简易窑炉烧成

测温锥：测量什么

首先遵循窑自带的使用说明书。本指南汇集了测温锥和窑的生产商发布的有关基本电窑的内容；它不能代替所用型号的说明，两者不一致时，以使用说明书为准。

测温锥是用标准化陶瓷粉料制成的细长小三角锥。受热足够后，它会软化，并以可重复的方式弯倒。把测温锥放在窑里器物旁边，再读取它们弯了多少。

测温锥测量的是热功，即温度与时间的综合作用。用美国主要的测温锥生产商 Orton 的话说：“测温锥不只是测量温度。”升温慢的测温锥比升温快的在更低的温度下弯倒，釉的表现也一样。所以 Orton 给出每支测温锥的温度时，都注明烧成最后 100 °C (180 °F) 的升温速率。测温锥一旦开始动，会在很窄的范围内弯倒，“通常小于 40° F”（22 °C）。

锥号

锥号从最冷的 022 一直到 42。前面的零表示较冷的系列，英语中把它读作“oh”：Orton 测温锥 06 号（英语读作“oh-six”）比 04 号锥冷，01 号锥所需的热比 1 号锥少。Orton 提醒，重要的是不要把这两个系列弄混。差距很大：06 号锥弯倒时的温度比 6 号锥低，相差超过 220 °C (400 °F)。

英国、欧洲、澳大利亚和新西兰的供应商常常给出以 °C 表示的温度，而不是锥号：在下面的对照表中找到最接近的锥号，并用证据锥加以确认。塞格锥和斯塔福德郡测温锥是欧洲较早的系列，不应假定它们的锥号与 Orton 的相同，所以本指南使用 Orton 测温锥。

保温会增加热功

保温（英语中也称 soak）是让窑在一个温度上停留一段时间。因为测温锥测量的是热功，在最高温度处保温可以代替更高的最高温度。Orton 给出这些大致的等效关系：

Orton 还指出，保温 1～2 小时“可能足以使热一号的锥变形”。

所以保温从来不是没有代价的：如果加了保温，就要预期测温锥弯得更多，并相应调低最高温度。

测温锥的种类

Orton 生产四种测温锥。两种立在棚板上，显示器物受到了多少热；两种供窑炉看管器使用。

高度很重要：大号测温锥的高度差 ¼ 英寸（6 mm），“可使弯曲程度相差超过半个锥号”。测温锥不会变质或老化，潮湿存放也不影响它们。

“6 号锥”在实际中的含义

对照表给出带底座的 Orton 测温锥 6 号为 1222 °C (2232 °F)，但前提是最后 100 °C (180 °F) 以 60 °C/h (108 °F/h) 升温。若以 150 °C/h (270 °F/h) 升温，同一支锥在 1243 °C (2269 °F) 弯倒。实际的窑还会不同：Digitalfire 报告说，“大多数窑在 2200°F 达到 6 号锥，而不是 2232°F”。所以“6 号锥”的意思是，器物受到了能使 6 号锥弯倒的热功，不论当时温度计读数是多少。

按温度烧成时，每次烧成的结尾保持相同：相同的最后升温速率、相同的最高温度和相同的保温。这样，成功过一次的釉就能再次成功。

测温锥温度对照表

这些数据来自 Orton 的带底座测温锥对照表（©2001）。选择与窑在最后 100 °C (180 °F) 的升温快慢相符的那一列。Orton 的经验法则是：快速烧成用 150 °C/h (270 °F/h) 列，中速用 60 °C/h (108 °F/h) 列，慢速用 15 °C/h (27 °F/h) 列。要算出升温速率，用升高的温度除以所用的小时数：窑在 3 小时内升高 500 °C (900 °F)，升温速率约为 167 °C/h (300 °F/h)。

破折号表示此处没有抄录的数据；可查阅 Orton 的完整对照表。

大号测温锥的读数与这些数据相差在几度之内：60 °C/h (108 °F/h) 时，大号 6 号锥为 1220 °C (2228 °F)。小号测温锥，即窑炉看管器使用的那种，只列出了 300 °C/h (540 °F/h) 一档，所以对照表给出小号 6 号锥为 1255 °C (2291 °F)。这并不是看管器切断窑电源时的温度。看管器锥的任务是与棚板上的锥相符，最终以棚板上的锥为准。

