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        1. 新聞資訊
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          陶藝氣窯又進化了,這次真的實現了全自動!

          所屬分類:企業新聞   發布時間:2023-12-01  瀏覽量:788

          氣窯,是以天然氣、液化石油氣、煤氣等易可燃氣體為主要燃料,燒制陶瓷制品及耐火材料的熱工設備,通指“梭式窯”(Shuttle kiln)。

          應用于現代陶瓷生產創作的氣窯起源于1950年代的美國,而中國第一臺氣窯則是90年代初由景德鎮宇宙瓷廠從澳大利亞玻特歐肯窯具公司引進的軌道窯,之后隨著石油、天然氣的大量開采和利用,才逐漸有了中國造氣窯爐。

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          1960年代,現代陶藝先驅彼得·沃克思在工作室使用氣窯燒制作品

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          1975年,意大利梭式氣窯Pagnotta Termomeccanica公司

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          1991年,中國第一臺梭式氣窯,進口自澳大利亞,現陳列于景德鎮陶溪川工業遺產博物館

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          2020年,意大利生產的無軌動力氣窯,Pagnotta Termomeccanica公司

          此后三十多年,氣窯在中國陶瓷生產制造行業里快速發展,并逐步取代柴窯并延伸了到現代陶藝創作中。相比柴窯或柴燒窯、煤窯,氣窯污染小、燃料成本較低、氣氛及溫度可控、燒成溫度高(1350℃以上)、工作效率快、成品率更高。

          氣窯為間歇式倒焰或半倒焰窯爐,按迭代順序及操作方式可分為手動點火窯、半自動窯和全自動控制窯三種,相比連續窯,間歇式窯操作更便捷、裝卸也更靈活,既可滿足連續化生產,又適合小規模間隔性藝術創作。

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          2021,景德鎮某公共窯房里的梭式窯

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          百陶會研發的梭式窯

          之所以被稱為“梭式窯”,因為主體由窯室和窯車兩部分組成,陶瓷坯體碼放在窯車棚板上,通過軌道推進窯室內進行燒成,冷卻后,將窯車及成品拉出窯室。窯車運行如古代織布機梭子,其推拉方式類似抽屜,故也被稱為“抽屜窯”。

          上文提到過,氣窯在中國經歷了三個發展階段:手動、半自動、全自動。先進陶瓷、工業陶瓷、衛生陶瓷等行業早已有了大型全自動窯爐。而藝術陶瓷及生活陶瓷依然停留在手動時代,由于生產工藝繁瑣,不易運輸,因此大多手動氣窯為人工搭建,很難做到標準化,安全性能上也無法保障。

          接下來,百陶君帶你回溯氣窯發展脈絡>>>

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          顧名思義,手動氣窯是人工手動點火、操作的傳統氣窯,底部通常有多組進氣閥和文丘里式自吸燒嘴,雙排、平行分布,燒嘴越多,升溫效率越高。點火成功后,火焰通過孔洞垂直進入窯室,待窯內氧氣自然燒盡后,進入還原階段。燒成過程中火焰大小長短靠人工調節,人為因素影響下很容易造成較大溫差。

          手動氣窯的燒成完全憑借燒窯師傅的技術和經驗,他們根據燒成時段規定的溫度,適當調節氣閥、氣壓、閘板和風門來控制燃燒值、窯溫、氣氛,想要穩定升溫、均勻燃燒達到理想的效果,需要經年累月的試錯。即便燒制全程有人工看守,定點定時觀察溫錐(一種測量實際溫度的工具)倒向,氧化結束后及時關閉閘板,氣壓及輸氣管線穩定,依然無法保障最終效果。

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          景德鎮某陶瓷作坊內的氣窯

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          高達4米多的梭式窯,最高的觀火孔距地面3米以上

          究其原因,窯內氣體壓力(煙氣和空氣)對溫度和氣氛起著決定性作用,而溫度、氣氛則是陶瓷作品燒結的關鍵因素。

          從燒嘴孔進入窯內的氧氣,被煙道抽走一部分,極易產生負壓干擾窯內壓力,負壓過高,會有更多氧氣進入,氣體分層嚴重,上下溫差大,還原氣氛很難有效維持。而正壓過高,大量熱氣外溢,熱耗大熱效低,燒成速度慢,坯體無法燒結。

          燒成難度大、安全系數較低,對燒窯人員經驗、能力要求高,整體效率低,是很多學校陶瓷實訓室不選用梭式窯的原因所在。

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          氣窯閘板調節

          基于陶瓷燒成工藝繁雜、燒成實訓空間管理要求高、專業燒成工數量匱乏等影響氣窯普及度的瓶頸問題,百陶會從2016年起開始了對氣窯生產工藝的探索,進行了大量的調查、實踐,邊研發邊論證,邊論證邊提升。

          我們對傳統手動氣窯進行了一系列改良升級,采用標準鋼材鋼板、摩根莫來石、電子點火燒嘴、國標鍍鋅管材...磚比例超過耐火棉,外觀設計更新穎,率先推出了標準汽化爐,一系列的革新讓手動氣窯有了質的跨越。

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          百陶會基礎氣窯燒成實驗

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          百陶會自研基礎款氣窯,景德鎮八大美院聯創基地燒成中心

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          百陶會陶藝家款手動氣窯,電子點火,安全升級

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          造窯只是開始,造好窯才是目標!

          2020年6月起,百陶會牽手多位知名熱工專家、教授,窯爐構造及燒成行家里手,精通控制系統的工程師、設計師,開啟了自動化氣窯研發之路。

          硬件產品開發部小伙伴攻堅200多個日夜,百陶會第一代獨立式可移動槍式動力燃燒器終于在2021年5月試燒成功,并應用在蘇打窯上,調整好氣壓后,一鍵點火,自帶助燃風機及壓力調節裝置,火力大小完全可控。

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          百陶會動力燃燒器1.0

          燃燒器是使燃料和空氣以一定方式噴出混合(或混合噴出)水平火焰的裝置。 由殼體、噴嘴、火焰穩定器、燃氣管道和燃氣控制系統等組件組成。噴嘴是將燃氣噴射到燃燒器內的組件,火焰穩定器則負責保持火焰不發散穩定燃燒??刂葡到y可控制燃氣流量和空氣的比例。燃燒器則讓燃氣充分利用,提高了燃燒效率。

          相對自吸式燒嘴,動力燃燒器保證了燃氣預混部分燃燒所需的空氣,余下空氣直接引向火焰。按擴散燃燒原理,二次空氣中的氧繼續燃燒。噴出火焰氣流旋轉形成的中心回流區,起到穩定火焰和攪拌作用,使加熱更均勻;而且窯壓分布均勻,防止冷風吸入;再者,平焰離坯體一般比直焰近,加熱快,大大地提高了燒成效率、降低了燃料成本。

          2021年6月至今,百陶會研發部門不斷完善陶藝教學用動力窯,在燃燒器設計、漏氣監測與保護、燃氣存放安全、窯爐主體保溫結構等方面進行了大量的實踐,先后推出了多款動力型氣窯,并在多所高校陶瓷實訓室、藝術家工作室得到了應用,受到了專業用戶的普遍認可。

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          2022年景德鎮國際陶瓷博覽會期間,百陶會動力氣窯正式揭開面紗,受到業內關注。

          小結一下,動力氣窯燃燒系統設計更加科學,火焰長度可控,且足夠長,滿足高溫燒成需要;穩焰型結構,燃氣和空氣混合比準確,保證了節能效果,為用戶大大減少了使用成本。重點來了,燃燒器配置了點火控制、溫度控制和壓力控制,確保了氣體輸入安全,有效杜絕了安全事故。

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          百陶會動力(半自動)氣窯

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          日前,在工信部中小企業發展促進中心、景德鎮市政府、江西省中小企業發展促進中心等政府部門和景德鎮藝術職業大學領導的見證下,由百陶會提供規劃設計、優選設備及運營維保服務的景德鎮藝術職業大學陶瓷制造實訓工坊成功點火。

          此次點火試燒的4座全自動氣窯,由百陶會與景德鎮陶瓷大學聯合研發,歷時14個月設計、3個月主體搭建、42天線路布設、7天功能調試...傾注了數十位專家、工程師和產線工人的心血。最大一座容積達到4m3,總容積約9m3,最大化地滿足了陶瓷職業教育中的教學、實訓及實習需求。

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          百陶會全自動氣窯,景德鎮藝術職業大學陶瓷制造實訓工坊

          沒錯,這次真的實現了全自動!

          全自動氣窯燒窯只需四步?。?!第一步,裝窯;第二步,將窯車推入窯室;第三步,按下點火鍵;第四步,關上窯門!

          這是因為它自帶強大的“智能中樞”:全自動控制終端,輕輕按下點火鍵,多達70多條神經線路將這一命令秒傳到下一個伺服器,點火器、煙道閘板、助燃風機、排煙風機、窯壓系統...接到指令后,迅速行動,準確無誤地燒制任務。

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          每座氣窯都有獨立的控制站,控制終端采用MCGS觸屏、集中無干擾控制方式,通過信號線連接點火器、限位器、步進電機、執行器、電磁閥、閘閥、報警系統等執行單位,組成了猶如“未來戰士”一樣的超強燒成機器人。

          就像電窯一樣,我們提前設定好升溫曲線、燒成工藝,根據設定曲線,系統同步完成窯壓、氣氛、閘閥開啟時間的預設。點火完成后,調節器將壓力變送器反饋的信號與設定值進行比較,輸出排風機頻率和煙氣排放命令,實現窯壓穩定化。

          有了靈敏而龐大的控制系統、動力燃燒器、強勁的助燃和排煙風機的加持,陶藝氣窯真正地實現了全自動!燒成過程無需人工值守,燃料被最大化利用,溫差控制在個位數以內,甚至為零。經多次實測,相同燃料相同規格下,全自動氣窯比傳統氣窯省氣百分之二十以上。

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          這是全自動程序控制技術第一次應用在陶瓷教學窯爐上,標志著陶藝氣窯從手動、半自動化時代正式步入智能時代!自此以后,難以駕馭的氣窯燒成變得和電窯一樣簡單!

          為實現“科學作陶、高效創新”的夢想,讓更多學校、陶瓷人用上更安全更智能的窯爐,未來,百陶會對全自動氣窯產品作進一步的優化和改良,燒窯四步有望再次簡化,窯車自動進出、廢氣回收再利用、窯門自動開關...不久后都將一一成為現實,百陶會人攜手同行:探索不止,步履不停!




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