鈞瓷雙火膛無匣缽柴燒工藝初探

劉紅生 劉潤(rùn)樺

The firing of ceramics depends on the furnace， and the design of furnace is crucial importance. Process of Double-hearth Wood Firing without Sagger in Jun Porcelainis unique， which fundamentally solves the environmental problems related to emission from traditional wood-fired kiln and the problem of excessive sagger space in the furnace. This article analyzes the technique characteristics of the new-type Jun porcelain furnace at many aspects， such as the furnace structure design. This article also summarizes a complete set of sintering systems with reference to the firing test.

獨(dú)特的燒制技藝彰顯獨(dú)特的藝術(shù)特色，陶瓷的燒成取決于窯爐，尤其是燒制以鈞瓷為代表的窯變花釉，窯爐的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。鈞瓷雙火膛無匣缽柴燒工藝獨(dú)具特色，它從根本上解決了傳統(tǒng)柴燒的兩大問題：柴窯排放環(huán)保問題和匣缽占用窯爐空間過大的問題。本文從窯爐結(jié)構(gòu)的火網(wǎng)設(shè)計(jì)、保溫性能、去匣缽技術(shù)、雙火膛設(shè)計(jì)、窯車的設(shè)計(jì)等多方面解析新型鈞瓷窯爐的工藝特色并結(jié)合燒制試驗(yàn)總結(jié)出一套完整的燒成制度，希望對(duì)鈞瓷在當(dāng)代藝術(shù)語境的發(fā)展中提供有用的探索。

一、誕生背景

鈞瓷是以自然窯變呈現(xiàn)藝術(shù)效果的觀賞瓷種，起源于河南禹州市，因禹州市有鈞臺(tái)——因夏啟舉行開國(guó)慶典之地而得名。起始于唐朝，至宋代達(dá)到鼎盛時(shí)期，鈞瓷以其神奇的自然窯變藝術(shù)有別于其他瓷種，在陶瓷界獨(dú)樹一幟?！叭敫G一色，出窯萬彩”，是對(duì)鈞瓷藝術(shù)的獨(dú)特寫照。鈞瓷的出現(xiàn)改寫了清白瓷一統(tǒng)天下的歷史，為中國(guó)鈞瓷藝術(shù)的繁榮發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。

宋代柴燒鈞瓷是鈞瓷藝術(shù)的頂峰，其藝術(shù)成就達(dá)到了爐火純青的境界。宋朝以后，由于諸多的社會(huì)原因，柴燒鈞瓷逐漸走向衰落而終于斷燒。隨著煤炭燃料的開發(fā)應(yīng)用，煤炭成為替代柴燒的主要燃料，20世紀(jì)后期，隨著液化氣、天然氣等節(jié)能環(huán)保、操作方便、成本低廉的新型燃料的推廣運(yùn)用，煤炭燃料在很短時(shí)間內(nèi)，也退出了鈞瓷燒制的歷史舞臺(tái)。

但是，作為民族文化遺產(chǎn)的重要組成部分，柴燒鈞瓷，煤燒鈞瓷有無可替代的歷史價(jià)值和美學(xué)價(jià)值，如果任其消亡，無論從哪個(gè)層面上講，都將是鈞瓷藝術(shù)的重大損失。

2004年，星航鈞瓷公司仿建宋代柴燒鈞瓷窯爐并恢復(fù)其燒成工藝，使柴燒鈞瓷這一民族藝術(shù)之花重新綻放，這一科研成果，在社會(huì)各界引起強(qiáng)烈反響。星航柴燒鈞瓷產(chǎn)品深得宋鈞神韻，精品珍品的藝術(shù)品位甚至已趕上或超越了宋鈞的水平。柴燒鈞瓷工藝的恢復(fù)曾被河南省搶救民間文化工程工作委員會(huì)定為重點(diǎn)項(xiàng)目，2007年榮獲“河南省第四屆文學(xué)藝術(shù)優(yōu)秀成果獎(jiǎng)”。以柴燒鈞瓷制作工藝為主要內(nèi)容的鈞瓷燒制技藝2008年被列入國(guó)家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄。

