快速烧成

燒成最費時間，是陶瓷工業現代化的一個大阻力。一個100立方米的倒焰窯從進窯到出窯許4～5天，一般隧道窯從進車到出車也需16～30小時左右，隨著工業技術的發展，如何實現快速燒成，已引起各個方面普遍重視。一般認為：燒成時間在10小時以上為正常燒成，4～10小時的為加速燒成，在4小時以內為快速燒成。據現有資料報導：國內外已取得快速燒成水準為：日用瓷的素燒已能控制在1.5小時左右，釉燒已能控制在2～4小時左右，輥道烤花時間已能控制在0.5小時左右。
實現快速燒成，不僅意味著加快推車速度、縮短窯長、提高產量、降低成本、加速周轉、節約能源，在經濟上有很大意義，而且由於窯爐小型化了，時間縮短了，就有可能把燒成工序納入生產線中，與前後工序銜接，完全實現連動化和機械化。 實現快速燒成至少要研究考慮四個方面的要求：
（一）對工藝方面的要求
各種陶瓷製品在燒成過程中要完成一系列複雜的物理—化學反應，為此，在某些溫度範圍內按反應的客觀規律給予必要的反應條件（包括時間、溫度、氣氛等），否則會產生種種缺陷，甚至成為廢品。當實行快速燒成時，可用的時間更為寶貴，不應有須臾浪費，所以首先必須通過實驗與理論分析弄清坯釉在高溫中物理化學反應的溫度-時間特性，以及窯內氣氛的影響，該慢時應當放慢，以保證反應充分，可快時應在允許的升溫、降溫速率範圍內爭分奪秒，力求快速。這樣才能保證品質的前提下，實現快速燒成。例如入窯水分如能控制在1％以下，而窯頭溫度在300℃以上，則殘餘水分在幾分鐘內即可排除，坯體不會開裂。在排除結晶水時，溫度每提高100℃，其分解速度可快一倍，現在很多快燒窯的餓窯頭溫度都在300℃左右，所以脫水速度可比原來加快三、四倍，到700℃時可加快六、七倍。當573℃石英晶型轉化時，雖是危險階段，但對胎薄體小的日用陶瓷來說，只要溫度均勻，這個反應只需幾分鐘就可解決，生產中在這一階段往往有製品開裂現象，主要由於窯內溫度不均勻所致，並不是製品本身受不起快速升溫所引起。至分解氧化後期，即強氧化階段為了氧徹底把分解氣體排除乾淨，則必須給予足夠的時間（關於中保時間的問題，是為了拉平窯溫使氧化更加充分）。至強還原階段，愈快不能（還原過短，會引起還原不足，應該結合坯體的情況進行），最後燒結成瓷階段，是固相及液相的擴散過程，此階段升溫速率取決於坯體的厚度，因為擴散速度與製品厚度的平方成反比，而燒成時間與厚度成正比。
4}  的影響，該慢時應當放慢，以保證反應充分，可快時應在允許的升溫、降溫速率範圍內爭分奪秒，力求快速。這樣才能保證品質的前提下，實現快速燒成。例如入窯水分如能控制在1％以下，而窯頭溫度在300℃以上，則殘餘水分在幾分鐘內即可排除，坯體不會開裂。在排除結晶水時，溫度每提高100℃，其分解速度可快一倍，現在很多快燒窯的餓窯頭溫度都在300℃左右，所以脫水速度可比原來加快三、四倍，到700℃時可加快六、七倍。當573℃石英晶型轉化時，雖是危險階段，但對胎薄體小的日用陶瓷來說，只要溫度均勻，這個反應只需幾分鐘就可解決，生產中在這一階段往往有製品開裂現象，主要由於窯內溫度不均勻所致，並不是製品本身受不起快速升溫所引起。至分解氧化後期，即強氧化階段為了氧徹底把分解氣體排除乾淨，則必須給予足夠的時間（關於中保時間的問題，是為了拉平窯溫使氧化更加充分）。至強還原階段，愈快不能（還原過短，會引起還原不足，應該結合坯體的情況進行），最後燒結成瓷階段，是固相及液相的擴散過程，此階段升溫速率取決於坯體的厚度，因為擴散速度與製品厚度的平方成反比，而燒成時間與厚度成正比。
 為了適應快燒，成形時應設法增大壓力，並力求整體受壓均勻。坯體進窯時含水率應控制在1％以下，為提高窯爐入口溫度和升溫速率創造條件。
lt  （二）對窯爐結構特殊性的要求 快速燒成需要有與之相適應的窯爐。目前普遍使用的由於截面大，預熱帶的上、下溫差高達300～400℃，且較厚的窯體和多而重的窯具又蓄積了大量熱量，所以無法快燒。快速燒成對窯爐性能的基本要求是：1.能快速而又均勻地加熱與冷卻製品；2.能靈活地調節窯內溫度和氣氛。 具體地說，快速燒成窯爐的結構特點是：1.縮小截面，特別是高度要降低，使成扁嘴狀，以減少溫差至最低限度；2.縮短長度，以減少氣體流動的阻力，亦即減小克服阻力的負壓；3.提高燃氣的流速（例如採用高速調溫燒嘴），使窯內形成強烈的橫向湍流，加劇窯內氣體的迴圈攪拌作用，從而增強對流傳熱；4.築爐材料採用輕質高溫耐火材料和性能優良的保溫材料，使結構減薄，重量減輕，從而減少窯體蓄熱和散熱，克服加熱與冷卻過程中的溫度滯後現象；5.用明焰窯，儘量少用或不用窯具，以增大傳熱面積，減少熱損耗；製品採用“稀碼”或單層露裝，以增大窯壁與製品表面的比值，增加輻射層的厚度，提高輻射傳熱係數；6.使用電、輕油、天然氣、或淨化好的高熱值煤氣等做燃料，以提高火焰及窯壁溫度；7.能基本或完全達到了溫度、氣氛、壓力的自動控制，能嚴格按燒成曲線培燒製品，保證製品品質的均勻一致。目前，適於快速燒成的新型連續式窯爐有：推板窯 、輕型台車窯、多通道窯、輥道窯、步進梁式窯、氣墊窯等；間歇式窯爐有：梭式窯、高帽窯等。其中最被推薦的是滑板式的明焰推板窯，它運行可靠，產品品質好，熱耗節省，製造和維修方便，戰地面積小，投資少，有利於納入生產線，實現自動化。如果是生產批量不大的高檔製品，則可用間式梭式窯。（三）對耐火材料的要求 快燒窯對窯體和窯具的熱衝擊很大，因此，如何提高耐火材料的熱穩定性是快燒窯的關鍵問題。砌築快燒窯的材料要求是導熱率低、熱容小，並具有一定強度的輕質高溫耐火材料。選用耐火材料的長期工作溫度，應比實際使用溫度高出200℃左右。作為安全係數。
（四）把燒成工序納入整個陶瓷生產自動化作業線的要求為了能把燒成工序與前後工序連動，除要求窯爐小型化外，還要求製品的裝卸能簡單節省，要求燒成制度自動調節，要求前道有保證的坯件低水分的乾燥措施，後道有自動揀選、包裝的措施等等。
'  快速燒成技術是新生事物，目前還存在不少問題，如坯釉配方如何適應快速燒成的深入研究，高檔產品品質的保證，熱工設備的進一步完善，成本的進一步降低，能源的進一步節約等等，都優待解決。但方向正確，經過努力，相信都會解決並逐步完善的。