ООО "Поттэри Солюшнз"
Моя печь пережигает!?
Чем полезны конусы Зегера (Ортона)
Моя печь пережигает!?

Чем полезны конусы Зегера (Ортона)
Нередко приходится слышать от керамистов жалобу: - Моя печь пережигает! - и рассуждения о том, почему это происходит и как понять где проблема. Тут и возникают в разговоре конусы Зегера (Ортона). Цель этой статьи – помочь начинающему (а иногда и опытному) керамисту сформировать целостную картину того, что происходит в печи с пирометрическими конусами, какую информацию можно извлечь и как ее толковать.

Итак, задача:
Однажды керамист замечает, что с обжигом что-то не так – глазури текут, цвета получаются искаженные, а масса газит/трещит/и пр.
Надо искать в чем проблема. И тут, многие вспоминают, что ситуацию в печи можно прояснить с помощью конусов Ортона.
Пирометрические конусы — это спрессованные в виде пирамидок композиции из керамических масс с различными температурами начала размягчения.
Кажется все просто - открываем таблицу конусов, ставим нужный конус (а лучше сразу 3 с соседними номерами) в печь и «узнаем температуру».
Стоп. Нет!

Тут важно вспомнить и учесть, что как и обычная керамика, конусы реагируют не только на температуру в печи, но и на длительность воздействия. Иногда это называют «тепловой работой», которую проделала печь. Эту работу можно приблизительно показать, как площадь под температурной кривой программы обжига. И эта площадь может заметно расти при снижении скорости нагрева.

Именно это и отражено в температурной таблице для пирометрических конусов, где для каждого конуса предложены 3 целевых температуры которые зависят от скорости нагрева печи.
Заметьте, что температуры эти отличаются значительно – например для 6-го конуса диапазон от 1185 до 1243 – разница целых 58С! А если еще обратить внимание, что в описании к таблице производитель конусов обещает повторяемость результатов с точностью 20С…
Становится ясно, что пирометрические конусы точно не стоит использовать как индикатор температуры в вашей печи. А зачем тогда?

Ответ – конус показывает совершает ли печь достаточное количество «тепловой работы». А дальше, все зависит от того какую задачу вы решаете, например:
1)
Все было хорошо, печь прекрасно жгла на 6-й конус, а теперь пережигает (конус ложится).
Возможно спираль со временем износилась, мощность печи упала и скорость нагрева снизилась. Печь достигает целевую температуру медленнее чем раньше и обжиг удлиняется. В результате, на термоконтроллере вы видите «правильную» целевую температуру как итог, но керамика получает больше тепла чем раньше и конус ложится. Нужно подумать о снижении скорости нагрева в программе и уменьшении целевой температуры.

Как вариант – спираль в отличном состоянии, но из-за температурных колебаний со временем стала неплотно прилегать крышка печи. Далее по тексту выше…
2)
Моя старая печь прекрасно жгла на 6-й конус, а новая по той же программе нет.
Любая печь это всегда компромисс между объемом, мощностью и качеством теплоизоляции (теплопотерями). Отдельную степень свободы добавляет плотность загрузки и масса загрузки печи.
Вполне может случиться ситуация, когда программа для небольшой, но мощной печи некорректно сработает в объемной и, удельно, менее мощной печи просто потому, что вторая печь не сможет обеспечить установленную скорость нагрева.
Корректируем программу.
3) 
Или, например,
Могут еще быть задачи на фиксацию и сравнение условий на разных уровнях лещадок в печи или с разным уровнем и плотностью загрузки. Тут уже конечно нужно обязательно ставить сразу несколько конусов рядом, чтобы уловить нюансы.
И почти всегда решение будет в адаптации программы, и только во вторую очередь акцент на уставшей спирале, сбрендившей термопаре и пр.
Другими словами, пирометрические конусы

- это инструмент сравнения в формате «было-стало» или «место1 – место2» или «печь1-печь2»
- или инструмент последовательного подбора условий в «черном ящике» под названием печь, к счастью, в современном мире с оглядкой на показание термопары (раньше-то без нее обходились)
- это никогда НЕ инструмент измерения температуры печи
- это инструмент регулярной сравнительной диагностики ситуации в печи.


В итоге, как ответить на вопрос из начала статьи? Что делать если старая проверенная программа обжига перестала давать результат?

Эта задача многофакторная, очевидно изменился один из параметров обжига - материал изделия, плотность и объем загрузки, влажность, теплопотери печи, мощность (тут не только состояние спирали, но и стабильность подаваемого напряжения, например) и пр.

Поэтому, первым делом, важно попытаться избавиться от возможных неопределенностей, например:
  • взять массу из старой партии,
  • не перегружать печь,
  • проверить (с помощью электрика) напряжение на печи под нагрузкой
Во-вторых, стоит убедиться, что печь способна достигать целевую температуру не затягивая программу до бесконечности. Т.е. спираль не состарилась и теплопотери не превышают обычные.

И только после этого стоит начинать эксперимент с конусами, для того чтобы адаптировать типовую программу обжига под вашу конкретную ситуацию.

Конечно, лучше всего, использовать конусы для контроля обжига на регулярной основе - это позволит вам заметить изменения до того как они превратятся в проблемы и испортят вам всю садку. Просто помните, что 1250С это действительно высокая температура и для керамики и для материалов из которых построена печь. И программа обжига не догма - её можно и нужно адаптировать под свои задачи и окружающие условия. А конусы, при регулярном использовании, подскажут направление и момент для этой адаптации.

В конце статьи, еще раз хочется напомнить, что изучая показания конусов, вы должны быть абсолютно уверены, что нагрев на последней сотне градусов происходит стабильно на заданной вами скорости и до нужной целевой температуры. А это не всегда просто даже с современными термоконтроллерами.


Антон Рогачев

руководитель проекта Pottery Solutions