自应少装数排,不过应以不少于17排为限。同样的理由,如果小器匣钵柱多装数排,则大器匣钵柱自应少装相应窑位。在前面口径较大的小器匣钵窑位区域内,不论窑身宽度的变化,每排全装十柱,即以窑身中心线为界,两侧各满装5柱。左方一侧俗称“起手”,右方一侧则称“落手”,各柱称呼为“当门”,左方紧靠当门的一柱称为“起手四托”、“起手二托”,最左紧靠窑墙的则称为“起手墙下”,右方紧靠当门的一柱则称为“落手四托”,次为“落手三托”、“落手二托”,最右靠墙的一柱则称为“落手墙下”。而在每柱之内因其上下高低不同又有一种习惯叫法,靠窑底兜脚一手匣钵称“重一”(一手为7个高约9.25厘米即三寸小器浅匣钵,全高约64.75厘米。如果系装设其它类匣钵,以此相当高度推算),面上第二手为“重二”,再往上便是“重三”、“重四”、“重五”……直至装靠窑顶蓬。最上面的一手又称作“表头”。到了后面大器匣钵窑位区域内,其每排所装柱数则不似前面小器匣钵窑位每排统统装10柱,而要根据窑身宽度变化予以增减,每排自11柱至14柱不等。本窑为窑身甚长、左右对称的平焰窑,自应如上所述分排满装,并应注意到左右对称。如果有尺寸甚大或甚小的匣柱满装时,必须在两边窑位对称之处各装一柱,或仅在中央满装一柱,切忌在一排匣钵柱之内将大小口径的匣钵柱装得过分参差不齐,使火焰流在窑内左右两方行程速率不一致,通风不匀,产生窑内温度悬殊过大的恶果。但是在全窑所有匣柱每排之间所留的空隙,也就是所谓“横行火路”,有多种不同差别,大抵是由后往前渐次缩小,与普通装窑的原则有所不同。
槎窑满窑同柴窑满窑相似,从窑炉后部满起,全窑共满33排匣柱(俗称“路”),每排所装的匣柱不等。
装车 装车适用于连续式窑炉,如隧道窑。20世纪60年代中期以后,景德镇隧道煤窑陆续兴起,装车技术随之产生。在装车方法上,吸取了传统柴窑的满窑方法,采用松紧装车法,即在装车密度上采取一紧一松。70年代中期,为民瓷厂隧道窑的装法有两种:紧的一种其有效断面占窑道断面33.9%,松的一种为41.4%。在窑车运行中两种方法搭配进行,规定进一车紧的,进两车松的,习惯上称为2:1。进车比例根据自然气候变化来决定,最冷冬天1:1,炎热夏天6:1。隧道窑内所装匣的产品尽可能是同一类型,或者匣钵的直径尽可能接近,这样,可使钵柱通道保持在一条直线上,以利于焰气流动。装车的操作要求达到保持车面整洁,装车前检查窑车是否符合进窑要求。选匣打脚时把新的、好的匣钵装在下面,旧的、稍差一些的匣钵装在上面。这样有利于防止倒车事故。选用匣钵时还要注意同一柱匣钵的形状、大小要求基本相同(响匣老匣要分开装),口径误差大的不宜在一根匣柱上;窑车中部的钵柱要求正直,不可有倾斜。为了减少上下温差,装车时应采取上密下稀,两外侧钵柱向内倾斜3厘米~5厘米,两侧斜度要保持一致,高度要适宜,尽可能装高些,使上部气流阻力增大,这样造成了下部的隙缝大,上部隙缝小,一方面可以适当地克服上下温差,另一方面也可以使匣钵在窑车向前推进时相对稳定性。钵柱间隙要用匣屑卡紧,匣屑高低一致。要使火路畅通、横路、直道均匀,流体阻力分布合理,并尽可能增大匣柱与火焰接触面积,这样有利于制品受热均匀,较快地加热和冷却。
出车 每次只准排出1部车,严禁2车一道拉,不得提前拖车,窑尾可空1个车位。出车后,将托车对准外轨道,插死插销,然后把窑车推向外轨道,随后将托车推至出车口,对准窑轨道,并将插销插死固定。托车停下后,要对准车刹。
第四节 烧炼
柴窑烧炼
龙窑烧炼 五代时,景德镇的瓷器烧成,是以薪柴为燃料的龙窑。焙烧时,将燃料投入窑内坯体垛之间的火道中燃烧,当该处达到预定温度时,投柴位置即向前移动一排,如此自下而上逐排焙烧,形成移动的火焰,依靠火焰流动;自下而上逐段将制品烧熟,其烧成技术仅是对还原焰的控制。
宋初的焙烧工艺,一般分为三个阶段,即氧化焰—强还原焰—弱还原焰(又称中性焰)。关键又在于中性焰的控制,如果说中性焰时还原过重,釉色就呈灰青;如果该烧中性焰时反而烧出了氧化焰,釉色就呈淡黄。好在这个不适应的过程延续时间不长,到北宋中期,就能相当熟练地控制还原气氛,烧出了美白纯正的青白瓷。到宋中期以后至南宋早期,窑工们已经纯熟地掌握了强还原焰的烧成。
