本發(fā)明涉及陶瓷生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于鈞瓷燒結(jié)的電窯爐及鈞瓷燒制方法。

背景技術(shù)：

鈞瓷是我國傳統(tǒng)名瓷，在唐代就開始燒制，在宋代達到鼎盛時期，是當(dāng)時皇宮的貢瓷，享有“黃金有價鈞無價”之美譽。鈞瓷發(fā)展到今天已有千余年歷史，除了相應(yīng)的胎料、釉料組成和施釉工藝之外，窯爐結(jié)構(gòu)和燒結(jié)工藝方面是形成鈞窯外觀特點的主要因素。鈞瓷區(qū)別于其他陶瓷制品，在燒結(jié)過程中，由于窯變的需要,不僅需要嚴格控制窯溫變化，還需要在不同溫度階段發(fā)生氧化和還原的反應(yīng)，使鈞瓷呈現(xiàn)斑斕的色彩。常規(guī)電窯由于無法滿足鈞窯的燒結(jié)特性，所以一直無法取代宋代以來的傳統(tǒng)陶瓷燒結(jié)工藝，長期以來采用柴、煤和燃氣為加熱源的燒結(jié)工藝，對環(huán)境造成了嚴重的污染，因而陶瓷科學(xué)研究者一直致力于改變鈞瓷燒結(jié)窯爐的改良和研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種用于鈞瓷燒結(jié)的電窯爐，同時還提供了一種使用上述電窯爐的鈞瓷燒制方法，目的在于解決常規(guī)電窯不能用于鈞瓷燒制的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的用于鈞瓷燒結(jié)的電窯爐，包括爐體，所述爐體內(nèi)設(shè)置有保溫內(nèi)襯層和電加熱裝置，所述電加熱裝置包括位于爐體左側(cè)壁、右側(cè)壁和后側(cè)壁上的由模糊pid溫控器控制的電加熱棒，爐體內(nèi)設(shè)置有與所述模糊pid溫控器相連的測溫?zé)犭娕?，爐體外側(cè)設(shè)置有帶有浮子流量計的進氣管和帶有調(diào)節(jié)閥的排煙風(fēng)道，所述進氣管經(jīng)分配器后分別與位于爐體底部四角處的進氣口相連通，所述排煙風(fēng)道與開設(shè)在爐體底部靠近爐體后側(cè)壁中心位置處的排氣口相連通，所述調(diào)節(jié)閥位于爐體上方。

所述保溫內(nèi)襯層包括設(shè)置在所述爐體最內(nèi)層的氧化鋁纖維層。

所述電加熱棒為u形硅碳棒。

所述進氣管包括氧氣支管和一氧化碳支管，所述氧氣支管和一氧化碳支管分別設(shè)置有流量控制閥和所述浮子流量計。

所述調(diào)節(jié)閥為帶有加長控制手柄的手動控制閥。

使用上述電窯爐進行鈞瓷燒制的方法，包括以下步驟：

第一步，根據(jù)燒制要求，通過模糊pid溫控器設(shè)置素?zé)郎囟惹€和鈞瓷燒結(jié)溫度曲線；

第二步，將上釉之前的成型精坯放入爐體內(nèi)，根據(jù)第一步設(shè)定的素?zé)郎囟惹€在900-950℃燒制2小時，得到素坯；

第三步，將第二步得到的素坯上釉后放入爐體內(nèi)，根據(jù)第一步設(shè)定的鈞瓷燒結(jié)溫度曲線從950℃逐步加熱到1250℃，同時根據(jù)加熱溫度和加熱時間先通入氧氣進行氧化反應(yīng)，再通入一氧化碳進行還原反應(yīng)；

第四步，燒制結(jié)束后，自然降溫至100℃，出窯，得到鈞瓷成品。

本發(fā)明提供的用于鈞瓷燒結(jié)的電窯爐，結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)實耐用，采用fuzzy模糊溫度控制系統(tǒng)，對燒結(jié)溫度和升降溫度速率進行精確控制；同時合理布置進氣口和排氣口的位置，根據(jù)工藝要求適時通入適量的氧氣或一氧化碳，使氣體在爐腔中能夠形成良好的內(nèi)循環(huán)，有效提高了鈞瓷的窯變成功率，使燒制的鈞瓷符合工藝要求，且質(zhì)量穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中a-a剖面圖。

圖3是圖1中b-b剖面圖。

圖4是圖1的左視圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明所述的電窯爐包括用于放置待燒結(jié)鈞瓷的爐體1，該爐體1安裝在頂蓋和側(cè)壁開設(shè)有散熱孔、底部安裝有滾輪的窯爐殼體內(nèi)。爐體1前側(cè)為爐門，其上開設(shè)有觀察孔。如圖2所示，爐體1內(nèi)側(cè)設(shè)置有多層不同材料構(gòu)成的保溫內(nèi)襯層2，其中最內(nèi)層采用耐高溫的氧化鋁纖維類材料。爐體1左側(cè)壁、右側(cè)壁和后側(cè)壁上安裝有u形高純硅碳電加熱棒3，電加熱棒3通過安裝在爐體1頂部的配電鋁排與安裝在爐體1底部的變壓器等電器相連；爐體1內(nèi)安裝有測溫?zé)犭娕?；窯爐殼體一側(cè)安裝有帶有觸摸顯示屏的模糊pid溫控器5；電加熱棒3、測溫?zé)犭娕?和模糊pid溫控器5相連構(gòu)成fuzzy模糊溫度控制系統(tǒng)，使電加熱棒3根據(jù)工藝要求加熱或停止加熱，從而對燒結(jié)溫度和升降溫度速率進行精確控制。如圖2、4所示，窯爐殼體外側(cè)壁上設(shè)置有進氣管，該進氣管包括氧氣支管6.1和一氧化碳支管6.2，其上安裝有流量控制閥6.3a、6.3b、6.3c、6.3d和浮子流量計6.4a、6.4b，氧氣支管6.1和一氧化碳支管6.2匯至進氣總管6.5后經(jīng)分配器后與位于爐體1底部四角處的進氣口7.1、7.2、7.3、7.4分別相連通。如圖2、3所示，爐體1底部靠近爐體1后側(cè)壁中心位置處開設(shè)有排氣口8，該排氣口8與沿爐體1外后側(cè)壁向上延伸設(shè)置的排煙風(fēng)道9相連通。上述流量控制閥6.3a、6.3b、6.3c、6.3d和浮子流量計6.4a、6.4b相配合能夠精確控制氣體流速和流量。由于進氣口7.1、7.2、7.3、7.4和排氣口8均設(shè)置在爐體1底板上，進入爐體1的氣體受熱后沿爐體1內(nèi)壁上升，到達爐體1頂部時被迫向下，沿爐體1中部返回爐體1底部，之后從排氣口8排出爐體1，形成良好的內(nèi)循環(huán)效果。充斥在爐體1內(nèi)的氣體不僅可以與爐內(nèi)燒結(jié)鈞瓷充分接觸，而且使溫度分布更加均勻，非常有利于鈞瓷窯變。排煙風(fēng)道9上設(shè)置有位于爐體1上方的手動調(diào)節(jié)閥10，為了便于操作，其加長控制手柄11水平延伸至窯爐殼體外側(cè)。通過觀察浮子流量計6.4a、6.4b、手動控制進氣管的流量控制閥6.3a、6.3b、6.3c、6.3d和排煙風(fēng)道9的手動調(diào)節(jié)閥10的開度，可以控制爐體內(nèi)的氧氣量或一氧化碳量。

燒制鈞瓷時，主要包括以下步驟：

第一步，根據(jù)燒制要求，通過模糊pid溫控器設(shè)置素?zé)郎囟惹€和鈞瓷燒結(jié)溫度曲線；

第二步，將上釉之前的成型精坯放入爐體內(nèi)，根據(jù)第一步設(shè)定的素?zé)郎囟惹€在不通入氣體的情況下加熱至900-950℃燒制2小時，得到素坯；

第三步，將第二步得到的素坯取出上釉后再次放入爐體內(nèi)，根據(jù)第一步設(shè)定的鈞瓷燒結(jié)溫度曲線從950℃逐步加熱到1250℃，同時根據(jù)加熱溫度和加熱時間先通入氧氣進行氧化反應(yīng)，再通入一氧化碳進行還原反應(yīng)，具體包括以下三個階段：

第一階段：氧化期(窯溫在950℃左右)。此階段燒氧化氣氛，升溫為主，以3小時升至950℃為宜，期間以200l/h流速通入氧氣。主要是排除坯胎中上釉時吸附的水分和釉層中物料所含的水分，同時使釉料中的有機物氧化揮發(fā)。該階段釉面由于受熱而呈未燒結(jié)的多孔狀態(tài)，為下一步還原打下良好的基礎(chǔ)。

第二階段：還原期(窯溫在950℃~l250℃)。氧化期燒到950℃開始轉(zhuǎn)火，由氧化氣氛轉(zhuǎn)為還原氣氛。此階段通以100l/h流速通入一氧化碳，使燃料燃燒不充分，窯內(nèi)的火色呈渾濁狀態(tài)，窯中有一定量的一氧化碳氣體進入多孔的坯胎和釉中，使其所含的鐵和銅得到還原，呈現(xiàn)出理想的顏色。該階段在保證還原氣氛的情況下，溫度緩慢上升；坯胎開始燒結(jié)瓷化，強度大大提高；釉面開始熔化成玻璃狀態(tài)，并在坯胎上逐步成為平滑的釉面，但釉尚未完全成熟；釉的化學(xué)組成已發(fā)生很大變化，“窯變”已經(jīng)開始進行和正在形成之中。該階段用時一般在8~9個小時。

第三階段：弱還原期(窯溫在1250~l300℃)。此階段的主要目的是升溫，達到釉成熟的燒成溫度，使釉面光亮。弱還原是偏于中性氣氛的一種氣氛，含有很少量的一氧化碳，其還原能力比較弱。使還原后的釉面效果在升溫的同時不再被氧化掉，同時使釉面色彩鮮艷和漂亮。當(dāng)溫度燒到所要求的溫度(如1280℃~l300℃)時，立即?；鹱?。該階段坯胎完全燒結(jié)成瓷胎，釉面窯變效果大部分已經(jīng)形成。該階段用時一般在2個小時左右。

在此階段，還可人工調(diào)節(jié)加熱溫度、加熱時間、通氣量等實時改變爐膛內(nèi)環(huán)境以獲得更加多樣的產(chǎn)品。

第四步，經(jīng)過上述燒制階段，使電加熱棒3停止工作，并打開手動調(diào)節(jié)閥，自然冷卻至200℃后，打開爐門加速冷卻至100℃。在上述冷卻階段，胎體逐漸固化、顯色(鐵足)；釉產(chǎn)生液相分離、析出晶體、釉面逐漸固化、顯色，開片開始形成。該階段約需用時12個小時。之后出窯，得到鈞瓷成品。

由于本發(fā)明的爐體1簡單易控，操作便捷，對于加熱溫度和升降溫度速率具有較高的控制精度，且能夠精確控制氧氣、一氧化碳的加入量，能夠根據(jù)鈞瓷的特性在不同環(huán)境燒結(jié)出豐富多樣的藝術(shù)作品，窯變成功率高達90%以上。