Brennanleitung

Abkühlkurven für den Brennofen erklärt

Eine Abkühlkurve für den Brennofen besteht aus programmierten Segmenten nach unten, im Grunde eine Aufheizrate in umgekehrter Richtung. Kontrolliertes Abkühlen erfüllt drei Aufgaben: Es lässt die Kristalle wachsen, die matte und seidenmatte Oberflächen erzeugen, es heilt späte Glasurfehler, und es führt die Ware langsam genug durch die Siliziumdioxid-Inversionen, um Kühlrisse zu vermeiden.

Die meisten Brände enden am höchsten Punkt des Anstiegs. Die Steuerung schaltet ab, der Ofen fällt frei, und was auf dem Weg nach unten passiert, passiert zufällig. Für viele Arbeiten ist das völlig in Ordnung. Es ist aber auch die am meisten übersehene Hälfte einer Brennkurve, und genau die Hälfte, die über die Oberfläche einer Glasur im Mittelfeuer entscheidet.

Beim Abkühlen geht es eigentlich um drei Probleme in drei getrennten Temperaturbereichen, und jedes verlangt eine andere Behandlung. Wenn Sie wissen, welcher Bereich für Sie wichtig ist, wissen Sie auch, welches Segment Sie schreiben müssen.

Was ist eine kontrollierte Abkühlkurve?

Es sind ein oder mehrere programmierte Segmente, die den Ofen auf dem Weg nach unten bremsen, statt ihn einfach fallen zu lassen. Ein Abkühlsegment hat wie eine Aufheizrate eine Rate in Grad pro Stunde und eine Zieltemperatur. Die Steuerung hält diese Rate, indem sie die Heizelemente taktet. Deshalb kann ein Ofen langsamer abkühlen als natürlich, aber nie schneller.

Dieser letzte Punkt ist wichtiger, als er klingt. Am schnellsten kühlt der Ofen ab, wenn er bei abgeschaltetem Strom von selbst Wärme verliert. Ein schwerer, gut gedämmter Ofen voller Platten kühlt ganz ohne Programm langsam ab, während ein kleiner, dünnwandiger Ofen schnell absinkt. Dasselbe Programm bewirkt deshalb in verschiedenen Öfen Unterschiedliches, und Ihr eigenes Brennprotokoll ist der einzige verlässliche Anhaltspunkt.

Warum ist freies Abkühlen nicht immer richtig?

Weil schnelles Abkühlen die Glasur in dem Zustand einfriert, in dem sie beim Abschalten war. Kristalle haben keine Zeit, sich zu bilden, späte Bläschen heilen nicht mehr aus, und die Ware durchläuft die Siliziumdioxid-Inversionen mit der Geschwindigkeit, die die Dämmung zulässt. Bei glänzenden Glasuren auf dünnwandiger Ware ist das oft in Ordnung. Bei matten Oberflächen oder dicken Skulpturen nicht.

Ceramic Arts Network bringt den Zusammenhang einfach auf den Punkt: Schnelles Abkühlen ergibt eine glänzende Oberfläche, langsames Abkühlen eine matte. Dieser eine Satz erklärt viele frustrierende Tests. Wenn eine Glasur, die auf dem Foto des Händlers seidenmatt aussah, in Ihrem Ofen glasig herauskommt, kann das Rezept völlig in Ordnung sein, und das Abkühlen macht den ganzen Unterschied.

Der andere Preis des freien Falls ist Spannung. Die Ware schrumpft beim Abkühlen noch weiter, und zwar ungleichmäßig, wenn die Außenseite deutlich schneller abkühlt als das Innere. Dicke Wände, breite flache Formen und geschlossene Formen leiden als Erstes darunter, meist in Form eines Risses, den man erst beim Ausräumen entdeckt.

Wo wachsen Kristalle beim Abkühlen?

In einem Fenster unterhalb der Spitzentemperatur, grob zwischen 1900 und 1450 F, für die Mikrokristalle, die im Mittelfeuer seidenmatte und matte Oberflächen ergeben. Oberhalb dieses Bereichs ist die Schmelze zu dünnflüssig, als dass sich Kristalle halten könnten. Darunter ist die Glasur zu zäh, als dass sich noch etwas bewegen könnte. In diesem Bereich wird die Oberfläche entschieden.

Praktische Abkühlraten durch dieses Fenster liegen bei etwa 125 bis 175 F pro Stunde, je nachdem, wie matt das Ergebnis werden soll. Langsamer bedeutet mehr Kristallwachstum und eine weichere Oberfläche. Manche Töpfer lassen den Ofen in den ersten 300 F unterhalb der Spitze frei fallen, damit er schnell aus dem sehr dünnflüssigen Bereich kommt, und übernehmen dann die Kontrolle für den Kristallbereich.