葫芦窑烧炼 元代在葫芦窑中焙烧瓷器,通常取以下方法:先将窑柴投入前室火膛,烧20个小时左右,然后将窑柴从投柴孔中投入窑中,续烧4个小时左右。缸窑烧炼 明代御器厂的缸窑,溜火7昼夜。溜火好象雨水滴溜,似断似续,仅保持不灭而已。这样可以收水气,调和土气,然后再扩大火力,开始紧火两昼夜。等到缸窑发火红色,继之以泛白色,前后洞然一气,就可以停火封上投柴的小门了。再过10天10夜就开窑。青窑烧炼 青窑,溜火两天,紧火一昼夜。查看火色如缸窑的情形,停火封门。青窑而凉,一般前后经过5昼夜,就可开窑取出。每窑约用柴薪60捆,大件瓷器加薪2/10。若是久雨窑湿,再加薪2/10。秋季,天晴气燥,即烧大件瓷器,不增加柴薪也可以。在六种窑之中,风火匠工作最为紧张,溜火一日以前,只要细心就可以,并不要花气力。可是第二天紧火以后,要昼夜加入柴薪,不能忽燃忽灭,忽然炽盛,或忽然冷了,要避免冷热不均。工人困倦了不得休息,防备失职,精神恍惚就辨不清火色。火力若破裂有璺(裂痕之意)和走烟的差失,瓷器就有折伤、暗黄的毛病。
景德镇窑烧炼 清代陶器入窑,初曰溜火,欲习于火而无羸。既曰紧火,欲孰于火而无缩。风火之窑,审候为难。清雍正《江西通志》称:“造坯彩画,始条理也。入窑火候,终条理也。”入窑至出窑,以三日为率。第四日晨开窑,器匣尚带紫红色,不能近。开窑匠用布十数层,制手套,蒸冷水护手。复用湿布包裹头而肩背,然而入窑取器。器尽,乘热安顿新坯。因新坯带潮,就热窑烘炙,可免火候折裂、穿漏之患。
民国时期,烧窑分上半夜与下半夜两个阶段:烧上半夜,也称上半段。这一阶段,又分三个小阶段:1.发火阶段,封门以前,在火床的左右及后缘周围,预先用柴堆成高约1米余的中空半圆环形围墙,另以干柴10余块,置于火床上,封好窑门。从发火孔投进5块~8块干柴,并打开投柴孔烧二个小时左右,待窑内前面1、2、3排匣柱略红,再掩门烧火。2.烘坯及烧氧化焰阶段。发火阶段完毕,窑头区的温度已提高到600℃左右,烟囱也开始有效地通风了。从这时起,即可逐步加大火力,这样烧一段时间后,烟囱口即可冒出微微之烟,窑中的火焰也正从前段渐渐延伸到后段。至火焰被拉至挂窑口附近时,窑烟便逐渐变黑变浓。火焰进入烟囱并冒出浓烈的乌烟时,烘坯及烧氧化阶段便大体结束。3.烧还原阶段这一阶段,通过烧还原焰,将坯胎中的高价铁质还原为低价铁质,即把氧化铁还原为三氧化二铁,使烧出的瓷器呈青白色。这种色泽为景德镇瓷器重要特色之一。此时投柴量须明显增多。因镇窑未设减少通风量的装置,故除烟囱作用的变化之外,只有靠增加投柴量的方法产生还原气氛,使窑内前后段匣钵内坯的还原作用渐次完成。窑内还原的状况可以通过观察烟囱冒烟的情况来判断:当囱口冒出“狮子头”烟时,即说明窑内已进入全面的还原阶段,当烟囱冒出的烟痕逐渐稀薄,即说明窑内的还原焰已进入末期。
烧下半夜,也称烧后半段。这一阶段又分作热火、速火二小段:1.热火阶段,当余堂内匣柱已红3/5,火苗已超过匣柱顶3尺~4尺以上时,须将铁钩伸入火床卸去前装的平铺棋子,以扩大火网通风面积,加强烟囱通风力。各窑卸棋子的做法不尽相同,有第一次卸4棋子后停两小时左右再卸两棋子的;有分作三次卸的(即仅卸4个棋子);还有分作几次卸8个棋子的。总之卸棋子时间的选定,卸块数的多少,都要视窑室内温度上升等情况而定。2.速火阶段。此阶段又分为第一次清除炭渣,第二次清除炭渣及熄火三段:(1)第一次清除窑内炭渣,方法是先用小块柴投烧一次或二次,投柴后,不再用柴块封门,改用一匣钵(口向内,底向外)嵌入投柴口内,约过5分钟~6分钟,见匣底暗红后,即将冷水泼入火坑内,接着用通钩将火床上未烧化的柴块及炭屑全部钩下,并将冷水洒于其上,再把其移走,然后启开除渣孔,用通钩插入,扒清前一、二排匣柱下部直行火路内的炭屑,使其全落于火坑内,再将水泼于其上,然后把它移去。