เตาเผาและการเผาเครื่องปั้นดินเผ่า

อุตสาหกรรมเครื่องปั้นดินเผา ขั้นตอนการเผา ถือว่ามีความสําคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากว่าเป็นขั้นตอน สุดท้ายในกระบวนการผลิต ผลิตภัณฑ์เซรามิกส์ที่จะ ตัดสินว่าผลงานที่ผลิตออกมาดีหรือไม่ดี การเผา คือ การเพิ่มอุณหภูมิให้แก่ผลิตภัณฑ์เครื่องปั้นดินเผาในเตา ภายใต้บรรยากาศที่เหมาะสม เพื่อเปลี่ยนสภาพดินให้กลาย เป็นวัตถุมีความแข็งแกร่งเหมือนหินช่วยให้ผลิตภัณฑ์เกิด ความคงทนถาวรและสวยงาม โดยความร้อนจากการเผา ทำให้มีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในวัตถุดิบ เช่น การหด ตัว มีผลทำให้ชิ้นงานมีความแน่นขึ้น การเปลี่ยนแปลง ขนาดของรูพรุน ความแข็งแรง การอ่อนตัวและการ หลอมละลาย เป็นต้น ซึ่งจะแตกต่างกันไปในแต่ละช่วง ของอุณหภูมิ และชนิดของวัตถุดิบ ข้อมูลต่างๆเหล่านี้ ผู้ผลิตเครื่องปั้นดินเผา ควรศึกษาให้เข้าใจเพื่อเป็นข้อมูล พื้นฐานของเตาเผา

เตาเผา เป็นเครื่องมือและอุปกรณ์สุดท้ายใน กระบวนการเซรามิกส์หรือเครื่องปั้นดินเผา เตาและ การเผาจึงมีความสำคัญและมีผลต่อกระบวนการผลิต เป็นอย่างมาก เพราะความผิดพลาดที่เกิดจากการเผา จะเป็นผลให้งานต่าง ๆ ที่ผ่านการเตรียมมาเป็นอย่างดี ในขั้นตอนการผลิตแรก ๆ เกิดความเสียหายหรือทั้ง ทลายลงไปได้ นอกจากนี้การที่จะทำเครื่องปั้นดินเผาให้ เกิดผลดีและผลิตภัณฑ์มีความเสียหายน้อยที่สุดนั้น ยังขึ้น อยู่กับกรรมวิธีในการเผา การควบคุมไฟ และการควบคุม อุณหภูมิ

เตาแบ่งตามชนิดของเชื้อเพลิง

เตาที่ใช้เผาผลิตภัณฑ์ จะต้องออกแบบให้เหมาะสมกับเชื้อเพลิง ตลอดจนรูปร่างและขนาดของเตา จะต้องดัดแปลงแก้ไขให้เหมาะสมกับงาน รวมทั้งการประหยัดและให้ผลคุ้มค่ากล่าวคือ

1. เตาชนิดที่ใช้ฟืนเป็นเชื้อเพลิง (Wood Firing Kiln) ผู้สร้างจะต้องออกแบบให้การลุกไหม้ ของเชื้อเพลิงได้ดี และสามารถเผาในอุณหภูมิสูง โดยเฉพาะขี้เถ้าจะต้องถ่ายเทได้สะดวก เตาที่ใช้ปืนเป็น เชื้อเพลิงสร้างเป็นเตาชนิดต่าง ๆ ได้ตามต้องการ
2. เตาที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง (Coal Firing Kiln) เป็นเตาที่เผาได้อุณหภูมิสูง แต่การลุก ไหม้ของเชื้อเพลิงจะต้องออกแบบให้เหมาะสม ช่องที่จะใส่เชื้อเพลิง และการระบายขี้เถ้าในเตาต้องให้ สมดุลกัน
3. เตาชนิดใช้แก๊สเป็นเชื้อเพลิง (Gass Firing Kiln) เป็นเตาเผาที่ให้อุณหภูมิสูง สามารถเผา IIUU Oxidizing Ko Reduction
4. เตาเผาชนิดใช้น้ำมันเป็นเชื้อเพลิง (Oil Firing Kiln) อาจออกแบบให้ใช้น้ำมันประเภทโซ่ล่า (Light Oil) หรือน้ำมันเตา (Heavy Oil)
5. เตาเผาชนิดไฟฟ้า (Electric Firing Kiln) เป็นเตาเผาที่สามารถให้อุณหภูมิสูง และสามารถ เร่งความเร็วได้ตามต้องการ เป็นเตาที่เผาแบบ Oxidizing เท่านั้น

