陶瓷窑炉燃料现状分析
（Analysis of ceramic kiln fuel）
摘要：全国迅猛发展的陶瓷业对我国的环境造成很大的污染，由于环境保护的需要，现代陶瓷窑炉在选择燃料方面赢着重考虑使用清洁燃料。
Abstract：The rapid development of the country on China's environment ceramics lot of pollution, due to need for environmental protection, modern ceramic kiln fuel in the choice of focus to consider the use of clean fuels win.
关键词：陶瓷窑炉燃料分析环保
我国是陶瓷生产大国，日用瓷和建筑卫生陶瓷的产量均居世界第一。据有关资料显示，2003年建筑陶瓷产量达30亿平方米，占全世界总产量的40%;卫生陶瓷6000万~6500万件，全国有陶瓷厂上万家，拥有大小窑炉几万条，消耗能源4000万~5000万吨标准煤。然而，我国是一个能源资源相对贫乏的国家，人均能源可采储量2000年石油为2.6吨、天然气为1074立方米、煤炭为90吨，分别为世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%，远远低于世界的平均水平。而陶瓷行业是一个高能耗的行业，能耗占陶瓷生产成本的30%~40%，陶瓷的高能耗必然带来高污染
全国迅猛发展的陶瓷业对我国的环境造成很大的污染，特别是陶瓷发展迅速的瓷区及周边地区更为严重。广东省内除佛山地区外，其他地区，如深圳、东莞、清远、潮州等地及全国各主要瓷区已出现不少有关陶瓷厂烟囱废气污染而造成附近农民果树及农作物枯死失收等纠纷。另外，窑炉废气易造成酸雨，广东每年因酸雨损失多达40亿元。因此，节能降耗减少陶瓷窑炉污染是陶瓷生产的大势所趋，也是陶瓷工业可持续发展的重要条件。
窑炉结构不合理造成热污染据报道，我国共有建筑卫生陶瓷厂3000多家，有大小窑炉上万座，年耗标准煤近500万吨。而能源的利用率仅是美国的一半，即28%~30%.这些窑炉中，很大部分仍是砖砌式窑墙结构，窑墙厚。早期的隧道窑，窑墙厚达1~2米，由于大都是重质耐火砖，导热系数大，故窑墙外表面温度高，有的高达300~400℃，不但造成了热损失，降低了窑炉的热效率，还造成严重热污染。如车间窑炉旁温度高达几十摄氏度，造成车间环境恶劣，严重影响窑炉操作工人的身体健康。
燃料和燃烧方式不同形成的污染物不同
(一)以煤为燃料我国是煤炭储量大国，同时也是世界上最大的煤炭消费国，耗煤量占世界总耗煤量的1/4，2000年煤产量达14.5亿吨，这么多煤炭，大部分都作为燃料烧掉，故煤炭作为燃料直接燃烧是我国大气污染的主要根源。目前我国大气中90%的SO2、85%的CO2、80%的ROx(粉尘)和50%的NOx均来自煤的燃烧。
陶瓷窑炉使用燃料多种多样，而煤占燃料总消耗量的2/3，由于燃煤窑炉建造费用和燃料成本低，煤炭资源丰富，分布广泛，可就地取材，所以对大、中、小陶瓷
企业，特别是乡镇企业，仍有很大的吸引力。据资料统计，目前仅在日用陶瓷、建筑卫生陶瓷生产企业中就有3000余座燃煤窑炉，达到窑炉总数的70%.。
(二)燃烧重油造成污染重油是用原油经常压或减压蒸馏提取镏分后的残渣油，重油作为经济、安全、热值高的燃料，早期在陶瓷窑炉上使用较多，但由于所使用重油的质量越来越差，黏度高、雾化困难、燃烧性能不好、含杂质高、污染产品等，影响了它在陶瓷窑炉中的应用。重油在陶瓷窑炉中燃烧也会产生烟气污染，高标号重油硫含量较高，燃烧时除生成CO2外，同样产生SO2、NOx、CO等有害气体及黑色烟尘，烟尘的主要污染物为碳黑，它是燃料不完全燃烧的产物。
(三)燃烧轻柴油或燃气造成污染轻柴油是动力燃料，由于陶瓷烧成对燃料洁净的要求愈来愈高，故被用作陶瓷窑炉燃料越来越多，只要燃烧完全，排放出的烟尘不多，黑烟、粉尘污染远低于燃煤窑炉，一般也不会对制品产生影响。气体燃料是一种洁净燃料，最适合用于烧制陶瓷，其一般含杂质少，特别是一般不含硫。
由于环境保护的需要，现代陶瓷窑炉在选择燃料方面应着重考虑用清洁燃料。随着科技地不断创新，清洁燃料正迅速地向窑炉产业迈进，目前国内应用的清洁燃料有：柴油、煤油、天然气、液化石油气。焦炉煤气、水煤气及发生炉冷煤气。在各种燃料中，气体燃料的燃烧过程最容易控制，也最容易实现自动化调节。此外，气体燃料可以进行高温预热。因此可以用低热值燃料来获得较高的燃烧温度并有利于节约燃料，降低消耗。
（一）柴油及煤油
柴油用作清洁燃料其优点是：运输及贮存比较简便，设备投资少，热值高而稳定，粘度较小，较易雾化，发热温度高达2080~2100℃。缺点是：价格高，凝点较高的柴油在较冷的环境中使用时需要加热。在选用柴油时应注意其含硫量，如含硫量过高，将会影响陶瓷产品品质并腐蚀设备及管道、污染环境。
（二）天然气及液化石油气
天然气其主要成分为甲烷，所以燃烧特性取决于甲烷。甲烷与空气混合物的着火浓度范围很窄，在5%~15%。因此，在燃烧过程中对缺氧很敏感，同时也减少了回火的危险性。甲烷的火焰传播速度很小。其常温、常压下最大可见火焰传播速度不到1.0m/s。因而燃烧较为缓慢。天燃气属于低火焰传播速度的燃气。比较容易发生脱水。天燃气的发热温度约2000~2040℃，对于各种陶瓷产品几乎都可满足要求的烧成温度，即使用常温空气。天燃气的理论空气量大，约为7.8~11.2Nm3/Nm3，因此对烧嘴混合性能要求高，也就是说1Nm3，天然气要能很好地与多于7.8~11.2Nm3的空气混合。液化石油气的热值很高，是气体燃料中最高的。火焰传播速度低，燃烧缓慢，但较天燃气快一些。而且纯净。一般含硫少，是烧制高档陶瓷产品的优质燃料。液化石油气密度较大，约为同温度及压力下的空气的1.5~2.0倍，泄漏时往下沉，易与空气混合达到着火浓度范围内，遇火发生爆炸。
（三）焦炉煤气、水煤气及发生炉煤气
焦炉煤气、水煤气及发生炉煤气这些人造气体燃料是由煤炭气化制成，又统称为煤制气。焦炉煤气的平均组成为：
H2 46%~61% CO 4.0%~8.5% CH4 21%~30% CmHn 1.5%~3.0%
CO2 1.0%~4.0% N2 3.6%~26% O2 0.3%~1.7%
