專利名稱：簡便陶瓷小窯爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燒成溫度低于1100℃陶土小作品的燒成用小窯爐。
目前，市場上尚無可供陶土小制作愛好者自行燒成陶土小作品的簡便小窯爐。
參考中國輕工業(yè)出版社出版的高等學(xué)校輕工專業(yè)試用教材——《陶瓷工藝學(xué)》，一般瓷器的燒成過程可分為四個(gè)階段，即蒸發(fā)期、氧化分解和晶型轉(zhuǎn)化期、?；纱善诤屠鋮s期，各個(gè)階段的溫度范圍和升溫、冷卻速度要求如下蒸發(fā)期——室溫至300℃，這一階段主要是排除在干燥過程中沒有排除的殘余水份，這時(shí)坯體的氣孔率較大，入窯水份低時(shí)，體小壁薄的瓷坯在這一時(shí)期可快速升溫而不致使產(chǎn)品開裂，本階段同時(shí)要求水汽被及時(shí)排除而不使其冷凝時(shí)凝聚在制品表面產(chǎn)生氣泡；氧化分解和晶型轉(zhuǎn)化期——300℃至950℃，這一階段坯體內(nèi)發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)變化，粘土中結(jié)構(gòu)水得到排除，碳酸鹽分解，有機(jī)物、碳素和硫化物被氧化，石英晶型轉(zhuǎn)化，對于體小壁薄的瓷坯來說，晶型轉(zhuǎn)換所引起的破壞應(yīng)力很小，決定本階段升溫速度的主要因素是窯爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如果窯爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)能保證工作截面上的溫度均勻分布，就可以在這一階段快速升溫，本階段要求水汽及碳酸鹽分解、硫化物氧化、碳素氧化、有機(jī)物氧化所產(chǎn)生的氣體都能得到及時(shí)的排除；玻化成瓷期——950℃至燒成溫度，瓷坯在氧化分解期的氧化實(shí)際上不完全，由于水汽及其它氣體產(chǎn)物的急劇排除，在坯體周圍包圍著一層氣膜，它妨礙氧化繼續(xù)向瓷內(nèi)部滲透，從而使坯體氣孔中沉積的碳素難于燒盡，并且1000℃至1200℃之間坯體內(nèi)出現(xiàn)大量的液相，收縮率顯最大值，因此這一階段升溫速度應(yīng)嚴(yán)格控制，采取氧化保溫或低速升溫操作，以使碳素?zé)M且防止坯體變型；冷卻期——燒成溫度至室溫，冷卻初期如果速度緩慢，則會(huì)使包圍晶體的玻璃相厚度急劇增厚，釉層也因冷卻速度緩慢而析晶失透，玻璃相由塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時(shí)的臨界溫度在750℃至550℃之間，此結(jié)構(gòu)上的顯著變化產(chǎn)生較大破壞應(yīng)力，因此，冷卻初期應(yīng)快速冷卻，而在750℃至550℃之間應(yīng)緩慢冷卻，盡可能消除應(yīng)力。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種適合陶瓷的燒成要求、簡便實(shí)用、無污染、成本低的燒成溫度低于1100℃陶土小作品的燒成用小窯爐。
本發(fā)明選用耐溫1100℃以上且1100℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)仍低于0.1WK-1m-1的輕質(zhì)顆粒狀保溫材料為制爐體主材料，使用燒結(jié)溫度高于1150℃的制瓷坯料作膠凝介質(zhì)；本發(fā)明爐體結(jié)構(gòu)為中空圓柱體，內(nèi)空容積近1200cm3，1100℃燒成；本發(fā)明爐體內(nèi)壁列掛用一根拉折成列間隔均勻的電爐絲，電爐絲另用小段爐絲穿爐壁固定；實(shí)施本發(fā)明的最佳方案是保溫材料選用堆積密度為160kg/m3的膨脹珍珠巖礦砂，膠凝介質(zhì)選用燒結(jié)溫度1150℃的制瓷坯料，珍珠巖礦砂、壓干制瓷坯料(含水22％)、水的配料質(zhì)量比例為2∶4∶3；按以上配料要求制成內(nèi)空直徑為12cm、高9cm、爐壁、爐底、爐蓋厚度均為2.5cm(其中爐蓋外圈厚度為1.5cm)、內(nèi)空容積為1017.4cm3的圓柱體狀爐體，干燥后入窯1100℃燒成；該爐體配用1200W電爐絲，電爐絲拉折成6cm長，共18列，另用7cm長的小段爐絲取中對折后在每列電爐絲上、下端及中間中心點(diǎn)對應(yīng)的位置，交爐絲后穿爐壁出(該位置爐壁通有小孔)，在爐體外壁夾固定用細(xì)鐵絲后絞2周下壓。
本發(fā)明由于選用耐溫1100℃以上且1100℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)仍低于0.1WK-1m-1的輕質(zhì)顆粒狀保溫材料為制爐體主材料，其保溫效果能使容積近1020cm3的爐內(nèi)溫度由電爐絲供熱在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)升溫至陶土小作品的燒成溫度(1100℃以下)；輕質(zhì)顆粒狀保溫材料的透氣效果，燒結(jié)溫度高于1150℃的制瓷坯料、1100℃的燒成結(jié)果，其氣孔率大，因此，該爐體的透氣能力能滿足陶土小作品燒成過程中的氣體及時(shí)排除要求；圓柱體狀的爐體結(jié)構(gòu)，電爐絲在爐體內(nèi)壁均勻列掛供熱，其供、散熱效果滿足陶土小作品坯體工作截面上的溫度均勻分布要求。實(shí)施本發(fā)明最佳方案所制得爐體在正常電壓(220V)下持續(xù)通電22分鐘爐內(nèi)溫度達(dá)1020℃，24分鐘達(dá)1050℃，27分鐘達(dá)1080℃，28分鐘近1100℃，在以下溫度范圍內(nèi)其升、降溫平均速度(℃/分鐘)如下
下面就實(shí)施本發(fā)明最佳方案結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1是本發(fā)明爐體主視立體2是本發(fā)明爐蓋倒放主視立體3是本發(fā)明爐體中心軸切面主視立體4是本發(fā)明固定用爐絲在爐體外壁的固定方式1所描述的爐體結(jié)構(gòu)附有瓷接線座1和支撐腳2，瓷接線座正方形底邊長2.2cm，高1.5cm，由供熱用電爐絲兩端各拉直10cm，分別從小孔穿出后穿過接線座接線孔再回穿爐壁回繞供熱用電爐絲的兩端固定，支撐腳呈梯形，連爐底部分弦長3cm，下底弦長2.5cm，厚2cm，共三只。
圖2所描述的爐蓋外圈直徑17cm，內(nèi)圈直徑11.9cm，爐蓋內(nèi)圈厚度1是1cm，外圈厚度2是1.5cm。
圖3所描述的爐體中心軸切面圖中，爐體直徑1是17cm，爐主體高度2是12.5cm，爐壁、爐底厚度3是2.5cm，內(nèi)掛電爐絲中心間距4是2.1cm，內(nèi)掛電爐絲長度5是6cm，內(nèi)掛爐絲上端與爐體上緣距離6是2.5cm，下端與爐底間的距離7是1.5cm，每列內(nèi)掛爐絲兩端及中間中心點(diǎn)對應(yīng)位置爐壁上都有一個(gè)直徑0.2cm的小孔貫通爐壁。
圖4所描述的固定用爐絲在爐體外壁的固定方式細(xì)鐵絲1直徑0.2cm，長度1cm，固定爐絲2取7cm，取中對折后，在每列內(nèi)掛爐絲的兩端及中間中心點(diǎn)處交供熱用爐絲后穿小孔出，在爐體外壁夾細(xì)鐵絲后絞2周下壓。細(xì)鐵絲置于爐體外壁“T”形“—”凹槽中，“T”交叉點(diǎn)即小孔穿出位置，槽寬0.3cm，“—”“|”長均1cm，槽深0.5cm，在固定工作完成后，“T”形凹槽用制瓷坯料封好。
實(shí)施本發(fā)明最佳方案制爐體的主要步驟如下1、參照圖1結(jié)構(gòu)，圖2、圖3規(guī)格要求，爐體外壁固定爐絲所用的“T”形凹槽要求，放置瓷接線座所需邊長2.2cm、深0.3cm的正方形凹槽要求制模。2、取0.8kg壓干制瓷坯料(含水22％)，0.6kg水充分?jǐn)嚢璩珊隣?，加?.4kg堆積密度為160kg/m3的膨脹珍珠巖礦砂拌勻后入模壓實(shí)。3、脫模后在“T”形凹槽交叉點(diǎn)及正方形凹槽上下邊居中、中間間隔1cm的四個(gè)點(diǎn)的位置穿直徑0.2cm的小孔?！癟”形凹槽交叉點(diǎn)，正方形凹槽下邊兩點(diǎn)所對應(yīng)的爐體內(nèi)壁小孔間間隔均為2.1cm(此工作亦可由模具來完成)。4、爐體干燥后，入窯1100℃燒成。
本發(fā)明實(shí)施例一燒成溫度為1020℃陶土小作品的燒成爐底先薄撒一層草木灰，然后將干燥后的陶土小作品(長、寬不超過10.5cm，高不超過8.5cm)置于本發(fā)明爐內(nèi)，不碰電爐絲，通電1分鐘，斷電5分鐘，接著持續(xù)通電22分鐘，斷電0.5分鐘，又再通電1分鐘，即已燒成，其后自然冷卻3小時(shí)。
本發(fā)明實(shí)施例二燒成溫度為1050℃陶土小作品的燒成其它操作同實(shí)施例一，中間持續(xù)通電時(shí)間為25分鐘。
本發(fā)明實(shí)施例三燒成溫度為1080℃陶土小作品的燒成其他操作同實(shí)施例一，中間持續(xù)通電時(shí)間為27分鐘。
權(quán)利要求
1.一種用于燒成溫度低于1100℃的陶土小作品燒成的小窯爐，其特征在于選用耐溫1100℃以上，且1100℃時(shí)導(dǎo)數(shù)系數(shù)仍低于0.1WK-1m-1的輕質(zhì)顆粒狀保溫材料為制爐體主材料，使用燒結(jié)溫度1150℃以上的制瓷坯料作膠凝介質(zhì)，制成容積近1020cm3的中空圓柱體狀爐體，1100℃燒成；爐體內(nèi)壁列掛用一根拉折成列間隔均勻的電爐絲，電爐絲另用小段爐絲穿爐壁固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制爐體，選材料的最佳方案其特征在于選用堆積密度為160kg/m3的膨脹珍珠巖礦砂為保溫材料，選用燒結(jié)溫度為1150℃的制瓷坯料作膠凝介質(zhì)，配料特征是珍珠巖礦砂、壓干制瓷坯料(含水22％)、三者質(zhì)量比例為2∶4∶3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述制爐體，其結(jié)構(gòu)最佳方案在于圓柱體內(nèi)空容積直徑12cm，高9cm，爐壁、爐底、爐蓋厚度均為2.5cmm(其中爐蓋外圈厚度為1.5cm)，內(nèi)空容積為1017.4cm3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述，爐體附有支撐腳三只，其特征是呈梯形，連爐底部分弦長3cm，下底弦長2.5cm，厚2cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述制爐體，固定內(nèi)掛電爐絲、瓷接線座所需小孔及爐體外壁凹槽其特征在于在爐內(nèi)壁所掛每列爐絲的上、下端及中間中心點(diǎn)位置貫通爐壁有一直徑0.2cm的小孔，以爐體外壁小孔穿出位置為交叉點(diǎn)，有“—”“|”長度均為1cm，寬0.3cm，深0.5cm的“T”形凹槽，其中，內(nèi)掛爐絲兩端所對應(yīng)的小孔在爐體外壁穿出間距為1cm，以此為下邊居中對應(yīng)有一邊長2.2cm，深0.3cm的正方形凹槽，且與此對應(yīng)的上邊位置也有兩小孔貫通爐壁。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述制爐體，爐體燒成溫度特征在于燒成溫度未達(dá)作膠凝介質(zhì)制瓷壞料的燒結(jié)溫度，保證爐體的氣孔率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述，內(nèi)壁列掛電爐絲，其實(shí)施最佳方案在于選用1200W電爐絲，拉折成6cm長，18列，列之間間隔2.1cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述，電爐絲固定方式，其特征在于取固定電爐絲7cm，取中對折在爐體內(nèi)壁每列電爐絲的兩端及中間所對應(yīng)的位置(即小孔位置)交電爐絲后穿孔出夾置于“T”形“—”凹槽中的直徑0.2cm，長1cm的細(xì)鐵絲后絞2周下壓沒于“T”形“|”槽中，固定工作完成后，“T”形凹槽用制瓷坯料封好。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述，列掛電爐絲與導(dǎo)線連接用瓷接線座，其特征在于是邊長2.2cm，高1.5cm的正方體結(jié)構(gòu)，固定于爐體外壁，其特征是內(nèi)掛爐絲兩端各拉直10cm，分別從小孔穿出后穿過接線座接線孔再回穿爐壁回繞供熱用電爐絲的兩端固定。
全文摘要
本發(fā)明是一種供陶土小制作愛好者燒成燒成溫度1100℃以下陶土小作品用的小窯爐。本發(fā)明選用耐高溫、導(dǎo)熱系數(shù)低的保溫材料作制爐體主材料,使用制瓷坯料作膠凝介質(zhì),制成爐內(nèi)容積近1020cm
文檔編號(hào)F27B14/14GK1388352SQ01119598
公開日2003年1月1日 申請日期2001年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月25日
發(fā)明者鐘元康 申請人:鐘元康