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日本新型陶瓷窑炉技术

日本是一个陶瓷生产强国，它拥有较强的科技开发能力与一大批名牌产品。在陶瓷窑炉新产品的开发与创新方面，日本的技术与产品有别于欧美各国，独树一帜。窑炉的使用性能与技术含量水平高，即使在世界上亦名列前茅，给人留下深刻的印象。

众所周知，窑炉是陶瓷生产中的核心设备，在日本亦有“一土、二火、三手工”的名谚，说明了窑与火在陶瓷生产中的重要地位。在距今150年前，日本陶瓷业还很落后，采用木柴烧窑，窑炉多为分室龙窑(日本人称为登窑、依山坡而建)后来借鉴我国北方馒头窑技术，研制成功烧煤的倒焰型窑炉。日本由于坚持对外开放，积极吸取欧洲科技的政策才得以发明倒焰窑炉，从而从生产要素与产品质量、烧成效率方面提升了窑炉技术的水平与档次，在陶瓷生产方面开始居于世界前列。在此过程中，日本还积极引进了由德国人发明的煤烧隧道窑炉技术。但到20世纪70年代日本告别了煤烧生产方式，开始其煤气或液化气烧窑的新时代，并促进日本发展成为陶瓷强国。

１、日本窑炉公司简介：

在２０世纪７０年代日本拥有数十家窑炉公司，经过近３０年的相互竞争角逐与淘汰，现不过仅保留有５家著名的窑炉公司。由于现代新型窑炉的设计、建造，实现了窑、机一体化，许多陶瓷机械设备制作公司亦可购买专利发明，开发生产各种窑炉产品。其中最著名的陶瓷窑炉公司有高砂、日本碍子、诺里蒂克机材、南波公司、高浜等，此外象日立制铁、本车身彩条田铁工、森铁工、后藤铁工也具备新型窑炉的开发、设计与制造技术。日本高砂工业株式会社专门制造窑炉设备，最先开发研制出组装式窑炉生产技术，因为它便于分节组装、运输方便。炉节长度约为５ｍ～６ｍ。保温材料采用TORZENMarathon屏幕树脂与传统尼龙66相比还具有加工方面的优势轻质绝热材料。炉壁上嵌贴微孔高铝板，上面是高温保温砖，再镶一层８０毫米厚的陶瓷棉毡。燃料使用轻质油与液化油气。而烧制砖瓦、匣钵的窑炉则采用Ｃ级重油燃料。近年来，高砂公司开发的电脑自动控制窑炉已畅销世界各国，其中以东南亚为多。为了使窑炉设备打入中国市场，扩大销售业绩，高砂公司近年来还研制开发出一系列适合中国国情的窑炉产品，如微型节能隧道窑炉等。森铁工主要研制开发辊道烤花窑炉，采用耐热不锈钢的滚动方式，整个窑炉长２８ｍ，烤花温度８５０℃，燃料采用液化天然气。窑车上采用新型耐热不锈钢板，延长其使用寿命，整条辊道烤花窑采用全自动控制方式。据目前笔者掌握的资料，此前有日本电子白板高砂、高浜、南波、日本碍子等几家公司的窑炉设备已出口到我国，有的已使用近十年时间，在烧成性能与燃料节能方面都有很好的效果。目前，日本名窑炉公司都在积极推行科技创新，开发更先进的窑炉技术，力求在竞争激烈的国际市场上站住脚。但从总的方面统计，我国建筑卫生陶瓷引进的窑型以欧洲产品为主，主要是意大利，其次是西班牙与德国。日本的窑炉产品市场则主要在台湾，东南亚地区及拉丁美洲各国与地区。但日本名窑炉公司在争夺中国市场方面，亦显出咄咄逼人的态势，这从每年一度的中国北京或广州的国际陶瓷工业展览会上即可看出，不再赘述。

２、日本窑炉产品及技术水平评价：

日本碍子公司原来主要生产电气绝缘子产品，近１０年也迈入窑炉研制开发的行列中。该公司以培育和发展陶瓷窑炉新技术为基础，从事生产辊道窑炉，可以供烧成陶瓷墙地砖、卫生洁具及所有其它种类的陶瓷制品，窑炉技术性能广受好评。其规格为：用于烧成瓷砖的辊道窑，窑长65ｍ、宽1.2ｍ、烧成温度为1300℃时、烧成时间为150分钟。窑长40ｍ、宽1.5ｍ、烧成温度在1150℃时，烧成时间仅为30分钟。用于烧成窑具制品的辊道窑炉，窑长40ｍ、宽1.1ｍ，烧成温度为1250℃时，烧成时间为８小时。日本碍子公司的窑炉均设置有先进的自动点火、熄火测知、窑内压力监测、地震监测、窑内氧浓度监测、气体目前泄漏监测、瓷辊损折监测及喷嘴用电偶记录仪等一系列监测仪器。从而保证了窑炉的省力、节能、快速烧成。日本高砂窑炉公司凭借其雄厚的技术开发能力，早在２０世纪８０年代即已实现使用电脑联开发新型窑炉。该公司最近研制开发的辊道窑产品系列，可以从事日用瓷器餐具、茶具的素烧、釉烧及釉中彩装饰烧成。尤其针对目前国际陶瓷市场的激烈竞争，要求陶瓷企业必须采用多品种、小批量生产方式，该公司推出微型隧道窑窑炉产品系列，可用于日用陶瓷、美术陶瓷及窑具等产品的烧成，尤其适合中小型陶瓷企业的经营方式，并打开了市场。

在间歇式窑炉——梭式窑窑炉新产品开发方面，日本亦走在世界各国前列。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。日本的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。据悉台湾几家瓷器公司从日本进口了几台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，是未来即将大规模普及的主要窑型。

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，然后点火烧成如果对技术研发没有足够的重视和投入。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。

３、以高新技术推动窑炉技术创新：

日本窑炉公司特别重视技术创新，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，日本陶瓷面临转机，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。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。

现在日本陶瓷窑炉的技术水平，已实现运行辊道化，燃料气体化，烧成自动化、窑体轻量化及节能化的目标。由于不断降低窑内温差，缩短烧成周期、提高自动化的水平，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。同时对相关的工序如装窑开窑、窑具材质与造型的改进等起到推动作用。窑炉性能亦具有明显的东方特点。

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进行了认真与系统的研究。尤其面对传统能源储量日益减少，节能形势十分严峻，日本正在抓紧研究开发新型的烧成方法，如陶瓷微波烧成新工艺。据有关资料报道，日本对于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，传裹胸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。

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，有许多经验值得我们借鉴与参考。

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