Оранжевая обожженная глина

Электрооборудование

Устройства могут иметь различную конфигурацию, но обычно под электропечами понимают камерные агрегаты с фронтальной загрузкой.

Рисунок 5. Электрооборудование для обжига керамики

Усреднённые характеристики оборудования:

металлическая база;
футеровка (защитная внутренняя облицовка) из огнестойкого кирпича и материалов волокнистого типа;
поддоны для загрузки тоже выполнены из огнестойких материалов;
располагаются внутри камеры (в пазах);
конструкция предполагает автоматическое отключение электронагревательных элементов при открывании камерной дверцы;
предельная температура – 1200-1400 градусов; максимума хватает для керамики большинства типов;
высокая скорость нагрева; параметр достигается благодаря хорошей термоаккумуляции футеровки;
относительно небольшие размеры; такие устройства можно разместить даже в небольшой мастерской.

Минус электропечей – необходимость оплачивать немалые счета за электричество.

Виды обжига керамики

Существуют следующие виды обжига:

С использованием муфельной печи.

Это самый распространенный способ, глиняная масса помещается в специальную электрическую печь с регулирующим температурным механизмом. Огромным преимуществом данной печи является наличие автоматизированных программ, обширное окно для визуализации внутренней камеры и габариты. С помощью такого устройства мастера имеют возможность обжигать не только маленькие изделия, но и высокие скульптуры, статуэтки и другие гончарные изделия.

С помощью костра или стандартной печи.

Этим способом пользуются крайне редко, дело в том, что в данном случае невозможно управлять температурным режимом, да и просидеть у открытого огня более двух суток достаточно тяжело. Однако, некоторые мастера, до сих пор используют костер в качестве обжига керамических игрушек и свистулек, при этом изделие помещается в колбу с песком, что сглаживает резкие перепады температуры.

На газовой или электрической плитке.

Температура обжига глины в домашних условиях начинается с 200 градусов в течение пары часов, затем ее повышают до 1000 продолжительностью на 6 часов. Такой способ позволяет сохранить фигуре однородность и не допустить появление пятен. Стоит отметить, что этот способ достаточно опасен, и воспользоваться им можно только в присутствии знающего мастера. Во время обжига необходимо постоянно следить за процессом и неоднократно открывать окно для свободного доступа воздуха в помещение, дабы не вызвать насыщение воздуха ядовитыми газами.

Основные этапы обжига

Обжиг глины имеет два этапа, которые полностью зависят от нагрева используемой в процессе печи:

Первый этап – нагрев.

Он начинается с 20 градусов и медленно, без скачков, температура повышается до 100 градусов. За это время из глины испаряется вся влага. На равномерность прогрева зависит толщина стенок изделия, чем оно тоньше, тем прогрев будет быстрее. При повышении температуры до 200 градусов происходит усадка глазури на изделии, на этом этапе есть вероятность появления трещин и сколов. При температуре в 400 градусов сгорают все органические соединения. Доведя печь до 600 градусов, начинается фазовое превращение кварца, а при пороге в 900 градусов из глиняного предмета выпаривается химически связанная жидкость и разлагаются некоторые минералы, хлористые и азотные соли. Достигнув 950 градусов, керамическая фигура уплотняется, а при 1350 становится прочной и устойчивой к деформации. Разогрев печи до 1400 градусов используется при обжиге фарфора.

Второй этап – остывание.

Стадию понижения температуры с 1400 градусов до 1000 стараются провести как можно быстрее, так как глазурь на изделии находится в состоянии пластилина. Отсутствие доступа к кислороду в диапазоне понижения градусов до 700 позволяет изделию металлизироваться. В интервале между 600 и 550 градусами, при резком перепаде температур может вызвать холодный треск. Достигнув 200 градусов, медленно и постепенно открывается дверь печи и оставляется до понижения температуры до 100 градусов Цельсия.

