Vollständiger Leitfaden zur Verwendung von Pyrometrischen Kegeln

Was sind pyrometrische Kegel

Die pyrometrischen Kegel werden seit über 100 Jahren verwendet, um keramische Brennvorgänge zu überwachen. Sie sind nützlich, um festzustellen, wann ein Brand abgeschlossen ist, ob der Ofen ausreichend Wärme geliefert hat, ob es Temperaturunterschiede im Ofen gegeben hat oder ob während des Brennens ein Problem aufgetreten ist.

Es handelt sich um kleine Indikatoren aus keramischem Material, die dazu dienen, die gesamte thermische Arbeit (heat-work) zu messen und nicht nur die Temperatur. Das bedeutet, dass sie nicht einfach nur bewerten, wie viele Grad dein Ofen erreicht, sondern wie Temperatur und Brenndauer zusammenarbeiten bei der Keramik.

Die selbststehenden Kegel, die du bei Hobbyland findest, sind noch einfacher zu verwenden: Sie haben eine integrierte Basis, die sie im idealen Winkel hält, ohne dass externe Stützen erforderlich sind.

Warum sie beim Keramikbrennen verwenden

Die Orton-Kegel sind äußerst nützlich für:

• zu überprüfen, ob dein Ofen tatsächlich die gewünschte Reife erreicht,
• zu verstehen, ob es wärmere oder kühlere Zonen gibt,
• neue Öfen oder solche, die an Präzision verloren haben, zu kalibrieren,
• stabilere und wiederholbare Glasuren und Ton zu erhalten.

Besonders empfohlen für diejenigen, die mit:

• Niedertemperaturglasuren (900–1050 °C),
• Steinzeug und Porzellan (1200–1280 °C),
• künstlerischer Keramik und Produktionen, die empfindlich auf Temperaturänderungen reagieren.

Auswahl und Platzierung der pyrometrischen Kegel

Die Wahl der Kegelnummer hängt hauptsächlich von der Endbrenntemperatur, der Heizgeschwindigkeit in den letzten 100 °C und eventuellen Haltezeiten ab.

Diese vereinfachte Tabelle, die Temperaturbereiche und Brenntypen angibt, wird dir bei der Auswahl der zu verwendenden Kegel helfen:

Um eine präzise Ablesung zu erhalten, müssen die Kegel strategisch und auf stabilen Regalen platziert werden, wobei Zonen, die direkt den Heizspiralen ausgesetzt sind, vermieden werden sollten.

Wir empfehlen, mindestens drei Kegel zur Ofentestung zu verwenden:

• einen "unteren" Kegel (z. B. Nr. 04, niedrigere Temperatur als dein Ziel)
• den Zielkegel (z. B. Nr. 03)
• einen "oberen" Kegel (z. B. Nr. 02, höhere Temperatur als dein Ziel)

Auf diese Weise kannst du verstehen:

• wann der erste zu biegen beginnt (der Ofen heizt sich auf)
• wann der zweite perfekt ist (er hat die gewünschte Brennung erreicht)
• ob der dritte zu stark überhitzt hat (wenn er zu früh oder zu stark biegt)

Orton empfiehlt, dieses Trio in verschiedenen Zonen des Ofens (oben-mitte-unten oder links-mitte-rechts) zu wiederholen, um die thermische Verteilung zu "kartieren".

Was passiert während des Brennens

Der Kegel reagiert insbesondere in der Endphase des Brennens, etwa in den letzten 100 °C.

Wenn das Brennen zu kurz ist → bleibt der Kegel zu vertikal

Wenn korrekt → "streichelt" der Kegel die Basis mit der Spitze

Wenn übermäßig → fällt der Kegel vollständig oder schmilzt

Um die Temperatur zu berechnen, ist es notwendig, die Heizgeschwindigkeit des Ofens und den Krümmungswinkel des Kegels zu kennen. Der Krümmungswinkel kann mit der Orton-Messlehre bestimmt werden. Anhand der Heizgeschwindigkeit und des Krümmungswinkels kann die äquivalente Temperatur auf der Orton-Kegeltabelle berechnet werden.

