烧制工艺

烧制工艺（精选九篇）

烧制工艺 篇1

关键词：高铁析晶釉,烧成制度,还原气氛,显微结构

引言

黑釉瓷在中国古陶瓷史上占有很重要的地位,最早烧制于东汉时期的浙江地区。唐代黑釉瓷、青釉瓷与白瓷三大系列并行发展,全国各地众多的窑场都有黑釉瓷的生产。宋代时由于原料充足、价格低廉和当时社会盛行的饮茶、斗茶之风,黑釉瓷器的生产数量大幅增加。全国三分之一以上的窑场都生产黑釉瓷,尤其以福建建盏最为著名,曾被指定为皇室的御用茶具。元代以后绘画成为瓷器的主要装饰,白釉及浅色釉更适合作为底釉,黑釉瓷产量逐渐降低。黑釉瓷中最常见的装饰效果主要有兔毫、油滴、鹧鸪斑、木叶、剪纸和素天目釉等。

合理的烧成制度是高铁析晶釉形成的关键。随着温度升高到1230℃以上,胎、釉中Fe2O3的分解倾向剧烈增加。随着分解反应的进行,不断放出气体。气泡向釉面方向上升、膨胀以及合并长大,气泡周围的富铁氧化物浓度不断提高并随气泡上升到釉面逸出,形成釉面局部的富铁区域。该区域熔体因高温黏度小发生流动,冷却过程中氧化铁过饱和而在釉面发生析晶,形成毫纹。毫纹间以及毫纹下的釉下浅层玻璃相也发生液相分离,析出更小的氧化铁晶花[1]。这是高铁析晶釉最常见的形成机理。

以前期对宋代福建建窑兔毫黑釉瓷样品的研究成果为基础,合理控制烧成的温度制度和气氛,烧制出多种形貌的高铁析晶釉。本文着重探讨烧成制度对高铁析晶釉形成的影响规律,并对实验样品的显微结构进行了研究。高温可控气氛炉和在线式气体动态检测分析仪保障了研究的进行。

1 实验

1.1 试样的制备

通过对烧制工艺的控制,采用高温气氛炉烧制出多种不同形貌的高铁析晶黑釉瓷。实验工艺流程如图1所示:

坯料的化学组成见表1:

坯体采用注浆成型,考虑到批量实验的可操作性,实验用胎体设计为50mm×75mm×5mm长方形样品,经修坯、干燥后备用。

按照以下釉式设计釉组成。

采用两次浸釉的方式施釉。第一次浸釉时间约为5s,第二次浸釉时间约为10s。两次浸釉后釉层的总厚度约为1mm。

1.2 烧成制度与烧成气氛的控制实验

毫纹或斑点是由于富铁的低粘度熔体发生流动,氧化铁晶体在冷却过程中因过饱和在流纹处析晶而形成的。胎和釉中的Fe2O3在1230℃左右发生热分解,这是高铁析晶釉形成的关键。本研究重点在降温过程的一定阶段中引入还原气氛[2,3],并对降温制度施加控制,烧制出不同形貌的高铁析晶釉。

综合釉料配方等因素,制定出较合适的升温制度。1210℃以前,升温速度的快慢影响不大,在坯、釉能够承受的范围内采用了较快的升温速度。800℃以前采用13.3℃/min的速度快速升温;800～1210℃中温阶段采用6.83℃/min的速度升温。1210～1300℃范围内以1℃/min的速度慢速升温,使胎、釉中的Fe2O3充分分解,并使气体均匀释放。1300℃保温30min后以1.17℃/min的速度慢速降温至1230℃。1230℃后对降温过程施加气氛、保温温度、保温时间等控制。

选取煤油、烧烤炭、烧结石墨、生石墨、无水乙醇等作为还原剂,快速降温至保温阶段,并施加气氛控制。选取较有代表性的烧制出的样品进行观察、测试分析,实验制度见表2,样品形貌观察见表3。

1.3 样品测试

选取成功烧制的6种不同形貌的高铁析晶黑釉瓷样品,采用ROGAKU D/max 2550V型全自动X射线衍射仪分析釉面的晶相属性;采用SHIMADZ EPMA-8705QH2电子探针仪进行显微结构观察和微区成分分析。

2 分析与讨论

2.1 还原阶段保温制度和烧成气氛对高铁析晶釉形成的影响

还原阶段合理的保温制度是高铁析晶釉形成的关键。本研究对还原阶段的保温温度和保温时间进行了较大范围的实验。保温温度最低为850℃,最高至1230℃,保温时间最少为15min,最多为165min。以代表性的1-02、1-03、1-06、1-07号样品为例,不同烧成制度实验结果见图2。

通过实验对比可知,1-02、1-03号样品由于保温温度较高,釉面粘度较低,还原剂产生的气体冲击釉面,致使釉面凹凸不平,光泽度较差,毫纹不清晰。1-07、1-06号样品降低了还原阶段的保温温度,并延长了保温时间,釉面平整度较好,其中1-07号样品毫纹最为清晰美观。

煤油含碳量很高,在高温下极易快速氧化产生CO2、CO、H2气体。在高温下滴加煤油极易迅速制造出强还原性气氛。过短的保温时间使煤油的滴加速度过快,产生大量气体,容易造成釉面的不平整。适当降低还原阶段的保温温度和延长保温时间可以使釉面平整,毫纹清晰。在以煤油为还原剂的强还原性条件下,煤油在900℃以0.28mL/min的速度滴加,还原90min的保温制度最为理想。

(a)1-02(b)1-03(c)1-06(d)1-07

(a)Sample 1-02(b)Sample 1-03(c)Sample 1-06(d)Sample 1-07

烧成气氛是控制析晶毫纹或斑点颜色的关键。本研究对还原阶段的还原气氛进行了多次的试验。以代表性的2-05、2-07、2-11、2-14、2-20、2-24号实验为例,不同烧成气氛实验结果见图3。

烧结石墨在900～950℃时不易燃烧产生CO,还原能力极低,2-05、2-07号样品在950℃和900℃保温60min结束时的CO浓度分别仅为0.29%和0.04%,因此釉面整体以大片黄褐色斑点或毫纹为主;2-11、2-20号样品在1000℃保温还原40～60min,釉面上呈现出浅蓝色的毫纹,其中2-20号实验的还原剂用量较大,保温时间更长,产生的还原气氛较强,CO浓度达到3.63%,烧制出的样品釉面莹润,银色毫纹泛着蓝光;2-14号样品在1050℃保温还原40min,CO浓度达到了3.09%,烧制出的2-14号样品黑色基底上遍布褐色大斑点,清晰美观,与2-05、2-07号样品相比,斑点颜色更深,褐色斑点中又有大量浅褐色斑点分布其中;2-24号样品在1230℃保温5min后在1150℃保温20min,并在1000℃保温40min后,CO浓度达到了8.70%,过强的还原性和较高的还原阶段保温温度使整个釉面都变为黑色,析出的氧化铁类晶体过多地熔解于釉中,毫纹隐藏于釉面之下隐约可见。

(d)2-14(e)2-20(f)2-24

(a)Sample 2-05(b)Sample 2-07(c)Sample 2-11(d)Sample 2-14(e)Sample 2-20(f)Sample 2-24

在以烧结石墨为还原剂的实验中,不同强度的还原气氛对毫纹的颜色影响甚大。较弱的还原气氛下,釉面出现的是大片的黄褐色毫纹或斑点,较强的还原气氛下,釉面呈现出亮银色、蓝色或褐色斑点,过强的还原气氛下由于析出的氧化铁类晶体过多地熔解于釉中,整个釉面都变为黑色。通过这一组实验,烧制出了多种形貌的高铁析晶釉。其中比较理想的是2-07、2-11、2-14、2-20号样品。

以生石墨、烧烤炭与无水乙醇为还原剂的代表性实验结果如图4。

(a)Sample 3-03(b)Sample 4-06(c)Sample 5-04

不同的还原剂虽然都可以产生CO还原气氛,但由于还原剂燃点、含碳量、含氢量、燃烧速度等性质不同,还原强度是有区别的。生石墨的燃点低于烧结石墨,3-03号样品在1000℃保温还原80min后,釉面上密布褐色毫纹;烧烤炭在高温下极易燃烧,4-06号样品在1100℃保温还原30min即可产生15.14%的强CO还原气氛。样品表面以全黑色釉面为主,隐约可见银灰色毫纹;5-04号实验滴加无水乙醇产生出6.94%浓度的CO还原气氛,烧制出遍布黑色基底上的褐色毫纹。经观察,还原剂的还原能力自强到弱依次是煤油、烧烤碳、无水乙醇、生石墨、烧结石墨。