干煤气的低热值为13.2~19.2MJ/Nm3，属于中热值燃气，其发热温度高约为2100~2130℃。由于含氢高，故火焰传播速度比天然气和液化石油气大，其常温、常压下最大火焰传播速度约为1.5m/s。焦炉煤气的着火范围也较大，下限约为6%，上限约为31%。焦炉煤气能够满足现代陶瓷窑炉各种烧成温度的要求，而且燃烧快，不易脱水，但回火的爆炸危险较大一些。水煤气是将水蒸气与赤热焦炭中的碳产生下列反应而生成的燃气，水煤气也属中热值燃气，其发热温度高达2200℃左右。我国在现阶段，常压固定床发生炉冷煤气很适合陶瓷窑炉使用，因为这种煤制气虽然属于低热值燃气，但对于一般烧成温度不太高的陶瓷产品烧成，还是完全能够满足的。常压固定床发生炉煤气属于低热值燃气，冷煤气热值一般在4.49~7.62MJ/Nm3范围内，其发热温度为1650℃~1750℃，如果取空气系数为1.10，高温系数取0.83，则可得到助燃空气温度与实际燃烧温度之间的关系，对烧成温度为1280℃的陶瓷产品来说，实际燃烧温度约高于烧成温度50~100℃，约为1350℃，当使用热值为5.70MJ/Nm3的冷煤气，助燃空气只需要常温即可。如烧成温度1300~1350℃，实际燃烧温度需要达到约1400℃，则助燃空气温度需要200℃左右，这对于一般隧道窑，辊道窑及带有换热器的间歇窑炉是不难做到的。对于烧成温度较低的1100~1200℃陶瓷产品，更可以使用发生炉煤气。
当今陶瓷窑炉的发展趋势是由我们过去说的辊道化、煤气化、轻型化、自动化、大型化向绿色（环保节能型）窑炉方向发展。所谓绿色窑炉，即环保节能型窑炉的标准主要包括：1）低消耗（节能型）。包括低燃料消耗、低电能消耗、低水消耗、低耐火材料及其他资源消耗。2）低污染（环保型）。其中包括低废气（CO2）排放，低SO2及NOx气体排放，低烟尘排放，无黑烟，低污水排放，燃料完全燃烧，低噪音及振动，工作环境舒适。3）低成本。包括初投资成本低，投资回收期短，运行费用低，劳动成本低。4）高效率。窑炉内温度分布均匀，优等品率高，热效率高，操作控制灵活方便，自动化水平高，生产过程适应性强，劳动生产率高，竞争性强，经济效益高
陶瓷窑炉燃料现在还是不能普及到清洁燃料，当今的窑炉燃烧废气还是很严重，为了保护我们的地球，使用清洁燃料迫在眉睫，随着我国科技的发展，气体燃料或者是其他再生能源（太阳能，风能，地热能等），能够广泛应用于陶瓷窑炉事业中，相信就在不久的将来就能实现！
参考资料：1 《燃料及燃烧》
2.《现代陶瓷窑炉燃料的选择》
3.《陶瓷窑炉污染分析》
陶瓷材料的力学性能 陶瓷材料 陶瓷、金属、高分子材料并列为当代三大固体材料之间的主要区别在于化学键不同。 金属：金属键高分子：共价键（主价键）范德瓦尔键（次价键） 陶瓷：离子键和共价键。普通陶瓷，天然粘土为原料，混料成形，烧结而成。 工程陶瓷：高纯、超细的人工合成材料，精确控制化学组成。 工程陶瓷的性能：耐热、耐磨、耐腐蚀、绝缘、抗蠕变性能好。 硬度高，弹性模量高，塑性韧性差，强度可靠性差。 常用的工程陶瓷材料有氮化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、氮化硼等。 一、陶瓷材料的结构和显微组织 1、结构特点 陶瓷材料通常是金属与非金属元素组成的化合物；以离子键和共价键为主要结合键。 可以通过改变晶体结构的晶型变化改变其性能。 如“六方氮化硼为松散的绝缘材料；立方结构是超硬材料” 2、显微组织 晶体相，玻璃相，气相 晶界、夹杂 （种类、数量、尺寸、形态、分布、影响材料的力学性能。 （可通过热处理改善材料的力学性能） 陶瓷的分类 玻璃 — 工业玻璃 (光学，电工，仪表，实验室用)；建筑玻璃；日用玻璃 陶瓷 —普通陶瓷日用，建筑卫生，电器（绝缘） ，化工，多孔 ……特种陶瓷 -电容器，压电，磁性，电光，高温 …… 金属陶瓷 -- 结构陶瓷，工具（硬质合金） ，耐热，电工 …… 玻璃陶瓷 — 耐热耐蚀微晶玻璃，光子玻璃陶瓷，无线电透明微晶玻璃，熔渣玻璃陶瓷 … 2. 陶瓷的生产 (1)原料制备（拣选，破碎，磨细，混合）普通陶瓷（粘土，石英，长石等天然材料）特种
陶瓷（人工的化学或化工原料 --- 各种化合物如氧、碳、氮、硼化合物） (2) 坯料的成形 （可塑成形，注浆成形，压制成形） (3)烧成或烧结 3. 陶瓷的性能 (1)硬度 是各类材料中最高的。 （高聚物<20HV，淬火钢500-800HV，陶瓷1000-5000HV） (2)刚度是各类材料中最高的（塑料1380MN/m2，钢MN/m2) (3)强度理论强度很高（E/10--E/5）；由于晶界的存在，实际强度比理论值低的多。 2 （E/1000--E/100）。耐压（抗压强度高），抗弯（抗弯强度高），不耐拉（抗拉强度很低比抗压强度低一个数量级）较高的高温强度。 (4)塑性：在室温几乎没有塑性。 (5) 韧性差，脆性大。是陶瓷的最大缺点。 (6) 热膨胀性低。导热性差，多为较好的绝热材料（λ=10-2～10-5w/m﹒K） (7)热稳定性 — 抗热振性（在不同温度范围波动时的寿命）急冷到水中不破裂所能承受的最高温度。陶瓷的抗热振性很低（比金属低的多，日用陶瓷 220 ℃） (8)化学稳定性 ：耐高温，耐火，不可燃烧，抗蚀（抗液体金属、酸、碱、盐） (9) 导电性 — 大多数是良好的绝缘体，同时也有不少半导体（ NiO ， Fe3O4 等） (10) 其它： 不可燃烧，高耐热，不老化，温度急变抗力低。 普通陶瓷
目录 第一章总论。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2）第二章项目提出的背景和必要性（6）第三章生产工艺流程和节能减排改造方案（12）第四章建设规模与建设方案（20）第五章节能分析评价（26）第六章环境保护与减排效益（28）第七章劳动安全卫生与消防（32）第八章组织机构与劳动定员（35）第九章工程实施进度（38）第十章投资估算与资金筹措（39）第十一章财务评价（42）第十二章社会评价（49）第十三章结论与意见（51）附表及附件
第一章总论 1.1项目概况 1.1.1项目名称：陶瓷窑炉煤改气节能项目 1.1.2 建设单位：景德镇xxxx陶瓷集团有限公司 1.1.4 建设规模和主要建设内容 本项目不改变原有生产能力，主要是将原有8条陶瓷煤窑进行改造，实现“三个改变”：a.改变燃料结构，改燃煤为烧气；b.改变窑炉结构，由窑车式高耗能煤烧窑炉改造为现代节能型辊道式窑炉；c.改变烧成方式，将匣装隔焰烧炼改为无匣裸烧新工艺。根据产品品种的不同对原有8条窑炉进行合理调配改建。其中5条改为燃气辊道窑；3条改成12座燃气6米3梭式窑。 窑炉年工作日为330天，年总产量为5600万件。 1.1.5 总投资和资金筹措 估算总投资5246万元。其中：固定资产投资5121.7 万元，建设期利息124.3万元。 资金来源为：申请银行贷款2000万元，自筹3246万元。 1.1.6 建设期限：18个月。 1.1.7 项目主要效益预测 项目建成后，节能减排效果好。节约能源折合标准煤19140吨。减少排放烟尘2975吨/年；二氧化硫432吨/年；煤渣11572吨/年。
