CN105008837B - 通过辅助气体压力波烧制的改进气氛控制的方法 - Google Patents

通过辅助气体压力波烧制的改进气氛控制的方法 Download PDF

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Abstract

在炉中烧制器皿的方法。至少一个器皿叠层定位在炉的器皿空间中。器皿叠层包括多件器皿制品，所述多件器皿制品布置成使得至少侧向相邻的器皿制品间隔开。至少一个器皿叠层在炉的器皿空间中加热。当叠层被加热时，至少一种气体被引入在至少一个器皿叠层的第一侧上的器皿空间。至少一种气体的流动条件调节成在炉内在至少一部分器皿空间上产生压力差，使得至少一种气体的至少一些流经至少一个器皿叠层。

Description

通过辅助气体压力波烧制的改进气氛控制的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求在2012年11月13日提交的美国申请序列号第13/675,288号的35U.S.C§120下的优先权权益，其内容作为依据并以参见的方式纳入本文。
背景技术
领域
本说明书涉及在炉中烧制器皿的方法，并且更具体地说，涉及在器皿的烧制过程中控制炉气氛的方法。
技术背景
陶瓷器皿通常在窑或炉中加热或“烧制”。如果器皿不正确烧制，其可能破裂或另外未能正确成形。与不正确烧制相关联的一个问题是不均匀加热，诸如当每件器皿之间有温差时。这可发生于将加热气体引入炉或窑的加热空间，在炉或窑中，某些器皿定位成靠近加热气体的入口而其余器皿定位在进一步远离加热气体进入的位置的加热空间的内部部分中。窑可具有在加热空间中的在导致器皿过热的较高温度的区域，以及在导致器皿加热不足的较低温度的区域。过度过热可以导致器皿破裂。过度加热不足可以对成形器皿的最终期望性能造成不利影响。因此，可以要求在烧制期间在整个窑的加热空间具有更均匀和可控的温度分布。
与不正确烧制相关联的另一问题是每件器皿内的温差。包含通过氧化和/或燃烧(通过燃烧)去除的有机化合物的器皿在烧制周期期间往往产生大量放热热量。放热热量可以产生在每件器皿内的温差。此外，气氛中存在的氧气往往与有机化合物反应，从而加速释放并增进放热反应。器皿内的大温差可以导致破裂。因此，可以要求使每件器皿内的温差和破裂最小化。
因此，需要用于在烧制周期期间提供气氛控制来生产无裂缝器皿的可替代方法。
发明内容
根据一个实施例，在炉中烧制器皿的方法可包括将至少一个器皿叠层定位在炉的器皿空间中，器皿叠层包括多个器皿制品，所述多个器皿制品布置成使得至少侧向相邻的器皿制品间隔开；对在炉的器皿空间中的至少一个器皿叠层进行加热；当叠层被加热时将至少一种气体引入在至少一个器皿叠层的第一侧上的器皿空间；以及调节至少一种气体的流动条件，以在炉内在至少部分器皿空间上产生压力差，使得至少一种气体的至少一些流经至少一个器皿叠层。
在另一实施例中，在窑中烧制器皿的方法可包括将至少一个器皿叠层定位在窑的器皿空间中，器皿叠层包括多个器皿制品，所述多个器皿制品布置成使得至少侧向相邻的器皿制品间隔开；对在窑的器皿空间中的至少一个器皿叠层进行加热；当叠层被加热时，将至少一种气体以第一流率FR1引入在至少一个器皿叠层的第一侧上的器皿空间；以及调节至少一种气体的第一流率FR1,以在至少一个器皿叠层的至少一部分上产生压力差，使得至少一种气体的至少一些流经至少一个器皿叠层。
在又一实施例中，在窑中烧制器皿的方法可包括将至少一个器皿叠层定位在窑的器皿空间中，器皿叠层包括多个器皿制品，所述多个器皿制品布置成使得至少侧向相邻的器皿制品间隔开；对在窑的器皿空间中的至少一个器皿叠层进行加热；当叠层被加热时，将至少一种气体以第一流率FR1引入在至少一个器皿叠层的第一侧上的器皿空间；当叠层被加热时将至少一种气体以第二流率FR2引入在至少一个器皿叠层的第二侧上的器皿空间；以及调节第一流率FR1以在至少一个器皿叠层的至少一部分上产生压力差，使得FR1≠FR2并且至少一种气体的至少一些流经至少一个器皿叠层。
