本發(fā)明涉及一種具有散熱可調(diào)窯門的陶瓷窯爐，屬于陶瓷制備設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

陶瓷燒制過程中影響瓷器質(zhì)量的兩個重要的因素便是燒成過程中窯內(nèi)的溫度和氣氛。陶瓷燒成過程中需要在不同的溫度下為陶瓷燒制營造不同的窯內(nèi)氣氛。自從人們認(rèn)識到窯內(nèi)溫度和氣氛對瓷器質(zhì)量的影響后便不斷對陶瓷燒制過程中溫度和氣氛的相互匹配進(jìn)行研究與探索，但這些工作大多集中在窯溫上升過程中，確切的說是集中在窯內(nèi)溫度從950℃左右到燒成最高溫(1200℃-1350℃)的這段過程，這是由目前人們所采用的硅酸鹽系列陶瓷原料在950℃附近開始融化的特性所造成的。如祭紅和郎紅等銅紅釉需要在窯溫達(dá)到980℃后將窯內(nèi)氣氛轉(zhuǎn)換為強還原氣氛，而霽藍(lán)釉、影青釉等則只需在轉(zhuǎn)換溫度后將氣氛轉(zhuǎn)換到弱還原環(huán)境即可，太強的還原氛圍反而不利于釉色的形成。

經(jīng)過長期的實踐積累，人們對于陶瓷燒成升溫過程中如何控制窯內(nèi)溫度和氣氛也掌握了豐富的經(jīng)驗，但是對于降溫過程的研究并沒有升溫過程那么深入。陶瓷燒制過程中的降溫過程主要是在升溫工藝結(jié)束后進(jìn)行，而降溫過程的溫度和氣氛變化對于瓷器質(zhì)量來說同樣是至關(guān)重要的，是瓷坯成器過程的最后一個環(huán)節(jié)。目前普遍采用的降溫手段是在升溫工藝結(jié)束后將窯門打開一定距離，使冷空氣進(jìn)入窯內(nèi)進(jìn)而達(dá)到快速降低窯溫的目的。通過打開窯門的方法可以快速降低窯內(nèi)溫度，但是降溫的速率是不受操作人員控制的，同時會使大量含氧空氣進(jìn)入窯內(nèi)，而劇烈改變窯內(nèi)氣氛，導(dǎo)致窯內(nèi)氣氛同樣不可控。正因為目前窯爐降溫過程是溫度和氣氛均不可控的，人們對降溫過程的利用還很少。目前利用降溫來使瓷器產(chǎn)生可控變化的過程只有結(jié)晶釉工藝。在結(jié)晶釉生產(chǎn)工藝中，通過快速降溫使過飽和的釉料結(jié)晶，再通過保溫過程使得結(jié)晶釉長大。在結(jié)晶釉工藝中同樣存在降溫過程中窯內(nèi)溫度和氣氛不可控的問題，而目前品質(zhì)優(yōu)秀的結(jié)晶釉瓷器非常稀少，且又以無需過多氣氛控制的氧化釉為主。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種具有散熱可調(diào)窯門的陶瓷窯爐，改變已有的陶瓷窯爐的結(jié)構(gòu)，通過將窯門分為具有不同熱傳導(dǎo)特性(包括導(dǎo)熱與輻射傳熱)的散熱控制層和保溫層，從而同時滿足升溫過程中的保溫要求以及降溫過程中的散熱要求。

本發(fā)明提出的具有散熱可調(diào)窯門的陶瓷窯爐，包括窯體和窯門，窯門置于窯體的一則，所述的窯體內(nèi)的上、下空腔分別為燒成室和還原室，燒成室和還原室由隔板通孔連通；燒成室內(nèi)設(shè)有電阻加熱體和棚板支架，電阻加熱體沿?zé)墒业膬?nèi)壁布置，待燒成坯體置于棚板支架上，燒成室頂部設(shè)有排氣通道，并設(shè)有閥門對排氣量進(jìn)行控制；所述的還原室內(nèi)設(shè)有炭架，炭架上放置柴炭，炭架的下部設(shè)有還原室加熱器，還原室底部設(shè)有一次風(fēng)通道，還原室側(cè)面設(shè)有二次風(fēng)通道，一次風(fēng)通道和二次風(fēng)通道上分別設(shè)有閥門，對進(jìn)風(fēng)量進(jìn)行獨立控制；所述的窯門包括上部的燒成室窯門和下部的還原室窯門，所述的燒成室窯門由內(nèi)到外分別由散熱控制層、散熱控制層和窯門保溫層組成，散熱控制層和散熱控制層的周邊設(shè)有窯門漏熱擋磚，所述的還原室窯門位于與還原室相連通的投柴孔的外側(cè)。

