Curvas de resfriamento do forno explicadas
Uma curva de resfriamento do forno é um conjunto de segmentos programados de descida, a mesma ideia de uma rampa, só que ao contrário. O resfriamento controlado faz três trabalhos: faz crescer os cristais que dão as superfícies mate e acetinadas, corrige defeitos tardios do esmalte e leva as peças pelas inversões da sílica devagar o bastante para evitar trincas por choque térmico.
A maioria das queimas termina no topo da subida. O controlador desliga, o forno cai livremente, e o que acontece na descida acontece por acaso. Para muitos trabalhos, isso funciona bem. Mas é também a metade mais negligenciada de uma curva de queima, e justamente a que decide a superfície de um esmalte de médio fogo.
O resfriamento, na verdade, são três problemas em três faixas de temperatura diferentes, e cada uma pede um tratamento próprio. Saber qual faixa importa para você mostra qual segmento escrever.
O que é uma curva de resfriamento controlado?
São um ou mais segmentos programados que seguram o forno na descida em vez de deixá-lo cair. Um segmento de resfriamento tem uma velocidade em graus por hora e uma temperatura-alvo, igual a uma rampa de aquecimento. O controlador mantém essa velocidade pulsando as resistências, e por isso um forno pode resfriar mais devagar que o natural, mas nunca mais rápido.
Esse último ponto importa mais do que parece. O resfriamento mais rápido possível é o que o forno perde sozinho com a energia desligada. Um forno pesado, bem isolado e cheio de prateleiras resfria devagar sem programa nenhum, enquanto um forno pequeno de paredes finas cai rápido. Por isso o mesmo programa escrito faz coisas diferentes em fornos diferentes, e o seu próprio registro de queimas é o único guia confiável.
Por que o resfriamento em queda livre nem sempre é o ideal?
Porque um resfriamento rápido congela o esmalte no estado em que ele estava quando o forno desligou. Os cristais não têm tempo de se formar, as bolhas tardias não se curam e a peça atravessa as inversões da sílica na velocidade que o isolamento permitir. Para esmaltes brilhantes em peças finas, isso muitas vezes não tem problema. Para superfícies mate ou esculturas grossas, tem.
A Ceramic Arts Network resume a relação de forma simples: um resfriamento rápido resulta em superfície brilhante, enquanto um resfriamento lento fica mate. Essa única frase explica muito teste frustrado. Se um esmalte que parecia acetinado na foto do fornecedor sai vítreo no seu forno, a receita pode estar perfeita e o resfriamento pode ser toda a diferença.
O outro custo da queda livre é a tensão. A peça ainda está encolhendo enquanto esfria, e encolhe de forma desigual se o lado de fora esfria bem mais rápido que o de dentro. Paredes grossas, formas largas e planas e formas fechadas sofrem isso primeiro, geralmente com uma trinca descoberta ao descarregar.
Onde os cristais crescem durante o resfriamento?
Numa faixa abaixo do pico, de aproximadamente 1900 até 1450 F para os microcristais que dão superfícies acetinadas e mate em médio fogo. Acima dessa faixa, o fundido é fluido demais para os cristais se manterem unidos. Abaixo dela, o esmalte está rígido demais para qualquer coisa se mover. É nessa faixa que a superfície é decidida.
As velocidades práticas de resfriamento nessa faixa vão de cerca de 125 a 175 F por hora, conforme o quanto você quer a superfície mate: quanto mais lento, maior o crescimento de cristais e mais suave a superfície. Alguns ceramistas deixam o forno cair livremente nos primeiros 300 F abaixo do pico, o que o tira rapidamente da zona muito fluida, e só então assumem o controle para a faixa dos cristais.
Cristais grandes e vistosos são outro projeto. Esmaltes cristalinos de silicato de zinco pedem um patamar de várias horas em algum ponto entre 1850 e 2050 F, o que é uma queima de especialista, com pratos coletores próprios e risco próprio para as prateleiras. O guia de resfriamento lento para efeitos de esmalte cobre a versão de médio fogo, que é a que a maioria dos ateliês vai usar.
Um alerta da fonte que vale repetir: mudar a superfície muda o esmalte. Teste qualquer programa de resfriamento novo em placas antes de arriscar peças funcionais e faça um teste de liberação de metais em qualquer resultado que você pretenda usar para comer.
Como atravessar a inversão do quartzo com segurança na descida?
Devagar, e duas vezes. O quartzo se inverte perto de 1063 F (573 C), com uma mudança súbita de volume, e a peça que formou cristobalita se inverte de novo na faixa de 410 a 536 F (210 a 280 C), mais citada perto de 473 F (245 C), com cerca do dobro da mudança de volume. Uma velocidade de resfriamento de aproximadamente 100 a 200 F por hora nas duas faixas evita a maior parte das trincas por choque térmico.
