16.04.2021

Печи обжига для глины – Портал керамики — Обжиг керамики. Режимы обжигов различных видов керамических изделий. Процессы, происходящие при обжиге.

Содержание

Обжиг глины: технология, правила, температурные режимы и виды

Глина – податливый материал, благодатная почва для экспериментов и создания различных украшений и творений. Для того, чтобы получившиеся изделия служили как можно дольше и не теряли форму, после сушки необходимо произвести обжиг. Процесс не из лёгких, он предусматривает следование определённым правилам, учёт множества деталей. Но результат того стоит: изделие будет радовать долгим сроком службы, не деформируется и не разрушится. Данная статья посвящена обжигу изделий из глины. Об особенностях технологии, её видах, правилах и температурном режиме читайте далее.

технология обжига глины фото

Состав сырья

Глина неоднородна, количество примесей в ней варьирует. В зависимости от их процентного содержания, выбирается определённый вид обжига и температурный режим. В природном сырье содержится песок, причём чем его меньше, тем ниже должна быть температура.

В составе не должно быть посторонних камней или воздуха. Ввиду того, что плотность этих элементов отличается от плотности основного материала, температуру они будут переносить по-другому: изменять свои свойства и расширяться с разной скоростью. В некоторых случаях это может быть чревато взрывом изделия. На цвет натуральной глины влияет наличие в составе определённых элементов. Так, красной она становится из-за высокого содержания меди. Время обжига глины варьируется в зависимости от состава.

время обжига глины фото

Подготовка

Перед началом процедуры изделие необходимо тщательно высушить. Предварительную сушку проводят без участия нагревательных приборов и без попадания на поверхность прямых солнечных лучей. Лучший вариант – тёмное сухое место, в котором поддерживается средняя комнатная температура. Важно, чтобы просушка прошла равномерно. В противном случае, на поверхности появятся трещины и сколы. Процесс занимает до недели: в зависимости от объёма получившегося изделия. Если его не досушить, после обжига возможно образование дефектов.

свойства глины при обжиге фото

Такого понятия как «пересушка» глины не существует.

После подготовки необходимо проверить, не образовались ли на поверхности трещины. Их можно устранить с помощью жидкой глины, однако это не избавит от риска, что в печи изделие деформируется.

Последним этапом подготовки является шлифовка, она доводит изделие до идеального состояния. Основной инструмент – наждачная бумага. С ее помощью устраняются различные неровности, бугорки, отпечатки пальцев.

Важно:

  1. Свойства глины при обжиге изменяются, поэтому после завершения этого процесса изменить форму изделия будет невозможно.
  2. После сушки изделия деформируются, уменьшаются в размере.
  3. Если обжиг глины выполняется дома, помещение обязательно должно проветриваться. Под воздействием температуры выделяются различные органические соединения. Некоторые вещества имеют неприятный запах и могут быть токсичными.

обжигание глины фото

Технология обжига глины

Процесс проходит в один или несколько этапов. Наиболее популярная схема – двухэтапная. Она подразумевает два последовательных процесса обжига.

Промежуточный (утильный) этап.В печь попадает изделие без глазури и декора (за исключением ангоба и узоров, выполненных с помощью цветной глины). После процедуры получается так называемый полуфабрикат, утиль. Выбор температурного режима должен быть осуществлён таким образом, чтобы получился баланс двух факторов:

  • изделие успело приобрести некоторую прочность, а все газообразные вещества испарились из состава. Это происходит в результате завершения особых физико-химических процессов;
  • пористость поверхности не должна окончательно устраниться. Материал должен быть способен поглощать некоторое количество влаги, чтобы на него можно было нанести глазурь и узоры.

Политой обжиг(второй этап) проводится после того, как на изделие наносится глазурь и создаётся декор. Температурный режим диктуется требованиями использованных материалов: краски, глазури и других.

обжиг глины дома фото

Виды двухэтапного обжига

  1. Фарфоровая схема. Основной принцип: температура печи во время второго этапа должна быть выше, чем во время первого. Такая схема позволяет облегчить процесс декорирования после не очень интенсивного первого обжига. Температура обжига глины устанавливается в районе 800-1000°C. Если на изделии появляются трещины, их легко выявить по характерному звуку после постукивания и устранить. Покрытие глазурью проходит гораздо проще, по сравнению с одноэтапным вариантом. Основные свойства (прочность, стойкой, влагонепроницаемость) изделие приобретает после декорирования, во время второго этапа. Такую технологию используют для фарфора.
  2. Фаянсовая схема. Главный принцип – второй (политой) этап происходит при меньших температурах, чем первый. Используется, если после интенсивного обжига структура материала остается пористой или если глазурь требует низкой температуры. Применяется для изделий из фаянса: глина в его составе имеет высокую тугоплавкость. Температурный режим – 1200-1250°C. Второй этап не имеет ограничений по температуре: ее величина диктуется особенностями глазурной и краски.

Последующие этапы проводятся в тех случаях, когда необходимо закрепить декор. Они менее продолжительные, в отличие от двух предыдущих этапов и проводятся при более низких температурах.

гончарная глина обжиг фото

Обжигание в один этап

Преимущества:

  • выгоден с экономической точки зрения;
  • подразумевает использование меньшего количества ресурсов.

Недостатки:

  • более тщательный подход к декорированию: за счёт того, что поверхность недостаточно прочная, необходимо быть осторожней;
  • глазурирование с помощью простого окунания практически исключается. А такой метод считается самым простым и выгодным;
  • для того, чтобы закрепить глазурь, необходимо использовать специальные добавки.

Такой метод подходит в тех случаях, когда:

  • длительное и трудоёмкое декорирование не обязательно;
  • производство предусматривает процент бракованных единиц;
  • глазурь является высокотемпературной и период ее плавления равен периоду спекания глины;
  • если часть глазури возможно нанести с помощью распыления.

обжиг изделий из глины фото

Процесс обжига происходит в несколько этапов:

  1. 25-200°C – изделие постепенно и медленно нагревается, вода между слоями испаряется. Этап показательный: в это время можно увидеть, были ли допущены ошибки по время изготовления и предварительной сушки. Если погрешности были, то на поверхности появятся пузыри, неровности, трещины. Важно, чтобы нагревание печи производилось равномерно, не допускался слишком интенсивный или, наоборот, медленный рост температуры. Оптимальная скорость – 70-100°C в час.
  2. 200-400°C – на этом этапе вся вода в слоях должна полностью испариться, а большая часть органических соединений устраниться. Оптимальная скорость роста температуры – 100°C в час. По достижении температуры в 400°C необходимо сделать двадцатиминутный перерыв для того, чтобы все газы удалились, а температура внутри печи стабилизировалась.
  3. До 600°C – происходит выделение воды, которая входит в кристаллическую решётку минералов в составе глины. Скорость подъёма уровня температуры не должна превышать 100°C. После достижения уровня в 600°C следует сделать получасовой перерыв.
  4. 600-800°C – температуру следует поднимать интенсивнее обычного – на 140-150°C в час. Это переходный период, когда старые структуры уже разрушились, а новые ещё не успели образоваться. Материал при такой температуре является наименее прочным.
  5. 800-1000°C – начало процесса спекания и образования керамических соединений. Глинистые минералы больше не разлагаются, а начинают взаимодействовать с другими элементами, образовывать новые связи. Происходит диффузия структур – химический процесс, сопровождающийся выделением газообразных веществ. Скорость обжига не должна выходить за рамки диапазона 75-100°C.
  6. Охлаждение керамики чаще всего происходит естественным путём, после того как печь отключается. Не стоит открывать её, впуская более холодный воздух, – равномерность остывания нарушается.

температура обжига глины фото

Способы обжига

  1. Муфельная печь, оснащённая специальным механизмом, который регулирует температуру внутри. Зачастую обладают специальными программами для различных типов обжига.
  2. Костёр/неэлектрическая печь. Изделие стоит поместить в ёмкость с песком, затем в костёр: так эффект резкого нагревания минимизируется.
  3. Обжиг глины в домашних условиях, используя газовую или электрическую печь. Наиболее опасный метод. На сковородку из чугуна необходимо насыпать речной песок, затем поставить необходимое изделие и накрыть его кастрюлей или глиняным горшком. Важно следить за процессом и периодически проветривать помещение.