บรรยากาศในการเผา

ในการเผาผลิตภัณฑ์เครื่องปั้นดินเผาในแต่ละครั้งสามารถทำให้บรรยากาศภายในเตามีความ แตกต่างกันได้ ทั้งนี้บรรยากาศภายในเตาขณะเผาไหม้มีส่วนทำให้สีของเนื้อผลิตภัณฑ์และเคลือบมีความ แตกต่างกันออกไป

1. บรรยากาศการเผาไหม้แบบออกซิเดชั่น (Oxidation Firing) บรรยากาศการเผาแบบ ออกซิเดชัน หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า เผาเหลือง หมายถึงการเผาไหม้อย่างสมบูรณ์ซึ่งเกิดจาก บรรยากาศในเตามีออกซิเจนมากเกินพอ แล้วเมื่อเผาไหม้แล้วจะมีออกซิเจนเหลืออยู่ การเผาทำได้โดย ปรับหัวพ่นไฟให้อากาศผ่านเข้าเตาได้อย่างเต็มที่ปฏิกิริยาออกซิเดชันเริ่มตั้งแต่อุณหภูมิประมาณ 400 องศาเซลเซียส ขึ้นไปจนถึง 950 องศาเซลเซียส ซึ่งช่วงอุณหภูมิ 900 – 950 องศาเซลเซียส ควร แช่อุณหภูมิไว้สักพักเพื่อให้คาร์บอนออกจากเนื้อภาชนะให้หมด จากนั้นเผาจนกีงจุดอิ่มตัว
2. บรรยากาศการเผาไหม้แบบรีดักชั่น (Reduction Firing) บรรยากาศแบบรีดักชันหรือเรียก อีกชื่อหนึ่งว่า เผาขาว หมายถึง การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ในเตาเผามีปริมาณออกซิเจนไม่เพียงพอที่จะทำ ปฏิกิริยากับเชื้อเพลิง เมื่อเผาใหม้แล้วจะมีคาร์บอนมอนอกไซด์เหลืออยู่ในเตา

การบรรจุผลิตภัณฑ์เข้าเตาเผา

การบรรจุผลิตภัณฑ์เข้าเตาเผาถือเป็นกระบวนการที่สำคัญ ซึ่งผู้ปฏิบัติงานทางด้าน เครื่องปั้นดินเผาจะต้องทําความเข้าใจ เนื่องจากบ่อยครั้งที่ความเสียหายของผลิตภัณฑ์ เครื่องปั้นดินเผาเกิดจากกระบวนการบรรจุผลิตภัณฑ์เข้าเตาเผา ในที่นี้จะกล่าวถึงการบรรจุผลิตภัณฑ์ เข้าเตาเผาในการเผาดิบและการเผาเคลือบ

1. การบรรจุผลิตภัณฑ์เข้าเตาเผาในการเผาดิบ ในการเผาดิบแนวทางการปฏิบัติดังนี้คือ ถ้าชิ้น อานมีขนาดใหญ่มีความหนามากและน้ำหนักมากควรวางชิ้นงานไว้ชั้นล่างของการบรรจุ เนื่องจากชิ้น งานที่มีขนาดใหญ่และมีความหนาอาจเกิดการแตกร้าวได้ในขณะเผา ชิ้นงานที่มีขนาดเล็ก บางและเบา สามารถวางทับซ้อนกันได้ ตัวอย่างการบรรจุผลิตภัณฑ์เผาดิบ
2. การบรรจุผลิตภัณฑ์เข้าเตาเผาในการเผาเคลือบ ในการเผาเคลือบการบรรจุผลิตภัณฑ์เข้า เตาเผาต้องกระทำอย่างระมัดระวังเนื่องจากผิวของผลิตภัณฑ์มีเคลือบติดอยู่ การวางผลิตภัณฑ์ในเตา เผาไม่ควรวางผลิตภัณฑ์ชิดติดกันเกินไปหรือไม่ควรวางทับซ้อนกันเนื่องจากในระหว่างการเผาเคลือบจะ เกิดการหลอมละลายติดกันเกิดความเสียหายต่อผลิตภัณฑ์ได้ นอกจากนี้บริเวณก้นของผลิตภัณฑ์ควร เช็ดด้วยฟองน้ำจนสะอาด ไม่มีเคลือบติดอยู่เพื่อป้องกันก้นของผลิตภัณฑ์หลอมติดกับแผ่นรองเผาอันส่ง ผลให้เกิดความเสียหายต่อแผ่นรองเผาและชิ้นงานได้