Große, auffällige Kristalle sind ein anderes Projekt. Zinksilikat-Kristallglasuren brauchen eine Haltezeit von mehreren Stunden bei etwa 1850 bis 2050 F. Das ist ein Spezialbrand mit eigenen Auffangschalen und eigenem Risiko für die Brennplatten. Die Anleitung zum langsamen Abkühlen für Glasureffekte behandelt die Variante für das Mittelfeuer, die die meisten Werkstätten nutzen werden.

Eine Warnung aus der Quelle, die sich zu wiederholen lohnt: Wer die Oberfläche verändert, verändert die Glasur. Testen Sie jedes neue Abkühlprogramm an Probeplättchen, bevor Sie Gebrauchsware damit brennen, und prüfen Sie jedes Ergebnis, von dem Sie essen wollen, auf Auslaugung.

Wie überquere ich die Quarzinversion beim Abkühlen sicher?

Langsam, und zwar zweimal. Quarz wandelt sich bei etwa 1063 F (573 C) mit einer plötzlichen Volumenänderung um, und Ware, in der sich Cristobalit gebildet hat, wandelt sich im Bereich von 410 bis 536 F (210 bis 280 C) noch einmal um, meist wird dafür etwa 473 F (245 C) genannt, mit ungefähr doppelter Volumenänderung. Eine Abkühlrate von etwa 100 bis 200 F pro Stunde über beide Bereiche verhindert die meisten Kühlrisse.

Cristobalit bildet sich hauptsächlich oberhalb von 1922 F (1050 C), daher betrifft er das Mittel- und Hochfeuer und nicht das Niedrigfeuer. Deshalb ist auch das Ende des Abkühlens bei Temperaturen wichtig, die harmlos wirken. Der Ofen zeigt 500 F, die Platten fühlen sich kalt an, und die Ware durchläuft immer noch eine Volumenänderung von rund 7 Prozent.

Hier richtet die Versuchung, den Deckel einen Spalt zu öffnen, echten Schaden an. Kühle Raumluft, die auf eine Seite eines Gefäßes mit 400 F trifft, ist genau der Schock, den die Inversion nicht verkraftet. Halten Sie den Deckel geschlossen, bis die Steuerung unter etwa 250 F anzeigt, und öffnen Sie ihn auch dann nur zum Hineinschauen. Räumen Sie bei Raumtemperatur aus.

Wie sieht eine durchgerechnete Abkühlkurve aus?

Drei oder vier Segmente decken die meisten Bedürfnisse ab: ein schnelles Absinken aus dem dünnflüssigen Bereich, ein kontrolliertes Kriechen durch den Kristallbereich und ein sanftes Überqueren der Inversionen. Das Beispiel für Kegel 6 unten ist als Raten und Zieltemperaturen geschrieben. Verstehen Sie es als Ausgangspunkt zum Testen in Ihrem eigenen Ofen, nicht als Programm, dem Sie einen vollen Ofen mit fertiger Ware anvertrauen.

  1. Segment 1: freier Fall, oder etwa 500 F pro Stunde, von der Spitzentemperatur bis 1900 F. Das holt die Glasur aus ihrem dünnflüssigsten Zustand, damit sie nicht mehr läuft.
  2. Segment 2: 125 bis 175 F pro Stunde von 1900 F bis 1450 F. Das ist der Kristallbereich. Langsamer ergibt eine mattere Oberfläche.
  3. Segment 3: etwa 150 F pro Stunde von 1450 F bis 950 F. Das führt die Ware ohne Ruck durch die Quarzinversion bei 1063 F.
  4. Segment 4: aus, oder etwa 200 F pro Stunde, wenn Ihr Ofen dünnwandig ist, ab 950 F abwärts. Halten Sie den Deckel durch den Cristobalit-Bereich geschlossen, grob 410 bis 536 F.
  5. Bei Raumtemperatur ausräumen. Ein zu frühes Öffnen bringt nichts Gutes.

Ein Absenken und Halten gegen Nadelstiche liegt oberhalb dieser Abfolge und nicht darin. Senken Sie die Temperatur nach dem Fallen des Kegels um etwa 100 F unter die Spitze, halten Sie 20 bis 60 Minuten und beginnen Sie von dort mit Segment 1. Zusätzliche Stunden bei hoher Temperatur kosten Lebensdauer der Heizelemente, also halten Sie so lange wie nötig und nicht länger.

Was ist eine Haltezeit beim Abkühlen, und wann setzt man sie ein?

Eine Haltezeit beim Abkühlen parkt den Ofen auf dem Weg nach unten bei einer festen Temperatur, statt weiter zu fallen. Die beiden häufigen Einsatzzwecke sind das Heilen von Glasurfehlern knapp unterhalb der Spitze und das Wachsen von Kristallen im Mattfenster. Eine Haltezeit leistet mehr als eine langsame Rate bei derselben Temperatur, weil der Ofen an Ort und Stelle bleibt, statt hindurchzugehen.

