Aktualita

Pokud máte zájem vystavovat své výrobky na tomto serveru, kontaktujte nás prosím pomocí:
kontaktního formuláře

Přejeme Vám tvořivou náladu.

Zveřejněno: 14.07.2011
Výpal keramiky v elektrické peci

Nejdůležitějším procesem při výrobě keramiky je výpal, protože se při něm hlína stává keramikou.

Výpal keramiky v elektrické peci je v současnosti zřejmě nejpoužívanější metoda výpalu. Není to proto, že by tímto výpalem vznikali ty nejzajímavější výrobky, ale proto, že je nejjednodušší. I přes to, zruční řemeslníci a umělci, kteří s keramikou pracují, dokážou v elektrické peci vyrobit úžasné a neuvěřitelné věci. Proto doufáme, že se do toho také pustíte a posunete umění keramiky ještě dá

Jak se z hlíny stane keramika 

Během výpalu se z křehké a chatrné hlíny stává silná, odolná slinutá forma – keramický střep. Keramické výrobky se obvykle vypalují dvakrát.

První výpal se nazývá „přežah“ a jde o výpal bez glazury. Vzniklý neglazovaný výrobek se nazývá „biskvit“, neboli střep. Cílem prvního výpalu (přežahu) je polotovar z jílovité hlíny převést do tvrdého, porézního, polo-skelného keramického střepu, se kterým lze již dále bezpečně pracovat při glazování či jiném dekorování. Při přežahu se obvykle dosahuje teplota do 1000°C, v naší dílně například děláme přežah na teplotu 950 °C.

Druhý výpal je již s glazurou. Povrch výrobků se opatřuje glazurou, která zde nemá pouze estetickou funkci, ale musí zároveň povrch výrobku činit nepropustným, protože vlastní střep je pórovitý. Glazury jsou zpravidla směs kaolínu, živce, barevné hlinky a křídy, případně obsahují barevnou sklovinu podobného složení jako frita ke smaltování. Glazura díky příbuznosti materiálů dokonale přilne a pronikne do pórů, musí však mít podobnou tepelnou roztažnost jako střep, jinak při chladnutí popraská nebo dokonce popraská až po čase. Glazura se nanáší natíráním, stříkáním nebo například máčením. Po nanesení glazury se provádí tzv. hladký výpal na konečnou teplotu, tím střep získá své konečné vlastnosti. Vypalovací teplota se pohybuje zpravidla mezi 1100 - 1250 °C, u některých výrobků (jako například měkká hrnčířina) může být i nižší (950 – 1100oC).

Můžou následovat ještě další dekorační nebo opravné výpaly. Například barvení keramickými barvami, které se nanášejí na glazuru a vypalují se při teplotách 600 – 850oC.

Výpal je technologický proces, při němž probíhají ve střepu jak fyzikální, tak chemické děje. Křivka zahřívání (výpalu) pece je různá podle druhu výpalu, materiálu atd. Během výpalu se také např. spálí uhlíkaté (organické) materiály obsažené v jílu. Tím jak teplota v peci stoupá, dochází v hlíně postupně k mnoha změnám. Detailně to ukazuje následující graf.:

DTA/TG křivka znázorňující průběh výpalu kaolinitu (Hanykýř, Kutzendörfer 2000)

DTA/TG křivka znázorňující průběh výpalu kaolinitu (Hanykýř, Kutzendörfer 2000)

 

A co se v hlíně a peci děje při stoupající teplotě? 

  1. Do asi 200 až 250 oC se z materiálu ještě uvolňují zbytky vlhkosti a prchavých hořlavých látek, které nebyly odstraněny při sušení

  2. Shoření těchto látek je okolo 350°C

  3. 350-450°C dochází k oxidaci a tedy rozkladu sirníku železa – pyritu (FeS2)

  4. 450 – 650oC probíhá dehydroxilace (ztráta vázané vody) základních jílových minerálů (kaolinitu, illitu). Při teplotě 573oC a atmosférickém tlaku 0,1 MPa dochází k vratné polymorfní přeměně nízkoteplotního α-křemene na vysokoteplotní β-křemen, tato reakce je provázena objemovými změnami.