两点提醒。Orton 2019 年的小册子给出快速升温下 06 号锥为 1024 °C (1875 °F)，但对照表和 Orton 的常见问题都给出 1013 °C (1855 °F)，本指南采用后者。另外，Dawson 窑炉看管器使用说明书后面的大号测温锥表有抄录错误（5 号锥比 6 号锥热），所以不要使用。

按温度烧成

带温控仪的窑按设定的温度烧成，温度由靠近窑壁的探头读取。英国、欧洲、澳大利亚和新西兰的供应商常常给出烧成温度，而不是锥号。

温度本身不能说明器物烧到了什么程度。釉和测温锥一样，对热功有反应：同样的最高温度，经过慢速升温或保温后结果更热，经过快速升温后结果更冷。Orton 的对照表显示了差别有多大：6 号锥以 15 °C/h (27 °F/h) 升温时在 1185 °C (2165 °F) 弯倒，以 150 °C/h (270 °F/h) 升温时在 1243 °C (2269 °F) 弯倒。所以烧成温度的意思是：以规定的速率达到的那个温度，加上生产商给出的保温（如果有）。

如果配方给出的是锥号，就在上面的对照表中找到它，选窑在烧成结束阶段升温速率对应的那一列。保温也会增加热功：见上文“保温会增加热功”。

探头读取的是靠近窑壁的空气温度，而不是器物的温度。如果烧成结果比应有的更热或更冷，温控仪的使用说明书会讲解它的补偿值，用来修正读数。

素烧

素烧（英国称 biscuit）是第一次、较低温的烧成，把干燥的黏土变成可以施釉的坚硬多孔器物。通常烧到 Orton 测温锥 06～04 号，即 Orton 对照表上的 998–1063 °C (1828–1945 °F)；英国的陶艺人常烧到约 1000 °C (1832 °F)，接近 06 号锥。素坯应保持多孔，“通常超过 15%”（Digitalfire），这样它才能从釉中吸走水分。烧得太软的素坯会挂釉太厚，釉层随后开裂并缩釉（釉收缩成一个个小岛，露出无釉的黏土）。欠烧的素坯还会“在釉烧时继续收缩”，这会破坏坯釉适应性。素烧装窑要求不高：作品可以互相接触，盖子可以扣在罐上一起烧，碗可以口对口放，而不必一个套一个。

为什么前段要慢

水变成蒸汽时体积会膨胀一千多倍，所以潮湿的器物必须慢慢干燥。L&L 和 Orton 建议：“在低于 1500°F (815°C) 时应特别小心，使坯体均匀受热”，碳必须在约 650 °C (1200 °F) 之前烧尽。超过 816 °C (1500 °F) 后，窑可以升温更快。

石英晶型转变是黏土中的二氧化硅在 573 °C (1063 °F) 发生的体积突变：升温时膨胀，降温时收缩。L&L 的 Slow Bisque 在 538 °C (1000 °F) 和 593 °C (1100 °F) 之间放慢升温，以通过这一转变。Digitalfire 认为这“对素烧没有必要”，Ceramics Monthly 则说它主要在冷却致密的器物时才有影响。放慢花费很小，所以我们的建议是把它留给厚的作品。

低温烘烧：在窑里烘干

低温烘烧是指让窑保持在较低的温度，盖子撑开或排风装置运转，直到器物里最后的水分排出。关于温度，各方说法不一：

我们建议的起点：慢慢升温，不超过约 121 °C (250 °F)，并保温，直到排风口处的镜子不再起雾。厚的或潮湿的器物，保温过夜。

镜子测试：把一面室温的镜子举到排风孔，或撑开的盖子下面的缝隙处。如果起雾，说明水还在排出；等一等，再测一次。

温控仪的烧成曲线

温控仪是一种电子装置，按烧成曲线烧窑：烧成曲线是一连串段，每段是一个升温速率（升温段）、一个目标温度和可选的保温。下面是 L&L 的 DynaTrol 和 Bartlett 温控仪的两个预设程序，以及 Digitalfire 发布的一条烧成曲线。“最高温度”是温控仪自己为所选测温锥设定的温度：04 号锥是 1052 °C (1926 °F)，06 号锥是 993 °C (1819 °F)。