但是，柴燒鈞瓷窯爐、煤燒鈞瓷窯爐的應(yīng)用產(chǎn)生了一系列問題：燃燒時(shí)所產(chǎn)生的煙塵對(duì)空氣造成的污染、破壞生態(tài)平衡、危害人民的身心健康，不符合綠色環(huán)保的發(fā)展理念。另外，柴燒、煤燒鈞瓷在燒制過程中離不開匣缽的使用也是制約其自身發(fā)展的關(guān)鍵因素。利用匣缽，本來是陶瓷燒制工藝中的重要一環(huán)，有防煙塵、防火刺、保護(hù)產(chǎn)品的功能。但是，匣缽占據(jù)窯內(nèi)空間，降低窯室利用率，而且浪費(fèi)原材料，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，這些問題，無疑也成為制約柴、煤燒鈞瓷繁榮發(fā)展的障礙。然而，柴燒鈞瓷、煤燒鈞瓷燒制技藝，是民族優(yōu)秀文化遺產(chǎn)，需要保護(hù)傳承，造福于社會(huì)，造福于人民；而減少消除環(huán)境污染，事關(guān)人類生存大計(jì)，也迫在眉睫，刻不容緩。此二者是矛盾的，柴、煤燒鈞瓷藝術(shù)的發(fā)展面臨著不可回避的嚴(yán)峻課題。

為了解決鈞瓷柴燒工藝這一困擾中國(guó)乃至世界陶瓷界的難題，任星航投入人力物力，于2022年5月份開始研發(fā)雙火膛無匣缽柴燒鈞瓷窯爐（以下簡(jiǎn)稱“雙火膛窯爐”）。6月份完成了項(xiàng)目論證、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、原材料采購(gòu)等前期準(zhǔn)備工作，7月開始動(dòng)工建設(shè)，9月完工，經(jīng)過十余次的試燒實(shí)驗(yàn)，證明雙火膛窯爐具備燒柴、燒煤、柴煤混燒均可、無需匣缽、節(jié)能環(huán)保等性能，基本達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。這一工藝的創(chuàng)新發(fā)展，使我國(guó)傳統(tǒng)鈞瓷的燒制工藝更加完善，彰顯出獨(dú)特的鈞瓷柴燒制品的神韻，更加豐富了我國(guó)陶瓷藝術(shù)的品類。

二、雙火膛窯爐的結(jié)構(gòu)原理

雙火膛窯爐外部總體呈長(zhǎng)方形，長(zhǎng)2.1米、寬3.3米，高2.2米。由窯室、火網(wǎng)、火口、氣氛孔、窯車、軌道、窯門、消煙除塵設(shè)施等結(jié)構(gòu)組成。

窯室：

窯室長(zhǎng)1.3米，寬1米，高1.9米，下部呈長(zhǎng)方形，上部為穹隆狀，穹窿高0.2米，窯室容積2.6立方米。窯室兩側(cè)距地平面14厘米與27厘米處留有兩道寬3厘米、深5厘米的溝槽，與窯車凸出部分契合，用于密封窯室。

火網(wǎng)：

火網(wǎng)位于窯室兩側(cè)，面積分別為1米×0.75米?；鹁W(wǎng)下邊的渣坑深30厘米，是清除柴灰、爐渣的地方?；鹁W(wǎng)下有爐條，起棚架燃料的作用，爐條與爐條之間有適當(dāng)間距，是柴灰下落和空氣進(jìn)入的通道。

火口：

火口兩個(gè)，直徑均為0.35米。位于窯體后部，與渣坑呈對(duì)角狀，這樣的設(shè)計(jì)是防止添火時(shí)冷風(fēng)從火口直接進(jìn)入窯室，而引起窯溫驟降?；鹁W(wǎng)、火口的設(shè)計(jì)保留了宋鈞官窯的特點(diǎn)，可以輪流添柴，以便穩(wěn)定升溫。