本文所述的方法的附加特征和优点将在以下的详细描述中陈述，而且这些附加特征和优点部分地对于本领域技术人员来说可从该描述中显而易见，或者可通过实施包括以下详细描述、权利要求和附图的本文所述的各实施例而易于认识到。
应当理解，上述总说明和以下详细说明描述了各种实施例，并旨在提供理解所要求保护的主题的特性和特征的总览或框架。包括附图以提供对各种实施例的进一步理解，且附图包括在说明书中并构成说明书的一部分。附图示出本文所述的各种实施例并与描述一起用于解释所要求保护的主题的原理和运作。在全部附图中尽可能地使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。
附图说明
图1A形象地示出了围绕炉中的器皿叠层流动的至少一种气体的侧视图；
图1B形象地示出了围绕图1A的炉中的器皿叠层流动的至少一种气体的俯视图；
图2A形象地示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的流经炉中的至少一个器皿叠层的至少一种气体的至少部分的侧视图；
图2B形象地示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的流经图2A的炉中的至少一个器皿叠层的至少一种气体的至少部分的俯视图；
图3A形象地示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的在时间t0流经炉中的两个或两个以上器皿叠层的至少一种气体的至少部分的侧视图；
图3B形象地示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的在时间t0+n流经图3A的炉中的两个或两个以上器皿叠层的至少一种气体的至少部分的俯视图；
图3C形象地示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的流经图3A的炉中的两个或两个以上器皿叠层的至少一种气体的至少部分的侧视图；
图4A形象地示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的在时间t0流经炉中的两个或两个以上器皿叠层的至少一种气体的至少部分的俯视图；
图4B形象地示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的在时间t0+n流经图4A的炉中的两个或两个以上器皿叠层的至少一种气体的至少部分的俯视图；
图4C形象地示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的流经图4A的炉中的两个或两个以上器皿叠层的至少一种气体的至少部分的侧视图；
图5是示出根据本文所示和所述的一个或多个实施例的在烧制期间响应于燃烧器流动变化的炉温变化的曲线图。
具体实施方式
现参照起始于图2A和2B的附图中示出的实施例详细描述烧制器皿的改进方法。
图1A和1B示出了用于使在窑的器皿空间内的多件陶瓷器皿内的温差和加热差最小化并提供器皿空间中的均匀气氛的传统技术。参照图1A，器皿制品(102)示出为装到炉器皿空间(106)内的安放器(104)上，该器皿空间(106)具有每件器皿制品(102)之间的侧向和垂直间距。如本文所使用的，“器皿”和“器皿制品”可以包括包含陶瓷蜂窝式过滤器的陶瓷制品以及诸如技术陶瓷、卫生器皿和结构陶瓷的通常被烧制或加热的其它制品。器皿制品的具体所需大小和形状可取决于应用。应进一步理解，“加热空间”和“器皿空间”可交替使用并且指的是器皿放置在其中以被加热或烧制的炉或窑内的区域。
