Vypalovací pece: na keramiku a hlínu, muflové a plynové pece, jiné typy. Technologie a teplota výpalu keramických dlaždic v peci

Pevnostní a výkonnostní vlastnosti keramických výrobků se formují vlivem vysokých teplot během vypalování. Speciální vypalovací pece pomáhají dosáhnout ideálních ukazatelů. Stojí za zvážení vlastnosti takových instalací a populárních modelů.

Obecný popis

Pec pro vypalování keramických výrobků – speciální typ zařízení, žádaný v hrnčířské výrobě a v soukromých dílnách. Hliněné výrobky, které prošly procesem vypalování, získávají potřebné vlastnosti a určitý barevný odstín, známý každému.

Pro dosažení požadovaného výsledku a zajištění výroby vysoce kvalitních produktů je nutné regulovat teplotní režim a určit dobu vystavení materiálu vysokým teplotám.

Pouze s kompetentním přístupem k procesu se elastický materiál – hlína – stane tvrdým a získá potřebnou pevnost.

Proces vypalování trvá dlouho a jeho trvání se může lišit v závislosti na různých faktorech, včetně:

• tloušťka stěny výrobků;
• vlastnosti jílu;
• výkon pece.

Než začnete s vypalováním, musíte se blíže seznámit se zařízením, ve kterém probíhá hlavní proces. Stojí za to začít se strukturou klasické instalace a pochopit, jaké komponenty návrh obsahuje.

1. КорпусK výrobě tohoto prvku se používá hlavně nerezová ocel. Pokud si kamna vyrábíte sami, můžete použít starou ledničku, která již není použitelná. Hlavním úkolem tělesa je chránit vnější prostředí a další prvky konstrukce před vystavením vysokým teplotám. Průměrná tloušťka ocelového vnějšího plechu tělesa je 2 mm.
2. Vnější tepelná izolace. Jedná se o samostatnou vrstvu, k jejíž vytvoření se používají šamotové cihly nebo jiné materiály s nízkou tepelnou vodivostí a odolností vůči vysokým teplotám. Výkon zařízení závisí na kvalitě tepelně izolační vrstvy.
3. Vnitřní tepelná izolace. V tomto případě se upřednostňuje minerální nebo čedičová vlna, stejně jako perlit. Použití azbestu se nedoporučuje, protože při zahřívání začíná uvolňovat škodlivé látky, které mohou poškodit tělo.
4. FotoaparátDo komory se vkládají hliněné výrobky, aby se získala odolná keramika. Komora také obsahuje topné prvky, které zvyšují teplotu vzduchu a zajišťují potřebné vypalování. Jako topná tělesa se používají hlavně nichromové spirály nebo vzduchové topné prvky. Zařízení se instalují do drážky určené konstrukcí.

Nyní stojí za to zjistit, jak instalace funguje. Pece používají různé druhy paliva, ale bez ohledu na to zajišťují vypalování podle standardního schématu.

1. Hliněné výrobky se předsuší a teprve poté se umístí do dutiny pece. Velké polotovary se umístí do spodní části komory a poté se pyramida postupně sestaví, přičemž nahoře zůstanou malé hliněné misky.
2. Poté se dvířka trouby pevně uzavřou a teplota uvnitř se postupně zvyšuje, až dosáhne 200 stupňů Celsia. Při této teplotě se díly zahřívají 2 hodiny.
3. Poté se teplota v peci opět zvýší na 400 stupňů Celsia a díly se nechají zahřívat další 2 hodiny.
4. Nakonec zvyšte teplotu na 900 stupňů a vypněte topná zařízení. U některých modelů musíte plamen uhasit sami. Výrobky se nechají vychladnout v komoře s pevně zavřenými dvířky.

Poslední fáze dodává keramice potřebné pevnostní vlastnosti díky rovnoměrnému ochlazování ztvrdlé hlíny. Zpracované výrobky mají dlouhou životnost a vynikající vlastnosti.

