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搪瓷小贴士

中国日用搪瓷品烧成炉的百年演变
更新时间:2018-04-11    |     来源:中国搪瓷工业协会

                                     张玉生  胡双印

中国搪瓷走过百年历史,清光绪四年(1818)年,德国一个叫马佛的人发明了生产加工搪瓷的隔焰燃烧炉窑,称“马弗炉”,是搪瓷生产必不可缺少的生产设备,中国延续使用这种炉窑六十多个年头。

1958年在总路线、大跃进的社会主义发展高潮中,搪瓷行业突飞猛进,但是原始的燃煤马弗炉(土炉)产量小,燃煤多,燃料在燃烧室燃烧,高温火焰经过隔焰砖火道,传递热量到烧成室加热产品,耗能多,成本高,工人操作劳动强度大,生产率低,不能适应社会需要。

1958年,上海华丰搪瓷厂创建我国第一座搪瓷机械烧成炉并投产,大大的提高了生产量。原始的燃煤“马弗炉”(土炉)退居二线,直到近几年才退出了历史舞台。

笔者曾是西安人民搪瓷厂的技术人员,对搪瓷烧成炉的发展演变历历在目,现就其结构原理及技术变更作以回顾。

马弗炉的结构与形状

马弗炉的外形结构,近似于长方形立方体,长4500mm,高2800mm,厚3100mm,以褐煤(有烟煤)作为燃料,加煤的燃烧室是隔在炉体墙外,(俗称加煤坑),这是防止煤灰进入操作室内影响产品质量,人工间歇加煤,劳动强度大,烟气利用烟囱的抽力排放空中,污染特别严重。

马弗炉的烧成室结构,内部是椭圆形,尺寸是2400 mm X1400mm,高度800mm,炉底是耐火的隔焰砖板(炉底板),用来放置烧制的搪瓷制品,砖下面是底火道,炉顶是双层的隔焰砖,中间是顶火道,烧成室围墙全部是隔焰板,外围有隔焰砖砌成的墙圈火道,火焰温度高达1000多度,使烧成室内温度达到800-900度,满足了烧制搪瓷制品的需要。


马弗炉的功能

马弗炉烧成室空间小、容量小、炉门小,烧制产品间歇烧成,产品最大直径限制在500mm以内,高度350mm以下,基本能满足日月搪瓷产品加工要求,如口杯、面盆、饭碗、食盆等,外形大、重量大的产品受到限制。炉内工位摆放产品一般可放4-5叉,每叉视产品大小放1-2只,每炉产品进出操作时间在1分钟左右,关闭炉门烧成时间在90-120秒,8小时生产36公分面盆600-800只,口杯3400只。

马弗炉存在的主要问题

马弗炉结构复杂炉令短,维修时间长,操作区域温度高、产量低、能耗高。马弗炉烧成产品进炉出炉靠人工手端钢叉操作,炉口高温辐射,劳动强度大,烧工为重体力劳动者,粮食定量时,烧工工种同锻工工种同等待遇,口粮定量每月48斤。烧工全国劳动模范陈培春老师傅,身高1.66米,个头低,他的头部与炉口高度相等,高温辐射正好对着他的头部,他的脸部都烤成红色的了。

为了改变这种形状,降低高温辐射对人体的损害,工厂先后革新成功滚轮吊叉装置,操作者只要操纵钢叉方向,前后左右移动,产品重量全在吊叉上面,大大减轻了劳动强度,并在炉口墙壁上面安装了喷淋水幕,降低了操纵区温度,制作了防护面罩,改善了工作环境。

1970年,我厂对马弗炉彻底改造,将燃煤炉改为电阻炉。其结构简单,炉龄寿命提高了4-5倍,维修方便,微电脑数字温度控制,炉温稳定,至今国内仍有此类炉窑在使用。

下传动搪瓷机械燃煤烧成炉的诞生

西安人民搪瓷厂1959年在大搞技术革新技术革命推动下,厂部决定由郭根宇、王宝军、胡双印成立搪瓷机械转炉研制小组,方案确定采用下传动连续运转半自动燃煤圆形转炉,直径6000mm的圆形轨道,在5个拖轮上驱动,使用皮带塔轮,无级变速,轨道上面每隔600mm设置30个叉桩,烧架放在叉桩上,产品放置烧架上,进入烧成室,经过1分钟左右时间,产品即烧成,为了利用炉顶余热,炉顶上面为圆型烘干室。