L&L 的时间是“针对尽可能最快的空窑”的；装满的窑可能多花多达四倍的时间，而且您加的任何保温，都是预设程序没有考虑的额外热功。L&L 建议大件或潮湿的作品用 Slow Bisque，并预热 2～3 小时或更久，同时告诫不要快速烧，因为这“可能造成针孔、开裂和排碳不充分等缺陷”。

BQ1000 约需 7 小时 44 分钟。其作者认为，薄而干的器物升温速率高达 278 °C/h (500 °F/h) 也没问题，并把最后一步放慢，使整窑的温度均匀。

温控仪的测温锥与 Orton 对照表

L&L 和 Bartlett 温控仪用 1052 °C (1926 °F) 对应 04 号锥，用 993 °C (1819 °F) 对应 06 号锥，比 Orton 的 1063 °C (1945 °F) 和 998 °C (1828 °F) 略低；在 6 号锥和 10 号锥时两者一致。证据锥可以解决这个差异：如果它们与温控仪不符，用测温锥补偿值来修正温控仪。

在手动控制的窑上

手动控制的窑按同样的方案用手来烧：撑开盖子、打开观火孔，慢慢干燥，把开关从“低”逐档调到“中”再到“高”，让看管器结束烧成。已发布的步骤见下文“手动控制的窑详解”。

釉烧

釉烧把釉在素坯上熔成玻璃。大多数初学者用 Orton 测温锥 06～04 号烧低温釉，或用 5～6 号锥烧中温釉。烧到黏土和釉标签上写的锥号，并围绕这个号码放一组测温锥。关于釉熔化时内部发生了什么，见从基本原理学施釉。

釉烧装窑

• 上了釉的作品不能互相接触，也不能碰到窑壁：留出约 ½ 英寸（13 mm）。
• 不要让釉沾到底足（底足不上釉），或把低温器物放在支钉（带尖的小支架）上。炻器和瓷器不应放在支钉上，支钉在那样的温度下会嵌入器物；改用高温棚板隔离剂或石英砂。
• 棚板边缘与窑壁或看管器之间至少留 1 英寸（25 mm）。

温控仪的烧成曲线

鉴于 L&L 对快速烧成的警告，Slow Glaze 是更稳妥的默认选择。如果在最高温度加了超过 5～10 分钟的保温，L&L 说要相应调低目标温度或测温锥补偿值，并指出“高温下保温会加快电热丝和热电偶的磨损”。

6 号锥：降温保温

中温釉有时会出现针孔（表面上的微小孔洞）或起泡，是气体从熔体中冒出所留下的。降温保温曲线烧到顶点后，快速降温约 56 °C (100 °F)，并在那里保温。用 Digitalfire 的话说，“降温 100°F 并保温，使熔体有足够的黏度来破掉气泡，同时仍让气泡愈合。”

PLC6DS 约需 9 小时 36 分钟。对流动性更强的釉，Digitalfire 改为降温约 111 °C (200 °F)；降得太多会“在保温时有结晶的风险”。它的最高温度 1204 °C (2200 °F) 低于对照表中 6 号锥的 1222 °C (2232 °F)；Digitalfire 报告说，大多数窑在约 1204 °C (2200 °F) 时达到 6 号锥。在自己的窑里用一组测温锥来核对。

控速降温

控速降温是指温控仪按设定的速率冷却窑，而不是任其自由降温。Digitalfire 的 C6DHSC 是 PLC6DS 之后，从 1148 °C (2100 °F) 以 83 °C/h (150 °F/h) 降到 760 °C (1400 °F)，然后断电。它“改善光泽和表面质量”，有助于金红石蓝，但控速降温“可能增加哑光感”（有一款哑光釉变得干涩），还可能缩短窑继电器的寿命。L&L 也为 6 号锥提供了一个控速降温程序：

Skutt 的温控仪同样提供预热和一步降温的选项。

在手动控制的窑上

手动控制的窑无法完全照这些烧成曲线烧，但方案是一样的：开始时温和，中间平稳，结尾要有人看着。Bracker's 的低温釉烧成曲线见下文“手动控制的窑详解”；对于更热的锥号，它另加“每个锥号平均 15～30 分钟”。有测温仪、练习和记录，您大致可以像 Digitalfire 建议的那样，用手把开关调低，来模仿降温保温或控速降温。

手动控制的窑详解

开关如何工作

较老的窑（L&L 说主要是 1975 年以前制造的）有四档开关：关、低、中、高，中间没有别的档位。较晚的窑使用无级调节开关，在 L&L 的窑上标为：关，然后 1 到 11，然后高。无级调节开关并不是送出较小的功率。它让电热丝在重复的周期里完全通电和断电：L&L 说，在“低”档，电热丝“可能在 30 秒的周期里通电大约 7 秒，断电 23 秒”。档位越高，通电越久，到“高”档则一直通电。这些数字不是准确的百分比，所以要用测温锥和记录来摸清自己的窑。

L&L 的一般步骤

L&L 为有三个开关、一个看管器、没有排风装置的窑建议的步骤：

Bracker's 的烧成曲线

Bracker's Good Earth Clays 是美国的黏土供应商，为没有排风装置的手动控制的窑发布了下面这些：

Bracker's 没有说它素烧的看管器锥对应棚板上的哪支锥，所以要用自己的测温锥组核对。有下抽式排风装置时，步骤相同，但排风装置在烧成和冷却全程运转，盖子保持关闭。Bracker's 还建议错开：逐个调高开关，每个相隔约 30 分钟。

何时关盖并堵上观火孔

我们建议的起点：放在缝隙处的镜子不再起雾时关盖；到暗红时，堵上除最上面一个以外的所有观火孔，最上面的一个在整个烧成期间保持打开。

使上下温度均匀

如果测温锥组显示下层烧得比上层冷，Orton 建议先把最下面的开关调到“中”，其余调到“低”，然后先把最下面的调到“高”。或者让最上面的开关保持关闭，直到其他开关到“中”，然后让上面的开关落后一步调高，在其他开关调到“高”之后，仍让它在“中”保持约一小时。装得密的区域烧得更冷，装得更重的窑要花更长时间。

适用于自家窑的起点

如果窑没有附带使用说明，下表是我们根据上面已发布的步骤整理出来的起点。它不是已发布的烧成曲线。用证据锥校准，并根据记录调整；装得重或器物厚时，把每个阶段延长。

如果看管器在棚板上的锥倒下之前就动作，下次按 L&L 的建议，在看管器里改用热一号的锥。

使用测温仪

测温仪是一种温度表，读数来自热电偶，即穿过窑壁的一根测热探头。它显示窑升温有多快，据此可以选对测温锥对照表的列。但它读取的是靠近窑壁的温度，而不是器物处的温度，而且会漂移。L&L 指出，K 型热电偶在多次 6 号锥烧成之后，可能偏差超过 14 °C (25 °F)，“这个差别大于整整一个锥号”，而带底座的测温锥的差异不超过 2 °C (4 °F)。Orton 说，测温仪需要不时重新校准，而测温锥就是检验它们的办法。

排风、观火与安全

排风

烧窑初期，黏土和釉会放出水蒸气和废气，包括一氧化碳，釉在烧成后期也可能放出有毒废气。L&L 称对它们排风“必不可少”。没有排风系统时，意思是在早期阶段撑开盖子、打开观火孔，如上面的步骤所示；这段时间放慢升温也有助于碳烧尽。在没有排风装置的窑中，制造窑炉看管器的 Dawson 还说，整个烧成期间都要让最上面的观火孔保持打开：这样排风“会减少窑的金属部件的劣化，并延长套管组件的寿命”。下抽式排风装置（装在窑上的动力排风装置）会改变这一点。它来完成排风，所以 Orton 说盖子和观火孔在整个烧成期间保持关闭，只在查看测温锥时才打开，而 L&L 说要让排风装置一直开着，并堵住观火孔。

关于房间的通风和一氧化碳报警器，见安全配料与通风和别让家人中毒。

烧窑期间

• 只有戴防红外的遮光号 3 焊接护目镜，才能从观火孔往里看；太阳镜不够。Skutt 建议把塞子拧着塞好，以免掉出来。
• 不要让窑在超出预计烧成时间后无人看管；看管器不是故障安全装置。
• 切勿在可燃物上或可燃物附近烧窑，例如木地板或地毯。
• 保持使用说明书中规定的安全距离。已发布的数据从 12 英寸（30 cm）到 3 英尺（91 cm）不等；说明书没有规定时，离墙 18 英寸（46 cm）、离可燃物 3 英尺（91 cm）是最安全的选择。
• 保持看管器配重周围的空间畅通，使它能落下。
• 烧成结束时，把开关关掉，并同时关闭断路器。

冷却与出窑

冷却是烧成的一部分。L&L 和 Orton 建议：“让窑在盖子关闭的情况下自然冷却”，以及“切勿向热窑中引入冷空气。”开得太早“可能造成开裂”，而器物中的二氧化硅在冷却经过 573 °C (1063 °F) 时会突然收缩。没有温控仪时，窑要保持关闭，“直到温度降到远低于红热（900°F / 482°C）”，并且至少 8 小时。切勿对仍在发光的窑强制冷却。烧好的器物上有锋利边缘的裂纹，说明冷却得太快。

何时开窑和出窑

我们的建议：只在低于约 93 °C (200 °F) 时开盖，低于约 52 °C (125 °F) 时出窑，或者当赤手拿着器物觉得舒适时。釉烧的器物致密、玻璃质多，比素烧更需要耐心。没有测温仪时，等到窑完全冷却。

一开窑就读取证据锥，在任何东西被移动之前，并趁记忆犹新把看到的写下来。

烧成之后

做好记录

记下每次烧成：日期、窑、装窑情况、烧成曲线或开关时间、限时器读数，以及每支证据锥和看管器锥是怎么弯的，一层棚板一层棚板地记。烧过的测温锥也要留着。Orton 指出：“对比最近 6 到 10 次烧成的结果，会显示窑里逐渐发生的变化，例如电热丝老化。”Glazecalc 的烧窑记录可以保存这些记录，列由您选择，如时间、温度、锥号、升降温段和保温；釉的结果可以记在笔记里。

棚板和棚板隔离剂

棚板隔离剂保护棚板不被滴落的釉弄脏，并让烧好的器物能轻松取下。只涂在每块棚板的上表面和窑底上，“厚度约如一张明信片”。L&L 的最佳做法是涂三薄层，可能的话每层之间烧一次。许多陶艺人还把用了流动性强的釉的作品放在垫饼上，垫饼是接住滴釉的素烧圆盘。这是常见做法，不过我们没有找到窑炉生产商对此的建议。

电热丝

电热丝会磨损：氧化层积累，通过的电流减少，烧成变慢。高温下长时间保温会使电热丝和热电偶磨损得更快。Skutt 建议对新窑或修好的窑做一次试烧，使电热丝形成保护性的氧化层。测试和更换电热丝时遵循生产商的说明。

测温环和测温棒

英国工业还用过另外两种热功指示物。布勒测温环（Bullers rings）是扁平圆盘，随热功成比例收缩，烧成后用量规测量。霍尔德克罗夫特测温棒（Holdcroft bars）始于 1898 年，在两个支撑之间中部下垂，这就是看管器测温棒的原理。我们没有找到把两者换算成 Orton 锥号的表，所以本指南使用 Orton 测温锥；我们计划在以后的版本中介绍测温环和测温棒。

来源

• Orton: Using Orton Pyrometric Cones（测温锥对照表，©2001）
• Orton: Cones and Firing, a practical guide to successful firings (©2019)
• Orton: Pyrometric cones FAQ
• Dawson: Kiln-Sitter Operating Manual, models LT-3 and LT-3K
• L&L Kiln: Manual kiln operation with kiln sitters
• L&L Kiln: Orton firing tips
• L&L Kiln: Pyrometric cones
• L&L Kiln: DynaTrol controller manual
• L&L Kiln: The ceramic process
• Bracker's Good Earth Clays: Firing schedule for manual kilns
• Ceramics Monthly: Bisque Firing 101
• Ceramics Monthly: Tips and Tools: The Kiln Sitter
• Digitalfire: BQ1000 bisque firing schedule
• Digitalfire: PLC6DS cone 6 drop-and-soak schedule
• Digitalfire: C6DHSC cone 6 drop-and-hold slow-cool schedule
• Digitalfire: Bisque
• Glazy: Firing
• Skutt: Ceramic kilns, using the product
• Skutt: KilnMaster operating manual
• Boston University Environmental Health and Safety: Kiln awareness reminder
• Potclays: The difference between stoneware and earthenware
• Wikipedia: Pyrometric cone
• Wikipedia: Pyrometric device