本發(fā)明提出的具有散熱可調(diào)窯門的陶瓷窯爐，其優(yōu)點是：

1、所述窯門結(jié)構(gòu)中的散熱層具有不同的熱傳導(dǎo)特性，更具體的，從內(nèi)而外散熱控制層的熱輻射透過率(即所用材料透明度)呈降低趨勢，最外層為完全不透明材料，主要起保溫作用。備選的窯門最外層保溫材料包括但不限于氧化鋁纖維、莫來石等保溫材料,內(nèi)層具有不同透明度的散熱控制層材料包括但不限于高純石英玻璃、摻雜為半透明的高溫玻璃、高純石英毛玻璃等材料。

鑒于電加熱窯爐主要依靠加熱絲的熱輻射對窯內(nèi)結(jié)構(gòu)加熱，因此輻射管理對窯爐內(nèi)溫度的控制相當(dāng)重要,但應(yīng)指出本發(fā)明的應(yīng)用不局限于電窯，同樣適用于氣窯與柴窯。本發(fā)明通過在降溫過程中保持窯門關(guān)閉同時增加窯門結(jié)構(gòu)的半透明度(減少散熱控制層層數(shù))從而增加窯門的輻射散熱，通過控制窯門結(jié)構(gòu)的半透明度可以控制窯門處輻射散熱的速率進(jìn)而對窯內(nèi)溫度下降過程進(jìn)行控制。在上述降溫過程中，由于窯門仍處于關(guān)閉狀態(tài)，因此可避免含氧空氣進(jìn)入窯內(nèi)造成氣氛不可控(針對可以控制燒成氣氛的窯爐，可實現(xiàn)降溫過程中窯內(nèi)氣氛的控制)。通過以上方法將降溫過程中的溫度控制與氣氛控制分離，避免了現(xiàn)有降溫工藝中溫度和氣氛不可控的問題。

更進(jìn)一步對于在燒成工藝中需要營造不均勻溫度環(huán)境的情況，可將窯門中散熱控制層的不透明度進(jìn)行局部設(shè)計，從而利用熱輻射原理降低局部區(qū)域溫度，進(jìn)而為不同區(qū)域營造特定低溫環(huán)境。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提出的具有散熱可調(diào)窯門的陶瓷窯爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中，1是燒成室，2是還原室，3是窯體，4是隔板通孔，5是電阻加熱體，6是棚板支架，7是待燒成坯體，8是散熱控制層，9是散熱控制層，10是窯門保溫層，11是窯門漏熱擋磚，12是排氣通道，13是還原室窯門，14是投柴孔，15是炭架，16是還原室加熱器，17是柴炭，18是一次風(fēng)通道，19是二次風(fēng)通道。

具體實施方式

本發(fā)明提出的具有散熱可調(diào)窯門的陶瓷窯爐，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括窯體3和窯門，窯門置于窯體3的一則。窯體3內(nèi)的上、下空腔分別為燒成室1和還原室2，燒成室1和還原室2由隔板通孔4連通。燒成室1內(nèi)設(shè)有電阻加熱體5和棚板支架6，電阻加熱體5沿?zé)墒?的內(nèi)壁布置，待燒成坯體7置于棚板支架6上，燒成室1頂部設(shè)有排氣通道12，并設(shè)有閥門對排氣量進(jìn)行控制。還原室2內(nèi)設(shè)有炭架15，炭架上放置柴炭17，炭架15的下部設(shè)有還原室加熱器16，還原室2的底部設(shè)有一次風(fēng)通道18，還原室2側(cè)面設(shè)有二次風(fēng)通道19，一次風(fēng)通道18和二次風(fēng)通道19上分別設(shè)有閥門，對進(jìn)風(fēng)量進(jìn)行獨立控制。窯門包括上部的燒成室窯門和下部的還原室窯門13，燒成室窯門由內(nèi)到外分別由散熱控制層8、散熱控制層9和窯門保溫層10組成，散熱控制層8和散熱控制層9的周邊設(shè)有窯門漏熱擋磚11。還原室窯門13位于與還原室2相連通的投柴孔14的外側(cè)。

因陶瓷窯爐主要依靠電加熱體的熱輻射對窯內(nèi)燒成體進(jìn)行加熱,因此輻射管理對電窯升降溫過程至關(guān)重要。本發(fā)明的實施方式包括但不限于所述氣氛可控電窯中的應(yīng)用，同樣可以用于對普通電窯、氣窯以及柴窯等的改進(jìn)。

以下結(jié)合附圖，詳細(xì)介紹實施方式的工作原理和工作過程：

如圖1所示，本發(fā)明所涉及氣氛可控陶瓷窯爐的窯體3由氧化鋁陶瓷纖維隔熱板組成，窯體分為燒成室1和還原室2。燒成室1為待燒成坯體7經(jīng)高溫?zé)Y(jié)成瓷的工作區(qū)域，還原室2通過柴炭等物質(zhì)不同程度的燃燒可產(chǎn)生不同氣氛，進(jìn)而通過隔板通孔4對燒成室1內(nèi)的氣氛進(jìn)行控制。結(jié)合燒成室1內(nèi)電阻加熱體5的加熱，可完成陶瓷燒成工藝中所需的溫度和氣氛制度。還原室2內(nèi)柴炭的不同燃燒程度可通過調(diào)節(jié)一次風(fēng)通道18與二次風(fēng)通道19內(nèi)空氣比例進(jìn)行調(diào)節(jié)。

具有可調(diào)節(jié)散熱的燒成室窯門由兩層半透明的散熱控制層和窯門保溫層，最內(nèi)側(cè)為具有較高透明度的散熱控制層8，該層輻射透過率較高，主要由高純石英玻璃等材料構(gòu)成，其作用是允許窯爐內(nèi)部熱量較快地通過輻射散發(fā)到窯外，如窯溫降低輻射散熱能力降低或者需要快速降溫的情況。第二層為散熱控制層9，該層具有較低透明度，可由摻雜為不同透明度的高溫玻璃或高純石英毛玻璃構(gòu)成，主要用來調(diào)節(jié)高溫情況下窯內(nèi)結(jié)構(gòu)向窯外輻射的熱量。需要指出的是本發(fā)明的半透明散熱控制層不僅限于兩層，窯門亦可由多層半透明的散熱控制層構(gòu)成，通過使用不同層數(shù)的散熱控制層，進(jìn)而控制窯門的整體半透明度，從而可以對窯門處輻射散熱進(jìn)行連續(xù)控制，使得對降溫能力的控制更精確。圖1所示窯門最外層為窯門保溫層10，該層由氧化鋁陶瓷纖維隔熱板構(gòu)成，主要作用是在窯爐升溫及保溫階段對窯爐的保溫功能，在降溫階段需要根據(jù)工藝需要將該層打開。由于窯門半透明散熱控制層處會出現(xiàn)漏熱等情況，窯門邊緣處設(shè)有漏熱擋磚11。需要指出的是窯門各部件裝配時需要考慮各部分在加熱過程中的熱膨脹，因而需要留下空間余量。

在燒成工藝過程中，首先將待燒成坯體7放入燒成室1并關(guān)閉窯門。按照升溫工藝升高燒成室1和還原室2內(nèi)電阻加熱體的功率，使得窯爐溫度上升。當(dāng)達(dá)到980℃附近時，在還原室內(nèi)放入木炭，同時調(diào)節(jié)一次風(fēng)與二次風(fēng)的比例來調(diào)節(jié)窯爐燒成室內(nèi)的環(huán)境，以達(dá)到燒成需求。當(dāng)達(dá)到最高燒成溫度并進(jìn)行保溫工藝后開始進(jìn)入降溫過程，首先降低電阻加熱體的功率，并根據(jù)降溫速率需要打開窯門保溫層10，利用窯門其余散熱控制層的半透明特性，通過輻射降低窯內(nèi)溫度。降溫的同時根據(jù)燒成工藝的氣氛制度需要，繼續(xù)在此過程中通過還原室調(diào)節(jié)窯爐內(nèi)的燒成環(huán)境(此過程中由于窯門未完全打開，窯爐仍處于封閉狀態(tài)，可繼續(xù)對窯內(nèi)氣氛進(jìn)行控制)。當(dāng)溫度繼續(xù)降低時，根據(jù)需要繼續(xù)打開散熱控制層9，繼續(xù)增加窯門處的輻射散熱。在結(jié)晶釉工藝中需要快速降溫然后進(jìn)行保溫的工藝中，首先降低加熱器功率，并根據(jù)需要打開窯門保溫層10及散熱控制層9，當(dāng)溫度達(dá)到目標(biāo)溫度后，依次關(guān)閉散熱控制層9和窯門保溫層10，并調(diào)節(jié)電加熱體功率，進(jìn)行保溫即可，該過程中同樣可以對窯內(nèi)燒成氣氛進(jìn)行控制。

散熱控制層9可根據(jù)需要由不同透明度材料拼接而成，進(jìn)而可在降溫過程中可控地營造窯內(nèi)不均勻的溫度環(huán)境，從而適合特定的燒制工藝。

由上可見，通過本發(fā)明的使用不僅可以對窯爐的降溫過程進(jìn)行更加可靠和自由的控制，同時還能在降溫的同時對窯爐內(nèi)燒成氣氛進(jìn)行控制，避免了降溫過程中通過打開窯門而造成溫度與氣氛不可控的問題。同時利用該發(fā)明還可以人為的營造窯內(nèi)不均勻的溫度環(huán)境，適合特殊的燒制工藝。