窯具是指在工業(yè)窯爐中循環(huán)使用、用于支撐或保護(hù)被燒產(chǎn)品的高溫結(jié)構(gòu)材料。陶瓷工業(yè)窯爐是窯具應(yīng)用的最主要領(lǐng)域。從世界窯具工業(yè)的發(fā)展歷史看，任何一個(gè)國(guó)家的陶瓷窯爐用燃料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)（煤、重油→清潔燃料），都會(huì)極大地促進(jìn)本國(guó)窯具工業(yè)的發(fā)展。我國(guó)陶瓷工業(yè)目前正處于這一變化的階段，窯具的功能已發(fā)生變化，主要是用于支撐被燒制的陶瓷制品，因而對(duì)窯具材料高溫強(qiáng)度要求較高。
窯具使用清潔燃料后，節(jié)能就變得非常重要，窯具形狀、結(jié)構(gòu)要求必須輕巧。同時(shí)，陶瓷快燒工藝的發(fā)展對(duì)窯具熱震穩(wěn)定性的要求也越來越高。傳統(tǒng)的黏土質(zhì)、高鋁質(zhì)、熔融石英石質(zhì)、氧化硅結(jié)合碳化硅質(zhì)、堇青石—莫來石質(zhì)、粗顆粒氧化硅結(jié)合碳化硅質(zhì)及普通堇青石質(zhì)窯具已無法滿足上述要求，取而代之的是以高品質(zhì)重結(jié)晶碳化硅和反應(yīng)燒結(jié)碳化硅及氮化硅結(jié)合碳化硅、等為代表的現(xiàn)代窯具。我國(guó)的現(xiàn)代窯具工業(yè)經(jīng)過近15年的發(fā)展，無論是在材料性能，還是外觀造型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步我國(guó)現(xiàn)代窯具發(fā)展現(xiàn)狀及外觀造型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的差距
重結(jié)晶碳化硅窯具。此種材料用做窯具的研究在國(guó)內(nèi)開展雖然較早。但始終沒有形成生產(chǎn)規(guī)模，只能提供小批量的樣品，性能上與國(guó)外也有不小的差距。90年代中期，沈陽星光技術(shù)陶瓷有限公司先后從德國(guó)FCT公司引進(jìn)了R－SiC的生產(chǎn)技術(shù)與關(guān)鍵設(shè)備，大大縮小了與國(guó)內(nèi)外在此項(xiàng)技術(shù)與生產(chǎn)水平上的差距。重結(jié)晶碳化硅制品是一種將高純度碳化硅粗粉和高活性碳化硅微粉混合，經(jīng)注漿成型后在2450℃高溫下進(jìn)行真空燒結(jié)使其再結(jié)晶而形成的高技術(shù)碳化硅材料。由于其材料純度高（SIC≥99.5%）無中間結(jié)合相，因此它具有優(yōu)良的高溫機(jī)械性能，最高使用溫度可達(dá)1700℃。
重結(jié)晶碳化硅材料適合作為窯具、窯爐配件在陶瓷、耐火材料、電瓷、電子瓷等行業(yè)使用，它的最顯著的特點(diǎn)是其尺寸穩(wěn)定性和高溫承載能力，并有良好的節(jié)能效果。可制成棍棒、空心梁、棚板及異型件等產(chǎn)品。RSIC材料也具有很好的抗氧化和抗侵蝕能力同時(shí)有很高的硬度和耐磨性，可以制成結(jié)構(gòu)部件在冶金、機(jī)械、化工及軍工領(lǐng)域應(yīng)用。
粗顆粒氮化硅結(jié)合碳化硅窯具。國(guó)內(nèi)對(duì)此種材料的研究已開展了20多年，用做窯具也有15年以上的歷史。但國(guó)內(nèi)研究深度顯然不夠，與國(guó)外同材質(zhì)理化性能的差距十分懸殊。棚板壽命不如SiO2－SiC棚板，但成本卻較后者高；