Das Absenken und Halten ist die bekannteste Variante. Nachdem der Kegel gefallen ist, sinkt der Ofen etwa 100 F unter die Spitze und hält dort 20 bis 60 Minuten. Bei dieser Temperatur entstehen weniger neue Gasbläschen, während die Glasur noch weich genug ist, um sich über den Kratern der bereits geplatzten zu schließen. So verschwinden Nadelstiche und Blasen oft dort, wo eine Haltezeit allein an der Spitze nichts bewirkt hat.

Kristallhaltezeiten liegen tiefer und dauern länger. Eine Haltezeit von fünfzehn Minuten etwa 60 F unter der Abschalttemperatur ist ein gängiger Weg, die Schmelze zu beruhigen, bevor das kontrollierte Abkühlen beginnt, und echte Kristallglasuren werden mehrere Stunden bei etwa 1850 bis 2050 F gehalten. Jede Haltezeit fügt Hitzearbeit hinzu, daher kann ein Kegel, der früher sauber fiel, mit einer neuen Haltezeit überbrennen. Lesen Sie nach dem ersten Brand mit einer neuen Haltezeit den Kontrollkegel ab.

Die Beladung verändert, was ein Abkühlprogramm tatsächlich bewirkt. Ein Ofen voller schwerer Platten und dicker Gefäße hält die Wärme und kühlt von selbst langsam ab, sodass ein programmiertes Abkühlen mit 150 F pro Stunde kaum langsamer sein kann als die natürliche Rate. Ein fast leerer oder dünnwandiger Ofen fällt schnell und braucht das Programm, damit es wirklich etwas bewirkt. Protokollieren Sie die tatsächlichen Zeiten neben dem Programm, und Sie lernen schnell, bei welchen Ihrer Brände die Segmente überhaupt nötig sind.

Kostet langsames Abkühlen etwas?

Zeit und Heizelemente. Ein kontrolliertes Abkühlen kann einen Brand um zwei bis fünf Stunden verlängern und hält die Heizelemente länger bei hoher Temperatur in Betrieb, was genau ihre Lebensdauer verkürzt. Das ist ein echter Kompromiss, den man bewusst eingehen sollte, statt aus Gewohnheit bei jedem Programm ein langsames Abkühlen einzuschalten.

Stellen Sie im Brennkurven-Generator die Spitzentemperatur und die gewünschte Geschwindigkeit ein, fügen Sie eine Abkühlrate hinzu und drucken Sie das Blatt aus. Lesen Sie dann einen Kontrollkegel in drei Höhen ab und prüfen Sie, ob der Ofen getan hat, was das Programm vorgab. Dieser Vergleich, über einige Brände wiederholt, macht aus einer veröffentlichten Abkühlkurve Ihre eigene Abkühlkurve.

Erstellen Sie eine Brennkurve für Ihren Ofen

Wählen Sie Ihren Orton-Kegel, Schrüh oder Glasur und eine Geschwindigkeit, und drucken Sie dann die Aufheiz- und Haltekurve.

Den Kurvengenerator öffnen

Häufige Fragen

Wie langsam sollte ein Brennofen abkühlen?

Das hängt davon ab, welche Aufgabe das Abkühlen erfüllen soll. Etwa 125 bis 175 F pro Stunde durch den Kristallbereich von 1900 bis 1450 F bringt matte und seidenmatte Oberflächen hervor. Etwa 100 bis 200 F pro Stunde über die Quarzinversion bei etwa 1063 F verhindern Kühlrisse. Darunter zählen ein geschlossener Deckel und Geduld mehr als die genaue Rate.

Kann ein Elektroofen schneller abkühlen als bei natürlicher Abkühlung?

Nein. Eine Steuerung kann das Abkühlen nur verlangsamen, indem sie die Heizelemente taktet, nie beschleunigen. Am schnellsten kühlt der Ofen ab, wenn er bei abgeschaltetem Strom von selbst Wärme verliert, und das hängt von der Dämmung und der Masse der Ladung ab. Ein voll beladener, gut gedämmter Ofen kühlt ganz ohne Programm langsam ab.

Wann kann ich den Ofen öffnen?

Bei Raumtemperatur oder knapp darüber. Wer den Deckel früh öffnet, lässt kühle Luft auf Ware strömen, die noch die Cristobalit-Inversion bei etwa 473 F durchläuft, und genau dieser Schock lässt ein Gefäß reißen. Wenn Sie unbedingt schauen müssen, halten Sie den Deckel geschlossen, bis die Steuerung unter etwa 250 F anzeigt, und öffnen Sie ihn dann nur kurz.

Verschleißt langsames Abkühlen die Heizelemente des Ofens?

Ja. Die Lebensdauer der Heizelemente hängt davon ab, wie schnell die Legierung oxidiert, und das geschieht umso schneller, je heißer und je länger ein Element läuft. Ein langes, kontrolliertes Abkühlen hält die Elemente stundenlang zusätzlich bei hoher Temperatur in Betrieb. Nutzen Sie das Abkühlprogramm, das Sie für die gewünschte Oberfläche brauchen, und lassen Sie es bei Bränden weg, die davon nicht profitieren.