张波-陶瓷窑炉发展史讲解

1、陶瓷窑炉发展史陶瓷窑炉发展史 主要内容主要内容 前言前言 古代窑炉古代窑炉 近代窑炉近代窑炉 现代窑炉现代窑炉 陶瓷窑炉发展史：陶瓷窑炉发展史： 陶器陶器：穴窑穴窑升焰窑升焰窑 瓷器：瓷器：馒头窑馒头窑（葫芦窑）、（葫芦窑）、景德镇窑景德镇窑 龙窑龙窑、倒焰窑倒焰窑、梭式窑梭式窑、钟罩钟罩 窑窑、 阶级窑阶级窑 隧道窑、隧道窑、推板窑推板窑、辊道窑辊道窑 陶瓷发展史：陶瓷发展史： 新石器时代新石器时代(陶器，距今约陶器，距今约7000年年) 仰韶文化仰韶文化(彩陶彩陶，距今约，距今约6000年年) 龙山文化龙山文化(黑陶黑陶文化，距今约文化，距今约4000年年) 殷、周时代殷、周时代(釉料，釉

2、陶，公釉料，釉陶，公 元前元前16世纪世纪) 东汉时期东汉时期(青瓷青瓷，公元，公元25220年年) 唐代唐代(越窑、青窑和越窑、青窑和 邢窑的邢窑的白瓷，唐三彩白瓷，唐三彩，公元，公元618907年年) 宋代宋代(公元公元9061279年年)是中国瓷器生产蓬勃发展的时期。是中国瓷器生产蓬勃发展的时期。哥窑、官窑、哥窑、官窑、 汝窑、定窑、钧窑汝窑、定窑、钧窑五大窑闻名于世。五大窑闻名于世。 中国是陶瓷的故乡，中国的陶瓷生产有着悠久的历史和光辉成就中国是陶瓷的故乡，中国的陶瓷生产有着悠久的历史和光辉成就。 前言前言 古代窑炉古代窑炉 古窑古窑 古窑，距今古窑，距今50005000年，年，古窑有

3、竖穴窑和横穴窑两种古窑有竖穴窑和横穴窑两种，最具有代表性的是，最具有代表性的是横穴窑横穴窑。 发现于河南新郑新石器时代裴李岗文化，发现于河南新郑新石器时代裴李岗文化，流行于仰韶文化时期流行于仰韶文化时期，商、西周时，商、西周时 期基本不见。期基本不见。 横穴窑横穴窑是在生土层中掏挖修制而成的，一种是在生土层中掏挖修制而成的，一种外焰式窑外焰式窑，由，由火膛、火道、火眼、火膛、火道、火眼、 窑室窑室等部分组成，窑的容积很小。等部分组成，窑的容积很小。火膛较狭长、呈甬道状，后部设火道。火膛较狭长、呈甬道状，后部设火道。 通过改变火眼的大小分布来控制流过烟气的多少通过改变火眼的大小分布来控制流过烟气

4、的多少，得以使窑内温度尽可能均，得以使窑内温度尽可能均 匀。匀。 中国古代陶瓷窑炉主要有中国古代陶瓷窑炉主要有古窑古窑、龙窑龙窑、阶级窑阶级窑和和景德镇窑景德镇窑。 火膛火膛 火道火道 窑室窑室 火眼火眼 烧窑时，火焰由火膛进入火烧窑时，火焰由火膛进入火 道，然后经火眼进入窑室，道，然后经火眼进入窑室， 上升流经坯件，最后烟从窑上升流经坯件，最后烟从窑 室顶部的排烟孔排出窑外。室顶部的排烟孔排出窑外。 横穴窑升温较快，但不易控横穴窑升温较快，但不易控 制烧成温度和烧成气氛，燃制烧成温度和烧成气氛，燃 料的利用率较低。料的利用率较低。 排烟孔排烟孔 竖穴窑竖穴窑出现于新石器时代仰韶文化时期，商、

5、出现于新石器时代仰韶文化时期，商、 西周时期继续使用，此后逐渐被半倒焰式的馒西周时期继续使用，此后逐渐被半倒焰式的馒 头窑取代头窑取代。 火膛火膛呈圆形袋坑状或圆形、椭圆形竖坑状、上呈圆形袋坑状或圆形、椭圆形竖坑状、上 面设有垂直或沟道状火道。面设有垂直或沟道状火道。窑室窑室位于火膛的上位于火膛的上 方或斜上方，平面呈圆形或近圆形、宽方或斜上方，平面呈圆形或近圆形、宽11.511.5 米左右，米左右，上部逐渐收缩，封顶时留出排烟孔上部逐渐收缩，封顶时留出排烟孔。 窑室底部即窑床上设有分布均匀的火眼窑室底部即窑床上设有分布均匀的火眼。龙山。龙山 文化、商、西周时期普遍有文化、商、西周时期普遍有窑