Odrůdy

Dnes jsou vypalovací zařízení reprezentována širokou škálou pecí od různých výrobců. Taková zařízení se klasifikují podle řady vlastností, rozlišují se mezi mini-pecemi, velkými modely a dalšími typy. Každá možná možnost stojí za zvážení podrobněji.

Podle umístění topných těles

V této kategorii se trouby dělí na dva typy.

1. MuflovýVyznačují se topnými články vyrobenými z nehořlavého materiálu s odpovídajícím názvem, které jsou umístěny po obvodu komory.
2. KomoraV tomto případě jsou zdroje tepla umístěny uvnitř komory.

Ty druhé se vyznačují nízkými tepelnými ztrátami, a proto jsou atraktivnější. První pece však umožňují dosáhnout vysoce kvalitních keramických dlaždic a dalších výrobků vyrobených z polymeru nebo běžné hlíny díky rovnoměrnému ohřevu.

Podle typu komorového prostředí

Typ vnitřní náplně komory určuje účely použití zařízení. Kamna v této kategorii se dělí do tří typů.

1. S vzdušným prostředím. Takové instalace se nazývají univerzální.
2. VakuumOblíbené modely.
3. S ochranným prostředím plynůOhřev se provádí v atmosféře tvořené určitými plyny obsaženými v systému.

Výrobci nejnovějších pecí často používají dusík, hélium, argon a další nitridované plyny k rozšíření funkčnosti zařízení.

Podle typu stahování

Zde jsou kamna rozdělena do tří typů.

1. HorizontálníNakládání hliněné keramiky probíhá v přední části konstrukce.
2. TubulárníJednotky jsou určeny pro vypalování umělecké keramiky a vyznačují se rovnoměrným rozložením tepla v komoře.
3. Ve tvaru čepiceNakládání se provádí nahoře.

Ty jsou vhodné pro vypalování velkých a nedekorativních prvků, takže se často nacházejí v průmyslovém nebo stavebním sektoru. Vertikální zařízení bude zajímavé pro specialisty s omezeným rozpočtem. Takové instalace jsou levné a zároveň poskytují vysoce kvalitní produkty.

Rys horizontální zatížení spočívá v nutnosti odhadnout vzdálenost mezi obrobky. Plus – vynikající přehled o úrovních, který umožňuje nastavit kvalitu vypalování. Zvonové instalace se vyznačují vysokou cenou, ale zároveň rovnoměrným vypalováním.

Podle teploty

V tomto případě výrobci mění design nebo účel trouby. Nejžhavější jednotky jsou schopny ohřát komoru až na 1800 stupňů. Výsledkem takového výpalu bude bílá nebo oranžová keramika. Méně horké modely umožňují získat výrobky tmavě červených nebo vínových odstínů. Nakonec zařízení s nízkým výkonem vyrábějí červenou keramiku.

Podle typu zdroje energie

Výrobci vyrábějí následující typy pecí:

• plyn;
• elektrické instalace;
• zařízení, které pracuje na tuhá paliva.

První dva typy se aktivně používají v průmyslové sféře při práci s velkými objemy. Ty druhé jsou žádané v soukromých dílnách. Často se takové pece montují ručně nebo se jejich výroba obrací na specialisty.

Oblíbené modely

Výrobci pecí nabízejí řemeslníkům a majitelům velkých podniků širokou škálu zařízení s různými vlastnostmi. Hodnocení 5 nejoblíbenějších modelů urychlí proces výběru správné instalace.

Pec „Bossert Technology PM-1700 p“

Vyznačuje se kompaktními rozměry a vysokou produktivitou. Konstrukce modelu zahrnuje vícestupňový termostat, s jehož pomocí je možné dosáhnout vysoké přesnosti vypalování a rychlého nastavení teploty. Maximální teplota ohřevu je 1150 stupňů, celkový výkon zařízení je 2,4 kW. Jednotka pracuje na střídavý proud a je vhodná jak pro profesionální použití, tak pro instalaci v soukromé dílně.

