日本是一個陶瓷生產(chǎn)強國,它擁有較強的科技開發(fā)能力與一大批名牌產(chǎn)品。在陶瓷窯爐新產(chǎn)品的開發(fā)與創(chuàng)新方面,日本的技術(shù)與產(chǎn)品有別于歐美各國,獨樹一幟。窯爐的使用性能與技術(shù)含量水平高,即使在世界上亦名列前茅,給人留下深刻的印象。
眾所周知,窯爐是陶瓷生產(chǎn)中的核心設(shè)備,在日本亦有“一土、二火、三手工”的名諺,說明了窯與火在陶瓷生產(chǎn)中的重要地位。在距今150年前,日本陶瓷業(yè)還很落后,采用木柴燒窯,窯爐多為分室龍窯(日本人稱為登窯、依山坡而建)后來借鑒我國北方饅頭窯技術(shù),研制成功燒煤的倒焰型窯爐。日本由于堅持對外開放,積極吸取歐洲科技的政策才得以發(fā)明倒焰窯爐,從而從生產(chǎn)要素與產(chǎn)品質(zhì)量、燒成效率方面提升了窯爐技術(shù)的水平與檔次,在陶瓷生產(chǎn)方面開始居于世界前列。在此過程中,日本還積極引進(jìn)了由德國人發(fā)明的煤燒隧道窯爐技術(shù)。但到20世紀(jì)70年代日本告別了煤燒生產(chǎn)方式,開始其煤氣或液化氣燒窯的新時代,并促進(jìn)日本發(fā)展成為陶瓷強國。
。薄⑷毡靖G爐公司簡介:
在20世紀(jì)70年代日本擁有數(shù)十家窯爐公司,經(jīng)過近30年的相互競爭角逐與淘汰,現(xiàn)僅保留有5家著名的窯爐公司。由于現(xiàn)代新型窯爐的設(shè)計、建造,實現(xiàn)了窯、機一體化,許多陶瓷機械設(shè)備制作公司亦可購買專利發(fā)明,開發(fā)生產(chǎn)各種窯爐產(chǎn)品。其中最著名的陶瓷窯爐公司有高砂、日本礙子、諾里蒂克機材、南波公司、高浜等,此外象日立制鐵、本田鐵工、森鐵工、后藤鐵工也具備新型窯爐的開發(fā)、設(shè)計與制造技術(shù)。日本高砂工業(yè)株式會社專門制造窯爐設(shè)備,最先開發(fā)研制出組裝式窯爐生產(chǎn)技術(shù),因為它便于分節(jié)組裝、運輸方便。爐節(jié)長度約為5m~6m。保溫材料采用輕質(zhì)絕熱材料。爐壁上嵌貼微孔高鋁板,上面是高溫保溫磚,再鑲一層80毫米厚的陶瓷棉氈。燃料使用輕質(zhì)油與液化油氣。而燒制磚瓦、匣缽的窯爐則采用C級重油燃料。近年來,高砂公司開發(fā)的電腦自動控制窯爐已暢銷世界各國,其中以東南亞為多。為了使窯爐設(shè)備打入中國市場,擴大銷售業(yè)績,高砂公司近年來還研制開發(fā)出一系列適合中國國情的窯爐產(chǎn)品,如微型節(jié)能隧道窯爐等。森鐵工主要研制開發(fā)輥道烤花窯爐,采用耐熱不銹鋼的滾動方式,整個窯爐長28m,烤花溫度850℃,燃料采用液化天然氣。窯車上采用新型耐熱不銹鋼板,延長其使用壽命,整條輥道烤花窯采用全自動控制方式。據(jù)目前筆者掌握的資料,此前有日本高砂、高浜、南波、日本礙子等幾家公司的窯爐設(shè)備已出口到我國,有的已使用近十年時間,在燒成性能與燃料節(jié)能方面都有很好的效果。目前,日本名窯爐公司都在積極推行科技創(chuàng)新,開發(fā)更先進(jìn)的窯爐技術(shù),力求在競爭激烈的國際市場上站住腳。但從總的方面統(tǒng)計,我國建筑衛(wèi)生陶瓷引進(jìn)的窯型以歐洲產(chǎn)品為主,主要是意大利,其次是西班牙與德國。日本的窯爐產(chǎn)品市場則主要在臺灣,東南亞地區(qū)及拉丁美洲各國與地區(qū)。但日本名窯爐公司在爭奪中國市場方面,亦顯出咄咄逼人的態(tài)勢,這從每年一度的中國北京或廣州的國際陶瓷工業(yè)展覽會上即可看出,不再贅述。