氣氛孔：

氣氛孔位于窯室的兩側(cè)，高0.8米、分別由高0.2米、直徑0.18米的耐火黏土制成的圓筒擺砌而成，下邊三層圓筒上留有多個(gè)直徑3厘米的孔洞，作為火焰流動(dòng)的通道。氣氛孔是傳統(tǒng)窯爐攔火墻的替代品，與窯室頂角的空隙不大，火焰不是像傳統(tǒng)窯爐那樣，從氣氛孔頂部進(jìn)入窯室，而是從氣氛孔的各個(gè)縫隙孔洞中分散地、緩慢地進(jìn)入窯室。這樣，氣氛孔就具有了隔焰、防煙塵的功用。

窯車：

窯車寬1.3米、長(zhǎng)1米、高0.5米，由4個(gè)直徑0.15米的鑄鐵輪子、上焊鋼架而成。上邊棚架四塊0.64米×0.4米長(zhǎng)的炭硅板作為窯車的底板，炭硅板與炭硅板之間留有寬3厘米的十字縫隙，與下邊的孔洞相連，具有吸火孔的功能。下邊孔洞兩邊用耐火磚壘砌，與煙道相通，使整體窯爐結(jié)構(gòu)具有倒焰型窯爐的性能。

軌道：

軌道間距0.75米，由兩條長(zhǎng)6米的鑄鐵道軌鋪就，一端在窯室底部，一端在窯門之外，是窯車、窯門推拉活動(dòng)的軌道。

窯門：

窯門寬1.2米，高1.8米，厚0.23米，上呈穹隆狀，有角鋼焊接骨架、內(nèi)鑲嵌耐火磚而成，靠近窯室的一面敷有1厘米厚耐火棉保溫層。下邊向外延伸一塊長(zhǎng)0.5米的鐵板，用兩根2米長(zhǎng)的鋼管斜撐固定，下裝4個(gè)鑄鐵輪子，安放于道軌之上，方便開閉。

消煙除塵設(shè)施：

雙火膛窯爐消煙除塵設(shè)施是專用環(huán)保設(shè)備，由外煙道、閘箱、冷卻器、除塵器、風(fēng)機(jī)、除硫塔、水池、水泵等部分組成。雙火膛窯爐消煙除塵設(shè)施在運(yùn)行時(shí)，通過除塵器處理、除硫塔處理、水池沉降等措施，來實(shí)現(xiàn)清除雙火膛窯爐燒制時(shí)產(chǎn)生的煙塵及有害物質(zhì)。

三、雙火膛窯爐的性能設(shè)計(jì)

科學(xué)合理的燒成制度是保證窯爐優(yōu)良性能的關(guān)鍵，這是一項(xiàng)通過多次試燒，調(diào)整總結(jié)，在時(shí)間緊任務(wù)重的緊急情況下，形成的一整套操作簡(jiǎn)便、燒成時(shí)間短、窯變效果佳的燒成制度。

雙火膛窯爐的優(yōu)良性能集中體現(xiàn)在下列幾個(gè)方面：

（1）火網(wǎng)設(shè)計(jì)合理

雙火網(wǎng)設(shè)計(jì)擴(kuò)大了火網(wǎng)面積，窯溫上升速度容易掌握。傳統(tǒng)鈞瓷柴窯的雙火膛設(shè)計(jì)在窯爐的前端，而雙火膛窯爐將雙火網(wǎng)設(shè)計(jì)在窯體兩側(cè)，火網(wǎng)與窯室融為一體，火苗透過氣氛孔后交匯于窯室。這樣，窯內(nèi)火勢(shì)分布均勻，窯內(nèi)各部位溫差不大，熱能損耗少。雙火網(wǎng)輪流添柴可以保證窯溫穩(wěn)步按工藝需求上升，不會(huì)出現(xiàn)大的波動(dòng)，為有利的窯變效果形成創(chuàng)造了條件。