接着将十余块干柴置于已清除炭屑的火床上,封闭除渣孔,用箩箕盛松树皮屑数箕,由投柴孔倾入火床上燃烧,(取其容易着火的优点),仍照常投柴掩门烧,前后大约须8分钟-12分钟,但其间5分钟-6分钟火床上全无薪炭,火床下通风量却仍如前。由于启开了除渣孔,通风量当较前加大了很多,这样因过剩空气的输入而将窑内大腹小腹间的瓷坯所粘住的煤烟完全烧化(即清烟工作),且此后烧火既无火床后侧柴围墙的阻挡,而烟囱通风力在此时更加增大(烟囱内温度愈高之故),火焰流向顺利地平行趋向中后部,完成烧下部及后端瓷坯工作。(2).第二次清除窑内炭渣。在第一次清炭渣前后,每小时投柴总量及每次投柴数量较前均略减少,而每小时投柴的次数却较前增多,故称烧速火。(3)熄火前的保温烧炼,这阶段维持窑内等温烧1小时~2小时,目的是为了缩小全窑之温差,使瓷釉熔流而光滑。其烧法是在一定时间内停投时间更短,投柴次数愈加多,每次所投柴量愈减少,而投柴速度则愈快,使全窑的火焰流渐由细嫩而变得有如清水一般。此时,把桩师傅即从烟囱背后的看火孔中吐一口浓痰下去,若痰落至窑底呈白光沫而飞散,即说明全窑瓷器已经烧熟,至此,止火停烧。熄火后,经过一段时间冷却,便可开窑。在一般情况下,整个烧窑时间为18小时~24小时。
柴窑不仅烧成时间短,而且具备了其它各式古陶瓷窑炉难以兼备之优点,再加上独特的井然有序的烧成工艺,使柴窑不仅能烧成粗精不一的各类瓷器,同时还适应各种传统色釉,尤其是名贵颜色釉产品的烧成,这些都是其它类型的窑炉所难以做到的。
20世纪50年代,柴窑烧成仍沿用传统方法,点火后由前门开始向后烧,首先采取浅柴慢烧,俗称“上半夜”,约经6小时,改用中柴平烧,火力较前一阶段为大。俗称“下半夜”约经12小时左右,最后用满柴急烧,俗称“赶余塘”。镇窑的熄火阶段是对瓷器生熟最后控制时期,其方法从看火孔去观察温度的高低及火焰之色,窑前门的上端放有两只大器匣(俗称“女人乳峰”)是观察窑温的标记。同时,在窑尾烟囱处,并用吐痰来试探,测定窑内火焰及瓷器生熟情况,吐入之痰如成黑色,则表示火力不足,把桩师傅必须指挥调剂火路,向未成熟的部位,用以补助,其法将疏空炉栅,供给空气。而火足部位则用湿柴堵塞火力,则火力转向另一方,引至温度不足部位,使瓷器能得到更高温度。
槎窑烧炼 槎窑烧炼类似柴窑烧炼,分烧上半夜与烧下半夜两个阶段。烧上半夜的顺序大致为:先由挛匣工将一部份槎柴置于“独脚”两侧;再由收纱帽工将干槎点燃投入燃烧区,引燃“独脚”两侧之槎柴,这一阶段俗称“打冷火”。冷火打毕,由挛匣工,收纱帽工,黑半股工,小伙手4个正式烧窑升温,直烧至次日上午9点钟~10点钟,烧上半夜方告毕。从这时起,改由做重工、打大槌、红半股工,打杂工接班烧窑,续烧7小时~8个小时后,烧上半夜人员和烧下半夜人员一起上,用松丫再烧1个半小时左右,即可熄火。熄火后,由打杂工,小伙手负责拆窑门、冷堂,通常需要让它冷却2天方能开窑。
圆形煤窑烧炼 1965年以后,景德镇瓷器焙烧全面实现了以煤代柴,其窑炉一般是园形倒焰式煤窑。景德镇地区由于制瓷原料含铁量较高,所以在烧成中均采用还原焰操作,烧还原焰的倒焰窑,一般烧成操作分六个阶段:1.蒸发阶段,又称小火阶段,温度在300℃左右。此阶段主要排除坯体中的残余水分,故升温要求慢些,不宜过快。2.氧化阶段,又称中火阶段,自300℃~1000℃左右。此阶段主要是排除坯体中的结构水,还有有机物的氧化,碳酸盐类的分解,石英晶型的转变。此阶段升温速度较快,但要求每次加煤前燃烧室内的煤应烧透,炉火清亮(即俗称氧清氧透),有利于氧化和分解。在氧化阶段后期要进行中火保温(1000℃~1040℃),其作用主要是缩小窑内上下水平温差,并使坯釉中的碳酸盐,硫酸盐及其它杂质继续分解,为进入还原期打好基础。3.还原阶段,还原焰是在空气不充足,燃烧不完全的情况下产生的一种火焰。强还原焰时CO的含量一般为5%~7%,弱还原焰时一般CO的含量为3%~5%,其空气过剩系数都小于1。此阶段,由于空气供给不充足,故升温不宜过快,且窑内应始终保持明亮的火焰,维持一定的CO含量,使坯体得到充分还原。