器皿制品(102)堆叠在由柱(108)支承的安置器上以形成器皿叠层(110)。图1B进一步示出了布置在延伸穿过部分器皿空间(106)的炉火通路(fire lane)(120)之间的器皿空间(106)内的器皿叠层(110)。每条炉火通路(120)均匀地将加热气体引入器皿空间(106)。加热气体的循环在图1A和1B中用箭头示出。由于加热气体(112)均匀引入器皿空间(106)，加热气体具有围绕器皿叠层(110)的下沉气流。加热气体(112)通过烟道孔(130)离开器皿空间。
与传统技术相关联的问题是加热气体进入器皿空间并且用通过每件器皿制品之间的空间的少许加热气体围绕器皿叠层。由于一些器皿从燃烧器接收的热量比其余的更多，因此加热气体进入这些空间的不良循环可以导致每件器皿制品之间的不同温度分布。此外，加热气体的不良循环可以导致在部分烧制周期期间更少放热热量去除，其中存在于器皿中的有机化合物(通过燃烧)被去除。结果是可以最终导致破裂的每件器皿制品内的大温差。最后，加热气体的不良循环可以导致在整个器皿空间中存在不一致的氧气水平，并且相应地，存在于其中的氧气水平比其余器皿的高的窑中的某些器皿可经受增强放热反应。
在一个实施例中，烧制器皿的方法包括将至少一件器皿制品定位在窑的器皿空间中；加热至少一件器皿；将至少一种气体引入在至少一件器皿制品的第一侧上的器皿空间，以在至少一件器皿制品上产生压力差，使得至少一种气体的至少一些流经至少一个器皿叠层。烧制器皿的各种方法将通过具体参照附图在本文中描述。
现参照图2A，示出根据本说明书的烧制器皿的方法。在该方法中，多件器皿制品(205)定位在炉空间(200)内的安放器(210)上以形成至少一个器皿叠层(212)。多件器皿制品(205)布置成使得至少侧向相邻的器皿制品隔开间距(215)。多件器皿制品(205)可进一步布置成使得多件器皿制品(205)垂直隔开间距(220)。安放器(210)可由柱(225)支承以分开每层的器皿制品(205)。安放器(210)可设有一个或多个通孔以允许更好的热分布或穿过层的空气流通。或者，安放器(210)可以是实心的。在图2A所示的实施例中，安放器(210)示出为矩形；然而其它合适形状可被使用并且可以包括例如椭圆形、圆形、方形等的安放器。
图2B进一步示出了形成至少一个器皿叠层(212)的多件器皿制品(205)的俯视图。器皿制品(205)通常以网格图案定位。然而，应该理解，多件器皿制品(205)可以以线形图案、圆形图案或简单无规图案定位。在图2B所示的实施例中，至少一个器皿叠层(212)具有在其顶层上的九件器皿制品。当然，任何合适数量的器皿制品可定位在每层上，其中，每层具有相同或不同数量的器皿制品。同样应该理解，器皿制品(205)可定位成使得每层具有相同或不同器皿制品构型。此外，炉器皿空间(200)可存在任何合适数量的至少一个器皿叠层(212)，并且包括两个或两个以上器皿叠层。
至少一个器皿叠层(212)布置成使得第一炉火通路(230)定位在叠层的第一侧(245)上并且第二炉火通路(235)定位在叠层的第二侧(250)上。炉火通路通常位于整个器皿空间(200)中，多个器皿叠层存在于器皿空间(200)中，如以下进一步描述的。炉火通路(230、235)包括将至少一种气体(240)引入炉的器皿空间(200)的多个燃烧器(232、237)。在某些实施例中，第一炉火通路燃烧器(232)和第二炉火通路燃烧器(237)将至少一种气体沿相反方向并垂直于器皿叠层引入其各自炉火通路。在其它实施例中，第一炉火通路燃烧器(232)和第二炉火通路燃烧器(237)将至少一种气体沿同一方向并垂直于器皿叠层引入其各自炉火通路。每条炉火通路中的多个燃烧器(232、237)可布置成彼此相邻以在与炉不同的高度燃烧。在某些实例中，多个燃烧器(232、237)可设置在炉的顶部附近并在高于至少一个器皿叠层的高度。然而，应该理解，在某些实施例中，多个燃烧器可设置在炉的其它部分，包括例如炉的中间部分、炉的底部部分等。每条炉火通路中的多个燃烧器(232、237)可在一条炉火通路内沿同一方向烧制或在一条炉火通路内沿相反方向烧制。