我們經(jīng)過多年研究開發(fā)試驗(yàn)已獲突破理化性能為國(guó)內(nèi)同材質(zhì)中最高水平是一種全新的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，它采用高純度碳化硅粉料和金屬硅粉，經(jīng)注漿成型工藝制成多孔坯體后，在較高溫度下，經(jīng)反應(yīng)燒結(jié)而形成。在燒結(jié)過程中向爐內(nèi)充高純氮?dú)猓古黧w中的硅與氮?dú)夥磻?yīng)生成Si3N4，氮化硅結(jié)合碳化硅是兩相復(fù)合材料，一般情況下其中SIC占75%左右，Si3N4占23%左右，它的強(qiáng)度高，抗氧化能力強(qiáng)，作為窯具材料特別適合在中、低溫，大載荷的窯爐中使用，使用溫度1500℃左右。
氮化硅結(jié)合碳化硅材料除具有RSIC材料的一切性能外，它的強(qiáng)度比RSIC材料高50%倍，他同時(shí)具備隨溫度升高抗彎強(qiáng)度增加的特性，并有良好的高溫承載能力和抗腐蝕的性能，可制成窯具、窯爐配件和結(jié)構(gòu)部件在陶瓷耐火材料、電瓷、電子陶瓷、冶金化工、機(jī)械、環(huán)保等領(lǐng)域應(yīng)用。
反應(yīng)燒結(jié)碳化硅窯具。在國(guó)際上此種材料用做窯具始于20世紀(jì)90年代初期。其最大特點(diǎn)是氣孔率幾乎為零，抗彎強(qiáng)度和抗氧化性遠(yuǎn)優(yōu)于R－SiC，在1350℃以下使用為安全溫度，但其最高使用溫度不能超過1350℃。國(guó)內(nèi)在1994年開始也有類似產(chǎn)品生產(chǎn)，但性能比進(jìn)口產(chǎn)品差之甚遠(yuǎn)。沈陽星光技術(shù)陶瓷有限公司經(jīng)過近三年的不斷研發(fā)已成功開發(fā)該產(chǎn)品目前已全面投產(chǎn)，我國(guó)此種窯具在技術(shù)性能與生產(chǎn)工藝方面基本與國(guó)際接軌，產(chǎn)品已出口到德國(guó)、意大利和韓國(guó)等。
窯具的外觀造型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是窯具工業(yè)整體進(jìn)步不可忽視的因素。窯具的形狀與結(jié)構(gòu)也是影響其壽命的關(guān)鍵。根據(jù)國(guó)際上的習(xí)慣，按形狀可以將窯具分為一級(jí)窯具和二級(jí)窯具。一級(jí)窯具是指用于搭建陶瓷產(chǎn)品裝燒空間的主體耐火部件，基本不與裝燒產(chǎn)品直接接觸，如支柱、橫梁、棚板等；二級(jí)窯具是置放于一級(jí)窯具之上或一級(jí)窯具搭建的裝燒空間，直接用于支撐或保護(hù)裝燒產(chǎn)品的小型耐火部件，通常其形狀較為復(fù)雜、結(jié)構(gòu)輕巧，如日用瓷行業(yè)使用的仿型匣缽、三角支架、魚形板，衛(wèi)生瓷行業(yè)使用的X型支架、臺(tái)盆支架、座燒墊等。
我國(guó)一級(jí)窯具系統(tǒng)基本已達(dá)到國(guó)際水平，只有個(gè)別部件存在差距。
二級(jí)窯具是窯具中品種最多、形狀最復(fù)雜、制造難度最大的系列。目前我國(guó)窯具行業(yè)與國(guó)外的最主要差距就在二級(jí)窯具系統(tǒng)，特別是日用陶瓷用二級(jí)窯具，品種少、規(guī)格不全，沒有形成系列，尺寸精度差，外觀粗糙，結(jié)構(gòu)不合理，配合程度差是其主要表現(xiàn)。日用瓷仿型匣缽（三角匣缽）、平面三角架、魚形板等國(guó)內(nèi)已有生產(chǎn)，但與國(guó)外產(chǎn)品仍有差距。除臺(tái)盆支架稍差外，國(guó)內(nèi)衛(wèi)生陶瓷用二級(jí)窯具已基本能滿足要求。由于國(guó)內(nèi)二級(jí)窯具品種短缺，陶瓷廠在使用時(shí)往往用一級(jí)窯具代替二級(jí)窯具，致使窯爐有效使用空間減少，造成裝窯量下降、成品率下降、能耗升高、窯具消耗量增加。
我國(guó)窯具工業(yè)目前存在的幾個(gè)問題
窯具用關(guān)鍵原料性能不穩(wěn)。氧化硅結(jié)合碳化硅質(zhì)、堇青石—莫來石質(zhì)、粗顆粒氧化硅結(jié)合碳化硅質(zhì)及普通堇青石質(zhì)窯具在國(guó)內(nèi)已有多家小廠生產(chǎn)，但均不成規(guī)模，設(shè)備簡(jiǎn)陋，缺乏質(zhì)量控制手段，化學(xué)成分、物理性能、礦物組成的粒度分布等均不穩(wěn)定，無法滿足生產(chǎn)高質(zhì)量窯具的要求。生產(chǎn)SiC窯具所用的SiC微粉雜質(zhì)含量較高，生產(chǎn)重結(jié)晶碳化硅工廠需要進(jìn)口原料，以便保證產(chǎn)品質(zhì)量。
氧化硅結(jié)合碳化硅質(zhì)、堇青石—莫來石質(zhì)、粗顆粒氧化硅結(jié)合碳化硅質(zhì)及普通堇青石質(zhì)窯具等產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備與模具成型壓機(jī)普遍較為落后，甚至還有不少摩擦壓機(jī)。這些壓機(jī)在生產(chǎn)非平面二級(jí)窯具時(shí)會(huì)造成坯體密度不勻。同時(shí)國(guó)內(nèi)模具設(shè)備水平不高，加工精度較差，無法滿足高質(zhì)量窯具精確外形尺寸的要求。
測(cè)試手段落后，測(cè)試數(shù)據(jù)不完善。目前國(guó)內(nèi)采用的依靠體積密度、氣孔率、膨脹系數(shù)、抗折強(qiáng)度、荷重軟化點(diǎn)等測(cè)出的耐火材料的常規(guī)性能，已無法反映出窯具的真正質(zhì)量和使用效果。使用中我們發(fā)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)窯具的上述性能都很好，甚至超過進(jìn)口產(chǎn)品，但使用效果卻差別很大。對(duì)窯具壽命影響極大的微觀結(jié)構(gòu)性能（孔結(jié)構(gòu)、孔徑分布、顆粒尺寸分布等）和力學(xué)性能（彈性模量、斷裂能）及高溫力學(xué)性能測(cè)試、高溫耐磨抗沖刷性能測(cè)試等在國(guó)內(nèi)卻很少測(cè)試。
總之，目前我國(guó)窯具材料品種已十分齊全，一級(jí)窯具也基本上能滿足要求。隨著中國(guó)融入國(guó)際經(jīng)濟(jì)的步伐越來越快，我國(guó)陶瓷工業(yè)遇到了發(fā)展的良好機(jī)遇。但由于受政策性影響傳統(tǒng)耐火材料絕大多數(shù)企業(yè)屬國(guó)家不支持行業(yè)，尤其對(duì)“兩高一低（高污染、高能耗、低附加值）”企業(yè)、實(shí)行減少出口退稅或征稅同時(shí)在環(huán)保方面進(jìn)行一定程度的封殺。國(guó)家對(duì)礦藏資源也進(jìn)行了一定控制開采，不是以往單純追求GDP增長(zhǎng)，而是在積累一定財(cái)富基礎(chǔ)上進(jìn)行穩(wěn)健調(diào)整重點(diǎn)扶植環(huán)保、節(jié)能、技術(shù)含量高的產(chǎn)業(yè)。
因此，我們應(yīng)清晰看到耐火窯具行業(yè)發(fā)展的本質(zhì)就是“材料性能、產(chǎn)品質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化的產(chǎn)品”。