4.高火保温阶段,此阶段主要是使窑内上下、左右的温度保持一致,使坯体的物理——化学反应进行得更加完全,以利于完全瓷化。为了防止铁的再度氧化,本阶段一般采用中性焰或弱还原焰烧成。5.止火阶段,止火温度的决定,可预先在窑内安置测温三角锥和照子(用坯料制成)。止火时,用光学高温计测温,并结合三角锥和照子,或凭经验,用肉眼观察等几个方面结合来决定止火温度。6.冷却阶段,烧成温度达到后,即进入冷却阶段。操作程序是先将窑顶的冷却孔(天眼)打开,再将燃烧室的炉条抽出,使炉内的余炭灰渣等落入灰坑,然后再把封窑门的砖打开,并将总闸门全提。让制品先是快速冷却,然后在窑内自然冷却至室温。
隧道窑烧炼
煤烧隧道窑烧炼 隧道窑是一条直线形的隧道,根据焙烧陶瓷制品的工艺要求,沿窑的长度方向,窑体分成预热、烧成、冷却三个带。在烧成带设有固定的燃烧室,燃烧产物以辐射、对流、传导三种传热方式,将热量传给制品。燃烧产物的气体朝着隧道的入口方向流动,制品装在窑车上,迎着气流前进,先被气流预热,再加热到规定的温度,而后进入冷却带,整个过程是连续进行的。煤烧隧道窑的压力控制,在还原焰烧成时,一般预热带呈负压(-1~-3毫米H20),烧成带呈微负压或接近零压,冷却带呈微正压(0~1毫米H20)。这种压力控制方法优点在于:1.预热带呈负压下操作,有利于排除烟气,吸进一些二次空气,使临界温度前形成氧化区域。2.烧成带控制在微负压或接近零压,有利于稳定临界温度处的还原气氛,使还原区间的火焰流速减慢,外界冷空气难以入窑,从而稳定烧成带的温度、气氛。3.高火保温炉处接近零压或呈微正压,有利于形成中性焰,防止制品的二次氧化,且有利于高温炉的升温。
在生产实践中,采用多点热电偶监测窑内温度不是对每支热电偶的温度都进行调节和控制,而是只控制三点温度,即1#、5#、10#偶,因为1#偶的温度控制住了,整个预热带氧化温度就都控制住了。5#偶是氧化还原的分界点,对于还原焰烧成的隧道窑,这是一个关键。10#偶是成瓷最高温度,影响到产品的老、嫩和车速的快慢,关系到全局。控制好三点温度的做法是:控制火焰长度,缩短加煤时间间隔,每次加煤的存火时间不得超过20分钟,不得少于15分钟,这样投煤的数量必然要适当,使煤的挥发物和不完全燃烧的燃烧产生,在较短的时间间隔内形成流殳,首尾衔接,从而有效地提高了预热带温度;提高闸板,加大抽力,加快气流的流速;把热电偶的变化落实到炉子上去,如2#、3#偶要看5#偶操作,确保该偶温度不低于1000℃,不得高于1040℃,4#、5#偶看9#偶操作,温度不低于1260℃,不高于1280℃。6#、7#偶看10#偶操作,温度不低于1280℃,不高于1300℃。由于温度和气氛是从炉子里产生的,炉子操作的好坏是烧好产品的关键。鉴于炉子操作的好坏,是能否维护烧成工艺曲线的唯一标准,所以采取三定措施:炉子定铲;热电偶定温;火焰定时。
油烧隧道窑烧炼 油烧隧道窑的压力控制,在烧还原焰时,一般窑的预热带呈负压(-3毫米H20),烧成带呈正压(2-3毫米H20)。冷却带呈正压(0-2毫米H20)。零压位控制在预热带和烧成带之间的区域内。控制烧成带呈正压,则冷空气不易吸入窑内,热空气比较稳定,有利于保证还原气氛,缩小上下、左右的温差,有利于保证制品的均匀热。但是,如果烧成带正压过大,又会使窑内热气体向外逸漏太多,恶化操作条件,又造成不必要的热量损失,同时,还会使一部分热气体侵入车下,使窑车金属部件过热而烧坏,造成窑车运转不灵而发生故障,因此,隧道窑操作中不宜采用过大压力烧成。重油温度的控制,各种重油的自身加热温度其范围大致为“20#重油60℃~80℃,60#重油80℃~100℃,100#重油90℃~105℃,200#重油100℃~115℃,残渣油的加热温度可稍偏高些。在实际生产中,为了确保烧咀的雾化性能,要求严格地控制重油的加热温度。一般重油的加热可采用蒸汽伴管与电加热器相结合的方法。重油油温过高或过低会给烧成带来不利因素。如重油温度过高,易引起重油中水分的汽化,在输送管道中形成空气栓而产生气阻现象,表现为喷油产生脉冲或喷咀吐沉沫等现象,重油的预热温度不宜高于125℃,否则会使重油碳化,致使供油中断或燃油设备堵塞。若重油温度过低,则重油的粘度增大,不仅会降低油泵及喷咀的工作效率,增加动力消耗,而且,会造成雾化不良,燃烧室结焦,油耗增大等现象。