Wie man das Ergebnis der Kegel liest

Es gibt zwei Methoden, um einen Kegel zu "messen". Die erste Methode erfordert die Verwendung der Orton-Messlehre. Die Orton-Messlehre ist ein Blatt, das verwendet wird, um den Biegewinkel der Kegel zu messen. Das Blatt zeigt Biegewinkel zwischen 10 und 90 Grad an. Der gebrannte Kegel wird neben das Blatt gelegt, und die Position der Spitze des Kegels zeigt einen Biegewinkel an. Ein Kegel, der auf 90 Grad gebogen ist, gilt als korrekt gebrannt.

Die zweite Methode zur Messung der Kegel ist die "Uhrmethode". Diese Methode erfordert, dass der Bediener die Position der Spitze des Kegels auf dem Zifferblatt einer Uhr übersetzt. Die Position um 1 Uhr ist für Kegel, die sich überhaupt nicht gebogen haben, die Position um 6 Uhr ist für einen Kegel, dessen Spitze den Regal berührt. Ein Kegel in der Position um 5 Uhr oder um 6 Uhr wird als korrekt gebrannt angesehen.

Orton-Messlehre

Du kannst diese Messlehre herunterladen und ausdrucken, um sie während der Ablesung der Ergebnisse deiner pyrometrischen Kegel zu verwenden. Bevor du mit dem Drucken fortfährst, skaliere die Zeichnung auf 2"=5,08 cm, um die richtige Maßstabslehre zu erhalten.

FAQ

• WIE VERWENDET MAN DIE KEGEL?

Die selbststehenden Kegel werden verwendet, um die Temperaturgleichmäßigkeit zu messen und/oder ob eine ausreichende thermische Bearbeitung durchgeführt wurde, um das Werkstück zu reifen. Die Kegel zeigen an, ob das Werkstück eine angemessene Menge an thermischer Bearbeitung erhalten hat, um die korrekte Reifung des Tons oder der Glasur zu gewährleisten. Ein korrekt gebrannter Kegel wird sich biegen, wobei die Spitze fast den Regal berührt. Nach dem Brennen im Ofen kann ein einfacher Blick auf den Kegel anzeigen, ob das Brennen erfolgreich war.

Die einzige tatsächliche Messung der thermischen Bearbeitung erfolgt durch einen selbststehenden Kegel, der auf dem Regal neben dem Werkstück platziert ist.

• WAS BEDEUTEN DIE BEGRIFFE HEIZGESCHWINDIGKEIT UND HALTEZEIT?

Die Heizgeschwindigkeit bezieht sich auf den Temperaturanstieg des Ofens pro Stunde des Brennvorgangs. Wenn ein Ofen drei Stunden benötigt, um eine Temperatur von 460 °C zu erreichen, beträgt seine Heizgeschwindigkeit 150 °C pro Stunde. Es ist wichtig, die Heizgeschwindigkeit zu kennen, da sie die Temperatur bestimmt, bei der sich ein Kegel verformen wird.

Der Begriff "Halten" bedeutet, dass der Ofen für einen bestimmten Zeitraum auf einer bestimmten Temperatur gehalten wird. Diese Praxis wird durchgeführt, um die Temperatur im gesamten Ofen zu homogenisieren oder um den gewünschten Effekt im Brennen zu erzielen.

• ICH HABE NOCH NIE KGELE VERWENDET, WELCHEN KEGEL SOLLTE ICH VERWENDEN?

Die meisten Hersteller von Ton oder Glasur geben auf dem Produktetikett den Kegelwert für das Brennen an. Sie haben bereits durch Tests bestimmt, welcher Kegel sich verformen und biegen wird, wenn die Glasur oder der Ton die Reife erreicht. Ein Beispiel könnte eine Steinzeugglasur mit einem Reifekegel von 6 sein.

• ICH HABE SEHR ALTE KGELE, KANN ICH SIE NOCH VERWENDEN?

Ja, Kegel haben kein Ablaufdatum. Wenn sie in gutem Zustand sind, an einem trockenen Ort aufbewahrt wurden und nicht leicht brechen, können sie weiterhin verwendet werden. Die Ingenieure von Orton testen regelmäßig Brennkegel, die vor über 50 Jahren hergestellt wurden, ohne dass Veränderungen in den Brennergebnissen festgestellt wurden.

• WENN SIE SICH NICHT GEBIEGT HABEN, KANN ICH SIE WIEDER VERWENDEN?

Nein, sie können nicht wiederverwendet werden. Sie haben bereits auf das Brennen "reagiert", auch wenn sie sich nicht gebogen haben, und können daher nicht für einen neuen Zyklus verwendet werden.