陶瓷烧成气氛控制 陶瓷窑炉烧成技术

作者&投稿:伏榕 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
 陶瓷产品的烧成气氛是指在烧制的过程中,窑炉内的燃烧产物中所含的游离氧与还原成分的百分比。一般将烧成气氛分为氧化气氛和还原气氛两种。游离氧含量在8%以上的称为强氧化气氛,游离氧含量在4%~5%的称为普通氧化气
陶瓷产品的烧成气氛是指在烧制的过程中,窑炉内的燃烧产物中所含的游离氧与还原成分的百分比。一般将烧成气氛分为氧化气氛和还原气氛两种。游离氧含量在8%以上的称为强氧化气氛,游离氧含量在4%~5%的称为普通氧化气氛,游离氧含量1%~1.5%的称为中性气氛;当游离氧的含量小于1%,并且CO含量在3%以下时,称为弱还原气氛,CO含量在5%以上的称为强还原气氛。 在实际生产中,采用何种气氛制度来烧制陶瓷茶具、陶瓷花瓶等陶瓷产品,都要根据产品配方中原料的组成以及烧制过程中各阶段的物化反映情况来确定。当原料中所含有机物和碳较少,且粘性低、吸附性弱、含铁量较高时,适合与还原气氛烧成;反之,则适合与氧化气氛烧成。 众所周知,气氛会影响陶瓷坯体在高温下的物化反应速度、体积变化、晶粒尺寸与气孔大小等,尤其对陶瓷坯的颜色、透光度和釉面质量的影响,更显突出。 在实际生产中,当氧化气氛烧成时,坯料中的Fe2O3在含碱量较低的玻璃相中熔解度很低,可析出胶态的Fe2O3使坯显黄色;当还原气氛烧成时,形成的FeO熔化在玻璃相中呈淡青色。另外,当坯体中的氧化铁含量一定时,若用氧化气氛烧成,被釉层所封闭的Fe2O3将有一部分与SiO2反应生成铁橄榄石并放出氧,其反应如下: 2Fe2O3+2 SiO2→2(2FeO·SiO2)+O2↑ 反应生成的氧会使釉面形成气泡与孔洞,而残留的Fe2O3会使坯体呈黄色。对含钛较高的坯料应避免用还原气氛烧成,否则部分TiO2会变成蓝至紫色Ti2O3,还可能形成黑色2FeO·Ti2O3尖晶石和一系列铁钛混合晶体,从而呈色加深。 在一定的温度下,还原气氛可使SiO2还原为气态的SiO,在较低的温度下它将按2SiO→SiO2+Si 分解,因而在制品表面形成Si的黑斑。还原气氛中的CO在一定的温度下会按2CO→CO2+C分解。在400℃时CO2是稳定的,而在1000℃时,仅有0.7%(体积)CO2。CO的分解在800℃以下才速度较快,而高于800℃时需要一定的催化剂。碳虽也有催化作用,但要求一定的表面积,游离态的氧化铁催化作用则与表面积无关,因此在还原气氛中很可能因CO分解出碳沉积在坯、釉上形成黑斑。若再继续升高温度烧成,在碳被封闭在坯体中;若再被氧化成CO2就会形成气泡,对吸附性能强的坯体尤为严重。 陶瓷产品在烧成过程中会发生一系列的物理化学反应,如水分的蒸发,盐类的分解,有机物、碳和硫化物的氧化,晶型的转变,晶相的形成等。这些物理化学反应的速度,除了受温度影响之外,气氛对其也有很大的影响,如果控制不当,就会使陶瓷产品产生各种缺陷,下面介绍最常见的几种缺陷。 黑心:陶瓷产品的黑心是指在坯体的烧成过程中,有机物、硫化物、碳化物等因氧化不足而生成碳粒和铁质的还原物,致使坯体中间呈黑色或者灰色、黄色等现象。