煤气隧道窑烧炼 烘窑调试,根据烘窑方案确定,当窑内最高温度点达1100℃时,开始进入装有少量瓷坯的窑车进入到氧化段位置。调窑工到了重要阶段,应密切关注窑车在该点的温度,又要注意该点的气氛要求通过煤气压力,煤气流量的调节,空气压力及空气量的变化。调整喷咀燃烧室内燃料/空气之比,掌握窑内煤气燃烧情况,配合支闸的开启度及有关风机调节来达到窑内压力、气氛和温度与烧炼工艺曲线一致。
窑炉调试,确保窑内的压力,以稳定的煤气压力和空气压力作为前提,在窑内最高温度达到烧成温度时,则应尽量减小该点的上下温度差。总之不大于30℃。确保瓷器不生烧的情况下再逐步调节气氛,用之改善瓷器色面。当煤气压力14毫米~20毫米水银柱时:CO含量27%以上,窑最高温度点为25车位处温度为1300℃,17.5车位为1020℃,此时可调低温部位烧嘴来调节,使16车~17车位温度达900℃~950℃之间直接观察情况:18车~20车位处观察孔有5厘米~8厘米长的蓝色火苗,高火保温区冒出火苗呈蓝黄色火焰。调试情况表明控制零压点位置的温度是保证瓷器色面的重要因素之一。采用24对微压煤气烧嘴,故烧成的调节极为灵活,实践证明通过调节煤气量和空气量的比例是完全可以达到青花瓷烧成工艺所要求的温度及与之对应的气氛。预热带的温度控制是通过排烟孔支闸来调整,并通过与循环轴流风机的相互配合可有力的改善预热带截面上下温差,诚然烟囱抽力的变化对预热带整体的温度影响较大。冷却带的温度曲线,由于该窑以间冷为主,故较其他窑炉调整较为方便,窑尾直冷风机与抽热风机是相互配合,确保窑二次助燃空气,稳定窑零压位冷却制品达到所要求出窑温度。窑的压力调节,采用煤气压自动调节煤气量的显示调节,以及空气量的跟踪显示,确保操作稳定。气氛调节,由于用发生炉煤气作燃料,CO含量大调节气氛较直观方便,只要控制燃气孔即可。
台车窑烧炼 景德镇日用瓷器基本上都采用还原焰烧成,在还原阶段,气氛和温度这两个参数是相互联系,相互影响,当一个参数变化后,另一个参数也会引起相应的变化。
瓷器制品烧成中,窑温始终是一重要的被调参数。随着焙烧过程由氧化转入还原阶段后,这个被调对象的特性发生了很大变化。整个氧化阶段,改变油量来调节窑温是较灵敏的。焙烧还原阶段,窑压的变化对温度的影响非常灵敏,增加窑压可减慢升温速度,降低窑压可加快升温速度。手工操作可以选用油量,风量和窑压三者中任何一个或几个作为调节参数来调整窑内温度和气氛。在油量、风量和窑压三者之中,采用固定两个,改变另一个的办法,在窑压给定的曲线上作微小的摆动,就能迅速消除温度偏差,满足烧成工艺的温度要求,改变窑压主要是改变了烟气的流速和燃烧条件,从而使顶部温度迅速变化,达到消除温度偏差的目的。
开窑
柴窑开窑 产品烧成瓷后,窑温下降不宜过急,特别是大件产品更应让其自然冷却,以防惊裂。选瓷工人双手穿带粗布手套从匣钵中取出瓷器后,用铁刀敲打瓷底粘附的匣屑及垫饼后,将其用纸或稻草一层层垫好放入瓷篮,注意不损伤釉面,以免造成不必要的损失。对特大产品应用棉或棉毯包好,再搬出窑内,防止惊风破裂。
此种开窑方法,由来已久,它与瓷窑起始年代同步。尽管瓷窑结构发生多种变更,其开窑方法仍然沿用至今。
煤、油窑开窑 开窑必须坚持三车循环冷却开一车。开窑时,做到手脚要轻,开湿口瓷须小心敲击使其脱开渣饼。开大器,不准用匣屑刀横打匣钵,只许用刀往上顶,使匣钵不受损坏。开窑瓷器须按品种,数量下篮,打好码子。发现毛病要按车号、班组、所患部位详细记录。下篮堆码高度不能超过篮口,盖子要垫篾扎,渣饼要集中堆放在另一瓷篮中。盘碟类必须每块垫纸隔开,防止擦伤釉面。每根用马粪纸隔栏,减少毛堧破损。