การเผาทางเครื่องปั้นดินเผา

การเผาทางเครื่องปั้นดินเผา มีอยู่ด้วยกัน 3 ลักษณะ คือ อย่างแรกการเผาดิบ คือการเผาไล่ ความชื้นและสารอินทรีย์ที่อยู่ในเนื้อดิน อย่างที่สองคือการเผาเคลือบ หมายถึงการเผาน้ำเคลือบที่ชุบ บนผลิตภัณฑ์ ให้ละลายเป็นเนื้อเดียวกันมีความมันแวววาว และอย่างที่สามการเผาตกแต่ง คือ การ เผาชิ้นงานที่ผ่านการเผาเคลือบแล้ว นำมาตกแต่งด้วยสีบนเคลือบ แล้วเผาอีกครั้ง ซึ่งมีรายละเอียด ดังนี้

1. การเผาดิบ

ชิ้นงานหรือผลิตภัณฑ์ทางด้านเครื่องปั้นดินเผาที่ขึ้นรูปแล้ว ยังคงมีความชื้น และสาร อินทรีย์ (Organic Matter) อยู่ในชิ้นงาน การเผาไล่ความชื้นและสารอินทรีย์ ก่อนที่จะนำไปชุบเคลือบ เป็นสิ่งจําเป็น เนื่องจากจะช่วยลดปริมาณน้ำในผลิตภัณฑ์ ซึ่งเป็นตัวการทําให้เกิดแรงดันจนชิ้นงาน ระเบิดได้ ที่อุณหภูมิ 100 – 250 องศาเซลเซียส น้ำที่อยู่ในลักษณะความชื้นของอากาศระเหยออก ไป และทำให้เกิดรูพรุนขึ้นในเนื้อผลิตภัณฑ์ การเผาดิบจะทำให้เนื้อดิน หรือผลิตภัณฑ์ที่ทำสำเร็จแล้ว มี ความแข็ง (Mechanical Strengh) และคงรูป และยังสามารถตรวจสอบสภาพของเนื้อดิน ว่ามีการ แตกร้าวหรือไม่ ก่อนนำไปเคลือบ ในการเผาดิบสามารถวางผลิตภัณฑ์ซ้อนกันหรือประกบกันได้ การเผา ดิบจะใช้อุณหภูมิประมาณ 750 – 800องศาเซลเซียส ใช้ระยะเวลาในการเผาประมาณ 6-7 ชั่วโมง

2. การเผาเคลือบ

การเผาเคลือบ หมายถึง การเผา เคลือบที่ชุบบนผลิตภัณฑ์ ให้ละลายเป็นเนื้อเดียวกันมี ความมันแวววาว (Glassy) บางชนิดเป็นเคลือบด้าน ผิวเคลือบมีความแข็ง สามารถต้านทานต่อกรด และด่างได้เป็นอย่างดี ในการเผาเคลือบจะต้องเผาให้ได้อุณหภูมิตามข้อกำหนดของเคลือบแต่ละชนิด มี ฉะนั้นการเผาจะเกิดความเสียหายได้ เช่น การเผาไฟเกิน (Overfire) ทำให้น้ำเคลือบไหลติดพื้นเตา ทำให้เขาเสียหาย การเผาที่อุณหภูมิไม่ถึง (Under fire) ทำให้เคลือบไม่เป็นมันเท่าที่ควร การเผา เคลือบจะนิยมเผากัน 2 แบบ คือ แบบเผาครั้งเดียว (Mono Firing) จะนำเอาผลิตภัณฑ์ที่ตากแห้ง แล้วไปชุบน้ำเคลือบแล้วทำการเผา และอีกอย่างหนึ่งจะทำการเผาดิบก่อน (Second Firing) แล้วเอา ผลิตภัณฑ์ไปชุบเคลือบแล้วทําการเผา ผลิตภัณฑ์ที่ชุบเคลือบแล้ว ต้องเช็ดกันผลิตภัณฑ์ให้หมดเคลือบ เพื่อป้องกันการหลอมติดกันของเคลือบในขณะทำการเผา ผลิตภัณฑ์ทุกชิ้นจะต้องวางห่างกันเล็กน้อย ไม่ให้สัมผัสกันเพราะเคลือบจะหลอมติดกันที่อุณหภูมิสูง ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการเผาเคลือบ