景德镇窑是自宋室南迁以后,随着景德镇瓷业不断发展而逐渐形成的,在我国陶瓷窑炉发展过程中占有极重要的地位,特别在明、清时期,景德镇不仅是国内外著名瓷区,而且产品质量之高,生产规模之大,制作之精,品种之多,达到了极高的水平,在国际上产生了极为深远的影响。制作工艺过程中,窑炉结构和烧成技术是影响最大的关键技术。

景德镇窑的发展过程,很可能是在龙窑的基础上先形成元末明初时期的葫芦形窑[44],然后逐渐形成小型蛋形窑[45],清末至今,随着瓷器产量的不断扩大,已由原来小型的蛋形窑改为至今仍继续采用的大型蛋形窑。柴窑的主要部位尺寸如图1所示。
表1 窑砖和泥浆的化学成分(m%)
名称 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | TiO2 | CaO | MgO | K2O+Na2O |
窑砖 | 66.28 | 17.83 | 6.85 | 0.76 | 0.44 | 1.88 | 2.96 |
泥浆 | 68.33 | 22.03 | 3.87 | 0.97 | 0.78 | 1.40 | 2.64 |
蛋形窑的结构是窑前部高而宽,后部低而窄,全窑长18~20m,窑前高度约5.4m窑尾约2.3m,窑底倾斜度为3°,全窑容积约150~200m3。紧接窑尾末端设有一与窑长相等的烟囱,高约16~18m,窑墙和窑顶厚度约02.0~0.25m,窑身两侧用窑砖围砌成一护窑墙,与窑身之间留有0.2~0.3m空隙,作为空气隔热层,以减少窑内热的损失。窑的前部有一个窑门,高约3m,宽约0.6m,进门处有一火坑,在火坑上部与窑底水平高度处,全部用烧过的旧匣体和窑砖砌成火床(或炉栅),长约1.2m,宽约0.7~0.8m,炉条之空间设有用窑砖砌的骑子(即斜放窑砖)。高温烧成时,烧窑工常常将斜放的骑子用铁钩钩下,以增加窑内的空气量,提高烧成温度。装窑完毕后,即将窑门用窑砖封闭,上部留一0.3×0.4m的投柴孔,投柴孔上部用两只匣钵砌的窑眼,以作为观察前部火色、估计窑温之用。投柴孔下部留一发火孔(除渣孔),另在窑顶靠近烟囱前设有看火孔,以配合观察窑内的瓷器成熟程度。烟囱的断面似半截蛋形,全部由窑砖砌成,壁厚约0.10~0.12m,上口断面约2m2,烟囱断面高尖处一般都朝向窑身的方向,现就其热工技术特点简述如下:
(1)从我国陶瓷窑炉发展过程而论,景德镇的蛋形窑采用一般耐火度极低的粘土砖(耐火度1300℃)和砌窑灰缝泥浆作为砌筑材料,造价低廉,施工方便。所使用的窑砖的化学成分和泥浆的化学成分列于表4-2。惊人的是未使用耐火度高的耐火砖和耐火材料。窑砖的物理性能如表2所列。
表2 窑砖的物理性能
耐压强度 105Pa | 抗弯强度 105Pa | 体积密度 (g/cm3) | 空隙率 (%) | 真密度 (g/cm3) | 透气率 (kg·/cm2/mm) |
111.5 | 23.3 | 1.95 | 27.09 | 2.65 | 0.021 |
(2)装窑容量大,适合于多种坯釉烧成。根据实际记载,窑室面积约200m3,可装瓷器20t,匣体柱约40余柱,随着窑内前后温度的不同,约5排一种配方,全窑共装约24个坯釉配方产品。窑室前部装高温坯釉产品,即精细白瓷(1300℃);中间部位烧中温坯釉瓷器,那普通白瓷,温度为1250℃上下;窑的后部装低温坯釉粗瓷(或称灰可器),温度为1200℃上下。此外,在窑内还装有高、中、低温颜色釉,在烟囱底部装匣钵处温度为950~1000℃,常装低温釉瓷,如法华釉产品。窑内各部位装窑产品的利用率很高,如无高超和熟练的烧成技术是难以办到的。
(3)以柴作燃料,烧成时间短,烧成周期快,产品质量高,是蛋形窑最大的特点。全窑烧成时间共20~24h,最高温度1300℃,窑前部的CO含量为5~8%,窑中部为4~6%,窑的后部为2~4%,最后部(在烟囱底部)为1~2%,说明在烧成过程中全窑处于弱还原焰与重还原焰变化之中。窑内压力的分布情况为,窑前部自窑成5m处至发(清)火孔的动压维持在1.33×102Pa左右,窑中部自窑底0.1m高至发(清)火孔3.95m处的动压维持在零压左右,窑的底部(约0.1m高)为0~(―4-6)× 133.2Pa。说明窑内大部分处在零压阶段,过量空气极少,这是景德镇陶工们为了用含铁量较高的原料制造具有独特风格的泛青白瓷,经历了多少代的实践和经验总结,才达到了如此高度的筑窑和烧成技术水平。
景德镇蛋形窑的炉栅强度与倒焰窑、阶级窑相比[26]如表3所列。由表中数据表明,景德镇窑的炉栅强度最小,热效率最高,燃料消耗量也最低。景德镇窑烧成时间短,单位耗柴量低,加上在一窑内装入多种瓷器品种同时烧成,确实是代表我国古代瓷器烧成水平的一项伟大创举。
表3 炉栅强度表
窑 别 | 项 目 | ||
炉栅面积(m2) | 窑室几何容积(m2) |
| |
倒焰窑 | 4~6 | 100~120 | 20~30 |
阶级窑 | 4~5.0 | 160~200 | 36~40 |
景德镇窑 | 0.90~0.95 | 180~200 | 190~200 |
我国陶瓷烧成技术和窑炉发展的过程相当长,随着地区和时代的变化,其改进也是多种多样的,简要的概括起来可以归纳成下述图表作为总结。