  5. Nad 800oC dochází k rozkladu (disociace) základních karbonátů. Kalcit jako uhličitan, který je obsažen v každé cihlářské zemině, je maximálně rozložen při 920 - 960°C. Při teplotách nad asi 800°C zároveň dochází ke sloučení nových minerálních fází (amorfních nebo krystalických).

  6. 950 - 1000 oC probíhají složité fázové přeměny metakaolinitu na Al-spinely

  7. Nad 1000 oC začíná proces tavení a dochází ke tvorbě skelné fáze.

 

Jíl během výpalu v elektrické nebo plynové peci produkuje také některé jedovaté plyny, jako jsou oxid uhelnatý, formaldehyd, oxid siřičitý a další. Proto je nejlepší pec umístit někam, kde se může větrat, nebo dokonce do nějakého krytého venkovního prostoru. Jakékoli kovové věci, které budou v místnosti spolu s pecí během výpalu, budou postupně oxidovat.

Výrobky v peci jsou vyhřívány takto:

      1) Do výrobků se přenáší teplo přes fyzický kontakt z ploten pece
      2) Výrobky absorbují proud tepla stoupající vzduchem ze spodu pece nahoru
      3) A samozřejmě absorbují i teplo vyzařované z topných spirá

vyhrivani_pece

Obrázek vyhřívání pece

 

Topné spirály jsou vyrobeny z kantalového vodiče (Fe + Cr + Al + Co). Jedná se o speciální odporový vodič, stočený do spirály, vyrobený speciálně pro vysoké teploty. Tímto vodičem prochází elektrický proud, vodič se tak zahřívá a vydává sálavé teplo. Toto teplo pak absorbují výrobky v peci. Topná spirála elektrické pece má za studena elektrický odpor přibližně 20 Ohmů, záleží však na přesném typu kantalu, délce spirály a dalších parametrech, proto tuto informaci berte spíše orientačně.

Všechny keramické hmoty (hlíny i glazury), mají určenu konkrétní teplotu, při které „dozrají“ (teplotu zpracování, díky které je dosaženo ideálního výsledku). Překročením teploty při výpalu u hlíny může dojít k deformaci výrobku, nebo dokonce k roztavení. Při nízké teplotě naopak nedojde ke slinutí hmoty a střep nebude dostatečně odolný. U glazury se při překročení teploty výpalu může stát, že glazura steče, změní barvu atd. Naopak při nedosažení požadované teploty pro výpal glazury může být výrobek matný, hrubý a samozřejmě jinak barevný. Během výpalu dochází v peci také k mnoha chemickým reakcím, změnám tlaku atd. a to vše může ovlivnit vzhled výrobků (více se dovíte např. na www.artkeramika.cz). Zkrátka k dosažení kýžených výsledků je potřeba, kromě jiného, také správná teplota.

Existují 2 základní způsoby jak kontrolovat teplotu v peci. Teplotu v peci můžeme kontrolovat průběžně termočlánkem, nebo jednorázově žároměrkou ověřit překročení cílové teploty.


Žároměrky neboli pyroskopy jsou přesné keramické jehlánky k jednomu použití (cena 1ks cca do 10,-Kč), které se umístí do pece do volného prostoru. Pro každou konkrétní teplotu existuje konkrétní typ žároměrky a to v rozsahu od 600 až do asi 1450°C. Existují také různé druhy a velikosti pro různé rychlosti výpalu atd. V případě že se žároměrka ohne do úhlu 90°, značí to dosažení správné teploty. Více ohnutá, nebo rozteklá značí překročení teploty, méně ohnutá znamená nedopálení. Někteří keramici sdílejí názor, že měření teploty pomocí žároměrky je přesnější, protože žároměrka je keramického složení a tedy reaguje více podobně jako výrobky na prostředí v peci – nechť každý posoudí, dle mého názoru je ideální kombinace obou měření. Při řízení teploty žároměrkou, musí být do pece na žároměrku vidět, jinak lze teplotu během výpalu odvodit až po vychladnutí pece. V dnešní době již novou elektrickou pec pro výpal keramiky hlídanou pouze žároměrkou rozhodně nekupujte.