A cristobalita se forma principalmente acima de 1922 F (1050 C), então é uma preocupação de médio e alto fogo, não de baixo fogo. É também por isso que o final do resfriamento importa em temperaturas que parecem inofensivas. O forno marca 500 F, as prateleiras parecem frias e a peça ainda está atravessando uma mudança de volume de cerca de 7 por cento.
É aqui que a tentação de entreabrir a tampa causa dano de verdade. Ar frio da sala batendo num lado de uma peça a 400 F é exatamente o choque que a inversão não consegue absorver. Mantenha a tampa fechada até o controlador marcar menos de uns 250 F e, mesmo então, abra só para espiar. Descarregue em temperatura ambiente.
Como é uma curva de resfriamento na prática?
Três ou quatro segmentos atendem à maioria das necessidades: uma queda rápida para sair da zona fluida, uma descida controlada e lenta pela faixa dos cristais e uma passagem suave pelas inversões. O exemplo de cone 6 abaixo está escrito em velocidades e temperaturas-alvo. Use-o como ponto de partida para testar no seu forno, não como um programa em que confiar numa fornada cheia de peças prontas.
- Segmento 1: queda livre, ou cerca de 500 F por hora, do pico até 1900 F. Isso tira o esmalte do estado mais fluido para que ele pare de escorrer.
- Segmento 2: 125 a 175 F por hora, de 1900 F até 1450 F. Essa é a faixa dos cristais. Quanto mais lento, mais mate fica a superfície.
- Segmento 3: cerca de 150 F por hora, de 1450 F até 950 F. Isso leva a peça pela inversão do quartzo, a 1063 F, sem solavanco.
- Segmento 4: desligado, ou cerca de 200 F por hora se o seu forno tiver paredes finas, de 950 F para baixo. Mantenha a tampa fechada durante a faixa da cristobalita, de aproximadamente 410 a 536 F.
- Descarregue em temperatura ambiente. Nada de bom vem de abrir cedo.
Uma descida com patamar para furinhos fica acima dessa sequência, e não dentro dela. Depois que o cone dobra, desça cerca de 100 F abaixo do pico e mantenha de 20 a 60 minutos, então comece o segmento 1 a partir daí. Somar horas em alta temperatura custa vida útil das resistências, então use o patamar de que precisa e nada além.
O que é um patamar de resfriamento e quando usar um?
Um patamar de resfriamento deixa o forno parado numa temperatura fixa na descida, em vez de continuar caindo. Os dois usos comuns são curar defeitos do esmalte logo abaixo do pico e fazer crescer cristais dentro da faixa do mate. Um patamar trabalha mais que uma rampa lenta na mesma temperatura, porque o forno fica parado em vez de apenas passar por ela.
A descida com patamar é a versão mais conhecida. Depois que o cone dobra, o forno desce cerca de 100 F abaixo do pico e fica ali de 20 a 60 minutos. Nessa temperatura, geram-se menos bolhas novas de gás, e o esmalte ainda está mole o bastante para fechar as crateras deixadas pelas que já estouraram, então furinhos e bolhas muitas vezes somem onde só um patamar no topo não resolveu nada.
Os patamares cristalinos ficam mais abaixo e duram mais. Um patamar de quinze minutos cerca de 60 F abaixo da temperatura de desligamento é uma forma comum de assentar o fundido antes de começar um resfriamento controlado, e os esmaltes cristalinos de verdade ficam por horas em torno de 1850 a 2050 F. Todo patamar soma trabalho térmico, então um cone que antes caía certinho pode queimar demais depois que você introduz um. Leia o cone-testemunha depois da primeira queima com um patamar novo.
A carga muda o que um programa de resfriamento realmente faz. Um forno cheio de prateleiras pesadas e peças grossas retém calor e resfria devagar sozinho, o que significa que um resfriamento programado de 150 F por hora pode ser pouco mais lento que o ritmo natural. Um forno quase vazio, ou de paredes finas, cai rápido e precisa que o programa faça trabalho de verdade. Anote os tempos reais ao lado do programa e você logo vai aprender quais das suas queimas precisam dos segmentos.
O resfriamento lento custa alguma coisa?
Tempo e resistências. Um resfriamento controlado pode acrescentar de duas a cinco horas a uma queima e mantém as resistências trabalhando por mais tempo em alta temperatura, justamente o que encurta a vida delas. É uma troca real, que vale fazer de propósito, e não deixar um resfriamento lento ligado em todo programa por hábito.
Defina o pico e a velocidade que você quer no gerador de curvas de queima, adicione uma rampa de resfriamento e imprima a folha. Depois leia um cone-testemunha em três alturas e veja se o forno fez o que o programa mandou. Essa comparação, repetida ao longo de algumas queimas, é o que transforma uma curva de resfriamento publicada na sua curva de resfriamento.
Crie uma curva de queima para o seu forno
Escolha o seu cone Orton, biscoito ou esmalte e uma velocidade, e depois imprima a curva de rampa e patamar.