随后国内出现了类似的圆形炉,如上海的向阳炉,天津的瓢型炉,机械烧成炉大大提高了生产效率,如36”面盆班产量达到4200只,产量比马弗炉提高3倍多,但燃煤污染仍然严重,要去搪瓷厂不必问路,看哪里烟囱多,且黑烟滚滚,即是搪瓷厂无疑。记得60年代某报社约稿,需要我厂摄影师张重一拍一张几个烟囱同时冒烟的照片,体现工厂生机,现在说来是一个大笑话。

燃煤下传动机械炉,长期运转磨损影响平稳度,烧成产品易出现热架印,影响产品质量,下传动机械部分因在烧成室的下部,空间小、维修不方便,圆形轨道无法解决。

上传动机械烧成电炉的诞生

西安人民搪瓷厂位于西安城区,又是外宾接待城市,政府环保方面要求限制燃煤炉窑,市区逐步取消烟囱生产。1963年,厂部根据政府要求,逐步取消烟囱生产,需要研制电炉烧制搪瓷产品。厂部决定由郭根宇、梁青桥等人主持,在下传动机械燃煤炉基础上,研制采用电加热缩小版的电阻炉,经过多次改进并于当年5月投入生产。

随后开始设计制作大型机械上传动烘、烧一体电烧成炉,将机械部分设置在烧成室上面,利用链条带动吊杆,新制作可变组合吊篮挂在吊杆上,多层吊篮上面放置烧架,只需要改变烧架即可以任意烧制各种产品。炉型结构由圆形炉改为U型炉,机械烘干采用链条拖动吊盘,产品放吊盘上面,经过炉顶烘干产品,缩短了工位转接时间,链条运转平稳,解决了产品底部热架印,保证了产品质量,操作工远离了高温区,减轻了劳动强度。圆形机械烧成炉只能摆放一层产品,改为上传动后,吊挂可烧多层产品,一炉多用,生产效率翻番。

燃煤加热改为电加热使得彻底取消了烟囱,环境污染问题得到解决。我厂先后陆续建造了1、2号搪瓷烧成电炉,4、5号多用途电炉,6号烧花专用炉窑。随后不断改造炉窑,1973年改造4吨蒸汽锅炉,增加除尘器、引风机,改链条炉排,工厂其他工序加热干燥全部使用电力,工厂拆除了烟囱。

我厂1989年引进了美国福禄公司的电炉技术,采用了热风幕,减少了烧成室高温气流外溢,采用硅酸铝保温材料,减少了烧成室炉墙的热损失,使炉体的热效率由原来的25%左右,提高到60%。

根据搪瓷协会的安排消化吸收国外炉窑技术,在国内普遍推广,多家搪瓷厂采用此类炉结构。

搪瓷制品烧成炉的演变中,相应促进了搪瓷生产工艺的改革,原有搪瓷涂烧工序均是手工操作,以面盆烧成为例,从坯体上釉涂搪、净边、烘干、滚边、打印、摆架、烧成、收取、温度自动控制等多个工序经过不断革新,基本摆脱了以前的手工操作。尤其是改革开放以来,西安人民搪瓷厂在搪瓷自动烧成线上烧成36”面盆实现了自动涂搪机,净边机、机械自动烘干机、自动滚边打印机、自动取盆机,使人工远离高温区,劳动强度大大降低,烧成效率再次提高。

随着国内外搪瓷技术引进,搪瓷烧成炉除使用工业电力外,燃气炉窑也发展很快,天然气炉单位热值使用成本比电力更经济。

为了减少大气的污染,搪瓷行业率先改造燃煤老炉,现已基本淘汰完毕。而新型的环保的电力、燃气炉在脱硫板、热水器搪瓷内胆、建筑搪瓷平板、工业搪瓷、日用搪瓷等行业已经大量使用,燃气辐射管炉排气达到环保要求,热效率不断提高,生产自动化程度和传统操作不可同日而语,智能机器人辅助操作开始进入搪瓷行业。但我们和世界搪瓷发展相比,仍有一定差距,需要不断创新。

回顾中国百年搪瓷炉窑的演变,我们不由得感慨万千,敬仰老一代搪瓷人的贡献,更是对现代搪瓷人的鞭策。我们相信中国搪瓷行业的发展之路会走得更高更远。

2018年3月15日