Bränning av keramik

Ekonomi

2014-04-03 11:58 #0 av: rolnor

Håller nu på att bränna "Stenunns Röda", bränningen bröts första gången jag brände och jag vet inte hur varmt det blev men glasyren hade smält ut bra och såg hel OK ut, förmodligen inte fullt mogen i färgen. Ugnen stod på 1250 och den kom nog nästan upp dit. Jag funderar lite, förr brände jag ganska mycket reducerande till 1300 grader eftersom jag gillade glasyrerna som jag kunde använda då. Jag tänker att jag sparar en hel del pengar om jag kan nöja mej med 1250 oxiderande, det går inte åt nån gas till reduktionen, (jag har en el/gas ugn) och elementen/teglet i ugnen håller längre, dessutom lägre elkostnad. Är det någon som räknat på det här mer i detalj, är ju svårt att avgöra hur mycket längre elementen håller men det bör vara ganska avsevärt?

Anmäl
2014-04-04 09:22 #1 av: rolnor

Nån som funderat över detta? Flera här som bränner med ved bränner ju reducerande högt men då gäller ju inte resonemanget med ekonomin för ugnen eller bränslet?

Anmäl
2014-04-04 14:33 #2 av: Ride84XL

Tror det är svårt att ge ett generellt svar då det är flera faktorer som påverkar. När det gäller elementslitage är det väldigt beroende av hur man dimensionerar dom också - jag körde tyvärr inte min ugn tillräckligt länge för att få ett svar när jag hade den (10-15 uppvärmningar 1200-1250°C gav inte ens mätbar förändring i resistans på tråden). Min nya ugn är snart klar men det tar väl minst 50 uppvärmningar innan man har svar. Antalet "drifttimmar" på full effekt vid hög temp blir ju dock väldigt kort för mina ugnar då dom har så snabb uppvärmning jämfört med normaldimensionerade keramikugnar
En sak var dock anmärkningsvärd - i början av bygget när jag labbade med elementupphängningarna så gjorde jag en misslyckad upphängning där tråden slog ihop med sig själv flera ggr. En gång hände det när jag hade 1230°C i ugnen - jag mätte resistansen efteråt och räknade ut hur mycket effekten höjdes pga strömmens kortare väg. Effekten ökade från 8,5 (normal full effekt) till ca 12 kW och ytbelastningen höjdes därmed från ca 1,9 W/cm^2 till ca 3,4W/cm^2
- det tog 1-2 min innan jag upptäckte det (tempen steg "för fort"), men ändå klarade tråden sig. Vid en senare testkörning brann den dock av redan vid 1200°C - men då var det nog för den "segnade ner" sakta så det blev en ljusbåge i kontaktpunkten. Det här får mig att fundera lite på hur det är i många "kommersiella" ugnar med elementen i spår (det måste ju försämra värmeavgivningen endel och det kanske t o m gör mer än skillnaden mellan 1250 och 1300) Tråden verkar ju tåla mer än man tror kortvarigt - men den slits ju säkert mycket fortare om den "går varmt". Men med en och samma ugn så slits dom ju naturligt vis mindre vid 1250, men hur mycket är svårt för mig att svara på iallafall.

Vad gäller elförbrukning så gör det ju lite skillnad. Även här har dock dimensioneringen stor betydelse - har man snålt med effekt kan skillnaden bli väldigt stor då man får ligga länge i slutet och "kämpa" för att få upp tempen sista biten när nästan all effekt går till att bara hålla tempen uppe. Har man generöst med effekt blir skillnaden mindre.

Gas har jag dock ingen aning om hur mycket som behövs osv - men rimligen här tjänar mam väl på att stänga till alla ventilationsöppningar så mycket som möjligt (då behöver man inte på med lika mycket gas för att hålla syret borta)

Anmäl
2014-04-04 15:59 #3 av: rolnor

Jag tänker att elementen slits betydligt fortare om man ligger på 1300grader än t.ex. 1260? Jag har element i alla sidor (utom taket såklart) och ugnen är på 173liter och 10Kw så det är en bra ugn tycker jag, tidigare hade jag 10Kw i en 215liter ugn.