(a)-(d)显微结构(e)釉面的XRD图谱

(a)-(d)microstructure(e)XRD pattern

2.3 显微结构研究与晶相分析

选取部分有代表性的不同形貌的实验样品,采用扫描电镜对样品的自然釉表面进行显微结构观察,并进行了釉表面的X射线衍射测试。样品的外貌观察结果如表3所示。

1-07号样品采用煤油作为还原剂,在900℃还原气氛保温90min烧制而成,保温结束时CO浓度达到5.66%,H2含量为5.32%,氧气含量为0.88%。具有很强的还原气氛。

煤油含碳量及含氢量均很高,在高温极易燃烧,能够迅速产生较强的还原性气氛。1-07号样品的外貌见图2(d),釉面上遍布大片亮银色斑点,还原性气氛将样品胎也还原成了浅灰色。图5(a)-5(d)是1-07号样品的显微结构。图5(a)-5(b)可见少量尺度为4-8μm的颗粒状氧化铁晶体堆积成簇,散落在口沿上。图5(c)-5(d)可见,磁赤铁矿晶粒细小密集,在釉面上大片富集,产生高亮反射,在宏观上即呈现出大片亮银色斑点。XRD衍射曲线证实釉面存在磁赤铁矿、氧化铁(Fe3O4)以及未融的石英晶体。

2-07号样品采用烧结石墨作为还原剂,在950℃保温60min烧制而成。烧结石墨产生还原气氛比较慢,而且其还原气氛的强度与温度、保温时间和还原剂的用量密切相关。在950℃保温60min后,CO浓度仅为0.29%,氧气含量为12.58%,属于氧化气氛。

(a)-(d)显微结构(e)釉面的XRD图谱

(a)-(d)microstructure(e)XRD pattern

2-07号样品的外貌见图3(b),黑色釉面上遍布黄褐色大小不一的斑点。由图6(a)可见,由于氧化铁类晶体的析晶,釉中的石英晶体被排斥到毫纹间隙的黑釉中(区域A)。图6(b)是区域B的局部放大,釉面上分布着两种晶体。大量颗粒状的磁赤铁矿晶体的富集形成区域C,宏观上就形成了黄褐色斑点中间的银白色亮点。区域D展示的是在磁赤铁矿析晶簇的周围,玻璃相二次析晶,析出更多细小的树枝状赤铁矿小晶体。图6(c)、图6(d)分布是区域C、区域D的局部放大。图6(e)XRD图谱证实釉的自然表面有石英、方石英、赤铁矿、磁赤铁矿晶体的存在,佐证了显微结构的观察结果。

2-11号样品采用烧结石墨为还原剂在1000℃保温还原40min烧制而成。保温结束时CO含量为1.38%,氧气含量为9.10%,属于弱还原气氛。

2-11号样品的外貌见图3(c),褐色基底上褐色斑点、浅蓝色毫纹和斑点相间。图7(a)-7(d)是2-11号样品的显微结构。由图7(a)-7(b)可见,釉面上分布着两种不同的晶体,析晶分两步进行。图7(b)、(c)、(d)分别是区域A、区域B和区域C的局部放大。釉表面第一步析出成堆的尺度为5～20μm的颗粒状磁赤铁矿晶体,宏观上显示为浅蓝色斑点,在磁赤铁矿颗粒堆的周缘会长出尺度在几十微米的树枝状赤铁矿大晶花(图7d)。在磁赤铁矿的周围,第二步析出尺度为3～5μm的细小赤铁矿晶体(图7e),在宏观上即呈现褐色毫纹,在大片细小赤铁矿析晶区的周缘会长出尺度在几十微米的树枝状赤铁矿大晶花(图7e)。XRD衍射结果与磁赤铁矿和赤铁矿的特征峰吻合,这与显微观察结果相一致。

(a)-(d)显微结构(e)釉面的XRD图谱

(a)-(d)microstructure(e)XRD pattern

2-14号样品采用烧结石墨为还原剂,在1050℃还原气氛保温40min烧制而成。保温结束时CO浓度为3.09%,氧气含量为4.76%,具有较强的还原气氛。

黑釉中的铁元素对釉色及釉面斑点或条纹形成起决定性的作用[1]。2-14号样品的外貌见图3(d),样品表面黑色底釉上遍布大小不一的褐色斑点,褐色斑点中又有大量浅褐色斑点分布其中。图8(a)-8(c)是2-14号样品的显微结构。由图8(a)可见,由于氧化铁类晶体的析晶,釉中的石英晶体被排斥到毫纹间隙的黑釉中(区域A)。本样品的釉表面析晶产物均为赤铁矿晶体,但析晶过程分为两个步骤,富铁的熔体因氧化铁的过饱和定向析出尺度为30～60μm的树枝状赤铁矿大晶体,赤铁矿大晶体密集排布在釉面上,形成浅褐色斑点。赤铁矿大晶体的晶体间及晶体下的釉下浅层玻璃相发生液相分离,其中富铁相二次析晶析出大量尺度为3～5μm细小的赤铁矿晶花,宏观上形成了浅褐色斑点周围的褐色大斑点。图8(b)、图8(c)分布是区域B、区域C的局部放大。图8(d)的XRD衍射曲线表明釉的自然表面存在赤铁矿晶体、石英和方石英。

(a)-(c)显微结构(d)釉面的XRD图谱

(a)-(c)microstructure(d)XRD pattern

(a)-(c)显微结构(d)釉面的XRD图谱

(a)-(c)microstructure(d)XRD pattern

2-20号样品采用烧结石墨为还原剂,在1000℃还原气氛下保温60min烧制而成。保温结束时CO浓度为3.63%,氧气含量为4.25%,具有较强的还原气氛。

2-20号样品的外貌见图3(e),整个釉面油光发亮,黑色釉面上密布银色毫纹,有一些银色毫纹泛着蓝光。图9(a)-9(c)是2-20号样品的显微结构。在升温过程中,胎、釉中Fe2O3分解产生大量的气泡,气泡不断向釉面方向上升、膨胀以及合并长大,气泡周围的富铁氧化物浓度不断提高并随气泡上升到釉面逸出,形成釉面局部的富铁区域。富铁熔体流动并在降温过程中发生析晶,在适当的还原气氛下晶体呈现亮银色,并排列有序,形成镜面反射,宏观上就产生了大量的亮银色毫纹有序分布在黑色釉面上的特殊效果。图9(d)的XRD衍射曲线表明釉的自然表面有一些方石英晶体,但由于析晶层非常薄,釉表面的XRD图谱主要呈现无定形的特征,未找到亮银色晶体对应的特征峰。

(a)-(c)显微结构(d)釉面的XRD图谱

(a)-(c)microstructure(d)XRD pattern

3-03号样品采用生石墨为还原剂,在1000℃还原气氛是保温80min烧制而成。保温结束时CO含量为6.46%,氧气含量为5.26%,属于较强还原气氛。

3-03号样品的外貌见图4(a),褐色毫纹顺着釉熔体流淌的方向分布在黑色底釉上,褐色毫纹上可见银色的小斑点。由图10(a)可见,由于氧化铁类晶体的析晶,釉中的石英晶体被排斥到毫纹间隙的黑釉中(区域A所示)。析晶过程包括两步,首先富铁的熔体因氧化铁的过饱和定向析出尺度为50～100μm的树枝状赤铁矿大晶体及少量尺度为2～3μm的颗粒状磁赤铁矿晶体(图10(b)),赤铁矿晶体形成高亮褐色斑点,而磁赤铁矿晶体呈现银色斑点。图10(c)是区域C的局部放大。第一次析出的晶体间及晶体下的釉下浅层玻璃相发生液相分离,其中富铁相析出大量细小的赤铁矿晶花,二次析晶的赤铁矿小晶花尺度为3～5μm,发育完整、排列密集而规整(图10(c)),宏观上就形成了褐色毫纹。通过图10(d)的XRD图谱证实釉的自然表面有石英、方石英晶体的残留和赤铁矿、磁赤铁矿晶体的存在,佐证了显微结构的观察结果。

