关于克服燃气隧道窑产品烟熏缺陷的体会

陶瓷科学与艺术　工　亭跋　、　关于克服燃气隧道窑产品烟熏缺陷的体会　詹益州　广东省陶瓷职业技术学校潮州５２１　０３１　

摘要：本文把陶瓷制品烟熏缺陷分为残留型和吸附型两大类，并以笔者的亲身经历和体会提出建议：对于残留型烟薰缺陷，可以采取　烘干坯体、提高氧化阶段温度、加大排烟机抽力、合理装窖和在泥浆中加入适量电解质等措施来克服。　关键词：燃气隧道密、残留型烟熏、有机物和碳素、干坯进窖、氧化温度、排烟机抽力　

１．前言　烟熏，又称为熏烟、吸烟、吃烟、卡烟等。是指陶　

瓷制品局部或全部呈灰黑、灰褐色现象。　陶瓷制品产生的烟熏缺陷，按其成因可分为两大类　型。一种称作“残留型烟熏”，其特征是胎釉同黑，这　种现象通常发生在杯类产品的把脚，壶类产品的嘴、　把、边缘，壶盖或杯盖的蒂顶等部位，而这些部位一般　都为注浆件。其尾因是坯体中含有较多的有机物质和碳　素，在氧化阶段因氧化不　完全或还原过早加上电解　质起了某种作用，导致有　机物质和吸附碳素在釉层　熔化之前没有烧尽而使胎　釉犯黑、另一钟称作“吸　附型烟熏”其特征是釉黑　胎不黑、黑度不深、一班　泛灰黑色或灰褐色，这种　现象一般可以发生在任何　部位。其原因是陶瓷制品　在弱还原阶段或高火保温　阶段，窖内还原气氛过　浓：或在急冷阶段因烟气　倒流，使釉面吸碳所致。　置、装密密度、进密坯体的含水量、烧窑时的操作方　法、注浆件的形状及注浆模子的新旧程度等等因素有　关。　为了弄清楚宫庭杯脚窖易产生烟熏这个问题，笔者　曾做过一些试验。由于受时间和条件限制，实验内容相　对较少，现将试验情况介绍如下。　２、实验条件及实验经过　２．１实验条件　笔者几年前曾在一个　瓷厂从事生产管理工作。有一段时间，该厂的宫庭杯煅　烧后其脚部（注浆件，有四只足蹄）严重烟熏，而杯把　（注浆件）和杯身（滚压件）却不会烟熏。根据观察，　凡是装在窖车中部中心位置的宫庭杯一般容易产生烟熏　缺陷，而装在客车四周的宫庭杯却不会产生烟熏；同是　装在窖车中心位置的同时一块棚板的产品，也不是全部　都会烟熏；而更加有趣的是，同是粘接在同一个产品上　的且是用同一批泥浆浇注而成的主浆件，有的会烟熏，　有的则不会烟熏；有的杯子脚部会烟熏，而杯把则不会　烟熏。这确实是一个非常复杂的问题。这除了众所周知　的注浆件容易烟熏的道理之外，还与注浆件的装密位　实验产品：宫庭杯。　成形方法：杯身用阴　模滚压形成。杯脚用压力　注浆成形。　注浆泥料：采用湿泥　饼，其中球磨泥５０％、淘　洗惠东土５０％、含水量　２０～２３％。　烧成条件采用大生产　的以液化石油气为燃料的　轻体隧道密，长６６Ｍ。全　密共设２８对炉子，其中氧　化炉９对，还原上炉７ｍｊ－，　还原下炉１　２对。总管道气　压０　４～０　８ＭＰａ／ｃ　ｒｎ　。炉　前供气管道分作三组，其　中氧化炉组气压０　０４～０　０４１ＭＰａ／ｃｍ　、还原上炉组气压　０　０　４　２～０．０　４　３　Ｍ　Ｐ　ａ／ｃ　ｍ。、　还原下炉组气压　０　０４４～０　０４５ＭＰａ／ｃｍ　。烧成最高温度１３２０～１３３０℃。　窖车长１．１Ｍ、宽０．９３Ｍ，日推车９０车。采用锅炉引风机　排烟。　２．２．１调整泥浆电解质的加入量　１、湿泥饼１　ＯＫｇ，加入水玻璃３０ｇ（占０　３％）、腐　植酸钠植酸钠４ｑ（占０　０４％）．　效果：泥浆流动性较好，注浆口余泥收水快，有韧　性，宫庭杯脚坯脱模容易，烘干后上釉于隧道窖中部　烧，杯脚及粘接好的宫庭杯共４８只，全部洁白。　

维普资讯 http://www.cqvip.com ２、湿泥饼１０ｋｇ，加入水玻璃２５ｇ（占０．２５％），腐　植酸钠６ｑ（占０　０６％）。　效果：泥浆流动性中等，宫庭杯脚坯脱模容易，但　断面不致密，有夹层，烘干后上釉于隧道窖中部烧，杯　脚及粘接好的宫庭杯共２４只，全部洁白。　３、湿泥饼１　０Ｋｇ，加入水玻璃１　０ｇ（占０．１％）、腐　植酸钠植酸钠２５ｇ（占２５％）。　效果：泥浆流动性较差，宫庭杯脚坯脱模困难、快　硬、表面黑、注浆口余泥易碎、无韧性。实验中断。　＿４、湿泥饼１　２　５ｋｇ，加入腐植酸钠１　５ｑ（占０．１　２　％）。　效果：泥浆流动性较差，宫庭杯脚坯脱模困难、表　面灰黑、烘干后上釉于隧道窖中部烧，２４只试样其足蹄　部位都呈灰黑色，有烟熏迹象，其余部位呈灰白色。　５、湿泥饼１０Ｋｇ，加入水玻璃２５ｇ（占０．２５％）。　效果：泥浆流动性中等，宫庭杯脚坯脱模容易，但　硬硬化较慢，断面不　致密，有夹层，烘干　后上釉于隧道窖中部　烧，２４只试样全部洁　白。　２．２．２．｝巴试样的　入密水分作对比　１、采用现有大　生产用泥浆，由打浆　工制备。泥浆配比　为：　１　湿泥饼　１００Ｋｇ，加入水玻璃　３４０ｇ（占０　３４％）、　腐植酸钠６０ｇ（占　０　０６％）。　陶瓷科　专茅　２—０　０　８　３ｌ、　则少烧几车；有时上一班烧多几车，下一班则烧少几　车。每班烧客车教不一样，即是推车速度不一样，坯体　在窖内各个阶段停留的时间不一样，所以窖炉两侧火枪　就要由看火人员经常去调节。在调节节过程中，难免有　时调节不合理，造成氧化阶段温度偏低，坯体内部的碳　素和有机物质氧化燃烧得不完全，导致烟熏发黑。　适当提高隧道窖氧气化阶段的温度，是加速坯体内部碳　素和有机物质氧化燃烧防止烟熏的有效手段之一。我们　的具体做法是：适当调高第４对至第８对氧化炉的温度，并　把最后一对氧化炉（第９对）的温度降低，使第６对至第　９对炉这一区域的客温维持在９５０～１０２０ｏＣ之间，起着中　火保温作用。这样做，果然收到了预期的效果。　２．２．４．改造排烟系统，加大排烟机抽力　排烟机抽力不足，也是造成客内制品生产烟熏缺陷　的原因之一。　以前，笔者所服务的瓷厂的燃气隧道窖，其排烟机　

做法：共烧注宫　庭杯脚９６只，其中４８只与宫庭杯身对接。分作二板，每　板放杯脚和粘接好的杯坯各２４只，置于隧道窖烧成带密　墙底下烘干，其中一板烘得较干，一板烘得半干（带　湿），经分别修坯，上釉后装于同一块碳化硅板于隧道　窖客车中部煅烧。　结果：干坯者全部呈白色；半干坯者，有近一半试　样的足蹄烟熏，呈灰黑色。　２．２．３提高隧道窖氧化阶段的温度　众所周知，长石质日用瓷坯体中含有较多的碳素和　有机物质，尤其是添加了腐植酸钠的注浆坯体其有机物　质含量更多。这些碳素和有机物质必须在进入还原和釉　面开始熔化之前完全氧化燃烧排除，否则坯体容易产生　烟熏，断面呈灰黑色，大件，厚胎制品更是如此。　

一般上，陶瓷工厂每天的烧窖数是不同的。车间半成品　库存多时或出货任务紧时，每天或每班多烧几车，反之　

夕　壳是用普通钢板制　成的。客炉投不到半　年，排烟机外壳严重　腐蚀生锈，机内下半　部积水，闸板卡死，　排烟抽力无法调节，　导致客内坯体氧化分　解出来的水蒸气及各　种废气不能从排烟机　顺利排走。而是一部　分从窖头益出，一部　分又从窖头益出，一　部分又重新被窖内坯　体吸附，使制品产生　烟熏缺陷。２００５年　春节前窖炉停火后，　该厂对排烟系统进行改造，把排烟支烟管道。总烟管　道，排烟机外壳及烟囱等金属部件全部换成不锈钢材质　的，解决了排烟困难问题，大大减少了制品的烟熏缺　陷。　２．２．５．改变装窖位置和装窖密度　宫庭杯装在客车中部进窖煅烧，在排烟机抽力不足　或氧化阶段温度偏低时，也会经常产生烟熏。在徘烟系　统还没改造之前，我们采取改变宫庭杯装在客车顶部二　层或底部二层，把无把杯子（如月光杯，加华杯等）装　在中部；或是在客车中部内心码装诸如小脚，大肚形状　的杯子，客车四周装宫庭杯。这样，对于改善烧成状　况，减少烟熏缺陷，也有一定的效果。　３、关于造成陶瓷产品烟熏缺陷若干问题的讨论　３．１液化石油气对产品烟熏的影响　燃气隧道有两个特点：　

维普资讯 http://www.cqvip.com 陶瓷科学与艺术　工　与　践　一是燃料为液化石油气，二是坯体裸装。烧窖所用　的液化石油气，二是坯体裸装。烧窖所用的液化石油　气，是丙烷和丁烷的混合物，在空气充足，完全燃烧的　情况下，所产生的气体是Ｃ０２和Ｈ　２０，废气干净，无黑　烟，无毒，对环境无污染；但是在空气不足，不完全燃　烧情况下，会产生具体有还原性质的ＣＯ、Ｈ　２和Ｃ素，而　Ｃ素是带黑烟的。当液化气在隧道窖还原段发生不完全燃　烧的产物在排烟机作用下进如氧化段时，如果在氧气充　足，通风良好情况下，会得到继续完全的燃烧，变成干　净的气体经排烟机排走；反之在氧气不足，通风不良或　排烟机抽力不足情况下，这些气体连同坯体排出的各种　废气又容易被裸装在棚板上的坯体吸附，有时还从窖头　冒出，严重时水蒸汽及废气凝聚成脏水滴，把窖车上的　坯体淋塌。这些受污染的坯体，在进入还原阶段，釉面　逐步熔化之前还没有氧气燃烧的话，则会导致制品烟熏　或其它缺陷。　３．２腐植酸钠对制品烟熏的影响　笔者从调整注浆泥浆中水玻璃和腐植酸钠的加入量　对泥浆性能和产品质量的影响的试验中发现，当泥浆中　水玻璃量逐渐减少，腐植酸钠量逐渐增多时，泥浆流动　性逐渐变差，泥浆颜色越来越黑，烧后试样的百度也越　来越差。当泥浆中水玻璃量为零，即全部用腐植酸钠　时，泥浆流动性更差，坯体脱模困难，快硬，易碎，表　层乌黑，试样烧后呈灰黑色。可见腐植酸钠对制品烟熏　缺陷的生产是有一定影响的。　腐植酸钠又名胡敏酸钠，是从褐煤．煤矸或泥碳土　中提取出来的。因所含成分复杂，杂质较多，所以没有　固定的分子式，烧后呈黑褐色。往泥浆中加入腐植酸　钠，这无疑是增加了坯体中有机物质和杂质的含量，使　有机物质在氧化阶段的完全氧化燃烧变得更加困难，同　时也影响到制品的白度。　３．３水分对制品烟熏的影响　根据资料介绍，含水量较高的坯件在窖内烧成时．　在低温阶段坯体受热排出水蒸汽，使坯体表面色围着一　层浓厚的水蒸汽膜，挡住了氧气进入坯内的通道，使坯　内的有机物质和碳素没能氧化燃烧；当坯体进入强还原　阶段后，由于缺乏氧气，这些黑色物质不会继续进行氧　化燃烧而积留在坯釉里面；随着温度的继续升高，制品　胎骨逐渐瓷化，釉面逐渐熔化，这些没有氧化燃烧的有　机物质和碳素便导致坯釉变黑。　３．４．注浆件为何容易产生烟熏缺陷　这个问题，我们可以泥浆注浆操作时所发生的化学　变化来了解。　注浆泥中含有电解质，当泥浆与石膏模接触时，在　其接触表面上溶出有一定数量的ＣａＳＯ４它与泥浆中的　Ｎａ一粘土及水玻璃发生离子交换反映：　Ｎａ一粘土＋ＣａＳ０４＋Ｎａ２Ｓ—Ｃａ一粘土＋ＣａＳ１０３』　＋Ｎａ２ＳＯ４，使得靠近石膏模表面的一层Ｎａ一粘土，泥浆　由悬浮状态变为聚沉状态直至硬化成坯。通过上述反应　生成的溶解度很小的ＣａＳｉＯ３，促使反应不断向右进行；　生成的水溶性Ｎａ２ＳＯ４，一部分被吸进石膏模型的毛细管　中，一部分则与ＣａＳｉＯ３－－起留在坯体表层中。石膏模型　越陈旧或泥浆中Ｎａ２ＳＯ３，越多，ＣａＳＯ４的溶解与　Ｎａ２Ｓ０３的反映越强烈。由于有了这样的化学反映，使注　浆坯体表面富集着钙离子和可溶性盐类，尤其是双面吃　浆的注浆件，诸如汤匙的边缘，杯把的边缘及顶尖，杯　脚的足蹄，杯盖及壶盖的蒂顶等部位，所富集的钙离子　和可溶性盐类物质更多，进而大大地降低了这些部位坯　体的瓷化温度和釉子的熔融温度。　当注浆坯体在窖内烧成时，如果氧化阶段温度足　够，氧化时间充分及排烟机抽力充足的话，坯体内的有　机物质和碳素会在釉子熔化封闭之前得到完全的氧化燃　烧排出体外，否则势必造成烟熏。　４、结语　烟熏是陶瓷制品比较常见的一种缺陷。它的产生不　仅与烧成有关，而且与坯料中有机物质及碳素的含量、　注浆浆中电解质的加入量及进窑坏体的含水量等因素也　有一定的联系。它的表现形式有残留型和吸附型两种，　而常见的是前者。　根据笔者所做的试验及多年的工作经验认为，对于　克服陶瓷制品残留型烟熏缺陷，采取如下几个措施是比　较有效的。　１、进窑坏体要足干。坏体进窑水分要严格控制在　２％以下，严禁湿坏进窑，在春天空气潮湿时更要注意。　２、氧化阶段温度要足高。使坏釉中的有机物质和碳　素，在釉面熔化之前能得到完全的氧化燃烧，但氧化温　度千万不能超过１０２０ｏＣ严防超温发黄。　３、排烟机抽力要足。把窑内坏体物化反应所产生的　各种气体及燃料燃烧废气及时排走。　４、装窑位置及装窑密度要讲究。一般上，窑车上下　部位可适当密装，中部宜稀装，使窑内窑车各部位气流　顺畅、温度均匀。　５、泥浆中电解质要适量。如果注浆泥料中已经配有　定数量的淘洗粘土或黑粘土的话，就没有必要再加腐　植酸钠了；如果确实需要外加腐植酸钠的话，建议其量　占坏料熏量的０　０１—０．０２％为宜。至于泥浆中水下班的加　入量，在满足成形工艺要求前提下，也是少加为好。　以上仅是笔者的工作体会。至于陶瓷制品产生烟熏　缺陷的深层次的机理，限于客观条件及本人的水平，笔　者没能作更深入的研究。文中若有廖误之处，望同行指　正。　参考文献：　１、华南Ｔ学院、南京化Ｔ学院、武汉建筑材料Ｔ业学院合编、陶　瓷Ｔ艺学、中国建筑Ｔ业出版社　２、顾辛勇、陈玉清主编、陶瓷制品检测及缺陷分析、化Ｔ出版社