zaromerky

Žároměrky

 

Většinou se používají 3 žároměrky:
    1.    Je určena pro nižší teplotu než je žádaná a signalizuje blížící se žádanou teplotu.
    2.    Signalizuje dosažení přesné žádané teploty v peci při výpalu.
    3.    Žároměrka pro hlídání vyšší dosažené teploty (překročení teploty).

Jak zapíchnout či umístit žároměrku? Pokud nemají vlastní podstavec, tak se žároměrky zapíchnou do kousku hlíny pod úhlem přibližně 8°. Žároměrka se ohýbá přes hranu protilehlou straně s popisem (označením) žároměrky.

 

Naproti tomu termočlánek je dnes součástí každé nové elektrické pece. Termočlánek měří kontinuálně teplotu celého výpalu od začátku až do konce. Na základě termočlánku může PID regulátor (řídící mozek pece) kontrolovat žádanou křivku výpalu a ovládat topné spirály. Termočlánek funguje na principu termoelektrického jevu (Seebeckův jev) – ohříváním vzniká napětí v řádech miliVoltů. Opět existují různé typy termočlánků pro různé rozsahy teplot (S, K, B, R..), každý má pak jiný napěťový výstup. O termočláncích a jejich elektrických vlastnostech se můžete dozvědět například na stránkách společnosti omegaeng.

termoclanek_foto

Termočlánek

 

Další důležitou součástí pece jsou různé podpěry, pláty, vzpěry, obklady atd., které jsou potřeba pro rozmístění výrobků během výpalu v peci. Jsou vyrobeny ze speciálních žáruvzdorných materiálů a speciálně navrženy aby neměnili tvar při opakovaném zahřívání do vysokých teplot a chladnutí z vysokých teplot.

komponenty_pece

Podpěry a pláty do pece


Před výpalem je potřeba pec a komponenty nejprve zkontrolovat – dno, strany, kanály i víko. Kontrolujte praskliny materiálu, odštěpky materiálu a zbytky steklé glazury – tyto věci můžou při výpalu poškodit výrobky. Vizuálně zkontrolujte také spirály a jejich připojení, zda je vše na svých místech. Pokud je ve Vaší peci něco velmi poškozeného, raději zavolejte opraváře, než aby, jste si poškodili výrobky. Dále je vhodné pláty, na které pokládáte výrobky ošetřit nátěrem směsi kaolinu a oxidu hlinitého (případně zakoupenou směsí speciálně pro tyto účely). Zabrání to přichycení výrobku k plátu při stečení glazury = ničení výrobku i plátu. Více detailů naleznete např. na kcdoupe.cz.

 

 


Autor: admin

Diskuze k článku:

28.01.2016 - ZDENĚK: JAK DLOUHO TRVÁ PŘEŽAH ADRUHÝ VÝPAL U Licí hmota FC 622 B bílá? A JE TATO HMOTA VHODNÁ PRO ODLÉVÁNÍ VÁNOČNÍHO DOMEČKU, DO KTERÉHO SE DOVNITŘ DÁVÁ HOŘÍCÍ SVÍČKA. SAMOZŘEJMĚ GLAZURA MUSÍ BÝT I VEVNITŘ DOMEČKU.


Zde můžete přidat komentář:


Vaše jméno: *
Váš e-mail: (nezobrazuje se) *



Názor: *


Ochrana proti spamu - Do políčka napište číslici PĚT : *



* Takto označené údaje jsou povinné.


Created by obsah.info, 2011