Если вам необхлодимо гончарное оборудование предлагаем обратиться в интернет-магазин Колокол Мануфактура.

Обжиг глины в домашних условиях

Изделия из глины – это очень увлекательный и интересный процесс, который позволяет раскрыть фантазию и талант. Если вы хотите, чтоб ваши фигуры из глины долго не теряли форму, их нужно высушить, а после чего произвести обжиг глины в домашних условиях, придерживаясь определенной технологии. Ведь долгий строк службы ваших изделий будет радовать вас постоянно. Все ваши фигурки уникальны – она похожи только на себя.

Состав материала

 

Глина может иметь различный состав. Он непосредственно влияет на технологию обжига. В состав природной глины входит примесь песка. Выделяется такая закономерность, чем меньше песка входит в состав глины, тем меньше должна быть температура при обжиге изделий. Бывают ситуации, когда при использовании порошковой покупной глины она при 750 градусов кипит, а потом засыхает. В итоге изделие напоминает пористую губку. При этом глиняная фигурка обычно разрушена.

Состав глины должен быть без воздуха и камней. Никогда не используйте неоднородные материалы, потому что может случиться взрыв. Поскольку в состав будут входить материалы, которые имеют разные плотности, и они будут расширяться каждый по-своему, при изменении температуры.

Натуральная глина является материалом природного происхождения и зачастую не подвергается дополнительной обработки. В природе можно встретить глину различных цветов, который зависит от наличия или отсутствия определенных элементов. Например, красный цвет глина приобретает благодаря наличию большого количества железа. А если в сырой глине оксиды железа и титана в малом количестве, то белый цвет материала остается и после обжига.

Подготовка материал к обжигу

Прежде чем совершать обжиг глины, ее требуется высушить. На этот процесс вы потратите около недели, в зависимости от размера изделия. Просушивать его рекомендуется в тех местах, где нет рядом нагревательных приборов, и куда не попадают прямые лучи солнца. Оптимальным вариантом является комнатная температура и темное сухое место. Именно там изделие просушиться равномерно.

Если глина просушилась неравномерно, то на изделии могут образоваться трещины или сколы. Если просушить недостаточно, то изделия могут иметь дефекты после обжига. А вот пересушить глину невозможно.

Когда изделие высохнет, его требуется тщательно осмотреть, нет ли на нем трещин. Если они присутствуют, то их можно замаскировать жидкой глиной, только это не гарантирует того, что при обжиге изделие не потеряет свою форму. Лучше всего не допустить появления трещин. Добиться этого можно, достаточно лишь правильно подготовить глину и качественно слепить изделие.

Окончательным этапом подготовки является шлифовка глиняной фигурки. Во время шлифовки удаляются отпечатки пальцев, бугорки, в итоге изделия приобретают красивый и ухоженный вид. Шлифовку проводят с помощью наждачной бумаги.
Еще одним немаловажным фактором является качество лепки. Следите, чтоб во время лепки в фигурке не было пузырьков воздуха. Когда температура поднимается, то воздух расширяется и ищет выход, вследствие этого изделие будет разрываться. Когда вы замазываете трещины или скрепляете частички, делайте это очень аккуратно, чтоб воздушные капсулы не могли образоваться.

Правила обжига в домашних условиях

Можно обжечь глину в домашних условиях. Для начала нужно высушить изделие, а потом обжечь его в духовке. При этом нужно плавно повышать температуру в течении двух часов до 200 градусов. Глиняные фигурки можно разместить в сковородке или чугунном горшке. Следует учесть, что полноценный обжиг в духовке сделать невозможно, потому что недостаточная температура, она не может закалить ее, а всего лишь высушить.

Как определить готово ли изделие?

Очень легко, исходя из цвета, веса и звука. Если цвет обожженной глины черный, то фигурка перегрелась. Если цвет не изменился, значит, изделие недостаточно обожглось. Обожженная цветная глина должна иметь красный цвет.

Технология обжига глины

Печь для обжига глины

Наилучший вариант для обжига глины – это муфельная печь. В этой печи можно регулировать температуру. Следует помнить, что такая печь очень дорогая и не все могут позволить себе ее приобрести. Но не нужно расстраиваться, ведь ее можно заменить иными хорошими приборами, например, совершить обжиг глины в духовке. Начинайте обжигать глину при температуре 200° в течение 2 часов. Потом в течение 6 часов постепенно поднимайте температуру до 1000°. Такой температурный режим позволяет защитить глиняное изделие от появления пятен и поможет сохранить однородную структуру.

Также обжиг глины можно совершать и в мангале или кирпичной печи. Эти виды являют собой замкнутое пространство, для которого характерна стабильная температура. Она нужна, чтоб глиняное изделие равномерно нагрелось, и на нем не образовалось различных дефектов, таких как растекание поверхности. Изделие, которое обжигается нужно оставить до того времени, пока топливо полностью прогорит и топка остынет. В печи изделие должно быть примерно 4 часа.

 

Обжиг глиняного изделия на костре является очень доступным вариантом. Он используется при обжиге маленьких изделий. Итак, возьмите глиняное изделие и поместите его в жестяной сосуд, который перед этим вы нагрели и сделали отверстия с боков. В большинстве случаев сосудом является обычная консервная банка. Обжигайте изделие примерно 8 часов, не меньше.

Обжигать глину в микроволновке невозможно. Такая печь может только убрать влагу. Глиняные изделия, после того, как вы просушили их на воздухе, кладут в микроволновый агрегат на 3 минуты. Это делается для того, чтоб их состояние стало лучше.

 

Температурный режим

Главным правилом в обжиге глиняных изделий является то, что нужно постепенно поднимать температуру обжига, а потом плавно понижать ее, давая время остыть изделию. Сначала (первые 2 часа) температура должна быть не больше 400°. Температура обжига может колебаться в диапазоне 200-1000° во время обжига. Если температура будет ниже, то обжиг будет недостаточным, и фигурка не будет иметь нужных свойств. Если температура будет сильно высокой, то тогда фигурка может разрушиться.

Продолжительность

Данный процесс может длиться от восьми часов и до нескольких суток. Это зависит от размера изделия и технологии обжига. Если фигурка маленькая, то это можно сделать в кратчайшие сроки.

Это важно знать!

  • Когда совершен обжиг глины, изменить изделие уже нельзя.
  • Делать обжиг можно не один раз, при этом плавно поднимать температуру, чтоб достичь оптимального результата и наработать опыт.
  • Когда вы сделали основной обжиг, на фигурку можно нанести специальное покрытие и потом еще раз ее обжечь. Это покрытие расплавится и в результате образуется глазурь.
  • При сушке и обжиге фигурки могут деформироваться и уменьшаться в размере. Вот почему при создании изделия следует учитывать состав глины и будущее назначение его.
  • Если в состав глины входит много песка, то изделие будет меньше подвергаться сжатию.
  • Также помните, что во время обжига выгорают органические соединения, что в свою очередь приводит к неприятным запахам. Поэтому требуется, чтоб помещение проветривалось.

Обжиг керамики в дровяной печи. Часть 3

Обжиг керамики в дровяной печи. Часть 3

Сушка.

Перед обжигом изделие необходимо хорошо просушить. Вот несколько основных правил:

1. Сушить на абсолютно горизонтальной твердой повехности. Иначе изделие даст трещину.

2. Нельзя сушить на солнце или около отопительных приборов.

3. Быстрее всего сохнет верх изделия и мелкие детали. Поэтому мы покрываем, по мере подсыхания, части изделия полиэтиленовыми пакетом. Под днище мы подкладываем подставочки (я подкладываю спичечные коробки) для улучшения циркуляции воздуха (но это только часов через 8 после лепки). Позже, когда изделие «встало», можно переворачивать его вверх ногами.

4. Ориентируемся на цвет. Все изделие должно быть одного цвета.