В зависимости от конечного назначения обжигаемого предмета подвергать его высоким температурам можно единожды или дважды.

Первая стадия называется утильный обжиг керамики, он способствует укреплению предмета и приобретению им всех необходимых свойств.

Вторая стадия, или глазурный обжиг необходим для закрепления глазури на изделии и придании ему благородного вида.

Существует и третья стадия – декоративный обжиг, закрепляет на керамике красочный рисунок и может иметь несколько этапов.

Важно знать! В процессе сушки и обжига глиняное изделие может изменить форму и стать меньше. Это стоит учитывать на этапе лепки

Если вы хотите овладеть гончарным делом не более профессиональном уровне предлагаем посетить гончарную школу Колокол.

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.

Характеристика огнеупорных глин и каолинов главнейших месторождений

Глины Боровичско-Любытинского месторождения (Ленинградская область) служат сырьем для производства широкого ассортимента шамотных изделий, вырабатываемых Боровичским комбинатом «Красный керамик». По своим свойствам эти глины разделяются на следующие разновидности: а) Сухарные глины — тощая, непластичная, камнеподобная порода с большим содержанием глинозема и высокой температурой спекания.

б) Полусухарные глины, обладающие средней пластичностью и высокой температурой спекания; содержание глинозема в них довольно высокое и достигает 40% на прокаленное вещество.

Огнеупорность полусухаркых глин высокая и в зависимости от содержания глинозема находится в пределах 1670-1750°.

в) «Мыленка» — глина, отличающаяся достаточно высокой пластичностью и низкой температурой спекания; содержание глинозема в этой разновидности боровичско-любытинских глин не превышает 35%; огнеупорность их не выше 1710°. Содержание соединений железа в боровичско-любытинских глинах находится в пределах от 1,5 до 5% в пересчете на Fe203, поэтому из этих глин получаются изделия преимущественно с окрашенным черепком.

Во всех разновидностях этих глин содержатся органические остатки, которые в более пластичных глинах сохранились лучше.

В связи с этим глины пластичные — обычно темноокрашенные, полусухарные — серые, а сухарные — светлосерые, иногда белые.

Глины Суворовского месторождения (Московская область) разнообразны как по химическому составу, так и по керамическим свойствам.

Лучшие сорта этих глин могут служить сырьем для изделий класса А. Глины с высоким содержанием глинозема, обладающие наиболее высокой огнеупорностью, мало-пластичны, спекаются при температуре 1300°. Пластичные глины имеют сравнительно невысокое содержание глинозема и сравнительно низкую температуру спекания-1170- 1200°.

Встречаются и запесоченные глины. В суворовских глинах органические примеси встречаются в незначительном количестве.

Правда, имеется углистая разновидность глины, но количество ее в месторождении незначительно.

Суворовские глины служат сырьем для производства шамотных и керамических изделий на заводах Московской области.

Латненское месторождение (Воронежская область) огнеупорных глин является сырьевой базой для производства высококачественных шамотных огнеупорных изделий на Семилукском заводе. Глины Латненского месторождения можно характеризовать как тонкодисперсную породу, в которой преобладает минерал каолинит.

Содержание глинозема в латненских глинах сравнительно высокое и нередко достигает 40-41%. Содержание окислов железа — невысокое.

По температуре спекания латненские глины, в основном, относятся к высоко-спекающимся: температура спекания их около 1350°. У наиболее пластичных разновидностей латненской глины температура спекания снижается до 1250°.

Воздушная и огневая усадка у наиболее пластичных глин достигает 20%, у запесоченных — 4-6%. Латненские глины являются высококачественным сырьем для изготовления ответственного сталеразливочного и доменного припаса.

Глины Часов-Ярского месторождения (Сталинская область) отличаются высокой пластичностью и связывающей способностью. Содержание глинозема в этих глинах невысокое, огнеупорность лишь у отборных глин достигает 1730°.