黑心缺陷的存在会影响陶瓷产品的强度、吸水率、色泽等性能指标。陶瓷产品产生黑心缺陷的关键是有机物、碳化物、硫化物氧化不足,陶瓷产品在烧成过程的低温阶段发生有机物的分解和如下的氧化反应: FeS2+O2→FeS+SO2↑(350~450℃) 4FeS+7O2→2Fe2O3+4SO2↑(500~800℃) C+O2→CO2↑(600℃以上) 在此阶段如果氧化气氛不足,有机物的分解和上述的氧化反应就无法完全地进行,C、FeS2和FeO等过多地残留积聚在坯体内而使坯体呈黑色、灰色、黄色。在实际生产中要消除产品黑心,须在600~650℃让有机物开始燃烧,在300~850℃让有机物、铁化合物和碳充分氧化,也就是说,应在预热带保证足够强的氧化气氛。另外,在烧成的低温阶段,烟气中的CO会被分解,反应式如下: 2CO→2C↓+O2↑ 这一分解在800℃以上时会比较明显,而800℃以下时,在有一定催化剂的情况下反映也很明显(游离态的FeO就是很好的催化剂)。如果在低温阶段窑内的氧化气氛不足,且存在还原气氛的情况下,由于在还原气氛中存在的FeO,因此CO会激烈分解而析出C。在低温阶段由于坯体的气孔率较高,析出的C很容易被吸附在坯体气孔的表面而形成黑斑缺陷。 气泡和针孔:陶瓷产品在烧成过程的低温阶段,除了发生前面所述的氧化反应外,还伴随着碳酸盐的分解: MgCO3→MgO+CO2↑(500~750℃) CaCO3→CaO+CO2↑(550~1000℃) 这些反应的速度和完全程度都受到气氛的影响,氧化气氛足够时,反应会快且进行得更完全;反之,反应速度变缓且不完全。当烧成过程进入高温阶段后,坯体出现液相,反应所产生的气体无法自由排出坯体外,于是我们所使用的陶瓷餐具等产品上便出现针孔、气泡等缺陷。 在低温阶段将坯体内的气体成分全部氧化分解是不可能的,因为碳酸盐和Fe2O3在氧化气氛中要在高于1300℃以上才进行分解,但是在这样高的温度区域,坯体已经有液相存在,粘度减小,分解出来的气泡会冲破液相逸出,造成釉面不平,或者残留在釉层内,形成气泡缺陷。为解决这一问题,在高温前(1000℃左右)要将烧成气氛控制为还原气氛,让Fe2O3及硫酸盐类发生如下还原分解: Fe2O3+CO→2FeO+CO2↑ CaSO4+CO→CaSO3+CO2↑ CaSO4→CaO+SO2↑ 色差:陶瓷产品的色差是指单件产品的各部位或单件(批)产品之间的呈色深浅不一的显现。在陶瓷坯体和釉料的原料中,总会或多或少地引入一些铁、钛化合物,在烧结过程中烧成气氛的不同会影响到铁、钛存在的价数,不同价数的铁、钛会有不同的呈色,当烧成气氛不稳定时,坯体的呈色相应改变,从而形成产品的色差。 目前,市场上流行的钒钛金属砖,由于其坯料含钛较高,如在还原气氛下会有部分TiO2转变成蓝色至紫色的Ti2O3,形成色差,也有可能形成黑色的FeO·Ti2O3尖晶石和铁钛混合晶体,从而加深铁的呈色,形成砖面颜色深浅不一,其反应式如下: TiO2+CO→Ti2O3+CO2↑ FeO+2TiO2+CO→FeO·Ti2O3+CO2↑

