Guida completa all’utilizzo dei coni pirometrici

Cosa sono i coni pirometrici

I coni pirometrici vengono utilizzati per monitorare le cotture ceramiche da oltre 100 anni. Sono utili per determinare quando una cottura è completa, se il forno ha fornito calore sufficiente, se si è verificata una differenza di temperatura nel forno o se si è verificato un problema durante la cottura.

Sono piccoli indicatori in materiale ceramico che servono a misurare tutto il lavoro termico (heat-work) e non solo la temperatura. Questo significa che non valutano semplicemente quanti gradi raggiunge il tuo forno, ma come temperatura e tempo di cottura lavorano insieme sulla ceramica.

• I coni rilevano l’effetto combinato di temperatura + durata della cottura.
• Si piegano quando viene raggiunto il giusto livello di maturazione, quando la punta del cono si piega completamente.
• Sono più affidabili del solo termometro perché la termocoppia non misura il lavoro termico reale di tutta l’area del forno.

I coni autoportanti che trovi da Hobbyland sono ancora più semplici da usare: hanno una base incorporata che li mantiene inclinati all’angolo ideale senza bisogno di supporti esterni.

Perchè usarli nella cottura della ceramica

I coni Orton sono utilissimi per:

• verificare che il tuo forno raggiunga davvero la maturazione prevista,
• capire se ci sono zone più calde o più fredde,
• calibrare forni nuovi o che hanno perso precisione,
• ottenere smalti e argille più stabili e ripetibili.

Particolarmente consigliati a chi lavora con:

• smalti a bassa temperatura (900–1050 °C),
• gres e porcellana (1200–1280 °C),
• ceramica artistica e produzioni sensibili alle variazioni di calore.

Scelta e posizionamento dei coni pirometrici

La scelta del numero di cono da utilizzare dipende principalmente dalla temperatura finale di cottura, dalla velocità di riscaldamento negli ultimi 100°C ed eventuali tempi di mantenimento.

Questa tabella semplificata, che riporta range di temperatura e tipologia di cottura, ti aiuterà nella scelta dei coni da utilizzare:

Per ottenere una lettura precisa bisogna posizionare i coni strategicamente e su ripiani stabili, evitando zone direttamente esposte alle resistenze.

Ti consigliamo di utilizzare almeno tre coni per testare il forno:

• un cono “sotto” (es. n.04, temperatura più bassa del tuo target)
• il cono target (es. n.03)
• un cono “sopra” (es. n.02, temperatura più alta del tuo target)
  
  In questo modo puoi capire:
• il primo quando comincia a piegarsi (il forno si riscalda)
• il secondo quando è perfetto (ha raggiunto la cottura che volevi)
• il terzo se ha surriscaldato troppo (se si piega troppo presto o troppo)

Orton consiglia di ripetere questo trio in diverse zone del forno (alto-centro-basso oppure sinistra-centro-destra) per “mappare” la distribuzione termica.

Cosa succede durante la cottura

Il cono risponde soprattutto nella fase finale della cottura, all’incirca negli ultimi 100°C finali.

Se la cottura è troppo breve → il cono rimane troppo verticale
Se corretta → il cono “accarezza” la base con la punta
Se eccessiva → il cono cade completamente o fonde

Per calcolare la temperatura, è necessario conoscere la velocità di riscaldamento del forno e l’angolo di curvatura del cono. L’angolo di curvatura può essere determinato utilizzando la dima di misura Orton. Quindi, in base alla velocità di riscaldamento e all’angolo di curvatura, è possibile calcolare la temperatura equivalente sulla tabella del cono di Orton.

Come leggere il risultato dei coni

Esistono due metodi per “misurare” un cono. Il primo metodo richiede l’uso della dima di misurazione Orton. La dima di misurazione Orton è una scheda utilizzata per misurare l’angolo di piegatura dei coni. La scheda indicherà angoli di piegatura compresi tra 10 e 90 gradi. Il cono cotto viene posizionato accanto alla scheda e la posizione della punta del cono indica un angolo di piegatura. Un cono piegato a 90 gradi è considerato cotto correttamente.

Il secondo metodo utilizzato per misurare i coni è il “metodo dell’orologio”. Questo metodo richiede che l’operatore traduca la posizione della punta del cono sul quadrante di un orologio. La posizione a ore 1 è per i coni che non si sono piegati affatto, la posizione a ore 6 è per un cono la cui punta tocca il ripiano. Un cono nella posizione a ore 5 o a ore 6 è considerato cotto correttamente.

Dima di misurazione Orton

Puoi scaricare e stampare questa dima per utilizzarla durante la lettura dei risultati dei tuoi coni pirometrici.
Prima di procedere alla stampa ridimensiona a 2″=5,08 cm il disegno, così da avere la dima della misura corretta.

FAQ

• COME SI USANO I CONI?
  I coni autoportanti vengono utilizzati per misurare l’uniformità della temperatura e/o se è stata effettuata una lavorazione termica sufficiente a far maturare il manufatto. I coni indicano se il manufatto ha ricevuto una quantità di lavorazione termica adeguata per la corretta maturazione dell’argilla o dello smalto. Un cono cotto correttamente si piegherà con la punta che quasi tocca il ripiano. Dopo la cottura in forno, una semplice occhiata al cono può indicare se la cottura è andata a buon fine.
  
  L’unica misurazione effettiva della lavorazione termica si ottiene da un cono autoportante posizionato sul ripiano accanto al manufatto.
  
• COSA SIGNIFICANO I TERMINI VELOCITÀ DI RISCALDAMENTO E MANTENIMENTO?
  La velocità di riscaldamento si riferisce all’aumento di temperatura del forno per ogni ora di cottura. Se un forno impiega tre ore per raggiungere una temperatura di 460°C, la sua velocità di riscaldamento sarà di 150°C all’ora. È importante conoscere la velocità di riscaldamento poiché determina la temperatura alla quale un cono si deformerà.
  
  Il termine “mantenimento” significa che il forno viene tenuto ad una temperatura specifica per un periodo di tempo. Questa pratica viene eseguita per aiutare a uniformare la temperatura in tutto il forno o per produrre l’effetto desiderato nella cottura.
  
• NON HO MAI USATO I CONI PRIMA, QUALE CONO DOVREI USARE?
  La maggior parte dei produttori di argilla o smalto riporta sull’etichetta del prodotto il valore del cono per la cottura. Hanno già determinato, attraverso test, quale cono si deformerà e si piegherà quando lo smalto o l’argilla raggiungerà la maturazione. Un esempio potrebbe essere uno smalto per gres con un cono di maturazione pari a 6.
  
• HO DEI CONI MOLTO VECCHI, POSSO ANCORA USARLI?
  Sì, i coni non hanno una data di scadenza. Se sono in buone condizioni, sono stati conservati in un luogo asciutto e non si rompono facilmente, possono ancora essere utilizzati. Gli ingegneri di Orton testano regolarmente coni da fuoco realizzati oltre 50 anni fa, senza riscontrare alcuna variazione nei risultati di cottura.
  
• SE NON SI SONO CURVATI LI POSSO RIUTILIZZARE?
  No, non possono essere riutilizzati. Hanno già “reagito” alla cottura, anche se non si sono piegati, e pertanto non possono essere utilizzati per un nuovo ciclo.