5. Вес. Изделие должно быть значительно легче, чем сырое.

Фотографии не передают цвет высушиваемого изделия. Вам надо научиться определять это самостоятельно.

К сожалению, трещины все равно могут появиться после обжига. Тут уж вы должны решить сами, что сделать — выбросить или сохранить. Данный способ обжига не предполагает изготовление посуды или изделий, соприкасающейся с водой. Поэтому я убираю трещины шпаклевкой, смешанной с глиняной крошкой. Шпаклевка на основе олифы.

Обжиг керамики в дровяной печи. Часть 3, фото № 1

Я размещаю фотографию для того, чтобы вы знали, что ошибиться может каждый. Или нет! Вы обязательно ошибетесь, но это нормально. На фото работа, в которой допущена ошибка на этапе лепки. Обжиг эту ошибку только обозначил.

И совсем коротко о размещении изделий вовремя обжига.

1. У задней стенки температура всегда выше. Поэтому там размещаем толстостенные изделия.

Обжиг керамики в дровяной печи. Часть 3, фото № 2

Обжиг керамики в дровяной печи. Часть 3, фото № 3

На первой фотографии расслоившаяся толстостенная фигурка. На второй фотографии видно, что эта курица размещена у задней стенки. Вроде все правильно. Где ошибка? А ошибка в том, что лепила я ее из покупной глины (презентовали мне килограммчик), а для нее дровяной обжиг не подошел. Или ее надо размещать выше, или делать в ней отверстия. Это я уже не узнаю, т.к. она кончилась.

2. Маленькие и тонкостенные изделия можно ставить друг на друга, даже вкладывать внутрь (или вовнутрь).

На этом пока все. Если вам интересна эта тема, напишите. И я подробнее расскажу о том, как готовить глину и лепить изделия.

Дерзайте. Творите.

Сушка и обжиг глины

Для придания глиняным изделиям дополнительных свойств их подвергают воздействию высоких температур – обжигу. Но технология обжига глины достаточно сложна и ресурсоемка, поэтому я постараюсь рассказать о некоторых нюансах, с которыми вы можете столкнуться.

Подготовка к обжигу

Перед обжигом изделия его нужно хорошенько просушить в течение 2 – 7 дней в зависимости от величины изделия. Сушить изделие нужно подальше от нагревательных приборов, прямых солнечных лучей, сквозняков – то есть исключить любые резкие изменения среды, в которой находится изделие. При комнатной температуре и в темном сухом изделие будет просушиваться равномерно.

При неравномерной просушке изделие может потрескаться и его мелкие детали просто отвалятся. Недостаточная просушка приведет к возникновению дефектов при обжиге. Пересушить изделие невозможно.

После того как изделие высохло нужно внимательно осмотреть его на отсутствие трещин. Если таковые имеются – можно попробовать их замазать жидкой глиной, но это не дает гарантии сохранности изделия при обжиге. Самый лучший вариант – не допускать появления трещин, а это получается при качественной лепке и грамотной подготовке глины. 

Обязательно проверьте звук свистульки – если он исчез или стал глухим, то еще не поздно попробовать все исправить. 

В некоторых ситуациях за время усушки в изделиях может поселиться паучок (был случай, когда он облюбовал одну из моих свистулек), в таком случае его нужно переселить в безопасное место .

Заключительным этапом подготовки будет шлифовка изделия. При шлифовке могут исчезнуть следы отпечатков пальцев, различные крошки и бугорки, и изделие обретет благородный вид. Шлифовку можно провести наждачной бумагой небольших номеров.

Условия для обжига

Температура. Самое главное в обжиге – это плавное увеличение температуры обжига и постепенное остывание изделия после обжига. В первые два часа температура не должна превысить 400 градусов. Диапазон температур должен быть в пределах 300-900 градусов Цельсия. При более низких температурах обжиг будет недостаточным и изделие не приобретет необходимых свойств. При высоких температурах изделие может быть полностью разрушено.

Продолжительность. В зависимости от величины изделия и способа обжига длительность процесса может колебаться от 8 часов до нескольких суток. Совсем небольшие изделия можно обжечь за минимальный срок.

Состав материала. От состава глины во многом зависит технология обжига. Природная глина имеет примесь песка и чем меньше песка – тем меньше температура обжига. На моей практике были случаи, когда порошковая покупная глина при 750 градусах буквально закипала и засыхала в виде пористой губки. Изделие при этом было полностью разрушено. В составе глины не должно быть камней и воздуха. Если материал неоднороден – произойдет разрыв. Так как материалы разных плотностей будут расширяться при изменениях температуры по разному.

Качество лепки. Основным требованием к лепке является отсутствие пузырьков воздуха в изделии. При повышении температуры воздух расширится и будет искать выход, разрывая изделие. Поэтому при замазывании трещин и скреплении частей изделия исключите возможность образования воздушных капсул.

Способы обжига

Обжиг в муфельной печи. Существует несколько способов обжига глиняных изделий, но самым распространенным является обжиг в муфельной печи. Это электрическая печь, снабженная механизмом регулировки температуры. 

Современные печи имеют автоматические программы обжига изделий различных типов, окно для просмотра состояния изделий и прочие опции. Еще немаловажной характеристикой муфельной печи является объем камеры. Некоторые мечи имеют цилиндрическую камеру, в которую можно поместить только небольшие изделия, а есть большие печи для обжига гончарных изделий и скульптур.

Обжиг на костре или в неэлектрической печи. Довольно нетривиальная задача, связанная прежде всего с тем, что нет возможности полностью управлять температурой. Кроме того печь редко топят в течение восьми часов да и у костра треть суток высидеть сложно. Однако если вы все-таки соберетесь – поместите изделие в емкость с песком – это сгладит резкое повышение температуры. 

Обжиг в домашних условиях. На газовой или электрической плите тоже можно провести обжиг глиняного изделия, но предупреждаю – это довольно опасно и качество обжига все равно будет далеким от идеального. Для этого можно взять чугунную сковородку с промытым сухи речным песком и поставить ее на огонь. Сверху нужно аккуратно установить изделие и накрыть несгораемой емкостью – глиняным горшком или кастрюлей. Процесс должен быть под наблюдением и помещение стоит регулярно проветривать, чтобы не вызвать перегрев и перенасыщение воздуха ядовитыми газами.

Зачем нужен обжиг

В процессе обжига глина избавляется практически от всей влаги, поэтому изделие становится значительно легче. Кроме того элементы глины спекаются и превращаются в единый керамический слиток, который устойчив к деформациям и проникновению влаги. Отсюда и вся необходимость обжига.

Обожжённые изделия готовы к окраске, а после окраски и к использованию.

Это важно знать

После обжига глина не пригодна для лепки, так как это уже не глина, а керамика.

Обжиг можно производить из нескольких раз, постепенно увеличивая предельную температуру для достижения оптимальных результатов и наработки опыта.

После основного обжига изделие можно покрыть специальным составом и еще раз обжечь. Расплавившись состав образует глазурь.

В процессе усушки и обжига изделие может быть деформировано и в итоге стать меньше чем планировалось. Поэтому при создании изделия нужно учитывать состав глины и назначение будущего изделия. Глина с высоким содержанием песка менее подвержена сжатию.

В процессе обжига будут выгорать органические соединения (особенно у природной глины) – это может привести к неприятным запахам. Необходимо иметь возможность проветривать помещение.

Готовность изделия можно определить по весу, цвету и звуку. После обжига любая цветная глина краснеет. Если она почернела – изделие перегрелось, если не изменила цвет – недостаточно обожглось. Обожжённые изделия имеют более малый вес и звонкую натуру. Однако свистульки при обжиге могут полностью потерять звук (неисправимо) или наоборот преобразиться.

В любом случае правильный обжиг глиняных изделий может быть достигнут только с опытом. Поэтому дерзайте и удачи!

 

Обжиг глины в домашних условиях: особенности, температура и рекомендации

Глина – это природный материал, из которого наши предки изготавливали массу полезных предметов для быта. Позже и украшения для женщин стали изготавливаться из этого материала. Цветовая гамма у нее может быть самой разнообразной: красная, коричневая, серая, белая, голубая, желтая и комбинированные сочетания. Зависит это от ее минерального состава. Сейчас, чтобы добыть глину, не обязательно нужно идти на ее поиски в местах ее скопления. Достаточно обратиться в любой специализированный магазин или творческую лабораторию. Важно отметить, что не любая глина может быть пригодна для творческого ее воплощения в предмет искусства или обихода быта.

обжиг глины

Чем может быть полезна глина?

Любая деятельность, заключающаяся в комбинированном взаимодействии ручного труда и фантазии, не только увлекает ум мастера, но и помогает молодому организму развить мелкую моторику пальцев. А это значит, что мышление, воображение, чувство цвета, геометрия предмета и многое другое – подарит ребенку возможность развить свое творческое начало. К тому же общеизвестно, что лепка обладает успокаивающим эффектом и дает возможность сосредоточиться на конкретном предмете – «здесь и сейчас». И подарок, сделанный своими руками и от чистого сердца, не оставит никого равнодушным.

Обжиг глины в домашних условиях

Если вы хотите подарить вашему рукодельному изделию длительную жизнь, то обжиг просто необходим. Чтобы в ходе этого процесса изделие не потеряло форму и не треснуло, очень важно соблюсти технологию обжига глины согласно ее нормативам. Благодаря воздействию на глину высокой температурой, изделие обретает прочность, оно «каменеет». А если после всех требуемых манипуляций произвести покрытие глазурью, то и вовсе ваш предмет творчества можно использовать и в обиходе.

Сейчас очень популярна практика обжига глины в домашних условиях. Здесь нет ничего сложного, кроме того, что следует придерживаться техники безопасности и иметь необходимое место, достаточной мощности для обжига.

обжиг глины в домашних условиях

Основные рекомендации при обжиге

Начать стоит с того, что изделие необходимо оставить в темном месте (или без прямого воздействия солнечных лучей), чтобы подсушить. Перепады температурного режима и сквозняки неблагоприятно скажутся на качестве обжига глины – это стоит учесть. Чем меньше толщина стенок изделия, тем быстрее оно высыхает и меньше времени требуется на то, чтобы избавиться от ненужной влаги, и наоборот. Это касается и времени обжига, чем больше и толще предмет, тем больше времени уходит на запекание, диапазон варьируется от 4 до 12 часов. Усреднено, это бывает около 6 часов, но это все индивидуально.

При укладке ваших работ следует соблюдать их расположение по схеме «пирамиды»: внизу располагаться должны наибольшим размером предметы, далее выше с постепенным уменьшением. Немаловажное значение имеет вес: самые тяжелые изделия должны быть снизу. На данном этапе можно не бояться, что они могут склеиться друг к другу – смело выкладывайте друг на друга. Закрываем печь.

температура обжига глины

Температура обжига глины в своем максимуме достигает 900 градусов. Но прогревание должно идти с постепенным повышением. Если у вас профессиональная печь с терморегулированием, то первый нагрев должен быть выставлен на 150-200 градусов. Такая температура будет держаться не более 2 часов. Затем прибавляем еще 200 градусов и остальные 2 часа выдерживаем глиняные предметы в печи. И так повторяем до тех пор, пока не достигнем значения в 900 градусов, и выдерживаем еще некоторое время.

Как необходимо обжигать глину

Как правило, в домашних условиях обжиг глины осуществляется в самодельной печи. В этом случае температурный режим надо контролировать на постоянной основе. Это будет выглядеть по следующей схеме:

  1. Начинаем с первого положения переключателя, держим 5 минут и выключаем.
  2. Через 5 минут включаем, оставляем на 10 минут глину запекаться и выключаем.
  3. Через 15 минут включаем, вновь выдерживаем 10 минут и выключаем.
  4. На этом этапе включаем печь, и выдерживаем обжиг глины до тех пор, пока изделия не покраснеют.
  5. Здесь включаем переключатель во второе положение и по той же схеме: 5-5 мин, 10-10 мин, 15-10 мин выдерживаем. Причем здесь не нужно выключать печь, а лишь спуститься со 2 положения на 1 и обратно.
  6. Положение 3 применимо в том случае, если мощности печи не хватает.

В среднем до 6 часов уходит на весь процесс обжига глины. Определить «готовность» можно по свечению стен внутри печи. Как только свечение станет светло-желтого цвета, выключайте печь.

Не стоит сразу открывать дверцу, оставьте остыть изделиям в печи на длительное время, например, на всю ночь. Это позволит равномерно остыть после обжига. Затем можно их покрыть глазурью и дать высохнуть, так ваше творение прослужит вам гораздо дольше.

Лепка из глины

Если вы хотите использовать глину без обжига, то вам необходимо выбрать ее с полимерными добавками.

Перед началом лепки полимерную глину нужно хорошенько размять руками, постучать ладонями. От этих манипуляций выйдет лишний воздух из материала. Это необходимо в том случае, если все-таки решитесь на обжиг (но не обязательно). Придать форму изделию удобнее, работая двумя руками, начиная с более крупных предметов и заканчивая самыми маленькими. В помощь вам придет стек, это инструмент для лепки. Когда работа завершена, протираем влажной губкой или кистью изделие.

глина без обжига

Как правильно лепить

Глина хоть и пластичный материал, но более прочный, чем пластилин. Поэтому существует несколько важных рекомендаций по обращению с ней во время лепки:

  • Глина должна быть всегда влажной, не давайте ей высыхать.
  • При появлении трещин сразу сглаживайте их водой или водно-глиняной массой.
  • Работа по лепке начинается с крупных предметов, плавно переходя к более мелким.
  • Вкатывать в глину посторонних изделий не стоит, лучше сделать для этого отдельные углубления в изделии.

Когда все сделано, нужно оставить вашу фигурку на пару дней высохнуть. Хотя глина для лепки без обжига прекрасно выглядит, можно дополнительно ее запечь в духовке или микроволновой печи, но это по вашему желанию. Клей ПВА на завершающем этапе может послужить глазурью для изделия.

Полимерная глина как источник вдохновения

При использовании полимерной глины обжиг не является обязательным процессом, но это создает потрясающий эффект реалистичности предмета. Смотрится очень эффектно.

глина для лепки без обжига

Обжиг полимерной глины можно проводить в духовом шкафу с терморегулятором и на самодельной печи. Но самым удобным способом является аэрогриль. При создании цветов, аэрогриль не подойдет, так как они станут тонкими. Для них нужна температура в интервале от 110 до 130 градусов.

А это означает, что ни один из предложенных способов не работает. Поэтому обжиг глины для цветов лучше проводить в стеклянной посуде.

Запекаем цветы из полимерной глины

Бутоны цветов помещаем на зубочистки, которые воткнуты в любой мягкий предмет, например, в фольгу. Помещаем все это в стеклянную посуду с крышкой, и отправляем в хорошо разогретую духовку. В среднем, около 2-2,5 минут потребуется для готовности изделия. Но обратите внимание, чтобы цвет у них не изменился и не стали тонкими лепестки. Если это произошло, то вы передержали изделие. Точное время выдержки обжига вам удастся установить экспериментальным путем, в зависимости от режима работы вашей духовки и объема изделия.

полимерная глина обжиг

При обжиге полимерной глины в духовке важно учесть температуру стеклянной посуды – она не должна быть холодной, ее разогреть можно непосредственно в духовке во время ее обогрева.

Печь для обжига глины своими руками и оборудование промышленного производства

Содержание статьи:

Чтобы придать глиняным изделиям прочность и долговечность, их необходимо подвергнуть высокотемпературной термической обработке. Обжигать поделки на обычной газовой плите или в духовке не только неэффективно, но и опасно, так как во время процесса образуются и выделяются ядовитые газы. Для работы нужна специальная герметичная печь для обжига глины, способная разогреваться до заданной температуры. Готовое оборудование можно приобрести в специализированном магазине или построить самостоятельно.

Классификация гончарных печей

Печи для обжига глины и керамики, прежде всего, подразделяют по температурному режиму. Самые мощные из них работают в диапазоне от 1400 до 2000 градусов. Ко второй категории относят модели, рабочая температура которых составляет 900-1400 градусов. Оборудование, работающее в среднем температурном режиме, обеспечивает нагрев от 400 до 900 градусов. Низкотемпературные модели могут разогреваться не выше 500 градусов. Максимально функциональной, безусловно, окажется печь с возможностью регулировки температуры.

В зависимости от используемого топлива, гончарные очаги могут быть дровяными, газовыми и электрическими. Современная промышленность выпускает приборы, работающие на газе и от электросети, варианты на дровах можно встретить редко и только кустарного производства. Температура горения дерева не позволяет получить мощное высокотемпературное оборудование.

Газовая гончарная печь

Электрическая камера для обжига глины

Мощность печного оборудования – один из главных критериев выбора. Для небольшого домашнего очага объемом до 50 литров необходимо 100 Вт на каждый литр. Если камера имеет размер от 100 до 500 литров, достаточно мощности 50-70 Вт на литр.

По форме печи для обжига могут быть колпаковыми, трубчатыми с вертикальной загрузкой или камерными с горизонтальной загрузкой. Круглые печи равномерно распределяют жар, а колпаковые и камерные более удобны для серийного обжига и работы с крупными изделиями. Начинающим мастерам рекомендуется обратить внимание на модели со смотровым окошком, позволяющим визуально контролировать процесс.

В качестве материла для изготовления гончарного оборудования используют огнеупорное сырье нового поколения, имеющее легкий вес и низкую теплопроводность. Тяжелое и массивное оборудование из шамота практически не выпускают.

Как построить гончарную печь своими руками

Профессиональные устройства – дорогое удовольствие, поэтому практичные мастера предпочитают делать печи для обжига глины своими руками, следуя вековым традициям гончарного дела.

Особенности конструкции электрической печи

Конструкция электропечи состоит из нагревательной камеры и теплоизоляции, обеспечивающей сохранение температуры. Идеальный аккумулятор тепла – огнеупорный кирпич, который мастера 21 века дополнительно утепляют современными материалами, существенно сокращая толщину стенок и упрощая строительство.

По типу расположения нагревательного элемента электропечи бывают муфельными и камерными. Строение муфельной печи подразумевает расположение нагревательного элемента вокруг емкости из огнеупорного материала – такую конструкцию сделать самостоятельно сложнее, а ее теплопотери выше, чем в камерной.

Устройство муфельной печи

Кирпичная электропечь для обжига глиняных изделий

Эта самодельная печь для обжига глины имеет рабочий объем 13 литров. Открытая спираль позволяет разогреть камеру до 1000 градусов за полтора часа. При этом температура внешних стенок оборудования не превышает ста градусов.

Подставку для агрегата сваривают из профильной трубы 20*40 мм и покрывают эмалью.

Окрасить металлическую основу можно молотковой эмалью

Сверху крепят лист из оцинкованной стали толщиной 1 мм, прикручивая его саморезами.

Прочное основание из металла

Для стенок потребуется легкий огнеупорный кирпич – это может быть готовый шамотный кирпич или изготовленный собственными силами. Для кладки нужна хорошая огнеупорная смесь для каминов. Сначала форму очага выкладывают насухо, чтобы в случае необходимости подогнать детали и устранить нестыковки. Это можно сделать на столе, чтобы было нагляднее и удобнее работать. На этом же этапе готовят пазы под нагреватель.

Сухая сборка и подготовка пазов

Кирпичное дно собирают отдельно, скрепляя детали раствором. Прежде чем продолжать работы, конструкция должна хорошо высохнуть. Перед кладкой кирпичи обязательно вымачивают, чтобы они не забирали влагу из раствора.

Первый ряд собирают на столе

На металлическое основание укладывают слой теплоизоляции, для этой цели подойдут огнеупорные маты из керамического волокна. Чтобы максимально уплотнить слой теплоизоляции, ее смачивают перед креплением кирпичного дна.

Основание готово

Далее печь кладут как обычно, но очень тщательно заполоняя швы и возможные пустоты.

Кладка стенок гончарной камеры

Крышку для камеры формируют из огнеупорных кирпичей, скрепляя конструкцию металлической стяжкой.

Крышка из кирпича

Нагревательную спираль, а здесь их три, укладывают в подготовленные пазы. Снаружи агрегат утепляют огнеупорными матами, после чего закрывают корпусом из оцинкованной стали, вырезанным по размеру полученного изделия.

Камера после обжига

Готовая гончарная печь из кирпича

Строительство этой печи требует не только навыков кирпичной кладки, но и знаний в области электрики. Если собственного опыта недостаточно, лучше обратиться к специалисту за полной или частичной помощью.

Видео: сборка дровяной печи для обжига керамики

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:

Портал керамики — Обжиг керамики. Режимы обжигов различных видов керамических изделий. Процессы, происходящие при обжиге.

В обжиге происходят все основные изменения в глине и глазури, после которых и образуется то, что мы называем керамикой. Обжиг — это технологический процесс, параметры которого найдены практическими испытаниями, и он должен быть проведен так, как этого требуют обжигаемые изделия. Интуитивно понятно, что мы хотим вынуть из печи. От утиля ожидается звонкая прочность и некоторая пористость, чтобы он впитывал глазурь. От бисквитного фарфора — приятная шелковистость и белизна. Блестящие глазури должны хорошо блестеть, а матовые быть по-настоящему матовыми. Никто не желает кривья и треска, прилипшей к полке глазури, и всякого рода пузырей и наколов.

Сформулировать это понимание на языке цифр сложнее. Во время нагрева множество химических соединений, из которых состоит наше сырое изделие, претерпевает серьезные изменения. Дегидратация, фазовые превращения, химические взаимодействия, растворение и кристаллизация — вот их неполный список. До сих пор не существует полной теоретической модели, по которой можно было бы заранее предсказать результат, а если бы она существовала, нам потребовался бы месяц исследований состава глины и глазури, чтобы дать точное задание на расчет. Нам остается проводить эксперимент за экспериментом, выясняя, что важно, а что нет, какой должна быть температура, нужна ли выдержка, и почему там и тогда все было хорошо, а здесь и сейчас — сплошное безобразие.

Но мы хотим получать задуманные эффекты и запланированные свойства изделий, и для этого нужно иметь возможность контролировать параметры обжига и управлять ими, зная основные, самые общие, принципы.

Теперь конкретно об этих принципах.

1. Виды обжига, зачем они нужны и что нужно контролировать прежде всего.

2. Электрические печи и два слова про другие.


1. Виды обжига, зачем они нужны и что нужно контролировать прежде всего.

    Условно разделим все материалы на 4 группы:
  • — Фарфор — много плавней, при нагревании в черепке образуется много жидкой фазы. Сюда же отнесем каменные массы.
  • — Фаянс — жидкой фазы почти что нет. Кстати, и фаянса-то уже никто не выпускает в его прежде классическом варианте…
  • — Майолика — здесь будем так называть изделия из красной глины, в том числе гончарку, терракоту и т.п.
  • — Шамот — по химическому составу — любой из вышеперечисленных материалов. Отличается от них тем, что содержит зерна уже обожженного материала, связанные пластичной глиной.

Для каждой группы материалов условно выделим некоторые объединяющие их моменты.

Фарфоровая схема обжига.

Сначала проводят первый, утильный, обжиг. То есть обжигают высохшие изделия без глазури. Температуру выбирают в интервале 800 — 1000°С. После первого обжига изделия приобретают прочность, достаточную даже для машинного глазурования (на конвеерной линии). Изделия остаются пористыми, но, если есть трещины, их легко выявить (по характерному дребезжанию) простукиванием деревянной палочкой. При глазуровании не надо церемониться с изделием так, как это бывает в случае сырца (однократный обжиг). Можно легко глазуровать изделия окунанием, даже если они метровых габаритов. Изделия после этого обжига называют утилем.

Затем проводят второй обжиг.Перед глазурованием и, соответственно, перед вторым, политым, обжигом, на изделие наносят подглазурную роспись. Педанты технологии после этого проводят еще и промежуточный закрепляющий обжиг, чтобы краски не смылись при окунании в глазурь.Политой обжиг, т.е. обжиг полуобожженного заглазурованного изделия, проводят при температуре созревания черепка. Это разные температуры для разных видов фарфора (а мы сюда отнесли еще и каменные массы). Настоящий фарфор требует 1380 — 1420°С, рядовой столовый фарфор — 1300 — 1380°С, санитарно-технический — 1250 — 1280°С, а каменные массы — в зависимости от того, что используют в роли плавня. Второй обжиг окончательно формирует структуру керамики и, таким образом, определяет все ее физико-химические свойства. Изделия после этого обжига (если оно не расписано) называют бельем.

Из белых фарфоровых чашек очень приятно пить чай на даче. Традиции диктуют фарфору другой вид: с цветочной росписью, картинкой, золотой или голубой каемочкой. Украшения фарфор получает в третьем, декорирующем, обжиге. Обычные надглазурные краски вжигают при 800 — 830°С, люстровые краски и препараты золота — при той же или чуть меньшей температуре. Сейчас распространился и высокотемпературный декорирующий обжиг при 1000 — 1100оС. Роспись для него проводят красками высокого огня (внутриглазурные краски) или легкоплавкими цветными глазурями. Иногда, чтобы получить яркие краски, проводят два и более декорирующих обжигов. Все они, с точки зрения классификации, третьи. Изделия после третьего обжига называют на Худсовете предприятия.

Фаянсовая схема обжига

Первый обжиг фаянса — высокий. В фаянсовых массах практически нет плавней, поэтому при обжиге образуется минимальное количество жидкой фазы, или не образуется вообще, а глины, входящие в его состав, имеют высокую тугоплавкость. Это дает возможность обжигать изделия из фаянса сразу при температурах, необходимых для созревания черепка. Как правило, это 1200-1250°C. В отличие от фарфора, черепок останется пористым, на него легко нанести слой глазури.

А второй обжиг, политой, можно проводить при любой температуре! То есть, при той, которая требуется для нормального растекания глазури: 1150 — 1250°C, если это «фаянсовые» глазури, 900 — 1000°C, если это свинцовые майолики; можно нанести белую эмаль и использовать технику росписи по сырой эмали. Во всех случаях, если глазури подобраны правильно, мы получим изделие с такой же прочностью, какой она была после первого обжига.

Третий, декорирующий, обжиг проводят так же, как и в фарфоровой схеме. Если он необходим. Ведь, по сравнению с фарфором, низкая температура политого обжига допускает применение глазурей и красок широкой цветовой гаммы.

Обжиг майолики

Здесь используются красножгущиеся глины с невысокой тугоплавкостью. Пережег может привести к их вспучиванию и сильной деформации. Красные глины вдобавок имеют узкий интервал обжига. Например, при 950°C это еще непрочное рыхлое, а при 1050oC — плотноспекшееся, стекловидное тело. Конечно, бывают и исключения, но там и тогда. Для майолики в принципе характерны низкие температуры обжига — 900 — 1100oC. И как раз примерно при этих температурах завершаются процессы разложения глинистых материалов, которые (процессы) сопровождаются выделением газообразных веществ. Это делает крайне затруднительным так называемый однократный обжиг — и черепка и глазури — за один раз. Если обратиться к нижеприведенной таблице, будет ясно, насколько близки температуры обжига майолики к критическим для керамики температурам. Самая распространенная технология — первый, утильный, и второй, политой, обжиг.

Режим первого обжига выбирают таким, чтобы в максимальной степени прошли все процессы превращения глинистых минералов. Незавершенность этих процессов обязательно скажется на качестве поверхности глазури после второго обжига. Температура утильного обжига может быть и выше, и ниже температуры политого обжига. Обычно ниже, где-то на уровне 900 — 950°C.

Режим второго обжига выбирают исходя из характеристик глазури, но, естественно, при этом нельзя превышать температуру начала деформации черепка.

Обжиг шамота

Основное отличие шамотных масс от вышеперечисленных — наличие в массе жесткого каркаса из плотных, уже прошедших соответствующий обжиг зерен. Размер зерен может варьироваться от 100 микрон до нескольких миллиметров, что определяется скорее требованиями фактуры материала, а не требованиями технологии. Жесткий каркас препятствует усадке массы в процессе обжига. (Кстати, при сушке усадка шамотных масс ненамного меньше, чем тонких пластичных масс). Это позволяет проводить обжиг при несколько более высоких температурах, не опасаясь серьезной деформации изделия. Часто материал зерен имеет другой состав, чем пластичная составляющая массы. Если тугоплавкость зерен выше, температуру обжига можно увеличить значительно.

А в целом схема обжига шамота та же, что и для других типов масс: сначала утильный, потом (если нужно) политой, потом (если нужно) декорирующий обжиги.

Однократный обжиг

Однократный обжиг — это когда на высушенное изделие наносят глазурь и обжигают все в один прием, объединяя утильный и политой обжиги. Это мечта любого производственного экономиста:

  • только один раз тратится энергия на нагрев;
  • ставка изделий в печь и их выемка производится один раз;
  • не нужен промежуточный склад утиля;
  • цикл от сырца до готового изделия сокращается вдвое, т.е. меньше относительные затраты на аренду площадей и зарплату за счет повышения производительности.

В принципе, если не считать совсем низкотемпературный декорирующий обжиг, однократно можно обжечь любой материал.

    Но:
  • приходится наносить и подглазурный рисунок, и собственно глазурь на просто высушенное изделие, которое, конечно, не имеет прочности утиля;
  • из-за этого исключается машинная обработка, а руками надо все делать очень акуратно, чтобы ничего не разбить;
  • глазурование методом окунания — наиболее экономный с точки зрения расхода глазурей — можно проводить только для маленьких изделий, делая большую паузу между глазурованием внутри и снаружи;
  • нет утиля, нет и промежуточного контроля качества (овальность, тонкие краевые трещины и т.п.), т.е. заранее закладывается более высокий процент брака
  • глазури должны быть специфицированы на однократный обжиг.

Как же определить, нужен нам однократный или двукратный обжиг? Решающим критерием для художника или художественной студии является конечный результат — то есть осуществление художественного замысла. Для мастерских, изготавливающих более или менее серийную продукцию, и для керамических фабрик, решающим могут оказаться соображения экономического порядка. Вот что нужно иметь в виду.

    Для фарфора:
  • Энергозатраты на низкий утильный обжиг существенно ниже затрат на высокий обжиг. Для первого достаточны температуры порядка 900°C, воздушная окислительная среда, электрическая печь со слабой футеровкой. Для второго — хорошо футерованная и желательно пламенная печь. Стоит ли экономить на утиле?
  • Глазури для фарфора начинают расплавляться при температуре, близкой к температуре созревания фарфорового черепка. В том интервале температур, где происходят процессы разложения глинистых минералов, глазурный слой походит на порошок, и газы легко проходят через него. Таким образом, не приходится опасаться дефектов глазури, возникающих по причине газонепроницаемости расплава. Стоит ли проводить утильный обжиг?
  • Фарфоровые массы — это тощие, быстро промокающие массы. Глазурование сырца требует сноровки. Утиль нужен!
  • Многие крупные изделия, например, изразцы, часто надо глазуровать напылением. А при обжиге на бисквит глазуровать вообще не надо. Тогда зачем нужен утиль?!
    Для фаянса:
  • Утильный обжиг (помните, он проводится на высокую температуру) нужен обязательно, если мы собираемся использовать легкоплавкие глазури. Иначе в однократном обжиге мы получим не фаянс, а нечто недожженное, напоминающее папье-маше.
  • Утильный обжиг не нужен, если мы используем высокотемпературные глазури, которые, наподобие фарфоровых, начинают плавиться выше 1100°C. В этом случае наносят их, как правило, напылением сжатым воздухом.
    Для майолики — самый сложный случай.
  • Утиль нужен практически всегда, и причем на максимально высокую температуру. Многие технологи западной школы рекомендуют обжигать майолику чуть ли не до стекловидного состояния, чтобы выжечь все примеси и разложить все, что способно разложиться в утильном обжиге. Вопрос, а как потом глазуровать? Можно. Читайте об этом в разделе о глазурях.
  • Если в качестве покрытия использовать ангобы или что-то вроде терра-сигилята, или если вы располагаете специальными глазурями с очень коротким интервалом плавления, можно обойтись без утиля.

Для всех материалов однократный обжиг возможен при условии тщательно отлаженной технологии, которая в случае керамики, на две трети состоит из опыта работающих.

Кажется, в нашем изложении проблем обжига все уже запутано настолько, что требуется еще одна раскладка по полочкам.

Что происходит в процессе нагрева и охлаждения.

Интервал,CПроцесс
20 — 100 Удаление влаги из массы. Греть нужно медленно и, главное, равномерно. Чем толще стенки изделия, тем медленнее нагрев.
100 — 200 Удаление влаги из массы продолжается! Если приборы показывают 150°C, это еще не значит, что изделие нагрелось до такой температуры, особенно в толще, особенно на толстой подставке.
Глазурное покрытие претерпевает усадку. Выделяющиеся из объема изделия пары воды могут привести к растрескиванию и отлету покрытия.
Из люстровых покрытий выделяются летучие органические соединения. Не форсируйте нагрев!
200 — 400 Выгорание органических веществ. Если по каким-то причинам их много, следует обеспечить хороший приток воздуха (деколи, люстры, связующее надглазурных красок и мастик).
550 — 600 Серьезное фазовое превращение кварца. Оно редко проявляется на стадии нагрева, а на стадии охлаждения может привести к т.н. «холодному» треску.
400 — 900 Разложение минералов глины. Выделяется химически связанная вода.
Разлагаются азотнокислые и хлористые соли (если их использовали).
600 — 800 Начало расплавления свинцовых и других легкоплавких флюсов, надглазурных красок.
При 750 — 800°C в третьем декорирующем обжиге происходит размягчение поверхности глазури и впекание красок, золота и т.п.
Выгорание сульфидов.
850 — 950 Разложение мела, доломита. Начало взаимодействия карбонатов кальция и магния с кремнеземом. Эти процессы сопровождаются выделениями углекислого газа. В целом завершены все превращения глинистых веществ. Их наиболее мелкие частицы уже спеклись и обеспечили заметную прочность черепка.
К концу интервала — полное расплавление майоликовых глазурей.
1000 -1100 Интенсивное взаимодействие извести и кремнезема сопровождается появлением жидкой фазы (например, в известковом фаянсе), уплотнением и деформацией черепка.
Начало размягчения полевых шпатов.
Плавление нефелин-сиенита.
Интенсивное разложение сульфатов, что сопровождается выделением сернистого газа.
1200 -1250 Интервал спекания беложгущихся глин, фаянсовой массы.
Растворение кремнезема и каолинита в расплаве полевого шпата.
1280 — 1350 Процесс муллитообразования. Иглы муллита пронизывают фарфоровую массу, что в дальнейшем обеспечит ей высокую прочность и термостойкость.
Превращение тонкодисперсного кварца в кристобаллит.
1200 — 1420 Этот температурный интервал характерен для фарфора. Здесь происходят процессы восстановления рыжих оксидов железа в более благородные голубые, если обеспечены соответствующие окислительно-восстановительные условия обжига. Температуры высоки, вязкости умеренные, очень быстро протекает диффузия: например, подглазурная роспись теряет четкость очертаний.
1420 — 1000 Ничего особенного в процессе охлаждения не происходит. И глазурь, и масса находятся в достаточно пластичном состоянии, поэтому охлаждать можно настолько быстро, насколько это позволяет печь.
Если используются глазури, склонные к кристаллизации, медленное охлаждение или выдержка 1-10 часов в этом интервале приводит к росту кристаллов.
1000 — 700 Начинается окисление низших оксидов меди, марганца и др. металлов (если они использованы) в высшие.
Недостаток кислорода в пространстве печи может дать поверхность с металлизацией. Если требуется восстановление — самое время для него. Восстановительную среду следует поддерживать чуть ли не до комнатных температур, как минимум до 250-300°С.
900 — 750 И черепок, и глазурь перешли в хрупкое состояние и далее остывают как единое твердое тело. Если не согласованы КТР — возможен цек или отскок глазури и даже разрушение изделия.
600 — 550 Обратное фазовое превращение кварца с резким объемным изменением. Скоростной проход этого интервала может вызвать «холодный» треск.
300 — 200 Фазовое превращение кристобаллита. Он образовался, если в массе был очень тонкодисперсный кремнезем, при 1250 — 1300°C. Не следует спешить открывать дверцу печи.
250 — 100 Охлаждение продолжается! В глубине ставки, в толстых частях изделий температура гораздо выше, чем в тонких кромках и чем показывает термопара. Дайте изделиям остыть равномерно.

В таблице описаны основные процессы. Поэтому сейчас еще раз кратко укажем, что главное в обжиге.

    • 01Первый обжиг. В печь ставим сырец. В нем много воды, даже если он выглядит сухим. До 200 — 300°C нагреваем медленно, например за 2 — 3 часа. Обеспечиваем хорошую вентиляцию, чтобы выгорели все примеси. Конечная температура — 900 — 1000°C. Если нет уверенности в температуре, делаем выдержку 1 — 3 часа, давая возможность всей садке равномерно прогреться. Охлаждение ведем с такой скоростью, с которой остывает печь. Форсированное охлаждение проводим только после нескольких экспериментов — цека глазурей не будет, поскольку нет глазурей, а вот холодный треск из-за кварца может иметь место.
    • 02Обжиг с глазурью после утиля. В печь ставим заглазурованные изделия. Черепок уже обжигали на утиль, так что скорость на начальном участке нагрева может быть выше; главное, хорошо просушить глазурь. Нагрев до конечной температуры проводим так быстро, как позволяет печь и, главное, скорость прогрева изделий. При конечной температуре делаем выдержку от 15 минут до 1-2 часов с целью равномерного прогрева. Если скорость подъема температуры в конце нагрева невысокая (50°C в час и меньше), считаем, что выдержка уже была. Лучше, конечно, здесь пользоваться конусами Зегера. «Полочки» (выдержки при постоянной температуре) на стадии охлаждения — только для кристаллических глазурей и некоторых матовых. В остальном — как в п.1.
    • 03Однократный обжиг с глазурью. Принимаем во внимание все, что в п.1 и в п.2. Не форсируем подъем температуры в интервале 500 — 900°C — до начала плавления глазури из черепка должны удалиться все газы!
    • 04Обжиг деколей, люстровых красок, надглазурных красок. Поднимаем температуру очень медленно (за 2 — 4 часа) до 400°C — надо сгореть всей органике. При этом среда должна быть окислительной (воздушной), а вентиляция — интенсивной. От 400 до 800°C — как угодно быстро. Выдержка 5 — 15 минут.

О том, какие условия обжига диктует печь, читайте ниже.


2. Электрические печи и два слова про другие.

Обжиг керамики проводят в самых разных тепловых агрегатах, называемых печами. Если для нагрева используется тепло электрического тока, печи называют электрическими, если тепло от сгорания органического топлива — топливными и обычно более конкретно:газовыми, дровяными, мазутными и т.д. За тысячи лет обжигов керамики изобретено немало конструкций топливных печей, а за последние сто лет — не меньшее число конструкций электропечей.

        Независимо от вида и конструкции, в печи присутствует:
      • свободное пространство для ставки изделий, для краткости — камера;
      • огнеупорная и теплоизолирующая оболочка, для краткости — футеровка;
      • тепловой источник — нагреватель, горелка и т.д.
      • устройство для контроля и регулирования степени нагрева — регулятор.

Каждую печь можно классифицировать по особенностям перечисленных атрибутов. Если нужно заказывать печь, обязательно указывайте эти особенности.