6、箅窑箅，窑箅上设火，窑箅上设火 眼。眼。 对比：对比：竖穴窑比横穴窑有所进步，可将竖穴窑比横穴窑有所进步，可将烧成温烧成温 度提高度提高，但也，但也不易控制烧成温度和烧成气氛，不易控制烧成温度和烧成气氛， 燃料的利用率较低燃料的利用率较低。 火道火道 火道火道 火膛火膛 窑室窑室 火眼火眼 火道火道 亦名亦名“圆窑圆窑”。火膛和窑室合为火膛和窑室合为 一个馒头形。一个馒头形。始于战国，宋代后始于战国，宋代后 为最早以煤为炉料的陶瓷窑为最早以煤为炉料的陶瓷窑 。 原理：原理：点火后，火焰自火膛先喷点火后，火焰自火膛先喷 至窑顶，再倒向窑底，流经坯体，至窑顶，再倒向窑底，流经坯体， 烟气从后墙底部

7、的吸火孔入后墙烟气从后墙底部的吸火孔入后墙 内的烟囱排出。内的烟囱排出。 特色：特色：由于馒头窑由于馒头窑窑墙较厚，限窑墙较厚，限 制了瓷坯的快烧速冷制了瓷坯的快烧速冷，相应地便，相应地便 减低了瓷器的半透明度和白度；减低了瓷器的半透明度和白度； 为减少坯体变形，又使为减少坯体变形，又使坯体加厚坯体加厚， 因而便形成了古代北方瓷器浑厚因而便形成了古代北方瓷器浑厚 凝重的特色。凝重的特色。 馒头窑馒头窑 窑室窑室 排烟孔排烟孔 炉栅炉栅 龙窑龙窑 龙窑最早出现于龙窑最早出现于中国中国商代。龙窑商代。龙窑采用自然通风方式采用自然通风方式，以杂柴、松枝等植物为燃料，以杂柴、松枝等植物为燃料， 窑内火

8、焰多平行窑底流动窑内火焰多平行窑底流动。窑长条形，依山坡所建故名。亦称窑长条形，依山坡所建故名。亦称蛇窑、蜈蚣窑蛇窑、蜈蚣窑。 预热燃预热燃 烧室烧室 窑室窑室 窑底窑底 投柴孔投柴孔 窑门窑门 窑顶窑顶 投柴孔投柴孔 制品制品 窑室分窑室分窑头、窑床、窑尾窑头、窑床、窑尾三部分。三部分。窑头有预热室窑头有预热室，不设烟囱。，不设烟囱。窑头横断面小，窑头横断面小， 烧窑时热量集中。中部横断面最大，窑尾又缩小烧窑时热量集中。中部横断面最大，窑尾又缩小。拱顶成弧形。拱顶成弧形, ,两侧上部或两侧上部或 窑顶有投柴孔，窑身两侧有两个窑门。窑顶有投柴孔，窑身两侧有两个窑门。 龙窑作业龙窑作业：在窑室装

9、坯体，封闭窑门。先烧窑头，由前向后依次投柴，逐：在窑室装坯体，封闭窑门。先烧窑头，由前向后依次投柴，逐 排烧成。烧成温度最高达排烧成。烧成温度最高达13001300，还原焰可控。还原焰可控。 排烟孔排烟孔 特点：特点：窑体倾斜设置窑体倾斜设置, ,本身就本身就起着烟囱的作用起着烟囱的作用, ,所造成的几所造成的几 何压头能克服料垛阻力，使窑在接近何压头能克服料垛阻力，使窑在接近零压状态下零压状态下操作，操作，减少减少 了漏气、吸气现象了漏气、吸气现象。 燃烧段逐渐后移燃烧段逐渐后移，有效地利用了烟气热量和产品热量有效地利用了烟气热量和产品热量，使，使 热损失显著降低，并可热损失显著降低，并可提

10、高燃烧温度提高燃烧温度，缩短生产周期。，缩短生产周期。 烧成快烧成快, ,窑体散热与蓄热不大窑体散热与蓄热不大, ,单位产品的单位产品的热量消耗较少热量消耗较少， 其热效率接近于其热效率接近于隧道窑隧道窑。 结构简陋结构简陋，使装窑和出窑的劳动强度大，难以实现机械化，使装窑和出窑的劳动强度大，难以实现机械化 和半自动化。和半自动化。 窑内温度和气氛波动较大窑内温度和气氛波动较大，烧制大件产品和比较致密的工，烧制大件产品和比较致密的工 业陶瓷容易发生冷裂。有时由于烧成温度下的保温不足，影业陶瓷容易发生冷裂。有时由于烧成温度下的保温不足，影 响烧成质量。响烧成质量。 阶级窑阶级窑 依山坡砌筑依山坡

11、砌筑, , 各窑室均砌筑成阶梯形各窑室均砌筑成阶梯形，由间容积不等的燃烧室串联而成，由间容积不等的燃烧室串联而成, ,。 后室窑底高于前室窑底，隔墙下部有通火孔后室窑底高于前室窑底，隔墙下部有通火孔。烧前室时，火焰自窑顶倒烧前室时，火焰自窑顶倒 向窑底，经通火孔依次通过后面各室，最后自窑尾排走。向窑底，经通火孔依次通过后面各室，最后自窑尾排走。 阶级窑由龙窑改进而来，明代首创于福建德化，故称阶级窑由龙窑改进而来，明代首创于福建德化，故称德化窑德化窑。全窑就是全窑就是 一个大龙窑，而每一室又是一个个半倒馒头窑一个大龙窑，而每一室又是一个个半倒馒头窑，它既有龙窑的优点，又，它既有龙窑的优点，又 比

12、单个馒头窑优越。比单个馒头窑优越。 预热燃预热燃 烧成室烧成室 排烟孔排烟孔 窑门窑门 窑底窑底 烟囱烟囱 通火孔通火孔 特点：特点： 烧窑时烧窑时室内呈正压室内呈正压，大大，大大减少了冷空气的吸入减少了冷空气的吸入，避免窑，避免窑 内温度不均匀，并易于控制还原气氛，以便烧出较好的瓷内温度不均匀，并易于控制还原气氛，以便烧出较好的瓷 器。器。 可利用烟气余热加热生坯可利用烟气余热加热生坯，同时还可利用产品在冷却时，同时还可利用产品在冷却时 放出的热量加热助燃空气，放出的热量加热助燃空气，热利用率较高热利用率较高。 窑室内的加热和冷却过程较缓慢，匣钵损耗较小。窑室内的加热和冷却过程较缓慢，匣钵损

13、耗较小。 窑墙较厚，窑内隔墙较多，利于保温，窑墙较厚，窑内隔墙较多，利于保温，但蓄热损失大但蓄热损失大。 窑室内温差偏大窑室内温差偏大，不易同时烧成一种坯釉的制品。，不易同时烧成一种坯釉的制品。 镇窑镇窑 始于明末清初江西景德镇窑，由始于明末清初江西景德镇窑，由窑门、窑门、 火膛、窑室、护墙和烟囱火膛、窑室、护墙和烟囱等部分组成。等部分组成。 窑床前低后渐高，窑室前部高而宽，窑床前低后渐高，窑室前部高而宽， 后渐低、窄，呈扁长圆形后渐低、窄，呈扁长圆形。 结构特点结构特点; ;窑壁较簿窑壁较簿, ,窑身两侧有护墙，窑身两侧有护墙， 与窑壁之间留有空隙、内填砂土，作与窑壁之间留有空隙、内填砂土，

14、作 为为隔热层隔热层，以缓解窑壁与窑顶受热膨，以缓解窑壁与窑顶受热膨 胀或遇冷收缩时引起的开裂，并有减胀或遇冷收缩时引起的开裂，并有减 少热量损失的作用少热量损失的作用。烟囱贴后壁而立。烟囱贴后壁而立。 平面似蛋形，下粗、向上渐细，形制平面似蛋形，下粗、向上渐细，形制 高而大，高而大，抽力强抽力强。 窑室窑室 火火 膛膛 膨胀缝膨胀缝 烟囱烟囱 整体呈蛋形，结构合理，设计科学，砌筑材料造整体呈蛋形，结构合理，设计科学，砌筑材料造价低廉、施价低廉、施 工方便、装烧量大工方便、装烧量大，适合于多种坯釉，一窑内装入多类瓷器，适合于多种坯釉，一窑内装入多类瓷器 品种可同时烧成。蛋形窑品种可同时烧成。蛋

15、形窑以柴作燃料，烧成时间短，单位耗以柴作燃料，烧成时间短，单位耗 柴量低，产品质量好柴量低，产品质量好。 近代窑炉近代窑炉 近代窑炉近代窑炉, ,较为典型的是倒焰窑。倒焰窑结构由三个主要部分组较为典型的是倒焰窑。倒焰窑结构由三个主要部分组 成：成：窑体、燃烧设备和通风设备、窑顶和窑门窑体、燃烧设备和通风设备、窑顶和窑门。 燃烧设备燃烧设备：燃烧室燃烧室（火箱）、（火箱）、档火墙档火墙及及喷火口喷火口。 通风设备通风设备：窑底吸火孔、支烟道、主烟道和烟窑底吸火孔、支烟道、主烟道和烟 囱囱组成。组成。 优点：优点： 对制品的加热比较充分均匀：对制品的加热比较充分均匀：火焰从喷火火焰从喷火 口上行至