Спекаются часов-ярские глины при температурах от 1050 до 1200°.

Такие свойства часов-ярских глин объясняются монотермитовым их характером, что обусловливает значительное содержание в них щелочей. Иногда органическими примесями глины окрашены в темно-серый и даже черный цвет.

Однако после обжига черепок получается светлым, так как окислы железа и другие окрашивающие окислы содержатся в часов-ярских глинах в незначительном количестве. На Часов-Ярском месторождении встречаются полукислые за-песоченные глины, в которых содержание кремнезема нередко превышает 70%; содержание глинозема в них низкое; полукислые глины недостаточно пластичны.

Лучшие часов-ярские глины марки 40 и 41 применяются на всех предприятиях огнеупорной промышленности для производства наиболее ответственных изделий — сталеразливочных пробок и стаканов, а также в качестве связки при производстве доменного кирпича.

Рубрика: Огнеупорные материалы | Метки: спекание

Соблюдаем условия

Для того чтобы керамическое изделие получилось без изъянов необходимо выполнить все правила, а именно:

Температура обжига керамики

Важно при обжиге не допустить резких скачков температуры, а после нагрева постепенно остудить предмет. Первые пару часов температура обжига керамической массы не должна превышать 350 градусов

Во время всего процесса колебание может варьироваться в пределах от 300 до 890 градусов Цельсия. В случае, если данный режим будет превышен, это приведет к разрушению изделия, а при обратном варианте к его недостаточном обжиге.

Время обжига

Как уже упоминалось выше, продолжительность процесса зависит от массы и величины глиняной массы, но не менее восьми часов и не более 3 суток.

Состав. Природная горная глина в своем составляющем имеет примесь песка. Температура и сама технология обжига зависит от количества и качества примеси. Чем больше песка, тем выше температурный режим обжига керамики.
Главное требование в фигурной лепке – это отсутствие таких изъянов, как пузырьки воздуха. Под воздействием высокой температуры воздух начнет расширяться и испортит изделие. Высокое качество лепки во многом предрешает благополучный исход обжига.

Из чего состоит глина

Перед тем, как мы углубимся в технологию обжига глины, следует знать, что собой представляет этот материал. Глина является сложной горной породой, в состав которой входит кремний, алюминий и вода. Однако, под воздействием жидкости, она может поменять свои свойства.

В мире существует большое количество видов глины, с разным составом и количеством входящих в нее примесей. Исходя из процентного содержания последних, подбирается определенный тип обжига и температура.

В состав готового изделия не должны входить посторонние элементы, такие как камни или воздух. Любой предмет имеет свою плотность. Находясь под воздействием высоких температур, происходит изменение свойства предмета и в случае, если плотности различны, изделие может взорваться.

Так же как и температура обжига глиняной массы, варьируется ее продолжительность.

Твердотопливные печи

В отличие от двух предыдущих, для этой вариации характерно кустарное производство. Дровяная печь для обжига глины – прародительница современных аппаратов. Даже сейчас, когда нет недостатка в продвинутых моделях, многие гончары не отказываются от традиционных конструкций. Для специалиста работа с огнём – не просто ремесленничество, но ещё и большое удовольствие.

Рисунок 6. Дровяная печь для керамического обжига

Обычно подобное оборудование делают из кирпича. Иногда роль обжиговой печи играет железная бочка. Кирпичный вариант предпочтительней по многим причинам, среди которых высокая мощность, безопасность, надёжность, большой срок службы.

В любом случае для дровяной печи необходим фундамент. Основу делают не ранее чем через день после устройства ямы и тщательной трамбовки дна.

обычно делают двурядными. Наружный ряд кирпичей способствует более комфортной работе – о него не обжечься. В качестве дымоотвода – труба. Чем шире и выше последняя, тем эффективней отвод отработки и безопасней обжиг.

Гончарная печь на дровах не отличается высоким КПД. Поэтому те, кто стремится не только к соблюдению традиций, но и к большей продуктивности, выбирают другие варианты. Но для владельца частного дома это неплохое решение. Особенно, если учитывать стоимость современного оборудования. Хотя и более технологичные устройства можно изготовить своими силами.

Причины появления дефектов при обжиге

Дефекты обжига определяют создание безвозвратного брака, сортность и качество продукции. Появляться они могут после политого или утельного обжига и будут разными. Главные дефекты утельного обжига:

недожог;
пережог;
трещинноватость.

Они возникают в результате несоблюдения технологии производства керамических изделий – чрезмерного или недостаточного, слишком медленного обжига, игнорирования необходимости охлаждения глазурованных изделий.

При политом обжиге чаще всего возникает такой дефект как цек. Причина – разница ТКЛР между глазурью и черепком или недожог черепка в ходе утельного обжига. При этом технология может быть нарушена на первом этапе (утельном), а брак появляется на финальном (политом).

Подверженность к образованию наколов во многом зависит от состава печной атмосферы. Повышенное количество наколов, вспучивание глазури начинается в результате избытка в печных газах пара, водорода, сернистого газа и оксидов углерода (наиболее пагубное воздействие на качество глазурного слоя оказывает при этом именно сернистый газ). Пережог вызывает вскипание глазурного состава – и образуются характерные пузырьки.

Также вероятность появления дефектов обжига определяется с учетом толщины полуфабриката (монолитные изделия с толстыми стенками обжигать сложнее), его состава, дисперсности и прочих показателей. Имеют значение и показатели перепада температур по печному сечению в зоне садки. Если это необходимо, температурное поле можно «выровнять» за счет создания герметичного входного затвора, снижения разрежения на начальном участке печи, применения перемешивающих вентиляторов, увеличения сечения зазоров внизу садки, использования футеровки вагонеток с малой теплопроводностью и небольшой аккумулирующей способностью.

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.

История Править

vardefine:rows|1 }}{{#vardefine:mode|release}}
Ошибка выражения: неопознанный символ пунктуации «{»{{ #vardefine:history|Ошибка выражения: неопознанный символ пунктуации «{» }}
1. vardefine:rows|1 }}{{#vardefine:nomode|1}}Ошибка выражения: неопознанный символ пунктуации «{»
  Ошибка выражения: неопознанный символ пунктуации «{»[[История версий/{{#var:mode}}#13w17a|13w17a]]
  Обожжённая глина добавлена.
  {{ #vardefine:history|Ошибка выражения: неопознанный символ пунктуации «{» }}
1. vardefine:rows|1 }}{{#vardefine:nomode|1}}Ошибка выражения: неопознанный символ пунктуации «{»
  Ошибка выражения: неопознанный символ пунктуации «{»[[История версий/{{#var:mode}}#13w19a|13w19a]]
  Обожжённую глину теперь можно красить.
  {{ #vardefine:history|Ошибка выражения: неопознанный символ пунктуации «{» }}
1. vardefine:rows|1 }}{{#vardefine:prevmode|{{#var:mode|}}}}{{#vardefine:mode|foot}}

На что обращать внимание при выборе печи?

Муфельные агрегаты больше подойдут для керамистов-любителей. Для профи, занятых более-менее масштабной деятельностью, оптимальный вариант – камерное оборудование. Выбирая аппарат, нужно опираться:

на объём суточного обжига;
габариты изделий;
требования к электропроводке (некоторые агрегаты рассчитаны на три фазы).

Важен и формат загрузки керамики. Отталкиваться нужно от собственных предпочтений и финансовых возможностей. Вертикальнозагрузочное оборудование оценят специалисты с ограниченным бюджетом. При этом результат в «дешёвом» случае не хуже, чем в ином. Степень комфорта обзора изделий – сверху – зависит от индивидуальных особенностей.