燃烧器(232、237)可燃烧主要气体或燃油以产生加热炉气，该加热炉气被引到炉的器皿空间中，但不直接针对器皿叠层或包括安放器和柱的支撑设备。燃烧器(232、237)也可供应额外辅助气体以有助于将加热气体引到炉的器皿空间中，或该辅助气体可直接从专用非燃烧喷嘴或孔输入。来自第一炉火通路(230)和第二炉火通路(235)的至少一种气体可以是相同的或不同的。在某些实施例中，至少一种气体是包括下列中的一种或多种的辅助气体：低氧气体、氮气、空气、二氧化碳、一氧化碳或水蒸汽。在其它实施例中，至少一种气体包括主要气体和辅助气体。主要气体可通常是燃料气体并且包括氧气、空气、甲烷、或烃燃料、氧化剂及其燃烧副产物的其它组合中的一种或多种。常用烃燃料可包括但不限于乙炔、丁烷、天然气、发生炉燃气和/或丙烷。辅助气体通常是可进一步包括小量燃料气体和通常产生于燃烧的其它组分(例如，一氧化碳、二氧化碳、水蒸汽等)的惰性气体。辅助气体包括低氧气体、氮气、空气、二氧化碳、一氧化碳或水蒸汽中的一种或多种。在另外一些实施例中，至少一种气体是包括氧气、空气、甲烷、或其它烃燃料、氧化剂的组合及其燃烧副产物中的一种或多种的主要气体。常用烃燃料可包括但不限于乙炔、丁烷、天然气、发生炉燃气和/或丙烷。
图2A和2B所示的炉是下向通风窑。然而，应该理解，本文所述的方法也可用于其它类型的窑，包括但不限于上向通风窑、侧向通风窑、微波炉、燃气炉、辐射加热炉或电窑。
仍参照图2A和2B，器皿空间(200)中的至少一个器皿叠层(212)可根据适当烧制器皿所需的烧制周期被加热或烧制。当叠层被加热时，至少一种气体(240)被引入在至少一个器皿叠层(212)的第一侧(245)上的器皿空间(200)。气体的循环在图2A和2B中用箭头示出。至少一种气体(240)的流动条件调节成在炉内在至少部分器皿空间(200)上产生压力差，使得至少一种气体的至少一些流经至少一个器皿叠层(212)。
在某些实施例中，至少一种气体(240)以第一流率FR1被引入在至少一个器皿叠层(212)的第一侧(245)上的器皿空间(200)。调节流动条件可包括调节至少一种气体(240)的第一流率FR1以在至少一个器皿叠层(212)的至少一部分上产生压力差，使得至少一种气体(240)的至少一些流经至少一个器皿叠层(212)，而不是主要围绕器皿叠层流动，如传统烧制方法所述。在其它实施例中，当叠层被加热时，至少一种气体(240)以第一流率FR1被引入在至少一个器皿叠层(212)的第一侧(245)上的器皿空间(200)。当叠层被加热时，至少一种气体(240)以第二流率FR2被引入在至少一个器皿叠层(212)的第二侧(250)上的器皿空间(200)。调节流动条件可包括调节第一流率FR1以在至少一个器皿叠层(212)的至少一部分上产生压力差，使得FR1≠FR2，并且至少一种气体(240)的至少一些流经至少一个器皿叠层(212)。如上所述，从第一炉火通路(230)和第二炉火通路(235)的燃烧器引入的至少一种气体可以是相同的或不同的。
没有受理论限制，应该相信，通过波烧制在器皿空间上产生压力差允许穿过每件器皿制品之间的空间的气流增加。此外，也应该相信，穿过每件器皿制品之间的空间的增加气流可导致烧制窑内的器皿所需的总体气体量减少。增加的气流可减小每件器皿制品之间的加热差，由于大多数加热气体到达位于离燃烧器最远的器皿制品。此外，获得了窑器皿空间内的更均匀温度分布，这避免了器皿叠层过度过热和加热不足。因此，使每件器皿制品之间的热度差最小化可减少破裂并提高石墨去除。也应该相信，每件器皿制品之间的温差减小，因为更一致氧气水平存在于器皿空间中并且更大量放热热量从每件器皿制品中去除。当通过每件器皿制品之间的空间的气流增加时，含氧气体量更均匀地分布到每件器皿制品。此外，通过每件器皿制品之间的空间的增加气流允许有改进的放热热量去除。因此，使每件器皿制品内的温差最小化减少破裂。