3 结论

通过对烧成制度的控制,可以烧制出不同形貌的高铁析晶釉。要形成丰富的釉面装饰效果,适当的还原气氛和引入还原气氛的时机是高铁析晶釉形成的关键。不同的还原剂其自身的还原强度是有区别的。还原剂的还原能力自强到弱依次是煤油、烧烤碳、无水乙醇、生石墨、烧结石墨。不同的还原剂需要选择相应的烧成制度。

高铁析晶釉的形成大多符合液相分离→氧化铁析晶机理。煤油产生的强还原性气氛下析出氧化铁(Fe3O4)、磁赤铁矿晶体,在釉面上产生高亮反射,在宏观上即呈现出大片亮银色高光斑点;石墨、生石墨产生的较强的还原气氛中,析出较多的颗粒状磁赤铁矿晶体,宏观表现就是釉面上的亮银色斑点或毫纹,同时也很可能析出树叶状的赤铁矿晶体;在较弱的还原气氛或氧化气氛中,总能析出树叶状的赤铁矿晶体,釉面则表现出黄褐色斑点或毫纹。由于氧化铁类晶体的析晶,釉中的未融石英晶体总是被排斥到毫纹间隙的黑釉中。

参考文献

[1]Weidong Li,Hongjie Luo,Jianan Li,Jiazhi Li,Jingkun Guo,Studies on the microstructure of the black-glazed bowl sherds excavated from the Jian kiln site of ancient China,Ceramics International,Volume34,Issue6,August2008,Pages1473-1480

[2]Mitsuru Wakamatsu,Nobuyuki Takeuchi,Shingo Ishida,Effect of furnace atmosphere on color of iron glaze,Journal of Non-Crystalline Solids,Volumes95-96,Part2,1December1987,Pages733-740

钧红釉探索与烧制工艺 篇2

河南禹州市神后镇是钧瓷的发源地和故乡，古代窑址遍及神后镇布周边，在禹州市境内有168处之多，尤以神后为中心，形成一个庞大的“钧窑”系延续千余年。有诗赞曰“钧瓷始于唐，宋代盛名扬，光辉照寰宇，神后是故乡”。

多年来，对于钧瓷的历史、艺术、窑变艺术等的起源众说不一。对钧瓷窑变釉系也众说不一，那么现在我根据史料，考古发现的各时期瓷片，对钧瓷的烧制、工艺及各烧成阶段的问题进行一些探讨和大家交流，以求教于各名言之家。

一、创烧时期

禹州市远在4000—5000年前的新石器时代，先人就从陶器生产到了唐代，陶瓷业发展更加迅速。在神后下白峪窑中出土的瓷器藏片，质地优良，北京故宫博物院、中国历史博物馆、河南省文物研究所及中央工艺美术学院、天津美院等专家教授曾亲临现场考察，都一致肯定了这次是一次重大发现。禹州境内的碗药山（天然的釉土）和产铜矿石的大鸿寨山都距神后不远，这里又和烧唐代花瓷、青瓷的汝窑仅一山之隔，有博柔众长的条件，匠师们在花瓷工艺的基础上利用当地原料在青釉中加入少量的铜质，在还原气氛下成功烧制成高温窑变的红釉，可谓“水到渠成”了。在民间铜红釉的发现有多种传说，一说窑工在长期的烧制中，积累了大量财富，而在唐宋时期冶炼业比较发达。窑主在使用铜弧的过程中发现了铜红釉。二说由于神后经济的发展，吸引了当时的铜匠到神后立炉打制铜壶、盆、等器物销与各窑厂，在与铜匠毗邻交往中发现了铜红釉。这与当时制瓷环境是分不开的，由于当时烧制瓷器时，时常有污火的现象，在还原气氛下，铜肖是很容易进入釉中的。

二、还原火的出现

还原火的理论比较简单，即燃料燃烧产生二氧化碳放出热量，其化学反应式为：C+O2=CO2谓之氧化火，反之，含C的燃料燃烧时若燃烧不完全就产生一氧化碳（CO），在高温作用下，一氧化碳及碳是活跃的，它可以使陶瓷中的氧化物还原，在烧制过程中降低闸门会使碳燃料就不能充分燃烧，就促使釉的余层氧化物如铜、铁还原，由于釉层中铜铁的变化比较显著，并因还原程度的不同和含量的不同而产生一些不同的颜色。但铜不能形成高价铜色而向红色变异，这样就会得到意料不到的窑变色彩，所以古钧瓷的釉色把它看成玉器一样珍贵，素有“钧与玉比，钧比玉美”之说，而这种名贵的釉色都是在还原火中烧成的。

三、还原火中铜的呈色及烧制工艺

宋代钧窑最著名的釉色为红紫色、海棠红、鸡血红、朱砂红、胭脂红、玫瑰紫、茄肉紫、葡萄紫、丁香紫等。元代的釉里红，明清的宝石红、紫红即窑红、桃花红，瓯窑的宜钧，广窑的蓝斑器和石榴红，都是以铜为着色剂的铜红釉。基本釉料中加入铜的一种着色剂。若窑内局部气体、温度、成分及浓度有所波动，就会对某些敏感的变价金属元素（如铁、铜等）的氧化物产生影响，使釉面呈现不同的色调。以比较接近于钧红釉的铜红玻璃为例，熔体在高温时，含有Cu2+（蓝色）、CuO（黑色）、Cu+（无色）Cu2O（红色）等5种形式不同的铜。当铜的浓度或烧成气氛与温度条件有所变化，五者之间的平衡移动，可能引起一种或几种颜色消失而产生不同颜色。宋以后这种偶然的变异被人掌握，进而烧造出了五光十色的釉面和纹理形式，构成了钧窑的独特风格，故也有人称之谓“钧釉花瓷”。

远在1000多年前的宋代钧窑的艺匠们，竟如此完善地控制了还原火的烧成技术。而我们今天想方设法采用新的控制技艺，还是如此不易达到理想的效果。从近年来对古钧窑系遗址的考察证实：宋代钧瓷窑炉（包括已发掘的钧台窑）是属于半倒焰式自然通风的保温窑炉结构，其燃料是从柴烧倒木柴加煤而演进为完全烧煤的工艺发展过程。窑炉的改进适应了木柴通风道木柴加煤的演进过程，也只有这样的窑，才能烧高温达1300oC加减20oC和烧造出精美的钧瓷。因木柴是低值澄清燃料，起火漫火焰长。从而证实宋早期钧窑的燃料是用木柴不是用煤。烧窑时燃料是间歇地投入炉中，每加一次木柴窑内就发生一次还原气氛。木柴在早期燃烧时，或多或少发出烟和一氧化碳等，到燃烧进行时，空气和燃料完全结合，窑烟抵消了窑中主要氧化气氛。实际上用木柴烧火时要温度有效上升，窑中大气情况，主要近乎还原釉的产生，在完全燃烧之后，接着又是一批木柴，于是每隔10—15分钟来一次还原于氧化交替。假若在烧窑时，需要较强的还原气氛，可以多加柴并将闸门稍放下点，若需要稍弱的近还原气氛，那就少加柴，并使抽气稍快一点。总之，假若使用木柴做燃料的话，控制还原火就比较稳定且简单。因所有的窑各具特性，实际上烧窑过程中是相当复杂的，因此烧钧瓷还原火还需大量的研究工作，找出一些效果显著的工艺流程使其更加可靠，目前生产大多数是有经验中得来的方法。建国后恢复钧瓷生产实践中窑工们经过长时间的探索和总结，煤烧倒烟窑烧制钧瓷还原火概括为“三勤两少，三段火和平、快、准、保五字烧窑法”，对钧瓷的生产起到了一定作用。现就钧窑的烧制过程及控制方法探讨如下：

（一）初期氧化阶段

钧窑烧制初期阶段为氧化升温阶段，在这一阶段要求少添煤、勤添煤、少投稍，使火氧化升温。从起火开始主要排除配釉自由水分，采用纯氧化焰快速升至900度，此时保证窑内的产品充分氧化，使坯体配釉表层的积碳完全燃烧，给还原阶段打下基础。此时应盖天子眼（窑顶部的排烟孔），进行强氧化升温至1050度，其主要作用在于平衡窑内上下温差，减少沉积碳素的发生，当温度直至1150度时进入强还原阶段。

（二）强还原阶段（1050—1180度）

此阶段主要操作是要在转火时首先净火（火的颜色燃烧至没有红火为准），然后达到窑内呈现红黄色调，适量降低闸板弱还原烧制1050度，然后将闸板降至最低加大还原烧制1180度，窑内气氛逐渐减淡，窑内火色应以金黄为准，并唯有少量气氛，抽取火样观察釉面是否熔融，此时釉面多为初始熔融阶段，釉面之上多有明星或无光釉面，此时釉面尚未完全封闭，釉没有达到完全熔融阶段有微光。

（三）中性焰阶段（1180—1270度）

这一阶段，一定保持中性火焰，升温至釉面起光，釉子为熔融阶段，这一阶段主要是釉完好的熔融形成玻璃体，排除釉层中的挥发气体使釉面光亮，此阶段的烧制对产品呈色能够产生至关重要的作用。钧窑的呈色完全取决于此阶段，如果操作不当稍有氧化对产品的呈色会造成很大的影响。要严格防止氧化是指保持弱还原保住窑变部分不再氧化，在实际操作中是很难掌握的，因此应以弱还原和中性焰烧制为宜，直至产品釉面达到熔融，釉面封闭。

（四）氧化成瓷阶段（1270—1300度）

此阶段为钧瓷烧成的最后一个阶段，主要以釉面达到光亮、平滑、成瓷为主，烧成温度一直到成瓷温度1300度，该阶段主要釉面已经封闭还原与氧化对釉中的铁、铜等氧化物不会产生大的影响，封闭的釉面阻碍了气氛对氧化物的作用。

利用废料烧制水泥熟料 篇3

水泥工业属消耗能源和资源最大的产业之一, 因此, 无论是当今还是未来, 节能降耗都是世界上一项最重要的课题。众所周知, 为了最大产量生产普通硅酸盐水泥, 要求用按所定化学组成调制的生料在1 450~1 550℃高温下烧成熟料, 可见为达到所需高温, 需要耗费巨大的能源成本, 废物的有效利用也成为一项重要的课题。近年来, 针对水泥产业及其生产设备的特性和从有助于大量处理和环保的角度来看, 在水泥生产中, 大量有效地利用废物作为原料和燃料是可行的。废物中的城市垃圾焚烧灰、高炉矿渣、特别是粉煤灰中的Al2O3含量都较普通水泥熟料的多, 若增大Al2O3含量高的废物使用量, 熟料中的C3A含量则增多。C3A和C4AF一样称为中间相, 其含量增多时, 可降低熟料烧成温度, 但不利的是对强度起重要作用的其他熟料矿物相C3S、C2S的生产量具有影响, 从而影响到水泥的物理性能。为解决该技术问题, 有技术人员推出一种熟料生产工艺, 即要求C3A+C4AF总量在22%以上, C2S含量在60%以上, 铁率 (I.M.) 在1.3以下。这样, 即使在1300~1 400℃下烧成, 也能使熟料具有良好的强度特性。但具有上述矿物组成的熟料游离钙含量高, 凝结时间过快, 用于混凝土时影响其施工性, 尤其是C3A含量在70%以上时。而本文针对该技术问题, 又推出一种熟料烧成新工艺。该工艺不仅增大废料使用量, 而且降低熟料烧成温度, 还使熟料获得良好的强度和凝结性能。

1 熟料烧成新工艺

该新工艺技术要点是在具有上述矿物组成的熟料中含有0.5以上的Ti O2, 即生产由鲍格公式计算出的C3A+C4AF总量在22%以上、C3S含量在60%以上、铁率在1.3以下的熟料时, 按熟料烧成后Ti O2含量在0.5%以上的要求, 调整原料化学组成。熟料中C3A、C4AF和C3S含量由鲍格公式求出。铁率 (I.M.) 由公式求出。

如上所述, C3A+C4AF总量必须在22%以上, 最好在24%以上, 最高限量不超过40%, 理由是其总量小于22%, 不利于1 300~1 400℃下烧成具有强度等良好物理性能的熟料。而就C3A和C4AF两种成分而言, C4AF可在低温下充分烧结, 而且降低熟料中有利氧化钙含量, 因此其单独含量要求在60%以上。因为其含量低于60%, 即使C3A+C4AF总量和铁率控制在所定范围内, 也不能获得良好的强度特性。研究表明, C3A含量为70%~80%, 对后期强度能收到更显著的效果。熟料也可含有C2S, 其含量以3%~15%为好。

就熟料而言, 铁率在1.3以下为宜, 最好控制为1.1~1.3。若超过1.3, 虽可满足熟料的其他必要条件, 但不能获得理想的强度特性, 而且从初凝到终凝的时间过长。水硬系数和硅酸率在这里虽未作特殊限定, 但为使各物理性能保持良好的均衡, 水硬率以1.8~2.2为好, 硅酸率以1.0~2.0为好。

该生产工艺最重要的是用原料烧成所定矿物组成的熟料时, 按烧成后熟料Ti O2含量在0.5%以上调整原料化学组成。用普通原料烧成上述矿物组成的熟料, 熟料中Ti O2含量也只为3%, 而且在1 400℃相对较低的温度下烧成, 游离氧化钙含量增多, 易产生凝结时间短的问题。虽然该反应机理尚未弄清, 但Ti O2含量在0.5%以上, 技术在较低温度下烧成, 游离氧化钙含量小, 凝结时间适中。含有Ti O2的效果在C3S含量在70%以上时尤为显著。不过Ti O2含量也不宜过多, 否则水泥浆的流动性差, 因此最好为0.5%~1.5%。

就该生产工艺而言, 只要以烧成后熟料矿物组成达到上述要为目标, 调整化学组成即可, 其他工艺条件未作特殊限定, 也就是说用常用原料按所定的矿物组成和率值及配比制备生料, 在SP、NSP等窑中烧成便可收到该工艺所需的效果。原料制备也宜采用常用的方法, 如事先测定废料和其他原料的化学组成, 然后依据原料汇总各成分的比率, 计算原料配合比, 再用该配比制备生料, 使其达到所定的矿物组成和率值。

该工艺所用原料与先用水泥原料一样, 未做特殊限定。废料也可利用来源于不同工业的废料。如高炉矿渣、钢渣、粉煤灰、非铁矿渣、下水及净水污泥、铸造废砂、城市垃圾焚烧灰、旁路氯灰、废轮胎、煤矸石等, 其中有些不仅可用水泥原料, 还可以用作热能 (即燃料) 。由于在该熟料中含有较多C3A和C4AF这类以铝为构成元素的矿物, 因此与现用的水泥熟料相比, 在熟料生产中具有多掺用铝分多的废料的好处。由于该工艺具有熟料Ti O2含量高的特性, 还具有一大优点是上述废料中含有高Ti成分的非铁矿渣和粉煤灰 (特别是精致钛的过程中排放的中和渣及钛渣) , 用作熟料生产原料可得到较多的利用。在某些情况下, 废料中Ti成分如二氧化钛和复合氧化钛以在熟料烧成温度下几乎不挥发的形态而存在, 则按所含Ti成分全部进入熟料来计算, 以确定配合比。当然若正式原料粉磨和煅烧过程中有因挥发未进入熟料的Ti成分部分, 应纳入考虑, 进行计算。

添加石膏磨制水泥时, 所用石膏未作限定, 可使用二水石膏、半水石膏、无水石膏等, 以1.5%~5%, 最好1.5%~3%的量 (以水泥中SO3含量计) 添加。磨制水泥时另适宜添加高炉矿渣、粉煤灰、硅灰、石灰石等混合材和助磨剂, 共同混合粉磨, 亦可单独粉磨熟料, 再与混合材粉磨。水泥粉磨后的比表面积为2 800~4 500 cm2/g。

2 新工艺的采用效果

下面通过超声试验来评定新工艺的效果。使用残油废料的原料, 以灼烧基准, 按烧成具有不同矿物组成的熟料, 调整原料配料, 喂入窑中, 于1 350~1 450℃下烧成90min, 制成熟料, 添加2%±0.2%石膏 (SO3计) , 混合粉磨至3 200±50 cm/g布莱恩比表面积, 制成多组水泥试样。各试验中烧成温度、由鲍格公式计算的熟料矿物组成和率值见表1。由此制成的水泥的抗压强度和凝结时间测定结果见表2。表中参考例为在原规定工艺条件下烧成, 且具有标准所定矿物组成的熟料。以该参考里为基准来评定试验结果是否良好。试验表明, 试验1~4中生料烧成熟料的温度为1 350℃ (较参考例熟料烧成温度低100℃) , 但熟料游离氧化钙含量小于或等于参考例中的值, 其凝结时间也与基本接近, 7 d后的砂浆抗压强度超过参考例的值。而对比试验1中, 由于Ti02小于0.5%, 熟料的游离氧化钙含量显著高于同一温度下烧成的试验1~4熟料和在高温下烧成的参考例熟料。因此砂浆抗压强度超过参考例的值, 但其凝结时间明显快于试验1~4和参考例。

3 结束语

由此可见, 采用本文提供的新工艺, 不仅提供废料的使用量, 而且使高温烧成温度降至1 300~1 450℃, 烧成的熟料, 其抗压强度和凝结时间也不逊色于原高温下烧成的熟料。

摘要：本文论述利用废料低温烧制水泥熟料的技术。利用该技术不仅增大废料使用量, 还使原用的1 4501 550℃高烧成温度相对降低100℃, 用由此烧制的熟料制成的水泥, 其强度特性和凝结时间优势并不逊色于用高温烧制的熟料制成的水泥。

为人民烧制春天(三首) 篇4

需要炭火，一窑一窑的炭火来熬过冬季

炭火越烧越旺，锃亮的火星

映照出一张张年轻的面孔

不断的有人朝炭火围拢来

中国共产党人让延安，黄土高原

甚至华夏大地一天天温暖……

张思德就是其中一个普通的战士

他像木炭忠实于火焰一样忠实于自己的事业

伐树，打窑，烧火，出窑，捆扎，运输

每一个环节都细致入微，倾注真情

他把一个四川娃二十九岁的青春

变成了旺盛的火焰

今天，他还在小学生的课本里烧炭

身上的单衣被无数怀念包裹着

年轻的汗珠子，从额头滴下来

带着最初的也是最珍贵的朴实

更多的时候，他让我们

忘记了张思德这个名字，他只是

草地上为了辨别野菜而中毒的人

由副班长改编为战士毫无怨言的人

站在领袖的车后踏板上，被冷风吹着的人

行军途中默默为别人打草鞋的人

背影异常亲切

在南泥湾土地上挥舞撅头

身后是开垦出的茁壮的春天

“我们为人民而死，就是死得其所”

轻如鸿毛的名字和原上草一同枯萎

而这位被领袖追悼的普通战士

把他的名字和一个政党的宗旨

紧紧连在一起

读他的名字

我们就会抵达一个时代和一种精神

他烧的炭在一种思想中

温暖着更多的人

他高贵的灵魂，像陕北窑洞里的灯火

穿透时空，熠熠闪亮——

不沉的河流

——给彭加木

他是寻着一片水声去的

他感受到来自生命的渴望

漫天的黄沙宣泄着贫瘠和荒凉

他内心里的河流昭示着一个方向

那里有一片绿洲，罗布泊敞开神秘的心扉

在塔里木河、孔雀河、车尔臣河汇聚的地方

一定有着被埋藏的美丽，像一位楼兰少女

突然展现她的妩媚和妖娆

“我就要从荒野中踏出一条路来”

罗布泊收留了他的誓言和忠贞

他身后的脚印长出神秘的传说

鸟的翅膀和歌声在这里折断

彭加木循着自己的河流去了

有很多次，搜寻他的人们几乎看到了他的影子

他走在环绕罗布泊的丝绸之路上

驼峰闪现，他向人们招手示意

他在湖盆中谁也无法穿越的水乡泽国

找到了难得的化石标本

每一粒沙子都是他的名字

每一个夜晚都保留着他的体温

他一直向东行进，使命般地行进

人们在他的身后，用600斤的石碑

唤他回归

而他巨大的灵魂

罗布泊如何安放得下

他只是失踪在沙漠的深处

像一朵沙枣花消失在季节里

像一条河流悄然隐身又突然波翻浪涌

在去往科学的路上，有许多人

会停在一个叫罗布泊的名字前

汲取一杯水，洗净双眼

当风沙过后，他就会看到

彭加木与红柳后面的春天一同归来

向英雄少年致敬

——给刘文学

"渠江水长又长，一个红星闪闪亮“

我只是从课本上知道地主的残暴

后来被翻过身来的人民打倒

我在课本上同地主斗争过无数次

将解放区的天空擦了又擦

刘文学是我认识的第一个少年英雄

他的名字让一切反动派发抖

他奋不顾身的形象

常让我比照出自己的渺小

那时我们把集体看作是至高无上的

在集体里感知人群的温暖和强大

心灵比春天还要纯净

在书本中学习真理，在语录中成长和进步

做毛主席的好孩子，好好学习天天向上

许多人都是这么过来的，而刘文学

永远留在了一幅画中

他握紧的拳头，充满对阶级敌人的仇恨

是怎样的一个夜晚呢，一个十四岁的孩子

面对穷凶极恶，选择生死

他站在正义和力量的一面

用幼小的生命击向邪恶

半背篓的海椒

就让两个灵魂瞬间泾渭分明

地主王荣学一定是痛苦的，他用自己的丑恶

蚍蜉撼树，被时代的洪流淹没

“怎么能做损害集体的事呢”

“他是为了保护集体的财产而牺牲的”

每个时代都造就不同的英雄

我还是喜欢那个叫刘文学的孩子

喜欢他的单纯、正义和不屈服

“渠江水弯又长，有颗红星放光芒”

一个少年在一首儿歌里活得坦然

他真的像一颗星辰

在我们斤斤计较个人得失的时候

在我们被物欲冲击得迷茫的时候

不由自主，向一个单纯而美好的少年

投去敬意的目光

用煤渣烧制水泥熟料的试验研究 篇5

煤渣是煤气发生炉排放的废渣,它具有与黏土相类似的化学成分,用该煤渣部分代替黏土组合进行配料既可以节约自然资源,又由于煤渣中尚有一定数量的未完全燃烧的碳粒,还可以节省一部分燃料;而且煤渣本身又具有一定活性,可以作为水泥的混合材料。这样既利用了废弃的煤渣,又节约了大量的土地,可谓“化害为利,变废为宝”一举多得。

1 试验用原材料

本试验所用原材料为石灰石、黏土、煤渣、硫铁矿,其化学组成如表1所示。

2 试验方案及煅烧结果

根据各原材料化学成分进行配料计算,本试验设计了四种配料方案,为了降低烧成温度,在烧制时均外加萤石和石膏复合矿化剂。烧成试验在高温箱形电阻炉中进行,要求大约3 h～3.5 h达到要求的温度,恒温1 h,由炉中取出急冷,从外观观察这四种料,烧透时熟料黑亮,发脆较沉。配料方案、熟料矿物组成和化学成分如表2所示。

3 强度检验及应用

3.1 净浆小试体强度试验

将上述四种熟料粉磨后成型(20×20×20)mm净浆小试体,水灰比为0.28。试验结果如表3所示。

3.2 用煤渣作混合材配制水泥

煤渣作为硅铝质材料,含有较高的酸性氧化物(SiO2·Al2O3),其中可溶性SiO2在40%以上,它们与水泥熟料水化时生成的Ca(OH)2发生反应生成化学性质稳定的硅酸盐和铝酸盐物质。本试验采用3号方案烧制的水泥熟料,加入30%的煤渣和5%的二水石膏混合磨细,制得矿渣硅酸盐水泥。其物理性能试验结果如表4所示。

4 试验结果分析

1)水泥生产的主要原材料是石灰石、黏土、铁粉(硫铁矿),要求石灰石中CaO>48%,MgO<3.0%,要求黏土:n=SiO2/(Al2O3+Fe2O3)=2.7～3.5,p=Al2O3/Fe2O3=1.5～3.5。由表1可以看出,本试验采用的原材料品质一般,故更具有推广使用价值。

2)由于煤渣灰粉的n值较低,且煤渣的粘性比黏土要低,因此在配料过程中煤渣只能部分取代黏土。

3)从表3可以看出用煤渣取代50%～70%的黏土进行配料,水泥的早期强度随着煤渣比例的增大而增大,这是因为C3S和C3A总量增加的原故;同时,用煤渣代替50%～70%的黏土与全黏土配料相比较,水泥各龄期强度基本接近。

4)由于煤渣中含有未燃尽的碳,用煤渣代替50%～70%的黏土配料烧制水泥熟料时,可以节约部分燃料。用煤渣代替黏土烧制的水泥熟料,再以煤渣作为混合材磨制成水泥,各项指标均达到了GB 175-2007的要求。

5 结语

用煤气发生炉排放的煤渣代替50%～70%的黏土配料制成的水泥,与传统全黏土配料制成的水泥相比较,其各龄期的强度基本相当,且能节约部分燃料。采用这种配料方法既能综合利用工业废渣,保护自然环境,又能降低水泥生产成本,提高经济效益。

参考文献

[1]GB175-2007,通用硅酸盐水泥[S].

[2]李宪军,黄世谋,何廷树.高性能胶凝材料的研究综述[J].混凝土,2007(2):66-68.

生物质炭土窑烧制技艺探究 篇6

先民将生物质引燃后,为其创造一个缺氧的环境,引燃的生物质将被炭化,用生物质炭来取暖就可以免受木柴直接燃烧的烟熏火燎之苦,商代的青铜器和春秋战国时代铁器的冶炼都用木炭,利用其吸湿性来观测气候变化等。在机制木炭等制备木炭的方法、工艺不断推陈出新的今天,先民因地制宜自制“土窑”烧制木炭的传统方法因其就地取材方便、制作成本低,生产工艺简单而被不少农村一直沿用至今。

现如今,从生物质炭化到生物质炭应用已经进入了快速发展的时期,生物质炭不在限于取暖加热,还广泛用于冶金,化工,环保,医疗等领域。特别是生物质被炭化后具有的碳负效应可能对抑制全球气候变暖的具大潜力而备受观注。

在这样的背景下,我们特前往湖南农村多地,向烧炭的村民们学习了生物质炭土窑烧制技艺并一探究竟。对生物质炭土窑烧制技艺从炭窑结构,建窑方法,烧制工艺三个方面进行梳理。

2 炭窑结构

当地烧炭一般在秋、冬季进行,主要是满足冬天取暖用。一方面,积攒了大量树木砍伐后废弃的或修剪树(果)木的枝条(下脚料)充足(以后简称“木柴”);另一方面,农闲季节人手较多,劳动力充足,方便开挖炭窑,烧制木炭。炭窑结构的如图1所示。

从图1a可以看出,炭窑主要由空心的窑体及在窑体上开设的进出料口,引火口,排烟口等构成;从图1 b可以看出,炭窑是依地势而建,窑体本身就是土壤,结构简单,建造成本低。

3 建窑方法

建窑首先要选好地形,闲置“小山包”是最好的地形,其次是田边、地角“隆起的拐角处”,而且地形的立面越多则越好。在此基础上,所选地形的高差最好在0.7~1.5m范围内,这样的地形建成的炭窑大小比较合适,建造成本最低,也有利于木炭烧制完成后地形地貌恢复。

选好地形后是挖坑,坑从小山包的顶部向下垂直开挖,坑呈圆桶状,直径控制在1~1.5m范围内,深度和高差相近,不超过1m,在立面内表面上开一个引火口,其直径在10~15cm,引火口从内表面到外表面逐渐变大,其直径在40~60cm,在外立面引火口左侧或右侧紧贴地面挖出一个进出料口,其高度大约50~70cm,宽度40~50cm。再在窑底部延着窑底部挖一圈细沟,宽度3~5cm,深度2~3cm。

最后是封窑顶,把切割好的木材一棍棍竖直放入窑中,窑装满为止,在竖直摆放的木材上铺盖稻草或各种杂草木屑,使其呈拱形,再往草垫上盖土,其厚度10~15cm,用锤把所盖的土敲紧,不漏气,在窑顶部中心开一个小的排气孔,同时在窑顶引火口对角上开一个大的排气孔,面积大约有0.5~1块砖相当。第一窑炭烧出来之后,窑顶变固定成型,之后的木柴则是从进出料口放进窑里。

4 烧制工艺

生物质炭的土窑烧制工艺按操作环节大致可分为材料准备阶段,引燃阶段,炭化阶段,冷却阶段,出炭阶段。各阶段工作及其过渡主要以烟气颜色作为判据。烧制工艺流程图如图2所示。

材料准备阶段,将木柴砍成窑的高度,坚直摆放,粗的一端向上,细的一端向下,边竖边补短截的木柴,将长截的木柴间隙填满,粗的湿的木柴靠近引火口,细的干的木柴远离引火口。在排所口上方放置一根干木柴。堵住进出料口,但不用完全堵死,该阶段大约要花半天时间完成。

引燃阶段:将准备好的柴火,点燃后放入引火口,观察排气体口的烟气颜色,开始干木柴表面会是湿的,烟汽较大,这时主要是引火口外和引火口内的柴火燃烧产生的烟气,大约持续20min后烟气逐渐变小。又过了20~30min,烟汽又变得越来越大,此时,窑内的木柴开始被逐渐点燃。烟气从点火持续后大约2小时,开始颜色开始由灰黑色转变为淡淡的黄色,此时,木柴已经从水气蒸发形始向有机物挥发过渡,此时,引火口不能继续加燃料,相反要逐步撤出引火口的燃料,依靠引燃的木柴自身释放的热量燃烧。

炭化阶段:撤除引火口燃料后,紧接着逐渐把进出料口堵死,同时逐渐缩小引火口,大约30min后,让进出料口完全密封,引火口留下一个小小的开口,确保少量空气能进入窑内,不至于让木柴烧成灰,也不至于熄火。此时,进入炭化阶段。然后密切注视大小排气孔烟气的颜色。从点火算起大约过15~18小时后,窑顶部小排气孔开始冒黑青烟(黑烟少青烟多),将进气口堵住。大约过0.5~1小时,从窑顶出烟口垂直往下看,可以看到窑底炭火红火红的,此时,可将顶部出烟口堵住,又过1~3小时后,从大出烟口垂直往下看,可以看到窑底炭火火红,烟口烟气呈青白色(青色多白色少),即可封住出烟口。

冷却阶段:所有进出口密封后,保持2~3天。此阶段就无需人时刻守在窑边。

出炭阶段:由于同一批木柴也存在一定的差异,还有窑里的温度不可能保证均一,供氧量也会随进气口影响,因此,出料时应根据炭化程度分类装袋。看上去乌黑的则是炭化程度较好的,如果表面有烟熏的棕黄色甚至还是木柴本身的颜色则说明炭化不完全,这样的炭最好单独分开,因为若用来取暖,会产生呛人的烟气,另一种就是表面呈白色的炭,这是燃烧过度不能再发挥取暖作用的炭灰,尚可用作肥料。

5 结束语

烧好一窑木炭的关键,就是在确保窑体不漏气的前提下注意三个方面:一是木柴堆放要致密,木柴细端向下,粗端向上,粗的湿的木柴靠近引火口,细的木柴的远离引火口;二是进出气口关闭应逐步进行,炭化阶段进气口开度控制要恰当;三是在窑体完全密封前各阶段要有人值守且密切注视烟气颜色变化判断工作的内容。

土窑的大小、几何图形、构造,可视地形、木炭一次制备量的多少而定,木柴充足可一窑一窑地连续烧制。土窑使用期限也视土窑建造的质量好坏而定,一般建成后可使用3~5年。如若暂时不用,可将加料口、加柴口、烟气排气口用石块、泥土封堵,防止人、畜进入,并做好周边排水;如若永久不用,可一次充填严实,恢复地形地貌。

摘要：本文对农村土窑烧制木炭工艺、方法进行实地考察和探究。总结了土窑烧制木炭技艺,包括土窑的结构,建窑方法和烧制技艺。

琴亭湖淤泥烧制陶粒的初步试验研究 篇7

1 原材料

1.1 琴亭湖淤泥

本试验所用淤泥来自琴亭湖工程挖出的淤泥。该淤泥经自然干燥后呈黄褐色, 质地松软, 粘性较好, 具有良好的可塑性, 能起到粘结的作用, 淤泥的化学组成见表1。

淤泥中含有较多的氧化物, 在焙烧时起到助熔作用, 降低焙烧温度, 节省能源[3]。里列和威尔逊提出适合烧成陶粒的粘土的化学组成范围:SiO253%～79%, Al2O312%～26%, 其他氧化物熔剂 (Na2O+K2O+CaO+MgO+Fe2O3+FeO) 8%～24%[4]。表1显示该淤泥的化学组成在烧制陶粒的粘土的化学组成范围内, 适合于烧制陶粒, 如图1所示。

1.2 粉煤灰

试验使用的粉煤灰取自某电厂的II级灰, 细度80μm筛余24.0%, 需水量比98%, 烧失量2.85%。其化学组成见表2。用于烧结陶粒的粉煤灰, 主要技术要求如表3所示。从表2及表3可知, 该粉煤灰符合生产烧结陶粒的技术要求, 是生产烧结陶粒的良好原料。

%

2 试验过程

2.1 试验方法

轻集料的性能 (筒压强度、吸水率、空隙率、堆积密度、软化系数) 按照GB/T 17431-1998《轻集料及其试验方法》进行测试。

2.2 试验配方和制备

根据已有的研究表明, 同时为了进行琴亭湖淤泥烧制陶粒的初步试验, 采用粉配方为, 粉煤灰:淤泥=80:20, 将配合的原料倒入拌合机内混拌10min, 然后喷水成球, 控制粒径在5～20mm范围。

2.3 烧成

成型好的生陶粒在105±5℃下烘干4h以上, 以免在高温焙烧时出现裂纹或者炸裂。然后将生料球置于高温电阻炉内烧结。陶瓷的烧结一般起始于称为泰曼 (Tammann) 温度处, 即M.P. (熔点) ×0.6, 当温度达到M.P. (熔点) ×0.9时, 烧结大致结束[5]。因此, 烧制陶粒的温度范围可以确定为816.6～1224.9℃, 这与Ignacio Merino等人提出的最适最大烧结温度1200℃相一致[6]。根据杨时元的研究表明陶粒的烧胀温度一般多为1100～1180℃, 而焙烧时间在试验室高温炉中的时间多为8～12min[7]。本次试验为琴亭湖淤泥烧制陶粒的初步可行性试验, 同时本着节能的原则, 选择烧结温度为1100℃, 烧结时间为8min。

3 结果及分析

如表4所示, 试验结果表明采用琴亭湖淤泥烧制的粉煤灰陶粒几项主要性能指标均符合国标标准的指标要求。烧制而成的陶粒外观及剖面如图2, 图3所示。如图2所示, 陶粒表面釉化, 只有非常微少的空隙存在, 保证了很小的吸水率, 而如图3所示, 陶粒内部存在较多独立孔洞, 较多的孔洞使得陶粒具有较轻的质量, 不连通孔洞则使得陶粒拥有良好的保温性能。试验结果不仅表明琴亭湖淤泥可以烧制合格的陶粒, 也表明1100℃烧结温度和8min的烧结时间可以烧制出合格的陶粒制品。对于更多的陶粒生产的影响因素和烧结温度及时间等条件的试验可以在后续的试验中进行探索和研究。

4 结论

(1) 琴亭湖淤泥可以用于烧制粉煤灰陶粒, 其各项主要性能均符合国标GB/T 17431-1998的要求。

(2) 利用琴亭湖改造挖掘出来的淤泥烧制粉煤灰陶粒有利废、节能、节省土地资源等优点, 具有一定的经济效益和社会效益。

(3) 可以在后续的试验中对配方和烧结条件进行进一步的研究, 以生产出性能更优、更加节能环保的陶粒产品。

参考文献

[1]段宁.粉煤灰烧结陶粒的研发生产及应用[J].山西电力, 2009, 6 (3) :70-72.

[2]王晓刚, 赵铁军.轻集料混凝土的新进展[J].建筑技术开发, 2003, 30 (10) :37-39.

[3]田文涛.烧结粉煤灰陶粒的试制[J].粉煤灰综合利用, 2003 (6) :27-28.

[4]赵连强, 王忠英.粘土矿物在烧结粉煤灰陶粒中的应用研究[J].湖北地矿, 1993, 3 (13) :41-47.

[5]中国科学院上海硅酸盐研究所五室译.陶瓷的力学性质[M].上海:上海科学技术文献出版社, 1981:323.

[6]曹彦圣.淤泥的特性与烧制陶粒的可行性研究[D].浙江大学, 2008.

烧制工艺 篇8

1 实验过程

实验采用的原料来自湖北安陆某水泥厂,提供的原料有石灰石、砂岩、铁粉和粉煤灰。使用的原料均通过200目筛。研究中所用原料的化学成分列于表1。

易烧性实验方法按照GB9965—88《水泥生料易烧性试验方法》进行。通过X射线荧光光谱分析确定各原料的化学组成,并对制备的熟料利用岩相观察其微观结构。

2 配料方案

为了反映不同配料方案对水泥生料易烧性的影响,确定为以下2种配料方案:1)KH=0.89,SM=2.7,IM=1.6;2)KH=0.92,SM=2.4,IM=1.6,第1组配料为低饱和系数、高硅率、中铝率,第2组配料为高饱和系数、低硅率、中铝率。采用这2种配料方案,可以反映各率值对水泥生料易烧性的影响,也基本上可以确定对上述原料最佳的配料选择方向,为生产提供参考。

3 结果和讨论

3.1 f-CaO测定及易烧性分析

将煅烧并冷却后的6个试体一起研磨至全部通过80 μm筛,按乙二醇-乙醇法测定游离氧化钙含量。一般来说,当f-CaO%<1.0%,易烧性为“优”;f-CaO%=1.0%~1.5%,易烧性为“良”;f-CaO%=1.5%~2.5%,易烧性为“一般”;f-CaO%>2.5%,易烧性为“差”。

将第1组配方烧成熟料试样称为A样,第2组为B样,1 350 °C, 1 400 °C 和1 450 °C温度下烧成熟料试样分别对应A1,A2,A3,B1,B2,B3。对这些样品分别进行f-CaO含量测定,结果如表2所示。

从表2数据可以看出,各个试样的f-CaO含量都比较低,这与实验室条件比较理想是有关系的。因此,易烧性结果作为反应原料匹配性的数据也仅起参考作用。在实际生产中,由于生料配料的均匀性、生料细度、煅烧温度和保温时间等,与实验室条件存在很大的差异,并有来自生产设备和操作条件的影响,熟料中的f-CaO含量与易烧性试验中的结果将有很大差别。

虽然以上各个试样的结果很相近,但仍然可以看出其中具有一定的变化规律:1)在每组配方煅烧出来的熟料中,f-CaO含量均随温度的升高而降低,反应了煅烧温度在水泥生料易烧性中的影响;2)B组试样的f-CaO含量比A组高,而二者的区别在于率值的不同,反应了配料对生料易烧性的影响。

3.2 水泥熟料的岩相分析

分析图A2和A3,熟料矿物组成情况为:大部分A矿颗粒较细,与B矿相间并存,发育情况良好,含量较多;B矿大小不均匀,聚堆分布,类圆形,部分呈手指状、树叶状、花蕾状、猪脑状,上有交叉双晶纹;中间相呈片状分布,含量适中;孔洞类圆形,大小不均匀。

如图B2和B3,A矿隐约呈现六角板柱状外形

轮廓,B3中的含量比B2稍多,发育情况也较好,但有少部分向B矿转化;B矿类圆形,大小不均匀,聚堆分布,呈花蕾状,猪脑状,也有树枝状、手指状分布,发育充分;中间相含量量较少,孔洞多,类圆形,大小不均匀。

3.3 XRD分析

选取配料1方案对烧制的熟料进行分析。如图3所示,水泥熟料的4种主要矿物都已生成,其中C3S和C2S为最主要成分,二者含量比较接近,并含有部分中间相C3A、C4AF。随着煅烧温度的升高,试样的熟料矿物组成并未发生太大的变化,表明在此温度段内,熟料的烧成情况受温度影响不大。结合f-CaO和岩相分析可知,熟料烧成情况良好。

4 结 论

a.采用低品位的石灰石,通过合适的配料,可以烧制性能优异的水泥熟料。

b.煅烧温度和生料配料方案对水泥生料易烧性有很大影响,提高温度可以改善生料的易烧性;高KH值配料方案烧成的熟料,f-CaO含量较高,对生料易烧性不利。

摘要：以低品位的石灰石为原料,通过合理的配料方案,成功制备了性能优异的水泥熟料。通过岩相观察和XRD分析结果表明,实验所用生料易烧性较好,并随温度提高而明显改善,所制备的水泥熟料的主晶相是C3S和C2S。

关键词：水泥熟料,易烧性,安定性

参考文献

[1]韩春华.硫对硅酸盐水泥熟料烧成过程的影响规律研究[D].武汉:武汉理工大学,2006.

[2]Christos-triantafyllos Galbenis,Stamatis Tsimas.Use ofConstruction and Demolition Wastes as Raw Matetials inCement Clinker Production[J].China Particuology,2006,4(2):83-85.

[3]兰明章,崔素萍,严兴李.工业废渣对水泥生料易烧性影响的试验研究[J].水泥,2004,(6):7-9.

[4]马保国,穆松,余蔓丽.磷渣基复合矿化剂对水泥生料易烧性影响的研究[J].硅酸盐通报,2007,26(1):80-83.

[5]陈明芳,任祥泰.晶种对水泥生料易烧性影响的研究[J].中国建材科技,1995,4(6):13-15.

烧制工艺 篇9

1 射阳县丰富的淤泥储量有利于生产淤泥烧结保温砖

射阳县在2005年开始推广淤泥烧制多孔砖的生产, 并由政府发力对建筑单位的使用予以鼓励, 获得了较好的效果。淤泥烧结保温砖的关键原料是河湖淤泥, 射阳县境内河流纵横, 射阳河、黄沙河、新洋港横穿县境。此外, 还有西潮河、小洋河、海河、廖家沟等河道。由于在县域内出现酥松的土质, 造成很大的水土流失, 不仅淤阻了河道, 水的排泄受到阻碍, 使得河道缺乏引洪和排洪能力严重下降, 水环境恶化, 船运收缩, 供水和抗旱能力严重下降, 必须要进行定期清淤。清淤后这些河道丰富的淤泥储量可以作为淤泥烧结保温砖的原料。

2 采用淤泥烧结保温砖对墙体材料革新的优势

淤泥是指在静水或缓慢的流水环境中沉积, 经物理化学和生物化学作用形成的, 未固结的软弱细粒或极细粒土, 是一种由细菌菌体、有机残片、胶体、无机颗粒等构成的极其繁复的非匀称质体的集中固体物质。射阳县的淤泥主要是滩涂淤泥 (海泥) 、湖泊淤泥、内河 (河道) 淤泥及泥沟、渠塘淤泥等。

采用淤泥烧结保温砖的砖是直角六面体的外型, 其外轮廓规格和传统砖基本一致 (标准砖:240×115×53) 。砌筑淤泥烧结保温砖表面不用粉刷砂浆, 用标定热箱法测定:240厚砖墙测得热阻值为0.832 m2·K/W, 换算后得出导热系数是0.288 W/m·K;200砖厚墙测得热阻值为0.763 m2·K/W, 换算后导热系数是0.262 W/m·K。

按照射阳县夏热冬冷的气候特点, 节能指标可以有50%, 根据一般情景下小高层、多层的体型系数 (S<0.35) 思量, 北墙的热阻会高于0.74 m2·K/W, 这些指标要求对淤泥烧结保温砖来说, 都能够达到要求。就抗压强度检测来说, 淤泥烧结保温砖砌筑240厚, 按照《烧结多孔砖》GB13544-2000标准, 其抗压强度符合中强度等级MU10, 其墙体强度达到砖混结构的规定;淤泥烧结保温砖砌筑200厚, 其抗压强度符合MU5.0, 其强度要求达到框架结构填充砖规定。

淤泥烧结保温砖传承了原先的淤泥烧结保温砖的杰出特点, 自身的节能目标通过复合又得到了提振, 用这种砖砌外墙只是用普通砂浆粉刷墙壁可以达成自保温要求, 耐久性实现与建筑物本身同步。从造价来看, 淤泥烧结的自保温砖技术总增幅仅为每平方米22.8元。保温砂浆外的保温成本增加为每平方米40元, 外墙保温挤塑板更是增加了每平方米80元的成本。由此可见, 淤泥烧结保温砖具有无与伦比的杰出性。

3 淤泥生产烧结保温砖的工艺技术

在实际制砖生产中, 陈化、脱水干燥处理是河道淤泥必须预先进行的重要程序, 在技术层面来看, 高含水率河道淤泥和低含水率的河道淤泥干粉属于河道淤泥的两种迥然不同的含水率。为了提升烧结多孔砖的抗裂性、尺寸稳定性, 研究成功了一种干粉添加剂作为调整剂, 掺在砖坯中的量为0%~2%, 炉渣粒径在1~2 mm。微孔成型剂主要是选择颗粒合理的木屑做添加剂, 秸秆、木屑等生物质燃料燃烧后残留的灰烬做灰渣。

工艺参数是淤泥烧结保温砖 (砌块) 生产时必须严格控制的, 首先, 是淤泥的含水率塑性指数在12以上进行控制, 淤泥质量各有不同, 要进行不同淤泥的搭配起来, 防雨措施也必须强化;其次, 煤渣颗粒度指标在80%以上进行控制, 以2 mm最好, 原料中拌和成孔剂后, 陈化时间应不少于7小时, 为的是均匀浸入水分;再次, 进主机的水分要严格控制好, 根据煤渣、粉煤灰、成孔剂的发热量进行焙烧, 焙烧的温度应该加以控制, 否则会烧过火或者焙烧不够火候。内河淤泥生产烧结保温砖的工艺如下。

淤泥 (渣土) →煤渣→木屑 (秸秆) →计量 (配比) →颗破→锤破→滚筒筛→粗碎对辊→搅拌机→陈化库 (三天以上) →细碎对辊→搅拌机→真空挤出机→切坯分坯 (半成品检验) →一次码坯→烘干窑烘坯→二次码坯→隧道窑焙烧→成品 (成品检验) →出厂 (堆场分品种、等级) 。

2009年, 江苏省住房和城乡建设厅组织编制了DGJ32/TJ78-2009 ( (淤泥烧结保温砖自保温砌体建筑技术规程》, 使得行业的产品质量有据可依。2013年12月, 省厅又根据GB 26538-2011《烧结保温砖和保温砌块》国家标准, 制定了DGJ32/TJ167-2014《烧结保温砖 (砌块) 自保温墙体系统应用技术规程》, 对烧结保温砖 (砌块) 自保温体系以及施工作了规定。有了规程, 企业提高产品质量就有了依据, 使用企业对这个产品的进货检验也有了规范。淤泥烧结保温砖采用的工艺不同, 使用的设备是否先进, 和产品质量的优劣有直接关系。砖瓦企业要想在新型墙体材料的生产中站稳脚跟, 必须严格执行国家标准, 制定出高于国家标准的企业内控标准, 在企业内部推行全面质量管理, 有机的整合企业的人、机、料、法、环、测 (5M1E) 等生产现场管理活动, 使企业管理者能够迅捷地对产品质量做出反应, 制定出正确、科学的决策, 促进企业的人力、物力、财力资源的高效配置, 生产出优质的保温砖 (砌块) , 企业将会有广阔的发展前景。

摘要：在建筑物使用过程中, 外墙外保温材料渐渐显现出某些缺陷, 人们逐渐把眼光聚集在外墙自保温材料的探究与运用上, 其宗旨是要处置外墙外保温体系的高造价、施工的质量控制难、较差的耐久性、与主体构造年龄的不同步以及防火防脱落弊端等情况。该文在分析了采用淤泥烧结保温砖的优势的基础上, 研究并提出了利用河道淤泥生产烧结自保温多孔砖产品的生产工艺及实际生产关键技术。

关键词：淤泥烧制砖,墙体,应用技术

参考文献

[1]蒋正武, 田润竹, 严希凡, 等.河道淤泥自保温烧结多孔砖生产技术[J].新型建筑材料, 2012 (3) :17-19.

[2]孙雪梅, 刘晓静, 王然良, 等.江苏省节能墙体自保温技术的发展[J].建设科技, 2009 (15) :54-56.

[3]龚维卓, 尚保亮.浅谈利用河道淤泥生产烧结保温砖和保温砌块[J].墙材革新与建筑节能, 2012 (6) :37-38.

[4]许茜.淤泥烧结保温砖自保温墙体的应用研究[J].中国建材, 2014 (12) :128-130.