第五节 选瓷
蒋祈《陶记》中称:“窑火既歇,商争取售,而工者择焉,谓之拣窑。”拣,即选择,也就是今天的选瓷之意。宋·周辉《清波杂志》卷五谓:“汝窑宫中烧造,内有玛瑙末为釉,惟供御拣退,方许出卖。”由此可知,拣窑,类同选瓷,又在《陶记》一文中谓:“……釉有三色,冒之者罚”。色,等级也。宋·梅尧匠诗:“其赠几何多,六色十五饼”(谓银之成色),此处指同类瓷器在烧成后的质量有高有低,易混淆优、次作弊。所以说,不按瓷器成色纳税,便“冒之者罚。明人王圻所编《稗史类编》云:官窑开窑之日,反复比量而美恶辨,盖以器品有定,而火候必开窑始见也,上色必火候均匀,釉色光莹,器自完好,以此而降,釉泽不具曰骨,罅折曰簸,边毁剥曰茅,当在脚货中矣。清代瓷器,分类拣选。有上色、二色、三色、脚货之名,定直高下。三色、脚货,即在本地出售。其上色圆器与上色二色琢器,用纸包装桶,二色圆器,每10件为筒,用草包杂装桶,各省通行。粗器用茭草包扎,或三四十件为一仔,或五六十件为一仔。一仔犹云一驮。茭草直缚其内,竹篾横缠于外。民国时期,瓷器出窑后,要按标准进行分等级,称白胎选瓷。如需进行彩绘加工,经彩烤后,按彩瓷标准进行分等级,称红花选瓷。色釉瓷则出窑后一次选瓷。瓷器在销售以前进行选瓷,这种选瓷叫看色。瓷商所贩瓷器由制瓷厂家运至瓷行后,即雇看色工到瓷行帮其选瓷,民国十七年(1928),全镇经营看色者共有140余户,工人总数为1000余人。解放后,选瓷成为陶瓷生产过程中一项重要的工序,选瓷员的工作质量好坏将影响到下一道工序产品质量保证程度和工厂的信誉。选瓷人员必须熟悉和正确地掌握国家标准局1983年发布的,于1985年开始实施的《中华人民共和国日用细瓷标准》,严格地对产品分等分级:内在质量标准,主要指瓷胎质地是否致密,瓷化程度和吸水率是否合符要求,日用细瓷国家标准中规定吸水率不超过0.5%,热稳定性以盘、碗中型产品为代表,从200℃投入20℃水中热交换一次不裂。日用细瓷、日用普通瓷、日用粗瓷都分别作出具体规定。此外还对铅镉溶出量作了规定,与食物接触面的铅溶出量不大于7PPm,镉溶出量不大于0.5Ppm。外观质量标准,瓷器的外观质量,主要指产品表面的光泽、白度和允许的常见缺陷范围。对于日用细瓷、日用普通瓷和日用粗瓷白度的要求也不相同,日用细瓷国家标准规定白度不低于65%,但釉色泛青和特殊色调风格的产品不受此限。同时按照产品外观的常见缺陷对产品质量的影响程度划分等级,并在各个等级中规定了允许的外观缺陷范围。器型规格质量标准,一件瓷器的器型是否合理、适用、美观,规格是否准确,也是决定产品质量重要方面。因此,对各种产品的规格允许的公差,一般都有具体的规定。如碗类产品有口径、足径、全高、内深、重量的要求,壶类产品有口径、足径、全高、内深、身高、总重、容量的规格要求。
选瓷方法:一看:看是以目测为主,正看瓷器顶端和内部,翻看瓷器的底部,精看瓷器的外部四周,并把瓷器放在玻璃板平面上观察平稳程度,再看瓷器釉面是否光润。经彩烤的看装饰彩绘是否鲜艳绚丽等。成套器皿,如餐具、茶具、餐具等还要看各件产品的釉色、画面、白度、光泽等是否一致,各件的器型式样是否相互谐调,彼此衬托。还要看产品表面有无缺陷及其缺陷种类和范围。二听:听是指轻轻敲击瓷器,根据发出的声音来判断瓷器质量好坏的办法。通常是将产品放在桌面上或手上,用棍棒敲口沿,注意听声音。如声音清脆,即表明瓷器瓷胎致密,瓷化完全,质量良好,如声音沙哑,即表明瓷器有破损,或没有烧熟,质量低劣。对带有盖子的产品,如茶壶、盖杯,检验时必须把盖子和壶身、杯身分别轻敲听测,也可以用盖脚轻敲壶身或碗身。对中、小型口径的碗类制品,可重叠成筒(十个为一筒)听测。将碗撂好筒口,即大小口面一致,花面对正,然后拿在手中抖动旋转,这一操作要快而准。手中瓷器若发出清脆之声,即表明这筒瓷碗质量良好,如杂有暗哑之声,即表明有破损。三量:量是指成品的规格和表明缺陷大小的测量。测量的工具,采用国家计量局规定的量具。测量产品的内外口径,内径不包括沿壳。测量带盖产品全高时,?产品口沿上置一平方木尺,从平木尺垂直量至产品内底面中心处。测量产品底径(足径)时,一般不测其内径,而以其外径为检验标准,产品腹径用游标尺直接测量。在通过看、听、量检验后,即可以确定产品的等级。到遇到有争议或不能通过看、听、量检验的项目时,才按照规定的方法,采用成器进行检验测量。所以感官检验既简便又重要。在充分掌握质量标准的前提下,通过不断实践、熟练、正确地运用感官检验,掌握选瓷基本技术要求,才能正确地区分等级。四报表:报表是项严肃而重要的信息资料工作,它是生产、质量管理、技术等部门及领导的耳目,要数字准确,缺陷分析基本正确,字迹清楚,报表及时和真实。五、缺陷分析:缺陷分析是一项技术复杂,难度大的技术工作。一个缺陷的出现,要根据它的形状,在主观(操作)上,客观(泥、釉机械本身以及自然条件等)方面作认真调查、研究、甚至作破坏性的试验才能得到正确的结论。
第六节 彩烤窑炉
景德镇釉上彩盛行于明代,烧烤温度约780℃~850℃。据《陶雅》所述:“五彩,用烧过纯白瓷器,缋彩,过炉火烧成。”蜡茶、参金二色瓷器,明代宣德时(1426~1435)用宣炉烧造。清代白器烧成,始施彩绘。画后复烧,使颜色入器。炉有明炉、暗炉之别,器之小者,用明炉。口门向外,周围炭火,器置铁轮,上下托以铁叉,送入炉,旁用铁钩旋转其轮,以匀火气,彩色光亮为度;器之大者,用暗炉。炉高三尺,经二尺六至七寸,周围夹层贮炭火,下留风眼,器贮炉堂,人执圆板以御火气。炉顶盖板,黄泥固封,烧一个昼夜为度。凡烧黄、紫、绿等器,烧法相同。民国时期,各地之改良瓷,皆将已成之白胎加彩后,入炉烧之,以固颜色,谓之烧炉。其炉为圆桶式,外层为贮炭火之处;内层满(满:即放置)各式绘成之瓷。手续完毕后,以瓷片复其上,泥封其隙,发炭火炙之。约以九小时为度,开炉出瓷,光艳夺目,另有工人司之。烧炉之燃料多用银炭。银炭为杂木所制,以檀栗为最,敲之作铜声,烧后上有白灰,所谓银炭,即此之故。每烧炉一次,约需炭120斤~150余斤。红炉一般分大缸、二缸和尺八三种。这3种烤花炉的深度都是一样的,约三尺二寸,但它们的内径各异,大缸为三尺,二缸二尺五寸,尺八的内径就是一尺八寸。结构是,炉体内圈用匣扒火口9个,炉内底板用匣钵皮铺平,用砖垫起,离地面约五寸高,可通风。满炉时,瓷器先从周围放起,必须稠密均匀安排,中间稍松,留有火路。瓷器摆放务求装正,以免破损,每装一层,如有不平,应以瓷片填塞,俗名“过肩”。大件品种可用铁条过肩,即减轻压力之意,瓷器装满至炉高匣钵处为限,装满后,加盖炉盖(中有炉孔),以黄泥糊闭裂缝,以保炉温。烧炉时,先将炉孔中盖取开,以除炉内油烟湿气,以白炭敲碎燃烧,沿炉圈倾入炉槽内,首先上白炭不宜多,约占炉身三分之一,近似熔化再加炭至炉口顶点。每烧一次,约需炭120斤~150余斤,烧炉亦凭经验观察火色,或以填色瓷照子帮助识别,烧炉时间约8小时~9小时为度。一般经验,观察炉火由上部圆板(观火孔中)直到底部,如视其火色清晰,是大红袍颜色,则炉火适中,温度适当。如呈黑色,必须连续燃烧。如样品系“洋彩”颜料装饰,仅烧6小时~7小时,如产品粉彩颜色装饰,须经过8小时~9小时才能烧成。
20世纪60年代后期,因燃料来源困难,原圆桶炭烧匣钵式锦炉不复使用,逐渐以间歇式和连续式烤花窑及间歇式电炉取代。连续式烤花窑,简称锦窑,又称锦炉、弹子窑,有双门(炉门)、双道(窑道)和3门双道3种。全窑由窑体、烟囱和窑具3大部分组成。窑体又包括道、跑道、炉门3个部分。窑道为隔焰式,内层用耐火砖、耐火板砌筑。外层窑墙用红砖砌成。两层中间为马弗道。窑体一侧的中下部设炉门,煤炭为燃料;另一侧设有钢筋混凝土跑道,跑道上均匀地铺上瓷球,以供窑具在跑道上走动。其烧法是:按照花面需要的温度及炉温变化情况,准确掌握进箱速度,加煤做到三勤一少,即加煤、勤撬炉,勤落灰,每次加煤量要少,这样才能保证温稳定,氧化气氛正常。锦窑属连续式窑炉,其特点是生产周期短,产量大,质量好,热利用率高,单位产品耗能低,能减轻劳动,便于实现机械化,窑体使用寿命长。缺点是,建造这种窑炉一次性投资大,设备多,运用的灵活性小,维修工作量大,运转中震动大,瓷器易破损。
间歇式电炉有圆形、椭圆形和长方形,其结构用铁—镍或铁—铬螺旋形电热丝,盘旋于硅藻土保温砖做成的内墙四周底部和上盖小槽中,外层为砖砌。炉内空位码放需彩烧的产品后,用分组电热丝先后通电控制好炉内的温度,炉盖的放大孔与通风排气孔的设置视物体容量大小而定。1980年7月间歇式硅酸铝电热烤花炉在雕塑瓷厂建成投产。它的外形与红炉相似,内壁外墙之间,以保温材料充填,底板可以直接铺于地面上,不必留空。炉内壁与底板多采用轻质保温砖构筑,同时在此保温砖上按一定距离挖出深1.5厘米、宽1厘米的槽,嵌入电阻丝,外接电源。电阻丝可以根据需要分成几档,即几个开关,以利调节温度。当电流通过时,电阻丝产生热量,从而达到烤花之目的。炉的大小根据产品规格和数量而定。1982年景德镇共有各种电热烤花炉500台左右,由于电热烤花炉使用温度高,热利用率低,电耗大。1982年科研人员对雕塑瓷厂、风光、向阳等瓷厂的方形、圆形电热烤花炉上进行了反复试验,研究出用硅酸铝耐火纤维和JJ—X—8012型电阻丝合并使用的新技术。改造了电热烤花炉20台,彩烤百余次,节能效果十分显著,节电率达40%以上,缩短生产周期平均达46.5%。不仅可烧中小件产品,且可烧300件以上大件鱼尾花瓶;不仅可烧普通粉彩,且可烧高级粉彩、新彩和贴花产品。
电炉烧法和满炉方法基本与红炉相同,只是用矽钢片或废瓷板、瓷条代替匣钵皮过肩,顶部盖面除了用矽钢片盖完外,再盖上一层保温砖,同时也不须留看火孔和排气口。炉满好后,先不急于封顶盖面,即可推上第一档(底板上电阻丝)开关,将炉内制品进行预热,排除水气和其它化学气体。待温度升至400℃左右,推上第二档开关,600℃时可将其它开关全部推上,然后盖面封顶。电炉烤花多采用热电偶、毫伏计来观察温度变化,这样既方便又准确,除确保产品烤花质量外,还降低了烤花工人看火的劳动条件。温度达到预定要求即可关闭电源熄火,约半小时后,再拿掉顶部的保温砖,然后让其自然冷却。
1980年建成以轻柴油为燃料的TCYG32—1型辊道烤花窑,是适合高档成套餐具彩烤的,产量高,燃耗低,铅、镉溶出量少、花面质量好的大截面积烤花窑。1981年一季度调试,成功。经一年多连续运行后,于1982年经市科委进行了全面鉴定;并获江西省科技二等奖;1983年又获省科技成果推广使用奖;1985年获国家科技进步三等奖。1982年在宇宙瓷厂自制了一条半自动32米的辊底烤花窑,其技术先进性达到国外20世纪80年代的水平。至1985年全市新建了新型辊道烤花窑11条。
辊道窑是一种快速、连续式烤花窑。它具有烤花速度快,质量好,燃料消耗少,劳动强度低,便于实现机械化、自动化连续生产等一系列优点。辊道窑实际生产中,是个综合传热过程,隔烟式辊道窑内的传热过程分:制品在预热带和烧成带,隔烟板的高温壁面接受了火焰,以辐射和对流的方式获得热量,以传导方式把热量传给低温壁面,然后低温壁面以辐射方式把热量传给制品,制品表面以传导方式把热量传到制品内部,从而使制品逐步升温,最终达到烧成之目的。其基本结构,以TCY32—1型辊道窑为例,窑长31.59米,其中预热带为15.75米,烧成带4.5米,冷却带11.7米,窑道内容纳窑具58个,窑体一侧设有3对燃烧室,另一侧为回车道,供装箱和开箱用。同时,另有烟囱,风机、排气闸门和控制机构等设施。辊道窑的烧法:注意温度变化,花面品种的变化。随时调节进箱速度,经常回视窑头窑尾,防止卡箱事故发生。随时检查燃烧室内的油料燃烧情况,认真调节风量和油压,保证油料充分雾化燃烧,温度正常。
知识出处
《中国瓷都•景德镇市瓷业志市志2卷(上册)》
出版者:方志出版社
本志记载了景德镇千余年来的瓷业历史和现状,反映了景德镇瓷业的经济、文化和工艺,是第一部集景德镇瓷业资料之大全的专业地情资料性巨著。
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