Рисунок 7. Дровяное оборудование с вертикальной загрузкой

При горизонтальной загрузке не так просто оценивать дистанцию между изделиями, но зато имеет место отличный обзор ярусов. Чтобы получить возможность 360-градусного обзора обрабатываемой керамики, следует приобретать печи колпакового типа. Оно же и наиболее дорогое.

Стоимость бюджетных, «домашних», моделей стартует с 30 000 р. Нижняя ценовая планка профессиональных вариантов – около 100 000 р. Цена мощных, производительных печей доходит до полумиллиона рублей.

Рисунок 8. Печная камера с раскалённой керамикой

Сушка глиняных изделий.

Сушка — довольно длительный процесс. Поспешность может свести на нет всю предыдущую работу: при быстрой сушке изделие покрывается
многочисленными трещинами и коробится. На первом этапе сушки влага из изделия должна испаряться как можно медленнее. В первые дни посуду и игрушки народные
мастера сушат в помещении или под навесом в тихом заветренном месте, где не бывает сквозняков. На предварительную сушку уходит двое-трое суток. После этого
изделия досушивали на протопленной печи. Чем лучше высохнет глина, тем больше надежды на то, что при обжиге не возникнет брак.

Изделие, имеющее сложную форму с множеством деталей, сушить нужно с особой осторожностью, например, опустив в какую-либо металлическую посудину или
коробку, прикрыв ее сверху газетным листом. Крупное изделие можно покрыть сверху сухой тряпкой

На вторые сутки тряпку снимают, но продолжают сушить изделие в
тени. Примерно на четвертые сутки средних размеров изделие можно досушивать на печи или на батарее центрального отопления. Высохшая глина приобретает
достаточно высокую прочность, необходимую для дальнейшей обработки. Перед тем как подвергнуть обжигу, каждое изделие нужно тщательно осмотреть. Если будут
обнаружены трещины, их необходимо тщательно заделать. Трещину смачивают водой и замазывают мягкой глиной. Кроме трещин, на изделии могут оказаться всевозможные
неровности, случайные наслоения, приставшие к поверхности глиняные крошки и мелкие царапины. Испорченные участки нужно обработать циклей и зачистить
мелкозернистой наждачной бумагой, а затем удалить глиняную пыль широкой кистью или щеткой.

Для придания изделию блеска применяют лощение. Один из древних способов лощения очень прост. Поверхность подсохшего изделия натирают любым гладким предметом, уплотняя верхний слой глины до появления блеска.

После обжига блеск становится сильнее. Лощеную посуду можно смело использовать в хозяйстве, так как она достаточно влагоустойчина. На Руси лощеную
посуду с декоративной целью дополнительно подвергали чернению. Для этого в конце обжига в печь бросали какое- нибудь дымящее топливо, например, вар. Впитывая
дым, сосуды становились черными, сохраняя блеск. Есть еще один способ чернения посуды. Раскаленную керамику бросают в опилки или в рубленую солому.

Газовое оборудование

Газовая печь для обжига керамики хороша для регулярного изготовления небольших серий изделий из глины. Предельный температурный диапазон – 1100-1300 градусов. Способна функционировать на природном газе и пропане.

Рисунок 4. Газовый агрегат

Существуют фронтальные и вертикальные конфигурации. Горелка может размещаться как внутри, так и снаружи. В первом случае имеет место электрозажигание, а при наружном исполнении элемент располагается около камеры, а тепло «поддувается» через спецотверстие. Одной отдельностоящей горелки хватает для обслуживания нескольких печей.

Базовая комплектация включает в себя такие элементы:

газовые трубопроводы (для подачи/отвода);
горелка;
система дублирования работы теплоносителя.

Среди достоинств устройств такого типа:

относительно невысокая стоимость;
небольшие эксплуатационные расходы;
равномерное распределение тепла;
высокая скорость нагрева (при внутренней горелке нагрев происходит быстрей);
возможность комплектации автоматикой;
безопасность.

Как определить качество глины

Вязкость глины зависит от размера её частиц. Мелкозернистая глина, которую относят к особо качественному сырью, встречается в природе крайне редко, делая такую марку глины очень ценной

Как определить качество глины? Обычно, делая подобный анализ, в первую очередь обращают внимание на количество примесей в материале, которые влияют на прочность, огнеупорность, цвет и фактуру конечного изделия. Однако, у нас нет в распоряжении химической лаборатории, поэтому есть способы определения качества глины по внешним признакам

Первостепенный признак, влияющий на качество будущего гончарного изделия – это пластичность сырья. Мягкое сырьё позволяет получать самый разнообразные и интересные формы изделий, однако такой тип глины, несмотря на сложную технологию обжига, не будет обладать достаточным запасом прочности, а также не выдержит высокую температуру обжига. Слишком пластичную глину можно «разбавить» крупнозернистыми материалами, что придаст ей больше прочности, однако такой приём не всегда желателен, особенно при безглазурном обжиге изделий. Чтобы проверить пластичность глины, можно слепив из неё что-нибудь продолговатое, а затем попытаться разорвать. Если при разрыве глина трескается, края остаются сухие, рванные, то это признак непластичной, нежирной глины. В свою очередь, если глина не рвётся, а стремится растянуться, то это верный признак пластичности. Кроме того, такая глина хорошо впитывает воду. Чрезмерная концентрация воды в сырье может привести к тому, что потребуется слишком долгая предварительная сушка, чтобы изделие «вылежалось». Пластичная глина не подойдёт для изделий, которым требуется большой запас прочности.
Все остальные признаки позволяют выявить качество глины только на конечном этапе, в процессе или после обжига изделия.

Осадка глины – это процесс, происходящий во время обжига глиняных изделий. Пластичная глина впитывает больше воды, а значит, обладает и большей осадкой. При осадке глина уменьшается в размерах, потому-что теряет связанную воду из своего состава, доводя её концентрацию до минимума. В процессе осадки также происходит важнейший процесс – связывания элементов стекла в глине, что превращает её в керамику. Такой процесс лучше всего происходит в нежирной глине, потому-что для его достижения требуется высокая температура, а также низкая концентрация воды в сырье. Значит, для изготовления высококачественной керамики лучше использовать нежирную, непластичную глину. Это свойство можно выявить ещё на стадии отбора сырья.

Огнеупорность глины не является подходящим показателем качества, потому-что определить её можно лишь на самом последнем этапе, а также тогда, когда изделие будет уже испорчено. В основном в природе встречается глина с температурой плавления в 1200 градусов Цельсия. Именно поэтому, процесс обжига не следует проводить при температуре выше 960 градусах. При этой температуре у любого материала пропадают поры, происходит процесс связывания стекла, что превращает глину в керамическое изделие.

Пришло время сделать короткое обобщение. Как определить качество глины? Единственная операция, которая от вас требуется при выборе сырья – это оценка пластичности глины. Для этого повторите простейшую операцию: слепите из глины продолговатый предмет, а затем разорвите его, оценив пластичность. Непластичная глина является более качественной, поскольку позволяет получить более прочные глиняные изделия

Если же требуется сложная форма, лучше обратить своё внимание на пластичную глину, которая хоть и выдерживает не очень высокую температуру, зато позволит получить красивый сувенир

Заключение

Обжиг глазури – процесс сложный, он требует соблюдения целого ряда технических моментов. Если вы будете игнорировать их, появления дефектов не избежать. Последних существует множество – это цек, мушки, пятна, вспенивание, отслаивания, скопления и так далее. Чтобы свести объем брака к минимуму, следите за строгим соблюдением технологии процесса нанесения глазури на заготовки и обжига.

С другой стороны то, что в серийном производстве принято считать браком, может быть использованно сознательно для создания особых выразительных эффектов при изготовлении авторской керамики.

Список источников