Объем камеры определяет производительность печи в одном обжиге в периодической печи или за цикл толкания одной вагонетки в туннельной печи. В дальнейшем мы будем говорить только о печах периодического действия. Объем камеры может составлять 1 — 2 литра; такие маленькие печки удобны для тестовых обжигов и для изготовления небольших изделий типа керамической бижутерии. Объем камер печей, обычно используемых в мастерских и студиях, составляет от 50 — 100 литров до 1 — 1,5 куб. м. Для фабричных условий характерны печи с объемом от 3 до 20 куб. м.

Футеровка и нагреватель определяют максимальную температуру, которую можно развить в камере. Чем выше требуется температура, тем более высокого класса должны быть огнеупоры, что сразу и, заметим, резко сказывается на стоимости печи. Иногда камера отделена от нагревателя дополнительной футеровкой, называемой муфелем. (Не следует называть муфелями все подряд маленькие печи!)

Регулятор содержит устройство для измерения температуры, которым обычно является термопара, устройство регулирования мощности нагревателя и управляющее устройство, согласующее действие двух первых.

Ниже приведены некоторые конфигурации печей.

Костер

ПАРАМЕТРЗНАЧЕНИЕ
Камера 10 — 100 литров
Футеровка слой земли
Теплоизоляция cлой земли
Нагреватель тепло сгорающих дров
Измеритель температуры на глаз по свечению
Регулятор мощности подкидывание дров
Управление cобственный опыт

Электропечь 200.1250.L (ООО «Термокерамика»), вариант

ПАРАМЕТРЗНАЧЕНИЕ
Камера 200 литров
Футеровка шамотно-волкнистая плита ШВП-350
Теплоизоляция ШВП-350, ШЛ-0,4
Нагреватель электрический, спирали из проволоки Х23Ю5Т
Измеритель температуры термопара платина-платинородий ТПП
Регулятор мощности тиристорный блок
Управление Программное, программатор КТП
Это печка

Такие разные тепловые устройства здесь приведены для того, чтобы глубже понять функции элементов печи.

Надо учитывать геометрию полок и подставок

Камера — это рабочее пространство, куда помещаются изделия и полки с подставками, из общего объема «от стенки до стенки» нужно вычесть объем, необходимый для нагревателей. А расчет полезной загрузки камеры нужно производить с учетом толщин полок.

Пример. Полезная ширина, глубина и высота камеры — 40 см. Имеется огнеупорная плита 39х39 см, толщиной 2 см и четыре стойки 7х7 см высотой 18 см. Сколько горшков диаметром 18 см и высотой 16 см можно поместить в печь? Ответ: если без полки — 4 шт., а если с полкой — 6 шт. (а не 8; смотрите на рисунке).

Продолжая пример, зададимся вопросом, а что, собственно, выгоднее — обжечь за один раз 4 горшка или 6? Ответ заключен в анализе количества тепла, необходимого на нагрев дополнительной массы огнеприпаса. Если горшок весит грамм 300, а плита и стойки — килограммов 5… Т.е. чуть ли не все тепло пойдет на нагрев огнеприпаса! И остывать печь будет дольше. Может случиться так, что за время обжига шести горшков можно провести два обжига по 4 горшка в каждом.

На самом деле нагреваются не только горшки и огнеприпас, но и стенки печи. В костре это — сплошная масса земли. Прогреть ее трудно, остудить тоже. В современной печи должны присутствовать огнеупоры с низкой теплоемкостью, низкой теплопроводностью и высокой огнеупорностью. Вакуумформованый волокнистый материал ШВП-350 хорошо подходит для конструирования печей с рабочей температурой 1200°C. Если вся печь выполнена из тяжелого шамотного кирпича, она потребует колоссального времени на нагрев и остывание, и соответственно затрат энергии. Такая тяжелая «на подъем» печь не позволит Вам реализовать режимы скоростного нагрева, если они Вам для чего-то понадобились. Впрочем, можно увеличить мощность нагревателей.

Электрические нагреватели бывают проволочными и керамическими. Проволоку делают из нихрома (дорого, предельная температура 1100°C, зато остаются гибкими после работы) или из железных сплавов. Последние часто называют «фехраль», а импортные аналоги — «кантал»; отечественные марки имеют точное наименование — Х23Ю5Т или Х27Ю5Т. Фехраль работает до 1200 — 1350°C в зависимости от диаметра проволоки. После первого же нагрева необратимо становится хрупким, перегоревший в одном месте нагреватель нельзя починить скруткой!

К керамическим нагревателям относятся карбид-кремниевые, они же силитовые, они же карборундовые стержни: рабочая температура до 1400°C. В последние 10 лет упорно рекламируются дорогие хромит-лантановые нагреватели с рабочей температурой до 1700°C, которые имеют очень высокий ресурс работы при тех же 1300-1400°C (если не сломать, когда устанавливаешь тяжелую плиту :-)). Читайте в другом месте о том, как рассчитывать электрические нагреватели. Здесь мы рекомендуем обращаться за помощью в специализированные фирмы.

Если нагрев осуществляется газовыми горелками, в пространстве печи могут быть достигнуты любые температуры вплоть до 1700°C, а если еще использовать воздух, обогащенный кислородом, — до 2000°C. Газовые (да и другие топливные) печи хороши тем, что позволяют вести обжиг не только в окислительной, но и в нейтральной, и в восстановительной среде. Степень «восстановительности» регулируют изменением соотношения газ/воздух, в современных газовых печах это делается автоматически. Дровяные печи, к сожалению, сложнее поддаются автоматизации, но они просты в изготовлении, дешевы в эксплуатации, для них не требуется согласований с газовой инспекцией, а дают 1200°C запросто.

Чем мощнее нагреватели, тем более быстрый нагрев они могут обеспечить. И тем аккуратнее с ними нужно работать. Представьте, что произойдет в первые же пять минут с горшками, если одна сторона их обращена к мгновенно раскаляющейся стенке с нагревателями, а другая — к холодному соседнему горшку. Плавный разогрев (а точнее — равномерный по всей камере) проще всего получить, используя тиристорные силовые блоки. Регулирование выходной мощности в них происходит по принципу «больше сила тока» — «меньше сила тока», а не по принципу «включено» — «выключено». Если в Вашем распоряжении только последний способ регулирования, то задавайте на первом этапе невысокие температуры (сначала 100°C, через полчаса — 200°C, через час — 300°C, и только потом — конечную температуру). А если в печи совсем нет управляющего прибора, не отходите от нее и щелкайте выключателем каждые пять минут (Это не шутка!)

Называя разные температуры, мы до сих пор не уточняли, о чем идет речь — о температуре на нагревателе? на изделии? на термопаре? Если в печи установлена термопара, то прибор, подсоединенный к ней, будет показывать, естественно, температуру кончика термопары. По разным причинам, о которых написаны тома научной литературы, эта температура только примерно отражает тепловую ситуацию в печи. В процессе нагрева нагреватели всегда горячее, а изделия — холоднее, чем термопара. Термопара показывает температуру в некоторой точке камеры, а что делается в других местах — неизвестно. Тем не менее термопара выдает электрический сигнал, понятный электронным приборам, в том числе и автоматике управления мощностью. С этой точки зрения она незаменима. Долгая практика эксплуатации печи дает информацию о том, где в камере бывает жарче, где холоднее. Рано или поздно мы привыкаем к повадкам этого устройства. Но издавна (с конца 19 века) известен и другой способ определения момента достижения требуемой точки обжига. Это — обжиг по конусам Зегера.

Рисунок из книги Г.Н.Дудерова  Практикум по технологии керамики и огнеупоров, 1953 г.

Обжиг считается выполненным на данный конус, если конус, деформируясь в процессе обжига, коснулся подставки, на которую он установлен. Конус изготовлен из масс, поведение которых схоже с поведением обжигаемого материала. Если на практике выяснено, что наилучший результат достигается при обжиге на конус, скажем, 114, то все обжиги надо проводить на этот конус, не обращая особенного внимания на показания термопары. Да и термопара не нужна! Использование конусов чрезвычайно распространено в художественной керамике на Западе. И это не случайно…

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *