日本开发研制新型陶瓷窑炉的经验

建筑卫生陶瓷行业是“火里求财”的特殊行业，企业能否快速发展，取得良好的经济效益，关键在于最后的烧成阶段。而采用何种窑炉与烧成技术水平之高低，则有着重要影响。目前，日本在开发研制新型陶瓷窑炉方面，注重应用高科技与新技术研制窑炉新产品，尤其在结合节能、提高烧成效率、缩短烧成周期，提升陶瓷产品烧成质量等方面，积累了许多成功经验，确立了多项专利与技术发明。日本陶瓷行业在新型窑炉研制方面的许多做法，值得借鉴与参考。   　　1、重视以高新技术推动新型窑炉研制开发   　　日本的窑炉公司非常重视技术创新，不断以高新技术来推动窑炉产品的创新。他们重视基础学科的研究，大胆吸收各国领先的科研成果，运用到新型窑炉的设计与研制中来。日本陶瓷窑炉机械设备加工精度高，定位准确，选用最优质的材料依照最佳方案设计、制造出各种窑炉产品，因而能保证窑炉的质量与工作性能。目前，日本的陶瓷正面临着新的转机，这样促使各窑炉公司更加注重市场信息，自行开发或购买专利，采用新技术、新材料、新工艺来研制开发最新式的窑炉设备，从而保证了日本窑炉技术的领先位置。此外，日本也是较早使用辊道窑实现卫生陶瓷烧成的国家。   　　目前日本窑炉的研制开发与制造行业的专业化分工越来越细，如喷嘴、各种耐材、监测仪器及信息处理等关键性设备采用电脑控制加工、生产水平与加工精度提高。许多窑炉产品的各个部件由数十家乃至上百家企业协作生产，最后组装而成。一台先进的窑炉往往凝聚了燃烧技术、材料技术、节能技术、信息处理技术、自动控制技术等多领域的研究成果，高新技术领导着窑炉技术发展的新潮流。在新型辊道窑与梭式窑窑炉　　新产品开发方面，日本亦走在世界各国前列。新型的辊道窑及梭式窑炉由于采用了先进的喷嘴燃烧系列及轻量化的炉体，已被广泛用于日用瓷、艺术瓷及卫生洁具、特种陶瓷产品的烧成。为节省占用工作场地及操作方便，梭式窑炉均采取向上打开窑门，内部为全陶瓷纤维棉结构。日本梭式窑炉的烧成采取人工操作与全自动控制两种方法，人工操作式的梭式窑炉装配全自动控制系统后，即可实现全自动无人化操作全自动控制系统主要由温度测知、氧度监测、自动供气与闭气开关、可自动调节式、自动烟囱闸板开启开关及电脑信息处理及指令部分组成。一座4m3的梭式窑炉其本身造价约为250万日元，相当于人民币12万元，装配全自动控制的装置部分，其造价也在250万日元左右。据悉亚洲各国一些企业曾从日本进口全自动控制梭式窑炉产品，他们反映窑炉使用性能稳定，便于控制，烧成效果好等，预计未来将达到普及。   　　2、注重综合技术配套   　　日本陶瓷界在新型陶瓷研制与开发过程中，极为注重窑炉的综合技术配套。目前其窑炉制造技术水平已达到运行辊道化、燃料气体化、烧成自动化、窑体轻量化及节能化等目标与水平。由于新型陶瓷窑炉能够不断降低能源消耗、窑内温差，大大缩短了烧成周期、提高了自动化水平，已成功达到烧成质量提高，节能效果好、减轻工人劳动强度及降低窑炉造价、缩短施工周期等效果。同时，在研制新型陶瓷窑炉时，也非常重视对与烧成有关的相关工序如装窑开窑、窑具材质与造型的改进与完善配套工作，并能够考虑到东方人的生活与操作工作的习惯，因此新型陶瓷窑炉的性能亦具有明显的东方特点。   　　为了满足当前多品种、小批量生产方式，近年来日本陶瓷窑炉公司?????高砂窑炉公司开发出一种新型辊道窑炉，其特点为辊道窑小型化，烧成方法采取侧面上下夹烧方式，烧成气氛可以很方便地任意调整为还原焰与氧化焰，并且具有很高的节能效果和烧成优品率。这种新型的窑炉，其窑体的建筑方式均采取了预制件构筑方法，可使窑炉的设置能在短时间内完工投产。由于大量采取高科技新技术及电脑操作系统，具有操作方便、烧成热效高与大幅度节能等特点。该产品被国际窑炉界称之为“新一代袖珍辊道窑”，其使用的燃料为液化气、城市煤气等。袖珍型辊道窑炉长度为18米，炉内宽为0.58米，可运用于连续烧制宽度为0.40米，高0.15米的陶瓷制品。烧成温度为1300℃，最高可达1300℃，烧成气氛可以用于还原和氧化焰,烧成时间根据产品不同为2~4小时不等。烧成温度控制方式为窑位微分pid控制。该窑炉配备有能够应付晚间16小时欲烧产品的储存储备设施。据悉，此种窑炉非常适合于中小型瓷厂多品种小批量的生产方式，适宜于现在国际市场变化快、定货品种多、但定货量小等特点。   　　几年前，日本某窑炉公司还应用信息技术与自动控制技术，达到控制远在千里之外的窑炉成功进行烧成的目标。   　　3、致力未来窑炉发展方向与研究   　　对于未来陶瓷烧成方法及窑炉类型的发展方向，日本陶瓷界与窑炉制造企业都下工夫进行深入、系统与精确的研究。尤其面对传统能源储量日益减少，节能形势十分严峻的局面，日本陶瓷行业正在抓紧研究开发新型烧成方法，如陶瓷微波烧成新工艺。据有关资料报道，他们对陶瓷微波烧成理论的研究取得成果，已有多项陶瓷品种进入实施阶段，如特种陶瓷制品，象小件陶瓷齿轮、刀具，密封环等均可由微波烧成工艺烧制。陶瓷微波烧成工艺具有节能、烧成周期非常短等优点。特别是高温乃至超高温烧成1350℃～1600℃的精细陶瓷制品，传统烧成方法需要几小时至十几小时，采用微波烧成仅需几分钟即可完成，其速度之快令人惊叹。此外，日本未来10年间的宇宙航天开发计划中，需大量的超高性能的精密陶瓷器具与部件，这对于目前日本陶瓷窑炉与烧成技术的发展提供了发展的新机遇。   　　日本窑炉公司近年来还研制出全自动控制钟罩窑窑炉产品。钟罩窑顾名思义，即窑炉外形如一座高大的钟，烧成时需将窑体罩在高大的产品上，然后点火烧成。烧成完毕再将钟罩吊起来，放在一旁。钟罩窑特别适用于烧成特大型的绝缘子电瓷产品及大件的艺术陶瓷产品。   　　总之，日本陶瓷窑炉业扎根于本国的实际需求，坚持以高新科技创新，独立自主开发研制新型窑炉，在许多方面做得很成功，有许多经验值得借鉴与参考。

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