（2）保溫性能好

雙火膛窯爐采用優(yōu)質(zhì)的莫來石、保溫棉等耐熱保溫材料，并采用雙層中間填充隔熱物來增加保溫強(qiáng)度的建造方法，使窯體具有超強(qiáng)的保溫性能，最大限度地降低了爐熱的無效損耗。

（3）去匣缽工藝

雙火膛窯爐改變氣氛孔的高度和形狀，使之具有隔焰防煙塵的性能，實(shí)現(xiàn)了無匣缽燒制鈞瓷的目標(biāo)，節(jié)約了制作匣缽的原料，節(jié)省了人力物力，大幅度提升了窯室的利用空間。同樣容積的窯爐，利用率可提高2倍以上，為降低成本奠定了基礎(chǔ)。

（4）雙火膛性能

傳統(tǒng)的柴窯、煤窯各自的結(jié)構(gòu)、燒制原理都不一樣，雙火膛窯爐的設(shè)計(jì)將傳統(tǒng)柴窯煤窯的優(yōu)良性能兼收并蓄，既能燒柴，又能燒煤，也可柴、煤混燒，實(shí)現(xiàn)了一窯多用的設(shè)計(jì)目標(biāo)，使燒出來的制品獨(dú)具韻味。

（5）窯車的設(shè)計(jì)

雙火膛窯爐活動(dòng)窯車的設(shè)計(jì)，將裝窯、出窯工序由窯室內(nèi)移到了窯室外，使裝窯出窯變得方便快捷，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升了工作效率。

（6）節(jié)約燒成成本

節(jié)能環(huán)保窯爐將燒制時(shí)間大幅度縮短。傳統(tǒng)柴窯的燒制時(shí)間在20～30個(gè)小時(shí)，需用松、槐之類的硬質(zhì)木柴3噸左右。雙火膛窯爐燒制只用10～12個(gè)小時(shí)，用木柴約0.5噸，節(jié)約柴薪六分之五；燃煤0.8噸，節(jié)約煤炭近三分之二。

（7）消除煙塵污染

雙火膛窯爐由于增加了消煙除塵設(shè)施，最終排出煙囪外的煙呈淡白色云絮狀，基本實(shí)現(xiàn)了消煙除塵、有害物質(zhì)排放的節(jié)能環(huán)保目標(biāo)。

（8）符合窯變效果形成條件

提高產(chǎn)品合格率。雙火膛窯爐的整體設(shè)計(jì)符合各個(gè)燒成時(shí)段的要求，能夠產(chǎn)生濃淡適宜的促使窯變效果形成的一氧化碳?xì)夥?。所以，成品率大幅度提高。傳統(tǒng)柴窯成品率大多在50%左右，而雙火膛窯爐的成品率則穩(wěn)定在80%以上。作品文化內(nèi)涵豐富、藝術(shù)品位高雅，將鈞瓷窯變藝術(shù)提升到一個(gè)嶄新的高度。

四、總結(jié)

窯爐的功用是為燒制作品服務(wù)的，燒制高品位的藝術(shù)品是窯爐最終價(jià)值的體現(xiàn)。雙火膛窯爐建成之后，于2022年秋進(jìn)行了多次柴燒試驗(yàn)，基本能夠達(dá)到縮短時(shí)間、節(jié)約柴薪、消煙除塵、提高成品率、燒成效果良好的預(yù)期效果。而且，燒制的作品釉層厚重、乳濁感強(qiáng)，過渡自然，具有宋鈞柴窯制品的神韻特征。

雙火膛窯爐的研發(fā)成功，不僅解決了傳統(tǒng)柴窯、煤窯使用匣缽、燃料單一、排放煙塵、污染環(huán)境的問題，同時(shí)，為傳統(tǒng)鈞瓷藝術(shù)的繁榮發(fā)展創(chuàng)造了先決條件，也給其他瓷種的燒制創(chuàng)新工藝提供了借鑒的方法。

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