怎样控制陶瓷窑炉的烧成气氛~

有些多企业为了追求单窑产量的最大化,不断地加快烧成速度,缩短烧成周期。而操作工最常用的手段就是加大燃料供应量,但燃料供应量增加后往往没有及时调节助燃空气的供应量和助燃风机总闸的调节,造成烧成气氛由氧化气氛变为还原气氛。
一些操作工为了降低预热带后段的温度而减小排烟闸的开度,影响了窑炉压力平衡和气体流速,使预热带的氧化气氛减弱,如控制不好容易造成前炉燃烧状态不良,使气氛出现波动。
这样操作不仅影响到全窑压力制度的变化,而且会使气氛发生变化。比如加大冷风,容易使零压面向预热带移动,反之零压面又会向冷却带方向移动,这些都会使气氛发生改变。为了稳定压力,必须相应调节抽热闸的开度,以平衡全窑的气体进出量,稳定零压面。
在实际生产中,采用何种气氛制度来烧制陶瓷产品,要根据产品配方中原料的组成以及烧制过程中各阶段的物化反映情况来确定。当原料中所含有机物和碳较少,且粘性低、吸附性弱、含铁量较高时,适合与还原气氛烧成;反之,xxxxxxxxxxx,则适合与氧化气氛烧成。
烧成气氛的控制受到窑炉结构和设备配置的限制,比如风机风量的大小,风管直径的大小,排烟口、抽热口、抽湿口位置的设置等,都会影响到烧成气氛的控制。但是,最关键的还是稳定压力制度和合理操作燃烧器。
压力变化会影响到气体的流动状态,因此窑内压力制度的波动会引起气氛的波动,要控制好气氛,就必须稳定好压力制度,而稳定压力制度的关键在于控制好零压面。在窑炉预热带,因要排走水分和燃烧时产生的烟气,故压力相对比窑外环境的低,对比之下窑内气压处于负压状态;在冷却带要鼓入冷空气使制品冷却,压力相对比窑外环境的高,对比之下窑内气压处于正压状态;在正负压之间有一零压面,烧成带就处在预热带和冷却带之间,因而零压面的移动就会引起烧成带气氛的变化。当零压面位于烧成带前段,处于烧成带与预热带之间时,烧成带的气压为微正压状态,气氛为还原气氛;当零压面位于烧成带的后端时,烧成带处于微负压状态,气氛为氧化气氛。
关键词:窑炉
烧成的燃料是否完全燃烧将会影响到窑炉气氛,特别是烧成带的气氛。因此合理地操作燃烧器,控制好燃料的燃烧程度,是控制窑内气氛的重要手段。在燃料完全燃烧的情况下,燃料中的全部可燃成分在空气充足时能完全氧化,燃烧产物中没有游离C及CO、H2、CH4等可燃成分,保证氧化气氛的实现;当燃料不完全燃烧时,燃烧产物中存在一些游离C及CO、H2、CH4等,使窑内气氛呈还原性。要使燃料完全燃烧,须注意以下三点:①确保燃料与空气充分,均匀地混合;②保证充足的空气供给,并保持一定的过剩空气量;③确保燃烧过程在较高的温度下进行。

1、烧成气氛的概念 陶瓷产品的烧成气氛是指在烧制的过程中,窑炉内的燃烧产物中所含的游离氧与还原成分的百分比。一般将烧成气氛分为氧化气氛和还原气氛两种。游离氧含量在8%以上的称为强氧化气氛,游离氧含量在4%~5%的称为普通氧化气氛,游离氧含量1%~1.5%的称为中性气氛当游离氧的含量小于1%,并且co含量在3%以下时,称为弱还原气氛,co含量在5%以上的称为强还原气氛。 在实际生产中,采用何种气氛制度来烧制陶瓷产品,要根据产品配方中原料的组成以及烧制过程中各阶段的物化反映情况来确定。当原料中所含有机物和碳较少,且粘性低、吸附性弱、含铁量较高时,适合与还原气氛烧成反之,则适合与氧化气氛烧成。 2、烧成气氛对产品性能的影响 众所周知,气氛会影响陶瓷坯体在高温下的物化反应速度、体积变化、晶粒尺寸与气孔大小等,尤其对陶瓷坯的颜色、透光度和釉面质量的影响,更显突出。 ① 影响铁和钛的化合价 在实际生产中,当氧化气氛烧成时,坯料中的fe2o3在含碱量较低的玻璃相中熔解度很低,可析出胶态的fe2o3使坯显黄色当还原气氛烧成时,形成的feo熔化在玻璃相中呈淡青色。另外,当坯体中的氧化铁含量一定时,若用氧化气氛烧成,被釉层所封闭的fe2o3将有一部分与sio2反应生成铁橄榄石并放出氧,其反应如下:(2fe2o3+2 sio2→2(2feo·sio2)+o2↑) 反应生成的氧会使釉面形成气泡与孔洞,而残留的fe2o3会使坯体呈黄色。对含钛较高的坯料应避免用还原气氛烧成,否则部分tio2会变成蓝至紫色ti2o3,还可能形成黑色2feo·ti2o3尖晶石和一系列铁钛混合晶体,从而呈色加深。 ② 使sio2还原和co分解 在一定的温度下,还原气氛可使sio2还原为气态的sio,在较低的温度下它将按2sio→sio2+si 分解,因而在制品表面形成si的黑斑。还原气氛中的co在一定的温度下会按2co→co2+c分解。在400℃时co2是稳定的,而在1000℃时,仅有0.7%(体积)co2。co的分解在800℃以下才速度较快,而高于800℃时需要一定的催化剂。碳虽也有催化作用,但要求一定的表面积,游离态的氧化铁催化作用则与表面积无关,因此在还原气氛中很可能因co分解出碳沉积在坯、釉上形成黑斑。若再继续升高温度烧成,在碳被封闭在坯体中若再被氧化成co2就会形成气泡,对吸附性能强的坯体尤为严重。 3、烧成气氛对产品缺陷的影响 陶瓷产品在烧成过程中会发生一系列的物理化学反应,如水分的蒸发,盐类的分解,有机物、碳和硫化物的氧化,晶型的转变,晶相的形成等。这些物理化学反应的速度,除了受温度影响之外,气氛对其也有很大的影响,如果控制不当,就会使陶瓷产品产生各种缺陷,下面介绍最常见的几种缺陷。 ① 黑心 陶瓷产品的黑心是指在坯体的烧成过程中,有机物、硫化物、碳化物等因氧化不足而生成碳粒和铁质的还原物,致使坯体中间呈黑色或者灰色、黄色等现象。黑心缺陷的存在会影响陶瓷产品的强度、吸水率、色泽等性能指标。陶瓷产品产生黑心缺陷的关键是有机物、碳化物、硫化物氧化不足,陶瓷产品在烧成过程的低温阶段发生有机物的分解和如下的氧化反应:(fes2+o2→fes+so2↑(350~450℃))、(4fes+7o2→2fe2o3+4so2↑(500~800℃))、(c+o2→co2↑(600℃以上)) 在此阶段如果氧化气氛不足,有机物的分解和上述的氧化反应就无法完全地进行,c、fes2和feo等过多地残留积聚在坯体内而使坯体呈黑色、灰色、黄色。在实际生产中要消除产品黑心,须在600~650℃让有机物开始燃烧,在300~850℃让有机物、铁化合物和碳充分氧化,也就是说,应在预热带保证足够强的氧化气氛。另外,在烧成的低温阶段,烟气中的co会被分解,反应式如下:(2co→2c↓+o2↑) 这一分解在800℃以上时会比较明显,而800℃以下时,在有一定催化剂的情况下反映也很明显(游离态的feo就是很好的催化剂)。如果在低温阶段窑内的氧化气氛不足,且存在还原气氛的情况下,由于在还原气氛中存在的feo,因此co会激烈分解而析出c。在低温阶段由于坯体的气孔率较高,析出的c很容易被吸附在坯体气孔的表面而形成黑斑缺陷。 ② 气泡和针孔 陶瓷产品在烧成过程的低温阶段,除了发生前面所述的氧化反应外,还伴随着碳酸盐的分解:(mgco3→mgo+co2↑(500~750℃))、(caco3→cao+co2↑(550~1000℃)) 这些反应的速度和完全程度都受到气氛的影响,氧化气氛足够时,反应会快且进行得更完全反之,反应速度变缓且不完全。当烧成过程进入高温阶段后,坯体出现液相,反应所产生的气体无法自由排出坯体外,于是便出现针孔、气泡等缺陷。 在低温阶段将坯体内的气体成分全部氧化分解是不可能的,因为碳酸盐和fe2o3在氧化气氛中要在高于1300℃以上才进行分解,但是在这样高的温度区域,坯体已经有液相存在,粘度减小,分解出来的气泡会冲破液相逸出,造成釉面不平,或者残留在釉层内,形成气泡缺陷。为解决这一问题,在高温前(1000℃左右)要将烧成气氛控制为还原气氛,让fe2o3及硫酸盐类发生如下还原分解:(fe2o3+co→2feo+co2↑)、(caso4+co→caso3+co2↑)、(caso4→cao+so2↑) ③ 色差 陶瓷产品的色差是指单件产品的各部位或单件(批)产品之间的呈色深浅不一的显现。在陶瓷坯体和釉料的原料中,总会或多或少地引入一些铁、钛化合物,在烧结过程中烧成气氛的不同会影响到铁、钛存在的价数,不同价数的铁、钛会有不同的呈色,当烧成气氛不稳定时,坯体的呈色相应改变,从而形成产品的色差。 目前,市场上流行的钒钛金属砖,由于其坯料含钛较高,如在还原气氛下会有部分tio2转变成蓝色至紫色的ti2o3,形成色差,也有可能形成黑色的feo·ti2o3尖晶石和铁钛混合晶体,从而加深铁的呈色,形成砖面颜色深浅不一,其反应式如下:(tio2+co→ti2o3+co2↑)、(feo+2tio2+co→feo·ti2o3+co2↑) 4、烧成气氛的控制 烧成气氛的控制受到窑炉结构和设备配置的限制,比如风机风量的大小,风管直径的大小,排烟口、抽热口、抽湿口位置的设置等,都会影响到烧成气氛的控制。但是,最关键的还是稳定压力制度和合理操作燃烧器。 ① 稳定压力制度 压力变化会影响到气体的流动状态,因此窑内压力制度的波动会引起气氛的波动,要控制好气氛,就必须稳定好压力制度,而稳定压力制度的关键在于控制好零压面。在窑炉预热带,因要排走水分和燃烧时产生的烟气,故压力相对比窑外环境的低,对比之下窑内气压处于负压状态在冷却带要鼓入冷空气使制品冷却,压力相对比窑外环境的高,对比之下窑内气压处于正压状态在正负压之间有一零压面,烧成带就处在预热带和冷却带之间,因而零压面的移动就会引起烧成带气氛的变化。当零压面位于烧成带前段,处于烧成带与预热带之间时,烧成带的气压为微正压状态,气氛为还原气氛当零压面位于烧成带的后端时,烧成带处于微负压状态,气氛为氧化气氛。   ② 合理操作燃烧器 烧成的燃料是否完全燃烧将会影响到窑炉气氛,特别是烧成带的气氛。因此合理地操作燃烧器,控制好燃料的燃烧程度,是控制窑内气氛的重要手段。在燃料完全燃烧的情况下,燃料中的全部可燃成分在空气充足时能完全氧化,燃烧产物中没有游离c及co、h2、ch4等可燃成分,保证氧化气氛的实现当燃料不完全燃烧时,燃烧产物中存在一些游离c及co、h2、ch4等,使窑内气氛呈还原性。要使燃料完全燃烧,须注意以下三点:①确保燃料与空气充分,均匀地混合②保证充足的空气供给,并保持一定的过剩空气量③确保燃烧过程在较高的温度下进行。
 5、实际生产中烧成气氛的调整 对于上述稳定气氛的理论要点,许多人都很清楚,但在实际的操作中,会因为要解决某些烧成问题而不自觉地改变窑炉的气氛,这种变化往往容易被人忽视,以下是常见出现的问题。 ① 为了提高烧成温度而改变空气过剩系数 有些多企业为了追求单窑产量的最大化,不断地加快烧成速度,缩短烧成周期。而操作工最常用的手段就是加大燃料供应量,但燃料供应量增加后往往没有及时调节助燃空气的供应量和助燃风机总闸的调节,造成烧成气氛由氧化气氛变为还原气氛。 ② 为解决预热带出现的缺陷而改变其气氛 一些操作工为了降低预热带后段的温度而减小排烟闸的开度,影响了窑炉压力平衡和气体流速,使预热带的氧化气氛减弱,如控制不好容易造成前炉燃烧状态不良,使气氛出现波动。 ③ 为解决冷却带出现的缺陷而改变冷风量 这样操作不仅影响到全窑压力制度的变化,而且会使气氛发生变化。比如加大冷风,容易使零压面向预热带移动,反之零压面又会向冷却带方向移动,这些都会使气氛发生改变。为了稳定压力,必须相应调节抽热闸的开度,以平衡全窑的气体进出量,稳定零压面。

景德镇瓷胎为什么适宜烧还原焰呢
答:景德镇柴窑的特殊结构,也决定了需要烧较浓的还原气氛来保证瓷器烧成时的还原作用。 目前,景德镇瓷器的烧成以隧道窑为主,而隧道窑又以油窑居多,但无论是煤烧窑还是油烧窑,其所控制的还原气氛一般都比较浓。多数隧道窑的还原气氛中CO的含量都大于4%,有的高达7-9%。总之景德镇瓷器适宜在重还原气氛...

关于热处理,现在很多都是金属的。想问问陶瓷如果是烧结好了。进行热...
答:。选择合适的窑温匹配釉,如:当烧成温度在1000度~1150度时应选择低温釉,温度在1200度~1220度时用中温釉,温度在1250度~1350度时用高温釉。窑炉冷却时尽量减少任何类型的漏风,400度时烟道总闸板可适当放开一些,但不能过早。温度降到100度以下方可打开窑门,待瓷器降到常温时再从窑里拿下来。

根据哪些因素来确定烧成制度
答:日用瓷窑炉的烧成制度主要包括温度制度,气氛制度和压力制度。这三个制度之间互相影响,密切关联。温度和气氛根据不同产品的不同要求而确定,压力制度则是保证温度制度和气氛制度实现的条件,这三个制度通过合理的燃烧操作(控制入炉的燃料量、煤层厚薄或风油配比等)以及排烟量、冷热风量、烧成时间和装窑...

旋转式节能窑炉培烧方法要压火怎么操着
答:把风压雪位移向下底火的前排,下底排必须返火

青瓷是怎样烧制而成的?
答:接下来是涂釉的过程。涂釉是为了保护瓷胚,并赋予瓷器表面光滑的质感和特殊的颜色。通常使用特制的釉料进行涂刷,然后将涂有釉料的瓷器放入窑中进行第二次烧制。第二次烧制称为釉烧,这个过程中需要控制好温度和气氛,以确保釉面的质量和色泽。釉烧完成后,取出青瓷器物,经过冷却后就可以得到最终的成品...

陶艺问题,要想烧瓷器,必须买温度达到1300度以上的电窑吗?1250度的可以...
答:电窑温度1200就可以了,气窑和电窑的主要区别是:电窑是氧化气氛,气窑是还原气氛,电窑烧的一般是1200度的,所以泥巴.釉都是按照这个温度来制作的。气窑烧1280--1340度,各有各个的优点,气窑比较适合做艺术陶瓷,电窑比较适合做日用陶瓷,如果个人纠结电窑或者气窑,不如用气窑,因为气窑也一...

瓷器的烧成温度在多少度左右
答:烧成温度这个词在很多地方都有用到,这里主要说一下在陶瓷生产中的应用:烧成温度是指陶瓷坯件烧结成器所需要的温度。陶器和瓷器的烧成温度不同,又各有一定的波动范围。陶器的烧成温度一般在700℃~1000℃左右,有的还要高一些。烧成制度包括温度制度、气氛制度和压力制度。影响产品性能的重要因素是...

你通过瓷器看到的是什么?
答:釉里红是以铜为呈色剂,在还原气氛中烧成的。简单说它是闷着火烧成的。温度稍高点,或者稍低一点,它立刻就会失败,温度如果一低,颜色就会变黑,非常不好看。温度如果一高,颜色就飞了,没了。温度高低之间允许的差额大概在十度。在古代,这一点温差是非常难控制的,只有丰富工作经验的窑工,才能...

电窑烧的瓷器和柴窑烧的瓷器,哪个更好?
答:电烧。电窑,电窑是通过用电加热电阻丝或者电阻棒来获取热量的窑,电窑最大的优势是温度均匀气氛稳定,操作智能简便,如此烧制瓷器成品率更高,劣势是普通的电窑无法控制气氛,无法通过控制气氛来改变釉料烧成的效果。简介 气窑,煤窑和柴窑都是通过燃烧燃料来获取温度的窑炉,相较电窑来说具有空间上限...

为什么在还原气氛中烧结的含ti陶瓷会发黑
答:陶瓷金属化只能在氢气还原气氛下烧结,而釉面玻化发生的是氧化反应,需要氧化气氛,两者对气氛的要求相互抵触,所以在金属化烧结时,如果整个过程控制不当,往往会引起釉面变色发黑。陶瓷金属化只能在氢气还原气氛下烧结,而釉面玻化发生的是氧化反应,需要氧化气氛,两者对气氛的要求相互抵触,所以在金属化烧结...