“ROSmuffle 18/1100/3kW/220W”

Větší model, který začne fungovat po připojení ke standardní napěťové síti. Celkový objem pracovní komory je 80 litrů, maximální teplota ohřevu dosahuje 11 tisíc stupňů, což umožňuje použití jednotky pro průmyslové účely a pro vypalování dekorativních hliněných prvků. Mezi speciální funkce modelu patří softwarová řídicí jednotka pro sledování a nastavení teploty.

Trouba “Master 45”

Prostorná pec s odolnými a dlouhotrvajícími topnými tělesy. Software umožňuje spolehlivou regulaci teploty a vysoce kvalitní výpal hlíny. Výrobce vyrobil tělo z nerezové oceli, čímž prodloužil životnost zařízení, a také poskytl dodatečnou ochranu komory před poškozením její povrchovou úpravou lehkým žáruvzdorným materiálem. Maximální teplota ohřevu je 1300 stupňů.

“BERAN. 11. M. 00”

Automatizovaný model podporuje 10 provozních cyklů a zahrnuje 4 režimy keramického ohřevu. Maximální výkon jednotky dosahuje 24 kW, provozní teplota je 1100 stupňů. Mezi výhody zařízení patří jeho nízká hmotnost a kompaktní rozměry, což umožňuje používat zařízení doma.

„Mistr 45 AGNI“

Model s vertikálním plněním pro hliněné výrobky. Zahřívá materiál až na 1250 stupňů, což zajišťuje vysoce kvalitní vypalování. Komora pojme až 42 litrů, výkon zařízení je 3,2 kW. Zařízení se používá především ve středních a velkých podnicích.

Nuance výběru

Volba pece je určena účelem a úkoly, které mistr pro zařízení stanoví. Například amatérští keramikové by měli dát přednost muflovým jednotkám a profesionálové a majitelé velkých průmyslových zařízení by si měli zvolit variantu s větší komorou. Při nákupu pece byste měli věnovat pozornost následujícím nuancím:

• denní objem vypalování;
• rozměry produktů určených k vypalování;
• formát keramického nakládání;
• vlastnosti elektrického zapojení.

To druhé je nezbytné při výběru elektrických modelů, protože někteří výrobci vyrábějí třífázové pece. Při nákupu instalace je také vhodné zvážit váš vlastní rozpočet a preference ohledně vlastností a designu.

Průměrná cena vypalovacího systému pro dům nebo dílnu je 30 tisíc rublů.Pro profesionální použití se vyrábějí pece, jejichž cena začíná od 100 tisíc rublů.

Tipy pro provoz

Po zakoupení nebo sestavení pece svépomocí je vhodné zvážit několik doporučení pro její použití. Například automatizované plynové nebo elektrické modely budou vyžadovat instalaci softwaru. Poté už jen zbývá nastavit teplotu na teplotním senzoru a spustit jednotku. Užitečné mohou být i další tipy, jak troubu obsluhovat.

1. Před připojením trouby je nutné hliněné výrobky vysušit na čerstvém vzduchu nebo ve speciální místnosti s vynikajícím větráním.
2. Při přípravě k výpalu musí být hliněné prvky pečlivě rozloženy po celé komoře pece a zakryty víkem.
3. Proces vypalování je dlouhý a to je třeba vzít v úvahu. V průměru trvá vytvrzení velkých prvků 14 až 16 hodin.
4. Během výpalu se nesmí komora otevírat, aby se nezhoršil výsledek. Pro sledování procesu je vhodné zajistit okénko z ohnivzdorného skla.

Při montáži dřevěné pece pro vypalování je nutné vzít v úvahu, že v takových konstrukcích bude obtížnější udržovat požadovanou technologii a teplotu.

Vypalování keramiky je nejdůležitější fází technologického procesu výroby výrobků, při které se formují jejich hlavní technické a esteticko-spotřebitelské vlastnosti. Během vypalování keramiky probíhají složité fyzikální, fyzikálně-chemické a chemické procesy, které lze rozdělit do tří období (fází): ohřev, spékání, chlazení. Při zahřátí vypálených výrobků na 150-200 °C se zbytková vlhkost po sušení odpařuje; v teplotním rozmezí 200-700 °C dochází k vypalování organických nečistot. Hlavním procesem v jílových hmotách v teplotním rozmezí 500-900 °C je dehydratace jílových minerálů – kaolinitu, illitu, montmorillonitu. Tento proces navíc probíhá v různých jílových minerálech odlišně.

