中國古代窯爐,是如何控火的?

2024-01-05   知識就是力量雜誌

原標題:中國古代窯爐,是如何控火的?

撰文 / 李長青(徐州工程學院)

陶瓷是弘揚中國傳統文化的重要載體,景德鎮手工制瓷技藝、德化瓷燒制技藝等均被列為國家級非物質文化遺產代表性項目名錄。陶瓷製作要在窯爐中高溫燒制,縱觀陶瓷發展的歷史,陶瓷工藝的進步離不開窯爐技術的支撐。

窯的雛形

漢代文字學家許慎的《說文解字》中,對窯的描述是「燒瓦灶也」,而瓦是「土器已燒之總名」,即各種陶瓷製品。簡單說,窯就是控制火焰、燒制陶瓷的空間。

中國最早的陶器距今已有2萬年,那時並沒有窯爐,而是通過露天平地堆燒法燒制的。這種方法是,先在空地上鋪上厚厚的乾草和木柴,再將晾曬好的陶坯擺好,之後再在上面覆蓋乾草和木柴,點著火,並不斷添加木柴,持續燒十幾個小時。

露天平地堆燒法的保溫效果差、火焰溫度低(只有700攝氏度左右)、燒制出的陶器質地疏鬆。這種燒制方法還會浪費大量木柴,對於石器時代的人來說,砍伐樹木是很費功夫的事。

於是,人們嘗試用泥巴將柴堆包圍起來,以起到一定的保溫作用,再在泥殼上開1個點火洞和十幾個通氣孔。這樣既可以得到更高的溫度,還大大節約了木柴。隨著外層泥巴的不斷加厚,陶器的質量也顯著提高。這一看似簡單的技術改進,卻已經有了窯的雛形。

在土裡挖出個洞來燒陶——橫穴窯和豎穴窯

當古人意識到泥土有保溫作用後,索性在土裡挖出個洞來燒陶。於是發明了橫穴窯和豎穴窯兩種穴窯。

橫穴窯是在土裡挖兩個洞,其中一個用來擺放陶坯,叫作窯室;另一個洞位於窯室的側下方,用來生火,叫作火膛;兩洞之間留有通氣孔,稱為火道。火膛中燃燒的火焰經過火道流到窯室,給陶坯加熱,窯內可以達到900攝氏度的高溫。

豎穴窯是對橫穴窯的進一步改進,其火膛挖在窯室的正下方,火道垂直向上,窯內溫度可以達到1000攝氏度。

這兩種穴窯都達到了陶器燒制的溫度要求,而且陶坯不接觸燃料,受熱更均勻,且不易被煙灰污染。兩種穴窯的煙囪都在窯室的頂部,火焰流動方向均是自下而上,都屬於升焰窯。隨著陶瓷需求的增加,以及受到土層承載力限制,難以挖出足夠大的洞穴,於是人們開始嘗試用磚建造窯爐。

用磚塊砌成的陶瓷窯——龍窯

商代時人們發明了龍窯,這是最早用磚塊砌成的陶瓷窯。龍窯都是修建在山坡上的,火膛在最下面,長條形的窯室沿著山坡向上排列,仿佛一條臥于山坡的巨龍,因而被稱為龍窯。最大的龍窯長達136米,每次能夠燒制近10萬件瓷器。

龍窯長長的窯室不僅可以擺放陶瓷坯體,還兼具了煙囪的功能,將火膛中的火焰向上抽,因此龍窯的升溫速度很快。窯內火焰流動方向與窯身平行,屬於平焰窯。

龍窯內部還建有錯綜複雜的擋火牆,能減緩熱氣在窯內的流動速度,延長流動路徑,從而充分利用熱量。窯內溫度可以達到1200攝氏度,最早的瓷器就是在龍窯中燒製成的。

形狀像饅頭的饅頭窯

饅頭窯因外形近似饅頭而得名,其火膛和窯室是一體的,中間沒有分割。根據窯內火焰流動方向,可分為升焰式、半倒焰式以及全倒焰式3種。

其中,煙囪建在窯頂的饅頭窯,火焰從底部上升到頂部排出,屬於升焰窯。而煙囪在窯後面,通過下方的煙道與窯室相連,火焰先衝到窯頂,受到下後方煙道的吸力倒向底部,最終從煙囪排出的,屬於半倒焰窯。相比於升焰窯,半倒焰窯能夠更充分地利用熱量,窯溫可以達到1300攝氏度。

而全倒焰窯在擺放瓷坯的窯床下方用磚砌成多條水平的煙道與煙囪相連,煙道上鋪磚時留出通氣孔。當火焰衝到窯頂後,受到底部氣孔吸力而轉頭向下,加熱瓷坯,經煙道從煙囪排出。全倒焰窯內溫度更均勻,大大提高了瓷器燒制的成功率,對熱量的利用也更充分。

進一步升級的階級窯

階級窯則巧妙集合了龍窯和饅頭窯的優點,遠看像一座龍窯,其實是一列相連通的饅頭窯,也被稱為分室龍窯。第一座饅頭窯有窯門,最後一座有煙囪。與龍窯不同的是,每座饅頭窯都有火膛,燒窯時先點燃最下面的,依次向上,上面的窯室可以利用下面的熱量。階級窯整體熱量流動方向像龍窯一樣自下向上,而每個窯室又是半倒焰式的饅頭窯。

窯爐建造技術的發展持續促進陶瓷工藝的進步,成就了我們燦爛的陶瓷文明。古代窯爐承載著陶瓷工匠的智慧與汗水,是先人留給我們的寶貴財富,在當代仍具有重要價值!

本文來自《知識就是力量》雜誌,原標題《中國古代窯爐的控火之道》,作者李長青,有刪改,有刪改,原創作品轉載請註明來源。