16、窑顶，口上行至窑顶，通过对流、辐射把热量传通过对流、辐射把热量传 给烧制品，给烧制品，当火焰到达顶部时，又对顶部当火焰到达顶部时，又对顶部 制品进行加热，然后折向下行，在下行时制品进行加热，然后折向下行，在下行时 又对流、辐射对制品进行一次全面充分的又对流、辐射对制品进行一次全面充分的 加热。加热。 适应性很强适应性很强：是间歇式的，：是间歇式的，烧成温度可调烧成温度可调。 燃燃 烧烧 室室 燃燃 挡挡 火火 窑顶窑顶 窑窑 底底 窑窑 墙墙 倒焰窑倒焰窑 现代窑炉现代窑炉 窑炉：窑炉：隧道窑、梭式窑和辊道窑。隧道窑、梭式窑和辊道窑。 燃料燃料使用使用洁净的气体燃料（天然洁净的气体燃料（天然气

17、等气等）、液体）、液体燃料燃料。 结构结构轻型化、密封性能好轻型化、密封性能好，宽断面、低高度；，宽断面、低高度； 砌筑材料砌筑材料采用轻质、高强耐火材料，耐火纤维砌筑窑体；采用轻质、高强耐火材料，耐火纤维砌筑窑体； 自动控制自动控制多数窑炉实现自动控制多数窑炉实现自动控制系统。系统。 高温窑炉高温窑炉高温隧道窑、高温梭式窑等有效实现高温燃烧；高温隧道窑、高温梭式窑等有效实现高温燃烧； 燃烧器燃烧器高速烧嘴的使用。高速烧嘴的使用。 污染严重，能耗高、电耗高等污染严重，能耗高、电耗高等 推进窑车 气流 推出窑车 预热带烧成带冷却带 送冷空 气 抽出热 风 送煤 气 送一次空 气 烟气抽 出 二次

18、空 气 图1-1 隧道窑工作原理图 三带：三带：预热带、烧成带、冷却带，预热带、烧成带、冷却带， 隧道窑隧道窑 隧道窑隧道窑 结构：结构： 上上通道通道半马弗推板窑：半马弗推板窑：由推板通道、马弗火道和窑墙组成。由推板通道、马弗火道和窑墙组成。 下下窑道明焰隧道窑：窑道明焰隧道窑：由窑车、窑墙和顶盖组成。由窑车、窑墙和顶盖组成。 烧成带：两侧上下交错布置有高烧成带：两侧上下交错布置有高速调温速调温烧嘴。烧嘴。 在在窑头、急冷和窑尾设窑头、急冷和窑尾设气幕气幕：起窑头封闭、高温快冷和窑尾起窑头封闭、高温快冷和窑尾 冷却的作用。冷却的作用。 隧隧道窑的特点道窑的特点： 优点：生优点：生产力产力大、

19、燃耗低大、燃耗低、寿、寿命长命长、机、机械化、自动化程度高、械化、自动化程度高、 劳动条件劳动条件好。好。 缺点：投资大、附属设备多、热工制度不缺点：投资大、附属设备多、热工制度不宜调宜调节节，烧成制品品，烧成制品品 种种单一。单一。 梭式窑梭式窑 梭式窑是梭式窑是间歇窑间歇窑，结构与隧道窑的烧成带相近，由窑，结构与隧道窑的烧成带相近，由窑室和室和 窑车窑车组成。窑车的运动尤如织布机上的梭子，故称为组成。窑车的运动尤如织布机上的梭子，故称为梭式梭式 窑窑。 出窑与隧道窑相似，都在窑外进行出窑与隧道窑相似，都在窑外进行。 烧嘴在向一平面上应烧嘴在向一平面上应交错布置交错布置：以免互相干扰，减弱高

20、速喷射：以免互相干扰，减弱高速喷射 的作用。的作用。 窑内气流成窑内气流成旋转气流旋转气流：避免高速的火焰直接冲刷到局部的制品：避免高速的火焰直接冲刷到局部的制品 上，影响火焰的流动，造成较大的温差。上，影响火焰的流动，造成较大的温差。 火焰窑炉内，燃烧产物是以火焰窑炉内，燃烧产物是以对流传热对流传热和和辐射传热辐射传热的形式把的形式把 热量传给制品。热量传给制品。 对烧成制品适应性强对烧成制品适应性强，适应不同尺寸、形状和材质制品的，适应不同尺寸、形状和材质制品的 烧成。烧成。 结构紧凑，占地面积小。结构紧凑，占地面积小。 其热耗要比辊道窑和隧道窑高一些。其热耗要比辊道窑和隧道窑高一些。 特点：特点： 双辊窑双辊窑 连续烧成窑连续烧成窑。用许多平行排列转动的辊棒组