在高密度器皿制品装在窑的器皿空间中的情况下，尺寸扭曲可由于有机化合物去除的放热性质而产生在每件器皿制品中，具体地说，在每件器皿制品的核心和表皮区之间。因此，波烧制可提高高密度装载条件下的尺寸均匀性。此外，应该相信，石墨去除可通过波烧制改进。石墨可以导致核心和表面之间的显著温差。因此，石墨去除可通过靠减小温差使加热每件器皿制品更有效来改进。当太多石墨存在时，改进的石墨去除可导致孔隙率改进并且由于热膨胀引起的微观结构破坏减少。
在某些实施例中，压力差可通过仅将气体从在叠层(212、214)的第一侧上的第一炉火通路(230)以第一流率FR1引入器皿空间(200)而没有将气体从在叠层(212、214)的第二侧上的第二炉火通路(235)引入器皿空间产生。在其它实施例中，压力差可通过将包括主要气体和辅助气体的气体从在叠层的第一侧上的第一炉火通路(230)以第一流率FR1引入器皿空间并且仅将主要气体从第二炉火通路(235)以第二流率FR2引入器皿空间以提供热量到在叠层的第二侧上的器皿空间产生，第二流率FR2小于第一流率FR1。在另外实施例中，压力差可通过将至少一种气体从在叠层的第一侧上的第一炉火通路(230)以第一流率FR1引入器皿空间并且将至少一种气体以第二流率FR2引入在至少一个器皿叠层的第二侧上的器皿空间产生，其中FR1≠FR2。在某些实施例中，FR1≠FR2、FR1≠0并且FR2≠0在其它实施例中，FR1≠FR2并且FR1或FR2之一＝0。
在某些实施例中，存在多条炉火通路(例如，三条或三条以上炉火通路)，其中，至少一个器皿叠层定位成邻近每条炉火通路。现参照图3A和3B，示出了根据本说明书的烧制器皿的方法。在该方法中，多件器皿制品(305)定位到炉的器皿空间(300)内的安放器(310)上以形成至少一个器皿叠层(312、314、316、318、319)。多件器皿制品(305)布置成使得至少侧向相邻的器皿制品间隔开。多件器皿制品(305)可进一步布置成使得多件器皿制品(305)垂直间隔开。安放器(310)可由柱(325)支承以分开每层的器皿制品(305)。
图3C进一步示出了在各个器皿叠层(312、314、316、318、319)中的多个器皿制品(305)的侧视图。器皿叠层(312、314、316、318、319)布置成使得侧向相邻的器皿叠层间隔开。一条或多条第一炉火通路(330)和一条或多条第二炉火通路(335)以交替的方式定位在叠层之间。炉火通路(330、335)包括将至少一种气体(340)引入炉器皿空间(300)的多个燃烧器(332、337)。一个或多个第一炉火通路燃烧器(332)和一个或多个第二炉火通路燃烧器(337)将至少一种气体沿相反方向并垂直于器皿叠层引入其各自炉火通路。然而，应该理解，在某些实施例中，一个或多个第一炉火通路燃烧器(332)和一个或多个邻近的第二炉火通路燃烧器(337)将至少一种气体沿同一方向并垂直于器皿叠层引入其各自炉火通路。参照图3A，在时间t0，当叠层被加热时，至少一种气体(340)以第一流率FR1被引入器皿空间(300)和一条或多条第一炉火通路(330)。当叠层被加热时，至少一种气体(340)也以第二流率FR2被引入器皿空间(300)和一条或多条第二炉火通路(335)。第一流率FR1和第二流率FR2是这样的使得FR1>FR2并且压力差在炉内在每个器皿叠层(312、314、316、318、319)的至少一部分上产生。参照图3B，在时间t0+n，至少一种气体的流动条件调节成使得FR1<FR2。因此，获得交错的压力差效应，其中每个器皿叠层(312、314、316、318、319)可经受与另一器皿叠层分开且独立的压力差。在某些实施例中，FR1>FR2、FR1≠0并且FR2≠0。在某些实施例中，FR1<FR2、FR1≠0并且FR2≠0。在其它实施例中，FR1>FR2并且FR1或FR2之一＝0。在其它实施例中，FR1<FR2并且FR1或FR2之一＝0。
现参照图4A和4B，示出了根据本说明书的烧制器皿的方法。在该方法中，多件器皿制品(405)定位到炉空间(400)内的安放器(410)上以形成至少一个器皿叠层(412、414、416、418、419)。多件器皿制品(405)布置成使得至少侧向相邻的器皿制品间隔开。多件器皿制品(405)可进一步布置成使得多件器皿制品(405)垂直间隔开。安放器(410)可由柱(425)支承以分开每层的器皿制品(405)。
图4C进一步示出了在各个器皿叠层(412、414、416、418、419)中的多个器皿制品(405)的侧视图。器皿叠层(412、414、416、418、419)布置成使得侧向相邻的器皿叠层间隔开。炉包括至少一个主炉火通路(430)和至少两个副炉火通路(435)。应该理解，在某些实施例中，可使用任何数量的主炉火通路和副炉火通路。每条炉火通路(430、435)包括以交替并且相反的方式定位在叠层之间的多个燃烧器(432、437)。多个燃烧器(432、437)将至少一种气体(440)沿相反方向并且垂直于器皿叠层引入炉空间(400)和每条炉火通路(430、435)。然而，应该理解，在某些实施例中，多个燃烧器(432、437)沿同一方向并且垂直于器皿叠层引进至少一种气体。
参照图4A，在时间t0，当叠层被加热时，至少一种气体(440)以第一流率FR1被引入器皿空间(400)和主炉火通路(430)。当叠层被加热时，至少一种气体(440)也以第二流率FR2被引入器皿空间(400)和至少两条副炉火通路(435)。第一流率FR1和第二流率FR2是这样的使得FR1>FR2并且压力差主要在炉内在邻近主炉火通路(430)的每个器皿叠层(312、314)的至少一部分上产生。参照图4B，在时间t0+n，至少一种气体的流动条件调节成穿过所有炉火通路使得新主炉火通路(430)形成并且在时间t0的前主炉火通路(430)现在是副炉火通路(435)。在某些实施例中，新主炉火通路(430)先前是邻近在时间t0的主炉火通路的副炉火通路。在其它实施例中，在时间t0+n的新主炉火通路(430)先前是不邻近在时间t0的主炉火通路的副炉火通路。第一流率FR1和第二流率FR2是这样的使得FR1>FR2并且压力差主要产生在炉内在邻近新主炉火通路(430)的每个器皿叠层(314、316)的至少一部分上。在某些实施例中，FR1>FR2、FR1≠0并且FR2≠0。在其它实施例中，FR1>FR2并且FR1或FR2之一＝0。至少一种气体的流动条件可继续调节成穿过所有炉火通路以便产生在炉内在整个器皿空间上的单一压力差。即，每条炉火通路产生穿过至少部分器皿空间从高压到低压经过所有器皿叠层的行进压力波。在某些实施例中，在每个器皿叠层上的压力差可以是相同的。在其它实施例中，每个器皿叠层上的压力差可以是不同的。
虽然压力差在本文中已经被描述为通过改变气体的流率产生，但应该理解，也可考虑产生压力差的其它方法。
参照图2A，例如，至少一种气体从炉通过排气孔(255)排出。炉可包括任何数量的排气孔以充分地将至少一种气体从炉排出，并且可包括至少一个排气孔。排气孔(255)示出为位于器皿叠层(212)下方。当然，可以有其它排气孔构型，这可包括例如每两个器皿叠层一个排气孔、每三个或三个以上器皿叠层一个排气孔或存在于炉中的所有器皿叠层的一个排气孔。
排气孔(255)可包括可变开度，使得排气孔的开度大小在烧制周期期间可在全开、全关或部分打开之间变化以改变排气流率。因此，调节流动条件可另外或可替代地包括调节可变开度以减少或增加排气流率，并且因此产生在至少一部分器皿空间上的压力差，使得至少一种气体的至少一些流经至少一个器皿叠层。参照图4C，在某些实施例中，多个排气孔(355)定位在炉器皿空间内以产生在至少一部分器皿空间上从高压到低压经过所有至少一个器皿叠层的单一压力差。参照图3C，在其它实施例中，多个排气孔(355)位于至少一个器皿叠层的每个下方以产生在炉内在至少一个器皿叠层的每个的至少一部分上的压力差。类似于上述，在某些实施例中，在至少一个器皿叠层的每个的至少一部分上的压力差一样。在某些实施例中，在至少一个器皿叠层的每个的至少一部分上的压力差不同。
在某些实施例中，至少一种气体的流动条件调节成产生在至少部分器皿空间上的压力差，使得第一流率FR1和第二流率FR2具有从大约10％至大约95％、从大约10％至大约75％或从大约10％至大约40％的百分比流率差。
百分比流率差可计算如下：
在某些实施例中，至少一种气体的流动条件调节成产生在至少一个器皿叠层的每个的至少一部分上的压力差，使得第一流率FR1和第二流率FR2具有从大约10％至大约95％、从大约10％至大约75％或从大约10％至大约40％的百分比流率差。在其它实施例中，至少一种气体的第一流率FR1调节成产生在至少一部分器皿空间上的压力差。在其它实施例中，至少一种气体的第一流率FR1调节成产生在至少一个器皿叠层的至少一部分上的压力差。在另外实施例中，第一流率FR1和第二流率FR2调节成产生在至少部分器皿空间上的压力差，使得FR1和FR2具有从大约10％至大约95％、从大约10％至大约75％或从大约10％至大约40％的百分比流率差。在另外实施例中，第一流率FR1和第二流率FR2调节成产生在至少一个器皿叠层的每个的至少一部分上的压力差，使得FR1和FR2具有从大约10％至大约95％、从大约10％至大约75％或从大约10％至大约40％的百分比流率差。在又一些实施例中，排气孔的可变开度调节成产生在至少部分器皿空间上的压力差。并且，在又一些实施例中，排气孔的可变开度调节成产生在至少一个器皿叠层的至少一部分上的压力差。
实例
准备好适于陶瓷器皿生产的陶瓷批料。陶瓷批料包含无机和有机化合物。批料被混合以形成均质批料，该均质批料接着被挤压出以形成绿色陶瓷蜂窝状底物(即，器皿制品)。器皿制品被干燥并接着被放到燃气窑中。在烧制前，热电偶放置成靠近在装载(load)的内部中的器皿制品和装在炉火通路附近的器皿制品两者的中皮(mid-skin)。
参照图5，示出了在部分烧制周期期间响应于气流变化发生在器皿制品中的表皮温度的曲线图变化。包括多个器皿制品的器皿叠层在窑中烧制。左边气流和右边气流从对应的左边炉火通路和右边炉火通路被引入在叠层的相反侧上的器皿空间。在大约烧制周期的20个小时和25个小时期间，左边气流和右边气流调节成产生在炉内在至少一部分器皿叠层上的压力差。靠近炉火通路的器皿制品和在器皿叠层内部中的器皿制品两者的温度都呈现对应于左边气流和右边气流变化的温度变化。应该相信，器皿制品的这种温度变化是由于在器皿叠层内气流增加(并且氧气流也增加)。应该注意，有效提供更均匀和可控的温度和气氛的压力差会根据多个因素变化，该因素包括：陶瓷体的组成、大小和形状；进入器皿空间中的器皿安装；气体组成和流率；窑构型；以及所使用的烧制进度表。这样，应该为每个陶瓷器皿/窑***凭经验确定具体烧制气氛所要求的压力差，该具体烧制气氛是启动提供更均匀和可控的温度和气氛所需的。
现在应该理解，本文所述的方法可用于提供在其中烧制器皿的更均匀气氛。本文所述的方法还减少了器皿中的裂缝发生，该裂缝发生可由温差和加热差引起。本文所述的方法可通过由于器皿的更有效加热而进一步减少用于加热器皿的气体量来提高生产效率。
对本领域技术人员显而易见的是，可对本文所述实施例做出各种修改和变化而不偏离所要求保护的主题的精神和范围。因此，意味着，本说明书覆盖本文所述的各种实施例的修改和变化，只要这些修改和变化落入所附权利要求书及其等同物的范围内。

Claims (12)

1.一种在炉中烧制器皿的方法，所述方法包括：
将至少一个器皿叠层(212)定位在炉的器皿空间(200)中，所述器皿叠层(212)包括多件器皿制品(205)，所述多件器皿制品布置成使得至少侧向相邻的器皿制品(205)间隔开(215)；
对在所述炉的所述器皿空间(200)中的所述至少一个器皿叠层(212)进行加热；
当所述叠层被加热时，将至少一种气体(240)引入在所述至少一个器皿叠层(212)的第一侧(245)上的所述器皿空间(200)；
调节所述至少一种气体(240)的流动条件，以在所述炉内在至少部分所述器皿空间(200)上产生压力差，使得所述至少一种气体(240)的至少一些流经所述至少一个器皿叠层(212)，其中，所述至少一种气体(240)是包括下列中的一种或多种的辅助气体：低氧气体、氮气、空气、二氧化碳、一氧化碳或水蒸汽；以及
当所述叠层被加热时，将所述至少一种气体(240)引入在所述至少一个器皿叠层(212)的第二侧(250)上的所述器皿空间(200)；其中被引进在所述叠层的第一侧(245)上的所述至少一种气体(240)具有第一流率FR1；以及被引进在所述叠层的第二侧(250)上的所述至少一种气体(240)具有第二流率FR2，其中FR1≠FR2。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多件器皿制品(205)布置成使得至少垂向相邻的器皿制品间隔开(220)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调节流动条件包括调节第一流率FR1和第二流率FR2以在至少部分所述器皿空间(200)上产生压力差，使得FR1和FR2具有从大约10％至大约95％的百分比流率差。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，被引入到所述叠层的所述第二侧(250)上的所述至少一种气体(240)是包括下列中的一种或多种的辅助气体：低氧气体、氮气、空气、二氧化碳、一氧化碳或水蒸汽。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调节流动条件包括调节所述至少一种气体(240)的流率，以在至少一部分所述器皿空间(200)上产生所述压力差。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使用包括可变开度的至少一个排气孔(255)将所述至少一种气体(240)从所述炉排出。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，调节流动条件包括调节所述可变开度，以在至少一部分所述器皿空间(200)上产生所述压力差。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述炉包括下向通风窑、微波炉、燃气炉、辐射加热炉或电窑。
9.一种在窑中烧制器皿的方法，所述方法包括：
将至少一个器皿叠层(212)定位在窑的器皿空间(200)中，所述器皿叠层(212)包括多件器皿制品(205)，所述多件器皿制品布置成使得至少侧向相邻的器皿制品(205)间隔开(215)；
对在所述窑的所述器皿空间(200)中的所述至少一个器皿叠层(212)进行加热；
当所述叠层被加热时，将至少一种气体(240)以第一流率FR1引入在所述至少一个器皿叠层(212)的第一侧(245)上的所述器皿空间(200)；
调节所述至少一种气体(240)的所述第一流率FR1，以在所述至少一个器皿叠层(212)的至少一部分上产生压力差，使得所述至少一种气体(240)的至少一些流经所述至少一个器皿叠层(212)；以及
当所述叠层被加热时，将至少一种气体(240)以第二流率FR2引入在所述至少一个器皿叠层(212)的第二侧(250)上，其中FR1≠FR2。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一流率FR1和所述第二流率FR2具有从大约10％至大约95％的百分比流率差。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使用包括可变开度的至少一个排气孔(255)将所述至少一种气体(240)从所述炉排出。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述窑包括下向通风窑、微波炉、燃气炉、辐射加热炉或电窑。
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