。、日本窯爐產(chǎn)品及技術(shù)水平評價:
日本礙子公司原來主要生產(chǎn)電氣絕緣子產(chǎn)品,近10年也邁入窯爐研制開發(fā)的行列中。該公司以培育和發(fā)展陶瓷窯爐新技術(shù)為基礎(chǔ),從事生產(chǎn)輥道窯爐,可以供燒成陶瓷墻地磚、衛(wèi)生潔具及所有其它種類的陶瓷制品,窯爐技術(shù)性能廣受好評。其規(guī)格為:用于燒成瓷磚的輥道窯,窯長65m、寬1.2m、燒成溫度為1300℃時、燒成時間為150分鐘。窯長40m、寬1.5m、燒成溫度在1150℃時,燒成時間僅為30分鐘。用于燒成窯具制品的輥道窯爐,窯長40m、寬1.1m,燒成溫度為1250℃時,燒成時間為8小時。日本礙子公司的窯爐均設(shè)置有先進(jìn)的自動點火、熄火測知、窯內(nèi)壓力監(jiān)測、地震監(jiān)測、窯內(nèi)氧濃度監(jiān)測、氣體泄漏監(jiān)測、瓷輥損折監(jiān)測及噴嘴用電偶記錄儀等一系列監(jiān)測儀器。從而保證了窯爐的省力、節(jié)能、快速燒成。日本高砂窯爐公司憑借其雄厚的技術(shù)開發(fā)能力,早在20世紀(jì)80年代即已實現(xiàn)使用電腦聯(lián)網(wǎng)開發(fā)新型窯爐。該公司最近研制開發(fā)的輥道窯產(chǎn)品系列,可以從事日用瓷器餐具、茶具的素?zé)、釉燒及釉中彩裝飾燒成。尤其針對目前國際陶瓷市場的激烈競爭,要求陶瓷企業(yè)必須采用多品種、小批量生產(chǎn)方式,該公司推出微型隧道窯窯爐產(chǎn)品系列,可用于日用陶瓷、美術(shù)陶瓷及窯具等產(chǎn)品的燒成,尤其適合中小型陶瓷企業(yè)的經(jīng)營方式,并打開了市場。
在間歇式窯爐——梭式窯窯爐新產(chǎn)品開發(fā)方面,日本亦走在世界各國前列。梭式窯爐由于采用了先進(jìn)的噴嘴燃燒系列及輕量化的爐體,已被廣泛用于日用瓷、藝術(shù)瓷及衛(wèi)生潔具、特種陶瓷產(chǎn)品的燒成。為節(jié)省占用工作場地及操作方便,梭式窯爐均采取向上打開窯門,內(nèi)部為全陶瓷纖維棉結(jié)構(gòu)。日本的梭式窯爐的燒成采取人工操作與全自動控制兩種方法。人工操作式的梭式窯爐裝配全自動控制系統(tǒng)后,即可實現(xiàn)全自動無人化操作。全自動控制系統(tǒng)主要由溫度測知,氧度監(jiān)測、自動供氣與閉氣開關(guān)可自動調(diào)節(jié)式、自動煙囪閘板開啟開關(guān)及電腦信息處理及指令部分組成。一座4m3的梭式窯爐其本身造價約為250萬日元相當(dāng)于人民幣12萬元,裝配全自動控制的裝置部分,其造價也在250萬日元左右。據(jù)悉臺灣幾家瓷器公司從日本進(jìn)口了幾臺全自動控制梭式窯爐產(chǎn)品,他們反映窯爐使用性能穩(wěn)定,便于控制,燒成效果好等,是未來即將大規(guī)模普及的主要窯型。
日本窯爐公司近年來還研制出全自動控制鐘罩窯窯爐產(chǎn)品。鐘罩窯顧名思義,即窯爐外形如一座高大的鐘。燒成時需將窯體罩在高大的產(chǎn)品上,然后點火燒成。燒成完畢再將鐘罩吊起來,放在一旁。鐘罩窯特別適用于燒成特大型的絕緣子電瓷產(chǎn)品及大件的藝術(shù)陶瓷產(chǎn)品。
。场⒁愿咝录夹g(shù)推動窯爐技術(shù)創(chuàng)新:
日本窯爐公司特別重視技術(shù)創(chuàng)新,不斷以高新技術(shù)來推動窯爐產(chǎn)品的創(chuàng)新。他們重視基礎(chǔ)學(xué)科的研究,大膽吸收各國領(lǐng)先的科研成果,運用到新型窯爐的研制中來。日本陶瓷窯爐機械設(shè)備加工精度高,定位準(zhǔn)確,選用最優(yōu)質(zhì)的材料依照最佳方案設(shè)計、制造出各種窯爐產(chǎn)品,因而能保證窯爐的質(zhì)量與工作性能。目前,日本陶瓷面臨轉(zhuǎn)機,這樣促使各窯爐公司更加注重市場信息,自行開發(fā)或購買專利,采用新技術(shù)、新材料、新工藝來研制開發(fā)最新式的窯爐設(shè)備,從而保證了日本窯爐技術(shù)的領(lǐng)先位置。目前日本窯爐的研制開發(fā)與制造行業(yè)的專業(yè)化分工越來越細(xì),如噴嘴、各種耐材、監(jiān)測儀器及信息處理等關(guān)鍵性設(shè)備采用電腦控制加工、生產(chǎn)水平與加工精度提高。許多窯爐產(chǎn)品的各個部件由數(shù)十家乃至上百家企業(yè)協(xié)作生產(chǎn),最后組裝而成。一臺先進(jìn)的窯爐往往凝聚了燃燒技術(shù)、材料技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)等多領(lǐng)域的研究成果,高新技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)著窯爐技術(shù)發(fā)展的新潮流。
現(xiàn)在日本陶瓷窯爐的技術(shù)水平,已實現(xiàn)運行輥道化,燃料氣體化,燒成自動化、窯體輕量化及節(jié)能化的目標(biāo)。由于不斷降低窯內(nèi)溫差,縮短燒成周期、提高自動化的水平,已成功達(dá)到燒成質(zhì)量提高,節(jié)能效果好、減輕工人勞動強度及降低窯爐造價,縮短施工周期等效果。同時對相關(guān)的工序如裝窯開窯、窯具材質(zhì)與造型的改進(jìn)等起到推動作用。窯爐性能亦具有明顯的東方特點。
對于未來陶瓷燒成方法及窯爐類型的發(fā)展方向,日本陶瓷界與窯爐制造企業(yè)都進(jìn)行了認(rèn)真與系統(tǒng)的研究。尤其面對傳統(tǒng)能源儲量日益減少,節(jié)能形勢十分嚴(yán)峻,日本正在抓緊研究開發(fā)新型的燒成方法,如陶瓷微波燒成新工藝。據(jù)有關(guān)資料報道,日本對于陶瓷微波燒成理論的研究取得成果,已有多項陶瓷品種進(jìn)入實施階段,如特種陶瓷制品,象小件陶瓷齒輪、刀具,密封環(huán)等均可由微波燒成工藝燒制。陶瓷微波燒成工藝具有節(jié)能、燒成周期非常短等優(yōu)點。特別是高溫乃至超高溫?zé)?/span>1350℃~1600℃的精細(xì)陶瓷制品,傳統(tǒng)燒成方法需要幾小時至十幾小時,采用微波燒成僅需幾分鐘即可完成,其速度之快令人驚嘆。此外,日本未來10年間的宇宙航天開發(fā)計劃中,需大量的超高性能的精密陶瓷器具與部件,這對于目前日本陶瓷窯爐與燒成技術(shù)的發(fā)展提供了發(fā)展的新機遇。
總之,日本陶瓷窯爐業(yè)扎根于本國的實際需求,堅持以高新科技創(chuàng)新,獨立自主開發(fā)研制新型窯爐,在許多方面做得很成功,有許多經(jīng)驗值得我們借鑒與參考。