第四节 烧炼

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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: 140420020210001469
颗粒名称: 第四节 烧炼
分类号: TQ174.6+5
页数: 6
页码: 155-160
摘要: 本节记述了景德镇瓷器制作中烧炼的介绍,分述了柴窑烧炼、圆形煤窑烧炼、隧道窑烧炼、台车窑烧炼等方法的描述。
关键词: 景德镇市 瓷器 制作 烧炼

内容

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。

知识出处

中国瓷都•景德镇市瓷业志市志2卷(上册)

《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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