Oxid křemičitý obsažený v keramické hmotě prochází polymorfními transformacemi, přecházejícími z (3-křemene na α-křemen a α-tridymit: Přechod křemene z 0- na α-modifikaci je doprovázen poklesem hustoty křemene a zvětšením jeho objemu o 0,82 %, což může vést k vnitřnímu pnutí a trhlinám. V tomto ohledu by rychlost ohřevu výrobků neměla překročit 100 stupňů za hodinu. Během ohřevu dochází k rozkladu minerálů obsahujících železo – sulfidů a hydroxidů železa, síranů, a také k disociaci (dekarbonizaci) uhličitanů hořečnatých a vápenatých. Výsledkem všech procesů probíhajících ve fázi ohřevu je zvýšení mechanické pevnosti výrobků, což umožňuje jejich další zpracování. slinování Slinování — je fyzikálně-chemický proces tvorby monolitického hustého krystalického tělesa z oddělených dispergovaných částic, spojených ve formovaném výrobku vrstvami technologického pojiva. Slinování probíhá při maximální teplotě vypalování a je doprovázeno smršťováním keramického střepu ohněm. V závislosti na mechanismu přenosu hmoty se rozlišují následující typy slinování: slinování v pevné fázi (difúze); slinování v kapalné fázi; v důsledku procesu odpařování a kondenzace látek; termoplastické pod tlakem; reakční. Slinování v kapalné fázi je nejtypičtější pro technologii jemné a umělecké keramiky. Další typy slinování se uplatňují zejména při výrobě technické keramiky, některých žáruvzdorných materiálů a kompozitních materiálů. Ve fázi slinování je dokončen proces tvorby fázového složení a struktury keramiky, které předurčují vlastnosti vypálených výrobků. Hlavní procesy probíhající ve fázi slinování v kapalné fázi Při teplotách 1000-1450 °C dochází k tavení živců a dalších tavidel, rozpouštění řady složek a sloučenin v tavenině, redukci oxidů železa na FeO a tvorbě fajalitu 2FeOSi(>2), krystalizaci z taveniny sekundárního mullitu, kristobalitu a dalších nových formací. Během doby ochlazování dochází k dokončení fyzikálně-chemických procesů tvorby struktury střepu: krystalizaci mullitu, kristobalitu a dalších fází z konců taveniny; nekrystalizovaná tavenina tvrdne ve skelném stavu. Maximální teplota výpalu závisí na složení keramické hmoty, druhu výrobků a požadavcích na ně kladených a pohybuje se mezi 900-1000 a 2000 °C a vyššími. Rychlost nárůstu teploty během výpalu a doba trvání výpalu jsou určeny procesy probíhajícími v jeho různých fázích, velikostí výrobků, tloušťkou jejich stěn. Doba trvání výpalu závisí také na typu pece, jejím kapacita, způsob usazení výrobků. Výpal výrobků se provádí v pecích různého provedení: v muflích s pracovním prostorem chráněným před topnými tělesy žáruvzdornou skříní; v pecích s pracovním prostorem ve tvaru šachty. Používají se také vysoce výkonné pece: komorové, tunelové, dopravníkové.

Pece se také rozlišují podle druhu paliva: hojně se používají elektrické pece a také pece s plynovými hořáky. Při výpalu keramiky má velký význam prostředí pro výpal, které ovlivňuje chemické procesy probíhající ve vypalovaném výrobku. Nejčastěji se výpal provádí v oxidačním prostředí, které vzniká přebytkem vzduchu při spalování paliva nebo jeho volným přístupem do pece. Při výpalu uměleckých a dekorativních výrobků je nutné vzít v úvahu, že barva výrobků se mění v závislosti na prostředí pro výpal.