夏、商、周朝时期的陶瓷文化 商朝殷虚的遗址中挖出的陶片、陶罐包括很多种款式，有灰陶、黑陶、红陶、彩陶、白陶，以及带釉的硬陶，这些陶器上的纹饰、符号、文字与殷商时代的甲骨文和青器有密切的关系。青器的成本高只能为贵族享用，广大民众的各种生活器皿只能采用陶器。因此可以了解商代制陶工艺也得到普遍的发展，带釉的硬陶在这个时期已经出现了，釉色青绿而带褐黄，胎质比较硬，呈灰白色。 陶器在此时已经不在局限於盛物器皿，应用范围较广，大略可分为日用品类、建筑类、殉葬类、祭祀礼器类。朝廷对於制陶工作也很重视。 秦汉时期陶瓷文化 秦汉-古代的建筑多采用木料来架构，不易久存，所以一些伟大的建筑，如秦代的阿房宫和汉代的未央宫，都无法完整保存下来，但仍可在残存的废墟中发现瓦当及汉砖等遗物，藉以略窥古代建筑的规模。 隋唐朝时期的陶瓷文化 西元五百八十九年，杨坚篡北周并南陈，统一中原，改国号为隋，隋的朝代虽短，但在瓷器烧制上，却有了新的突破，不但有青瓷烧造，白瓷也有很好的发展，另外此时在装饰手法上也有了创新，如在器物上另外的泥片—贴花，就是一例。 唐朝时期的陶瓷文化 到了唐代，瓷器制作可为以蜕变到成熟的境界，而跨入真正的瓷器时代。因为陶与瓷的分野，在乎质白坚硬或半透明，而最大的关键在於火烧温度。汉代虽有瓷器，但温度不高，质地脆弱只能算是原瓷，而发展到唐代，不但釉药发展成熟，火烧温度能达到摄氏一千度以上，所以我们说唐代是真正进入瓷器的时代。唐代最著名的窑为越窑与邢窑。 五代十国时期的陶瓷文化 这个时期较为有名的是后周世宗的柴窑，以天青色为主，世宗评为「雨过天晴云破处、者般颜色作将来」，所以有「雨过天晴青」的美称。陶路上记载「青如天、明如镜、薄如纸、声如磬」，可略知其制作精美。 越窑到了五代，一度成为吴越王钱氏的御用器皿，臣庶不得享用，因此当时又称为「秘色窑」，皆属於青瓷的制造。 宋朝时期的陶瓷文化—集瓷器之大成 后周赵匡胤夺取政权，建立宋朝定都开封，历史上称为北宋。宋代的陶瓷氏我国的鼎盛时期，「宋瓷」也是闻名世界。定窑、汝窑、官窑、哥窑、钧窑为五大名窑，形制优美，高雅凝重，不但超越前人的成就，即使后人仿制也少能匹敌。 元朝时期陶瓷文化 元代入主中原九十一年，瓷业较宋代为衰落，然而这时期也有新的发展，如青花和釉里红的兴起，彩瓷大量的流行，白瓷成为瓷器的主流，釉色白泛青，带动以后明清两代的瓷器发展，得到很高的成就。
陶瓷窑炉烟气处理技术 随着国民经济的不断发展，我国陶瓷工业也得到了迅猛发展。2005年我国陶瓷产量：日用陶瓷175亿件，建筑陶瓷35 m2，卫生陶瓷约9 000万件，产量均居世界第一，约占世界的2/3，形势一片大好。但其带来的负面影响——窑炉烟气污染也越来越突出。 我国大气中90%的SO x、85%的CO2、80%的RO x(粉尘)和50%的NO x污染均来自陶瓷窑炉、蒸汽锅炉以及其他各种工业窑炉[1]。据资料统计，目前仅在日用陶瓷、建筑陶瓷生产领域中就有3 000余座燃煤窑炉，达到窑炉总数的70%，因此处理陶瓷窑炉烟气污染就成为了目前应该研究的方向。 笔者结合陶瓷窑炉烟气的污染物形成机制，对目前窑炉烟气的处理技术和发展方向进行了综述。 1 陶瓷窑炉烟气污染产生的机制 陶瓷窑炉烟气中有害物质可分为两类：一类是气相化学物质，另一类是固相的烟尘，都是造成大气污染的主要物质。 1.1 气相化学物质的产生 燃煤产生的气相化学物质主要有SO X和NO X。 （1） SO X是由煤、粘土中的硫化物杂质在800 ℃左右被氧化所致。 在陶瓷生产中不仅燃烧的燃料中含有硫化物杂质，而且原料也有一些含硫的杂质，如：黄铁矿(FeS2)、Fe2(SO4)3、CaSO4、Na2SO4等。这些杂质存在于陶瓷坯体中，在烧成的过程中，要进行一系列氧化还原反应。 （2） NO X的产生类型有3种： a、热力型NO X，燃烧时的空气中带进来的氮在高温下与氧发生反应生成NO X被称为热力型NO X（T －NO X）。 b、燃料型NO X，因为煤中含有许多氮的有机化合物如芳香杂环氮化物、吡咯及衍生物，在高温作用下易产生NH3或HCN氧化生成NO X。 c、快速型NO X，指在燃烧过程中，燃料中的碳氢化合物发生分解，其分解的中间产物和N2反应生成的氮氧化物。快速型NO X生成量很少，可不予考虑。 1.2 固相烟尘的产生 煤被加热350～600 ℃时，大量释放出以碳氢化合物为主的挥发分，进入炉膛空间。但是在低温缺氧条件下,挥发分不可能正常燃烧,发生裂化、脱氢、叠合、环化而生成含碳量多的苯环物质——碳黑；不完全燃烧生成环烃物质——烟炱；还可能因还原反应而分解出游离的碳粒；由烟气带出的飞灰和未燃尽的煤炭颗粒微尘；这些物质总称烟尘。全世界每年约有1亿t烟尘排放到空气中，如不及时处理，不仅会污染环境，而且会损害人类的健康。 2 烟气脱硫（FGD）
陶瓷工业窑炉能耗现状及节能技术 一．陶瓷工业窑炉概况 陶瓷工业窑炉按样式分：辊道窑、隧道窑、梭式窑。按热源分：燃油窑、燃气窑、电窑、微波窑。陶瓷产品主要分为：建筑陶瓷、日用陶瓷、卫生陶瓷、特种陶瓷。 建筑陶瓷具有薄、平、规则的特点，全部采用辊道窑快速烧成。日用陶瓷根据产品的各自特点，小而薄的可采用辊道窑烧成；大而不规则的则采用隧道窑烧成。卫生陶瓷大多体型大，不规则，厚度不一多采用隧道窑或梭式窑生产。特种陶瓷根据产品的样式以及物理化学要求大多采用电辊道窑、燃气梭式窑或微波窑烧成。 二．能耗因素 影响陶瓷窑炉能耗的因素有： 1.窑炉样式。隧道窑、梭式窑的窑车具带走的热量占窑炉 总耗热的20%左右。国内辊道窑能耗在450—1200Kcal/kg 瓷，隧道窑的能耗在1000Kcal/Kg瓷以上。 2.窑炉结构。窑墙的保温蓄热性能、窑顶结构对于气体流动 的影响、各种管道分布的合理性及对热量的利用率的影响。 3.窑炉尺寸。窑炉宽度增加1m，单位制品的能耗大概减少 2.5%。窑炉越长，窑头排烟带走的热量就越少。窑炉越高， 散热面积越大，能耗越大。
4.窑炉燃料。同样的温度要求下，洁净燃料所需的空气量和 产生的烟气量少，排烟带走的热量就少。微波、电热、燃气、燃油、燃煤窑炉的能耗依次增大。 5.窑炉材料。窑体材料的热导率越低，窑体散热越少，材料 越轻，窑体蓄热越少。 6.窑炉控制。目前国内大多采用计算机自动监测控制系统， 合理调节窑内温度、压力、气氛，从而减少燃料消耗；合理调节风机和传动电机频率，减少无用功。 7.窑炉烧嘴。目前国内新建窑炉大多采用高速预混式节能烧 嘴，该烧嘴可调节空气过量系数，高速，减少宽断面温差。 8.窑炉余热的回收利用。目前国内陶瓷窑炉基本都采用直接 热回收利用的方式，如：加热空气、干燥坯体等，动力回收的很少。 9.产品。产品的原料、规格、性能的不同，烧成参数也不同， 能耗自然也不同，产品烧成温度降低100℃,单位产品热耗可降低10%。目前广东外墙砖的能耗大概为530—1000Kcal/Kg瓷，仿古砖480—700Kcal/Kg瓷，抛光砖530—800Kcal/Kg瓷，日用卫生陶瓷大概为1000—2000Kcal/Kg瓷。 三.几种常见窑炉的能耗或节能成果。 辊道窑： 辊道窑因其机械自动化程度高、结构简单、产量大深受
陶瓷废料的综合利用现状 2006-1-5 1 前言 随着社会经济及陶瓷工业的快速发展,陶瓷工业废料日益增多,它不仅对城市环境造成巨大压力,而且还限制了城市经济的发展及陶瓷工业的可持续发展,所以陶瓷工业废料的处理与利用非常重要。目前,我国陶瓷工业废料的处理与利用程度比较低,资金紧缺,致使大量废渣挤占耕地,使水和空气受到污染。特别是近20年的高速发展,陶瓷业随着产量的增加,废料的数量越来越多,根据不完全统计:仅佛山陶瓷产区,各种陶瓷废料的年产量已经超过400万吨,而全国陶瓷废料的年产量估计在1000万吨左右,如此大量的陶瓷废料已经不是简单填埋可以解决的问题,而且随着经济的日益发展和社会的进步,环境已经成为人们关注的焦点,陶瓷废料的堆积挤占土地,影响当地空气的粉尘含量,而陶瓷废料的填埋耗费人力物力,还污染地下水质,如何变废为宝,化废料为资源,已经成为科技和环保部门的当务之急。 因此,我国必须高度重视对陶瓷生产中废料的再循环和利用,把它提高到环境材料学的高度加以研究和利用,提高到全民绿色环保的高度加以重视和解决。 2 废料的来源与分类 陶瓷工业废料主要是指陶瓷制品生产过程中,由于成形、干燥、施釉、搬运、焙烧及贮存等工序中产生的废料, 通常大致分类如下。 (1)坯体废料主要是指陶瓷制品焙烧之前所形成的废料,包括上釉坯体废料及无釉坯体废料。 (2)废釉料是在陶瓷制品的生产过程中(抛光砖的研磨、抛光及磨边倒角等深加工工序除外)所形式的污水,污水经净化处理后形成的固体废料,通常含有重金属元素,按其化学含量多少可分为有毒废釉料和有害废釉料。 (3)烧成废料是陶瓷制品经焙烧后生成的废料,主要是烧成废品和在贮存和搬运等生产工序中的损坏而造成的。 (4)采用重油或煤作为燃料的陶瓷窑炉,由于重油及煤的机械不完全燃烧损失及化学不完全燃烧损失偏高,形成了大量未燃烬的游离碳,极易污染陶瓷制品。因此,日用陶瓷制品通常采用隔焰加热的方式进行焙烧。而获得隔焰加热方式最经济的方法是采用匣钵焙烧,此外,极个别的小型墙地砖生产企业采用多孔窑焙烧制品时仍需利用匣钵。由于匣钵多次承受室温,高温室温的热应力作用及装钵过程中的搬运、碰撞等易于损坏而成为匣钵废渣。 (5)瓷质砖及厚釉砖等经刮平定厚、研磨抛光及磨边倒角等一系列深加工成为光亮如镜及平滑细腻的抛光砖制品后,产生大量的砖屑。研磨抛光工序通常将从砖坯表面去除0.5-0.7 毫米表面层,有时甚至高达1-2毫米,那么生产1平方米抛光砖将形成1.5公斤左右的砖屑,若以年产40万平方米抛光砖的抛光生产线为例,那么每年约产生840万吨左右的抛光砖废渣。 3 国内外的综合利用 3.1用来生产陶瓷砖 3.1.1用于瓷砖坯料 建筑陶瓷企业在从事生产时也会造成许多种类的工业废料。如用于淘洗原料及冲刷设备排出的废泥水、烧成后的瓷砖废品、不可再用的匣钵与窑具等。当前,对陶瓷厂自身产生的工业废料的回收利用的研究已取得突破性进展。废弃的泥水经回收、拣去杂物、除铁外,又可以添加入瓷砖的配料中用于瓷砖坯料。对于废品、废匣钵与废窑具之类经过高温烧成的废料,也可采用重新粉碎加工方法,将其磨碎成粒径在5mm以下,然后按 3w%的比例添加到瓷砖或西式瓦的配料中用于瓷砖坯料。近年来,日本许多建陶企业都配备了带式回转磨机装置,专门对企业内产生的废料进行再加工与回收利用,取得明显的经济效益与社会效益。国际上许多国家已将绿色陶瓷制品定位为在生产线上不形成污染的产品。让陶瓷企业真正形成无废料排放、实现良性循环的生产体制,已成为许多建陶企业追逐的目标。
我国陶瓷窑炉技术水平现状与发展思路 标签：陶瓷、窑炉、技术、发展2007-04-06 00:10 我国陶瓷窑炉技术水平现状与发展思路 1、引言 窑炉是陶瓷生产中最重要的烧成设备。我国陶瓷行业自古就有“生在成型，死在烧成”、“三分做、七分烧”及“陶瓷是火里求财”等行业名谚。古代窑工在开始烧窑前均举行敬窑神的活动，并每年定期到窑神庙、火神庙进行祭祀、祈盼提高烧窑的成功率与瓷业的兴旺。从中可知窑炉及烧成的利害关系。 我国陶瓷历史悠久，又是最早发明与使用瓷器的国度，其中高超的筑炉技术与精湛的烧成技巧发挥了极为重要的作用。从上溯万年前的野烧（即用柴堆将坯体围在中间的露天烧成方法），发展到地下式的穴窑，半地下式的土窑，到唐宋时代已发到南方普遍采用连室式龙窑，烧柴、采用还原焰；北方盛行以馒头窑代表的间歇式窑炉，烧煤、采用氧化焰。在产品特色上亦分成“南青北白”的艺术特色，从此而形成明显的分野。中国陶瓷窑炉技术水平之高，远远领先于国外诸国。直到１８世纪欧洲人才开始生产仿中国风格的瓷器，而缺乏松柴资源的日本，直到１９世纪才掌握用煤炭烧窑的技术。回顾这些光辉灿烂的历史，作为中国人不能不引以为自豪。 但是，历史的发展往往是曲折的。近２００年来，在中国发展步伐减缓的时刻，西方国家的陶瓷生产技术发展迅速，后来居上。尤其是德国、意大利及日本等国的陶瓷业进步很快，以其先进的技术设备，包括先进的窑炉与烧成技术领先于中国。世界陶瓷窑炉的发展，近百年来在经历了圆窑、推板窑、隧道窑后，已经进入全自动控制的辊道窑与梭式窑时代。由于技术设备先进，电脑控制软件的灵敏，陶瓷制品的烧成优品率、能耗及生产效率都发生了翻天覆地的变化。尤其是近５０年的变化，更为引人瞩目。 我国陶瓷行业于２０世纪８０年代起，先后从国外引进了大量的陶瓷生产线，尤其是建筑陶瓷生产线的引进取得巨大的成功，从而仅用不到２０年的时间内，已迅速发展为世界上最大的建筑卫生陶瓷生产大国，我国的陶瓷窑炉设备与烧成技术水平也获得巨大的进步。综观目前我国陶瓷窑炉技术现状，存在着土、洋并举，先进与较落后相跻、中外技术相互融合或冲撞的复杂的局面。当前需要对国内陶瓷窑炉的技术水平、发展动向及新型窑炉前景进行分析，以确定未来适合国情特色的发展方向，从而保证中国陶瓷业在２１世纪健康、持续发展。 ２、目前国内窑炉技术水平现状 所谓技术水平，是指某种窑炉在生产效率、节能、节约耗材、热能利用（热效率）、控制操作及环境保护等方面达到的技术经济指标。国际陶瓷行业在对窑炉技术设备进行评估亦大体采用以上标准。我国地域辽阔，各地区经济发展水平与技术水平状况，存在很大差异。而且在同一地区乃至同一企业，生产不同的产品，在窑炉形式选择及技术水平方面亦有不同的变化。概括来讲，我国目前正在使用的窑炉种类及技术经济评估如下。（由于采取的某些技术数据出处不一，仅供参考）。 （１）圆窑：
地砖一般可分为：抛光砖、玻化砖、釉面砖、马赛克等 一、釉面砖 1、顾名思义，釉面砖就是砖的表面经过烧釉处理的砖。它基于原材料的分别，可分为两种：1) 陶制釉面砖，即由陶土烧制而成，吸水率较高，强度相对较低。其主要特征是背面颜色为红色。 2) 瓷制釉面砖，即由瓷土烧制而成，吸水率较低，强度相对较高。其主要特征是背面颜色是灰白色。 要注意的是，上面所说的吸水率和强度的比较都是相对的，目前也有一些陶制釉面砖的吸水率和强度比瓷制釉面砖好的。 2、釉面砖的釉面根据光泽的不同，还可以分为下面两种： 1) 亮光釉面砖。适合于制造"干净"的效果。 2) 哑光釉面砖。适合于制造"时尚"的效果。 3、常见问题 釉面砖是装修中最常见的砖种，由于色彩图案丰富，而且防污能力强，被广泛使用于墙面和地面之中，常见的质量问题主要有两方面： 1) 龟裂 龟裂产生的根本原因是坯与釉层间的应力超出了坯釉间的热膨胀系数之差。当釉面比坯的热膨胀系数大，冷却时釉的收缩大于坯体，釉会受拉伸应力，当拉伸应力大于釉层所能承受的极限强度时，就会产生龟裂现象。 2) 背渗 不管那一种砖，吸水都是自然的，但当坯体密度过于疏松时，就不仅是吸水的问题了，而是渗水泥的问题。即水泥的污水会渗透到表面。 4、常用规格 正方形釉面砖有152×152mm、200×200mm、长方形釉面砖有152× 200mm、200×300mm等，常用的釉面砖厚度5mm及6mm。 二、通体砖 通体砖的表面不上釉，而且正面和反面的材质和色泽一致，因此得 名。 通体砖是一种耐磨砖，虽然现在还有渗花通体砖等品种，但相对来说， 其花色比不上釉面砖。由于目前的室内设计越来越倾向于素色设计，所以 通体砖也越来越成为一种时尚，被广泛使用于厅堂、过道和室外走道等装 修项目的地面，一般较少会使用于墙面，而多数的防滑砖都属于通体砖。 通体砖常有的规格有300x300mm、400x400mm、500x500mm、600x600mm、 800x800mm等等。 三、抛光砖 抛光砖就是通体坯体的表面经过打磨而成的一种光亮的砖种。抛光砖属于通体砖的一种。相对于通体砖的平面粗糙而言，抛光砖就要光洁多了。抛光砖性质坚硬耐磨，适合在除洗手间、厨房和室内环境以外的多数室内空间中使用。在运用渗花技术的基础上，抛光砖可以做出各种仿石、仿木效果。 也许是业内的大意，也许是业内的故意，抛光砖却留下了一个致命的缺点：易脏。这是抛光砖在抛光时留下的凹凸气孔造成的，这些气孔会藏污纳垢，以致抛光砖谈污色变，甚至一些茶水倒在抛光砖上都回天无力。
陶瓷窑炉设计 2007-04-19 18:13 在设计窑炉时，一般需要考虑两个问题：一是窑体本身的材质和结构等方面的问题；二是向被烧产品的传热问题。不言而喻，不管窑体建造得如何坚固，只要烧出的产品不好也是没有用的。因此，设计窑炉时不重视对被烧制品的传热问题是一个重大失误，因为向被烧制品传热是建窑的唯一目的。 窑的用途是烧制一件件个别制品，但几乎所有人对窑的这一用途缺乏正确的理解。许多窑炉建造者认为窑的用途是为烧制大量制品提供一个受热的容器。许多窑炉使用者也持有这种观点。 窑内的每一件制品必须受到同样的热处理。如果制品在造型、规格以及重量方面越接近，那么制品的平均质量就会越高。哪一件制品受热越均匀，哪一件制品在烧成质量就越高。整个窑炉的温度越均匀，窑内所有制品的烧成质量也越高。那些在设计中适当考虑了加热方式的窑炉，总是比未考虑传热原则的窑炉更好用。 尽管谁也不愿意在窑炉设备上多耗资，但高质量产品所获取的利润足以弥补较高的设备投资。事实上，与那些廉价设备生产的制品相比，好设备在每件制品上所消耗的设备成本更低。 表1是现代化窑炉与传统窑炉的比较。数据表明，新型窑炉的生产能力提高了50%。甚至在采用与传统窑炉相同烧成周期的情况下使用，新型窑炉的使用费用也仍然较低。若按照新型窑炉的生产效率使用时，不仅其单位重量制品的烧成成本降低了20%，而且所产量也提高了50%。 表1 传统窑炉与新型窑炉的比较 表2是具有较小尺寸但却有相同年产量的新型窑炉与传统窑炉的比较。表2说明：新型窑炉不但造价较低，而且单位重量制品的烧成成本也比传统窑炉降低16%。 表2 传统窑炉与产量相同但容量更小的新型窑炉的比较
中国陶瓷发展史 中国就是瓷器的故乡,中国瓷器的发明就是中华民族对世界文明的伟大贡献,在英文中"瓷器"(china)一词也有"中国"的意思。大约在公元前16世纪的商代中期,中国就出现了早期的瓷器。因为其无论在胎体上,还就是在釉层的烧制工艺上都尚显粗糙,烧制温度也较低,表现出原始性与过渡性,所以一般称其为"原始瓷"。 瓷器脱胎于陶器,它的发明就是中国古代先民在烧制白陶器与印纹硬陶器的经验中,逐步探索出来的。烧制瓷器必须同时具备三个条件:一就是制瓷原料必须就是富含石英与绢云母等矿物质的瓷石、瓷土或高岭土。二就是烧成温度须在1200℃以上。三就是在器表施有高温下烧成的釉面。 原始瓷作为陶器向瓷器过渡时期的产物,与各种陶器相比,具有胎质致密、经久耐用、便于清洗、外观华美等特点,因此发展前景广阔。原始瓷烧造工艺水平与产量的不断提高,为后来瓷器逐渐取代陶器,成为中国人日常生活的主要用器奠定了基础。 中国瓷器就是从陶器发展演变而成的,原始瓷器起源于3000多年前。至宋代时,名瓷名窑已遍及大半个中国,就是瓷业最为繁荣的时期。当时的钧窑、哥窑、官窑、汝窑与定窑并称为五大名窑。被称为瓷都的江西景德镇在元代出产的青花瓷已成为瓷器的代表。青花瓷釉质透明如水,胎体质薄轻巧,洁白的瓷体上敷以蓝色纹饰,素雅清新,充满生机。青花瓷一经出现便风靡一时,成为景德镇的传统名瓷之冠。与青花瓷共同并称四大名瓷的还有青花玲珑瓷、粉彩瓷与颜色釉瓷。另外,还有雕塑瓷、薄胎瓷、五彩胎瓷等,均精美非常,各有特色。 多姿多彩的瓷器就是中国古代的伟大发明之一,"瓷器"与"中国"在英文中同
为一词,充分说明中国瓷器的精美绝伦完全可以作为中国的代表。而各个时期的陶瓷文化展现着不同的风采。 夏、商、周朝时期的陶瓷文化 商朝殷虚的遗址中挖出的陶片、陶罐包括很多种款式,有灰陶、黑陶、红陶、彩陶、白陶,以及带釉的硬陶,这些陶器上的纹饰、符号、文字与殷商时代的甲骨文与青器有密切的关系。青器的成本高只能为贵族享用,广大民众的各种生活器皿只能采用陶器。因此可以了解商代制陶工艺也得到普遍的发展,带釉的硬陶在这个时期已经出现了,釉色青绿而带褐黄,胎质比较硬,呈灰白色。 陶器在此时已经不在局限於盛物器皿,应用范围较广,大略可分为日用品类、建筑类、殉葬类、祭祀礼器类。朝廷对於制陶工作也很重视。 秦汉时期陶瓷文化 秦汉-古代的建筑多采用木料来架构,不易久存,所以一些伟大的建筑,如秦代的阿房宫与汉代的未央宫,都无法完整保存下来,但仍可在残存的废墟中发现瓦当及汉砖等遗物,藉以略窥古代建筑的规模。 隋唐朝时期的陶瓷文化 西元五百八十九年,杨坚篡北周并南陈,统一中原,改国号为隋,隋的朝代虽短,但在瓷器烧制上,却有了新的突破,不但有青瓷烧造,白瓷也有很好的发展,另外此时在装饰手法上也有了创新,如在器物上另外的泥片—贴花,就就是一例。 唐朝时期的陶瓷文化 到了唐代,瓷器制作可为以蜕变到成熟的境界,而跨入真正的瓷器时代。因为陶与瓷的分野,在乎质白坚硬或半透明,而最大的关键在於火烧温度。汉代虽有瓷器,但温度不高,质地脆弱只能算就是原瓷,而发展到唐代,不但釉药发展成熟,火烧
陶瓷窑炉燃料现状分析 （Analysis of ceramic kiln fuel） 摘要：全国迅猛发展的陶瓷业对我国的环境造成很大的污染，由于环境保护的需要，现代陶瓷窑炉在选择燃料方面赢着重考虑使用清洁燃料。 Abstract：The rapid development of the country on China's environment ceramics lot of pollution, due to need for environmental protection, modern ceramic kiln fuel in the choice of focus to consider the use of clean fuels win. 关键词：陶瓷窑炉燃料分析环保 我国是陶瓷生产大国，日用瓷和建筑卫生陶瓷的产量均居世界第一。据有关资料显示，2003年建筑陶瓷产量达30亿平方米，占全世界总产量的40%;卫生陶瓷6000万~6500万件，全国有陶瓷厂上万家，拥有大小窑炉几万条，消耗能源4000万~5000万吨标准煤。然而，我国是一个能源资源相对贫乏的国家，人均能源可采储量2000年石油为2.6吨、天然气为1074立方米、煤炭为90吨，分别为世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%，远远低于世界的平均水平。而陶瓷行业是一个高能耗的行业，能耗占陶瓷生产成本的30%~40%，陶瓷的高能耗必然带来高污染 全国迅猛发展的陶瓷业对我国的环境造成很大的污染，特别是陶瓷发展迅速的瓷区及周边地区更为严重。广东省内除佛山地区外，其他地区，如深圳、东莞、清远、潮州等地及全国各主要瓷区已出现不少有关陶瓷厂烟囱废气污染而造成附近农民果树及农作物枯死失收等纠纷。另外，窑炉废气易造成酸雨，广东每年因酸雨损失多达40亿元。因此，节能降耗减少陶瓷窑炉污染是陶瓷生产的大势所趋，也是陶瓷工业可持续发展的重要条件。 窑炉结构不合理造成热污染据报道，我国共有建筑卫生陶瓷厂3000多家，有大小窑炉上万座，年耗标准煤近500万吨。而能源的利用率仅是美国的一半，即28%~30%.这些窑炉中，很大部分仍是砖砌式窑墙结构，窑墙厚。早期的隧道窑，窑墙厚达1~2米，由于大都是重质耐火砖，导热系数大，故窑墙外表面温度高，有的高达300~400℃，不但造成了热损失，降低了窑炉的热效率，还造成严重热污染。如车间窑炉旁温度高达几十摄氏度，造成车间环境恶劣，严重影响窑炉操作工人的身体健康。 燃料和燃烧方式不同形成的污染物不同 (一)以煤为燃料我国是煤炭储量大国，同时也是世界上最大的煤炭消费国，耗煤量占世界总耗煤量的1/4，2000年煤产量达14.5亿吨，这么多煤炭，大部分都作为燃料烧掉，故煤炭作为燃料直接燃烧是我国大气污染的主要根源。目前我国大气中90%的SO2、85%的CO2、80%的ROx(粉尘)和50%的NOx均来自煤的燃烧。 陶瓷窑炉使用燃料多种多样，而煤占燃料总消耗量的2/3，由于燃煤窑炉建造费用和燃料成本低，煤炭资源丰富，分布广泛，可就地取材，所以对大、中、小陶瓷
中国陶瓷发展史 中国陶器，发明于伏羲神农之时，而瓷的名称，则始于汉代，真正成功于李唐。宋世，瓷业大盛，定、汝、官、哥、均，名垂千古。明人继之，宣德、成化之作，尤为特出。清代，则古雅浑朴，不如前人，但是精巧华丽，美妙绝伦，康乾所制，更有出类拔萃之概. 就瓷器的功能而言，主要有以实用为主的日用瓷和以观赏为主的艺术瓷，除此尚有卫生建筑和特种工业瓷等;就瓷器的装饰工艺而言，有釉下装饰、釉上装饰、釉中装饰、高低温颜色釉装饰、色釉彩装饰和多种工艺综合运用等几大装饰类别，工艺品种和表现形式琳琅满目，各具特色。 20世纪中国瓷器艺术的发展大致可分为50年代前和50年代后两大阶段。前半葉，中国社会并未改变半殖民地半封建的性质，国无宁日、经济衰败、民不聊生。尤其是日本的侵华战争，给中华民族带来深重的灾难。在这样的国运天时下，整个陶瓷事业濒临于人亡艺绝之境。然而，也有不少有志之士与爱国的陶工及匠师们结合起来，为陶瓷的发展而拼搏努力。醴陵釉下五彩能在本世纪初创制出来，不能不说是个乱世之奇。活跃于20年代后的景德镇“珠山八友”，将文人画技法和审美意识带人瓷壇，形成了一代画风，其余辉至今犹存。在制瓷技术上，先后引进和小规模地试验了煤窑窑炉设计及烧成技术，新法选矿及粉碎技术，机械练泥和成型以及吹釉技术，石膏模具使用，注浆成型技术，新彩及釉上、釉下贴 花装饰工艺等。它为后来的瓷器艺术改善了工艺条件，推广了先进技术。但整体上说，本世纪前半葉是中国瓷器艺术黯淡失色的历史时期，直到本世纪50年代，长期动荡的社会得以安定，国民经济得到迅速恢复和发展。国家对整个工艺美术采取了一系列“保护、发展、提高”的方针，实施了一系列较大举措:如把“散之四方”的能工巧匠重新组织起来，提高其待遇，鼓励其带徒传艺;各地陶瓷研究
陶瓷工业窑炉烟气一体化治理研究 夏 清 曾光明 李彩亭 叶 昌 (湖南大学 长沙 410012) (湖南轻工业高等专科学校 长沙 410007) 摘 要 分析了燃煤窑炉在陶瓷工业中存在的必然性,阐述了陶瓷工业燃煤窑炉产生大气污染的机理,研究出一种除尘、消烟、脱硫一体化的陶瓷燃煤窑炉烟气净化装置。 关键词 燃煤窑炉 烟气 除尘 消烟 脱硫 净化装置 概述 陶瓷工业是高能耗、高资源消耗、产生高污染的行业,尤其是对大气环境的污染非常严重。这是由于经过成形、上釉的半成品,必须通过高温烧成才能获得瓷器的一切特性。陶瓷窑炉使用的燃料多种多样,而煤占燃料总消耗量的2/3,燃气窑炉排放的烟尘很少很少,燃油窑炉排放的烟尘不多,黑烟、粉尘污染远低于燃煤窑炉。但对一个陶瓷企业而言,窑炉及燃料的选择需考虑多方面的因素,涉及问题较广,并非完全取决于烟尘生成量的多少。重(渣)油是用原油经常压或减压蒸馏提取馏分后的残油,重油作为一种经济、安全、热值高的燃料在工业窑炉上利用较多,然而,由于我国炼油技术不断提高,企业使用的重油越来越差(粘度高、雾化困难,燃烧性能不好),从而也影响了它在陶瓷窑炉中的广泛使用。轻柴油是动力燃料,用作窑炉燃料,生产成本相对较高。气体燃料作为一种洁净燃料,是窑炉的最佳燃料也是陶瓷工业燃料的发展方向,但采用天然气和焦炉煤气要受地方限制,采用发生炉煤气,则要建煤气发生站,投资巨大,对气化用煤又有严格要求,且三废处理也是一大难题。我国是一个陶瓷生产大国,但不是生产强国。这体现在中小企业居多,如果都要求使用燃气或燃油窑炉燃烧洁净燃料,这是不大现实的。虽然燃煤会产生烟尘污染,劳动强度大,但由于燃煤窑炉建造费用和燃料成本低,并且我国煤炭资源丰富,分布广泛,可以就地取材,所以对广大中小陶瓷企业,特别是乡镇企业,今后很长一段时间内,仍将使用燃煤窑炉,这也符合我国当前的能源政策。据资料统计,目前仅在日用陶瓷,建筑陶瓷生产领域中就有3000余座燃煤窑炉,达到窑炉总数的70%,另外在这些陶瓷企业中服务生产的锅炉也是燃煤的,也产生很多的烟尘,加重了烟气对环境的危害。 陶瓷燃煤窑炉主要有倒焰窑、推板窑、隧道窑3种类型,燃烧室的结构基本相同,都采用简单传统的梁状水平、倾斜炉栅,燃煤方式属于加煤层状燃烧,它们最大的缺点在于燃烧过程不稳定,燃烧条件不充分,不完全燃烧损失大。对烧成产品而言,需采用有匣烧成,否则,产品的表观质量根本无法保证。对环境而言,产生的污染很大。燃煤窑炉已成为当地大气污染的主要污染源,严重危害人们的身体健康和人类生存环境。特别是些老瓷区,林立的烟囱整日喷出的是滚滚浓烟,使“天不蓝、水不清、山不绿”,目前已成为环境污染的重灾区。因此必须对此进行治理。 1 燃煤窑炉产生烟气污染的机理 陶瓷工业窑炉烟气中有害物质可分为两类:一类是气相化学物质,如SO x、NO x等,另一类是固相的烟尘。都是造成大气污染的主要污染物质之一。 SO x是由煤、粘土中的硫化物杂质在800℃左右被氧化所致。 FeS2+O2 350～450℃ FeS+SO2← 4FeS+7O2 500～800℃ 2Fe2O3+4SO2← 烧成过程中形成的NO x包括由燃料中固定氮生成的和由大气中氮生成的。这些气相物质是酸雨的主要来源。每座窑每小时排SO2量6.43～9.35㎏。SO2量与燃料的含硫量大小有直接关系。固体或液体燃料完全燃烧生成的二氧化硫量可用下式计算: SO2=2×(SB/100)(㎏/h) 式中:S———燃料中的含硫量,%; B———燃料消耗量,㎏/h。 烟尘不仅妨碍植物的光合作用,影响气候和危害建筑物,还使人类的心血管疾病、呼吸道疾病和肺癌的发病率与死亡率增加。陶瓷燃煤窑炉大都采用挥发分含量较高的烟煤为燃料,人工加煤。烟煤在简单的梁状倾斜炉栅上进行层状燃烧,燃料层结构如图1所示。上部是加入的新煤层,中部是灼热燃烧的焦炭层,下部是灰渣层,空气从炉栅之间缝隙吸入助燃,燃烧由下往上进行。刚加煤时,新煤覆盖在燃烧着的焦炭上,下面受高温火焰和灼热焦炭的加热,上面受炉膛高温炉壁的热辐射, 国家自然科学基金(49201015)、教育部优秀年轻教师基金、湖南省优秀中青年科技基金资助项目
陶瓷窑炉的烧成制度分为温度制度、压力制度和气氛制度。其中温度制度和气氛制度直接影响产品的产量的质量，而压力制度保证温度和气氛制度的实现。它们之间既相互影响又相互辅助，在现代陶瓷窑炉中，由于在结构上与传统窑炉相比有了较为明显的变化，一些新方法，新技术已应用于现代陶瓷窑炉中，故而烧成制度，尤其压力制度呈现出了新的特点。从而要求温度和气氛制度与之相适应。一、现代陶瓷窑炉烧成制度最近几年，随着陶瓷窑炉的引进、消化吸收和对传统窑炉的改造，现代陶瓷窑炉已经在陶瓷工业中占到统治地位。比传统窑炉，无论是在预热带、烧成带和冷却带，现代陶瓷窑炉都应用了新方法、新技术。比如：在预热带，现代窑炉都较为普遍地使用了顶吹和侧吹气幕风。这对于调节预热带上下温差，升温速率的缓急和窑头温度有关至关重要的作用，气幕风的使用，使得在预热带上部的一段区域内呈现一定程度的正压，而不象传统窑炉预热带全呈匀压的状态。由于大部分窑炉都使用洁净化的燃料，如城市煤气、液化石油气和天然气，故而现代陶瓷窑炉自动控制水平提高，最高温度点能够控制到±1℃的范围内，并且能长期保持稳定，在冷却带，急冷风由狭缝式改为排管式冷却，冷却效果均匀稳定，在传统窑炉中，由于急冷风比较集中并且量大，急冷温度一般都在750℃以上，而在现代窑炉中，急冷温度甚至可以降到600℃左右，在烧瓷片和日用瓷的辊道窑中，急冷温度甚至可以降到550℃以下而不会出现风惊缺隐。在压力制度方面，一般来讲，窑炉的最大压点是在急冷和烧成带尾部之间，在传统窑炉中一般在1.5-1.8mm水柱；即15-18Pa，而在现代陶瓷窑炉中，压力在5-8Pa左右，在缓冷带，美国SD和意大利西蒂等公司的窑炉中还采用了顶吹和侧吹结构。此外，现代陶瓷窑炉的新型保温砌体和低蓄热窑车的应用，都使得现代陶瓷窑炉无论是在产品产量、质量，以及产品能耗方面与传统窑炉相比呈现出巨大优势。在产品质量上，现代窑炉的烧成缺陷非常低，合格率、优级品率很高。在产量方面，一般都在50万件以上，在我们调试过的美国SD公司的窑炉，断面3.8米年产量在100万件。窑炉适应能力强，高、中、低档产品在同一窑炉中都能有非常好的烧成质量。产品能耗低、周期短，并且如果压力制度调节合适，产品出窑温度也很低，能够达到60℃以下。由于新方法、新技术的应用，现代陶瓷窑炉的调试极为方便，和传统窑炉相比，更加有规律可循。故而现代窑炉产量高、缺陷低，并且能够长期保持稳定。但现代陶瓷窑炉在结构上，设备上与传统窑炉相比，毕竟有所不同，沿有过去的传统思想和方式，会产生一系列的偏差，这一点主要体现在烧成制度中温度制度和压力制度相互适应上。在现代陶瓷窑炉中，要掌握其调试方法，必须认清和掌握现代陶瓷窑炉中各种布置的特点和作用，只有这样，才能充分地利用这些新技术、新方法。二、现代陶瓷窑炉中烧成制度的制定1、在现代陶瓷窑炉中，温度制度和压力制度的配合尤为重要，总体来讲，现代窑炉，由于使用的是保温砌体，低蓄热窑车，燃料是洁净化气体燃料，以及自动化控制。产品能耗是很低的（和传统窑炉相比）。反映在窑炉上，就是整体窑炉的烟气量的降低，所以无论是预热带、烧成带和冷却带的压力普遍下降，这就要求整个窑炉的送风和排烟抽热要有良好的配合。一般来讲，在整个窑炉内部应掌握三个平衡，一是预热带和烧成带之间的平衡，二是冷却带中、急冷风和窑尾送风与抽热之间的平衡。三是窑内压力和窑下压力之间的平衡。这三个平衡哪一个平衡做得不好，都会对产品质量窑炉使用寿命造成影响。在此方面，一些教料书和技术资料中有详尽论述，在本文不再重复。需要注意的是，窑头的气幕风机和窑尾风机、缓冷带的顶吹、侧风机都地对整个窑炉的温度和整窑的压力产生影响，调试时一定要综合考虑。2、在现代陶瓷窑炉中，预热带和冷却带的温度压力制度的调节是很方便的。技术人员可综合升温速度，上下温差、晶型转换等工艺因素，再结合排烟和气幕风机以及各分类闸板的开度可以实现升（降）温的缓急。需注意的是在调节气幕风机时，不要频繁并且动作幅度不宜过大，否则会出现窑脏等缺陷。在冷却带，冷风的鼓入应尽量由上部鼓入，抽热由上部抽出。急冷的温度在保证不出风惊的情况下，尽量降低一些，以缓解缓冷段的压力。3、在烧成带，制定温度曲线一定要与压力制度有效地结合起来，
中国陶瓷发展史 中国是瓷器的故乡，中国瓷器的发明是中华民族对世界文明的伟大贡献，在英文中"瓷器"(china)一词也有"中国"的意思。大约在公元前16世纪的商代中期，中国就出现了早期的瓷器。因为其无论在胎体上，还是在釉层的烧制工艺上都尚显粗糙，烧制温度也较低，表现出原始性和过渡性，所以一般称其为"原始瓷"。 瓷器脱胎于陶器，它的发明是中国古代先民在烧制白陶器和印纹硬陶器的经验中，逐步探索出来的。烧制瓷器必须同时具备三个条件：一是制瓷原料必须是富含石英和绢云母等矿物质的瓷石、瓷土或高岭土。二是烧成温度须在1200℃以上。三是在器表施有高温下烧成的釉面。 原始瓷作为陶器向瓷器过渡时期的产物，与各种陶器相比，具有胎质致密、经久耐用、便于清洗、外观华美等特点，因此发展前景广阔。原始瓷烧造工艺水平和产量的不断提高，为后来瓷器逐渐取代陶器，成为中国人日常生活的主要用器奠定了基础。 中国瓷器是从陶器发展演变而成的，原始瓷器起源于3000多年前。至宋代时，名瓷名窑已遍及大半个中国，是瓷业最为繁荣的时期。当时的钧窑、哥窑、官窑、汝窑和定窑并称为五大名窑。被称为瓷都的江西景德镇在元代出产的青花瓷已成为瓷器的代表。青花瓷釉质透明如水，胎体质薄轻巧，洁白的瓷体上敷以蓝色纹饰，素雅清新，充满生机。青花瓷一经出现便风靡一时，成为景德镇的传
统名瓷之冠。与青花瓷共同并称四大名瓷的还有青花玲珑瓷、粉彩瓷和颜色釉瓷。另外，还有雕塑瓷、薄胎瓷、五彩胎瓷等，均精美非常，各有特色。 多姿多彩的瓷器是中国古代的伟大发明之一，"瓷器"与"中国"在英文中同为一词，充分说明中国瓷器的精美绝伦完全可以作为中国的代表。而各个时期的陶瓷文化展现着不同的风采。 夏、商、周朝时期的陶瓷文化 商朝殷虚的遗址中挖出的陶片、陶罐包括很多种款式，有灰陶、黑陶、红陶、彩陶、白陶，以及带釉的硬陶，这些陶器上的纹饰、符号、文字与殷商时代的甲骨文和青器有密切的关系。青器的成本高只能为贵族享用，广大民众的各种生活器皿只能采用陶器。因此可以了解商代制陶工艺也得到普遍的发展，带釉的硬陶在这个时期已经出现了，釉色青绿而带褐黄，胎质比较硬，呈灰白色。 陶器在此时已经不在局限於盛物器皿，应用范围较广，大略可分为日用品类、建筑类、殉葬类、祭祀礼器类。朝廷对於制陶工作也很重视。 秦汉时期陶瓷文化 秦汉-古代的建筑多采用木料来架构，不易久存，所以一些伟大的建筑，如秦代的阿房宫和汉代的未央宫，都无法完整保存下来，但仍可在残存的废墟中发现瓦当及汉砖等遗物，藉以略窥古代建筑的规模。
陶 瓷 的 出 现 如 果 不 追 溯 她 的 起 源 ，已 经 拥有了八 九千年的历史了，在历史的长河中，陶瓷文化的产生和 发展是人类的文明的重要支撑。这是人类最早通过化学 变化将一种物质改变成另一种物质的创造性的活动，这 种人类改变自然产物的质的变化是人力改变天然物的开 端，是人类文明史的重要开端。 说到陶瓷的文明，大家一般都注意到了美轮美奂的 陶瓷制品， 并被她蕴含的丰富的历史美丽所折服。 但是， 从古到今，任何文明的产生都是我们的祖先对自然界的 一点一滴的认识所积累起来的。比如说我们烧制陶瓷所 建造的窑炉，在历史的发展角度来说，从露天的平地堆 烧到平地封泥烧制再到后来的各式窑炉的建造。这些都 是我们研究我国陶瓷的历史和发展规律的重要参考。 我国的北方的黄河流域是人类文明的发源地之一， 再这片充满生机的土地上。聪明的华夏人在这里创造了 我国陶瓷文明的先河。在这片文章中，我将着重将我国 北方烧制陶瓷的窑炉的发展进行整理和梳理。用历史的 主线去诠释和挖掘我国北方陶瓷的文化积淀。 说到我过原始时期的陶瓷文化，不免要提起的是那 些我们后世发现的那些所谓的文化发源地。遥远的文化 已经陨落，我们后世的人只有根据发现的古遗址去天马 行空的想象，于是我国的陶瓷文化系统就这样形成了， 就姑且这么叫他们吧。 我国最早的陶器是什么样子呢，这些是不好阐明的 一个问题，因为还有待与发掘和研究。１ ９ ２ １ 年在河南 仰韶村发现了公元前 ４ ５ １ ５ － ２ ４ ６ ０ 年的仰韶文化。仰韶 文化的应该说是我国陶瓷文明有考究的最早的时期。这 个时代的制陶业已经相当的发达，这个时期的陶窑结构 比较简单，代表性窑穴大体分为横穴窑和竖穴窑两种， 横穴窑的的火膛位于窑室的前方，是一个呈穹形的筒状 甬道， 后部有三条大火道倾斜而上， 窑室平面略呈圆形， 直径约 １ 米左右，窑臂的上部往里收缩。火焰均匀的分 布于窑室的四周，靠火道近的都比较小，远的则较大， 这样做的原因是为了调节火力的强弱。竖穴窑是一种比 较先进的陶窑，它和横穴窑的不同时火道采取垂直的形 式，火膛为口小底大的袋状坑。这种结构基本上为后来 的龙山文化所继承。
那时候犹豫陶窑的结构还不完善，而且规模较 小，不能完全控制窑内的烧成温度和气氛，所以在烧 成上有很多的缺陷，比如陶色深浅不一，坯体变形或 者烧坏。 在仰韶文化的基础上发展起来的龙山山文化，以 灰色为主的陶器色调得益于当时陶瓷窑炉结构的改进 和烧窑技术的的提高，这个时期，最流行的竖穴窑已 经把横穴窑已经基本被淘汰了，但在龙山文化以前的 大汶口文化还是由横穴窑烧制陶器的。与其说龙山文 化继承的大汶口文化不如直接说是继承的仰韶文化。 这是因为大汶口文化对于龙山文化只是一个过渡的作 用。龙山文化时期已经不像半坡仰韶文化那样，几座 陶窑零散的分布，这个时期的烧制陶器已经有过去的 氏族集体生产转变为富有经验的家族生产。这个时期 的陶窑由火膛、火道、和窑室等部分构成。火膛较深， 位于窑室的下部，火口很小。火道有主火道三股及两 侧支火道二、三股。窑室呈圆形，直径不到 １ 米，窑 臂上部往里收缩，便于封窑。底部有箅，箅上有火眼 二十五孔，离火膛较近的火眼较小，远的较大。这使 窑内的受热比较均匀。从这几点可以很明显的看出， 这里继承了仰韶文化的竖穴窑所有的优点。 夏代其实是一个很模糊的概念，因为在考古中， 很多的历史文化遗址究竟是属于夏、还是属于先商、 先周或其他古代的氏族部落文化遗存，目前还没有明 确的定论。商代文化早期的遗物是从二里头文化晚期 开始的，在研究夏代的时候，不能不提的是二里头文 化早期的灰陶器。这是很聪明的避开给文化遗址下定 年限界限的一个方法，而且不妨碍对夏代文化的的讨 论。将文化历史的鉴定留给考古工作者吧。这个时期 的二里头文化是承袭河南豫西地区龙山文化晚期的陶 器发展而来的。这个时期的的烧陶窑炉的形制制为馒 头型。其结构分为窑室、窑箅，火膛、支柱和火门等 五部分。窑室呈圆形弧壁，并向上逐渐收敛，窑室的 底径为 １．２８ 米、周壁残高 ０．２５ 米左右。窑室底部使 用草拌泥作成的厚约 ０ ． １ ４ 的窑箅，箅上分布有直径 ４ — ４５ 厘米的圆形箅孔。箅下为立于火膛中部支撑的 窑箅的长方形支柱，支柱长 ０ ． ８ ９ 米，宽 ０ ． １ ６ — ０ ．
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