Anmäl
2014-04-04 18:07 #4 av: Ride84XL

Jo - jämför man med en och samma ugn är det ju självklart så. Men dimensioneringen av elementen har ju också stor betydelse. 

Som jag skrev - mina testelement klarade 3,4 W/cm² en kort stund upp till 1230°C utan att brinna av, men dom skulle ju förmodligen inte hålla länge och säkert ta slut mycket snabbare än dom gör vid 1300 i en bra ugn om man körde så kontinuerligt. Det är ju dock inte bara ytbelastningen på tråden som spelar roll utan även hur man lägger den och "wall load" (belastningen på hela väggen där man har elementet). Beroende på hur väl olika ugnar är dimensionerade lär det ju skilja en hel del kan jag tänka. 

I ditt fall är det väl en Uterm-ugn du har och dom tror jag nog är rätt ok - visserligen element i spår men det är ju element på alla väggar och t o m i botten, så "wall load" blir ju väldigt låg och det är ju många spår så effekten blir fördelad på många meter spår så att säga. Dessutom lär ytbelastningen bli låg med så mycket tråd.

Sen det där med effekt i förhållande till volym är ju mest en fråga om uppvärmningstid - jag vill ha en ugn som man bara kan dra igång snabbt när man vill göra nåt experiment eller så eller smälta nåt utan att behöva vänta över en timme på att det ska bli varmt (tycker även att mina 48 min från rumstemp till 1200 var lite långsamt, så den nya ugnen ska bli ännu snabbare). Samtidigt har jag inte behov av en så stor ugn så jag klarar mig ändå bra med ca 9 kW. För keramikbränning kan man ju dock inte gå upp för fort ändå, så då är det ju mer prio att kunna få lite volym på ugnen utan att behöva ha sådär 3 x 50 A säkringar. Skulle man dimensionera som jag gör med min nya ugn jag bygger nu skulle man behöva drygt 20 kW för en ugn i din nuvarande storlek (för 215 L kanske man skulle behövt 25-30 kW).

Anmäl
2014-04-04 18:54 #5 av: rolnor

Jo, men om man har väldigt lite element i ugnen så måste ju dom upp i en väldigt hög temperatur för att få upp ugnen i temp, mycket högre än ugnens sluttemp, om ugnen ska bli 1300C så måste kanske elementen upp i 1350, alltså nära kanthalens maxtemp?

Anmäl
2014-04-04 19:39 #6 av: Ride84XL

Jo så är det ju (ju bättre tråden kan avge värmen desto mindre blir temp-skillnaden mellan elementen och ugnen i övrigt). Ju "mer element", desto längre och/eller grövre tråd och mer ytterarea på den - men samlar man tråden tätt på ett ställe får ju värmen svårt att stråla ut utan att träffa angränsande tråd eller t ex insidan på spåret istället för att stråla ut i ugen. Därför mäter man även t ex "wall load" om man har element som täcker en vägg - även med låg ytbelastning kan wall load bli för hög om man bara har element på 2 väggar som i min gamla ugn t ex (den nya blir toppmatad istället för att kunna ha element på alla väggar - det är ju lite bökigt att sätta element i dörren). Men där är ju din Uterm ugn bra - den har ju i alla väggar och även botten och det är många spår med spiraler så varje behöver ju inte avge så mycket effekt. Sen en fördel till med en stor ugn i förhållande till effekten är att man har mycket väggyta att fördela effekten på - så dina element slits ju säkert inte mer än mina kommer göra (kanske t o m mindre) sett till antal uppvärmningar (även fast det blir många fler drifttimmar på full effekt vid hög temp så kompenseras det av lägre belastning på elementen).

Så effekten i förhållande till volymen blir i slutändan mest en fråga om uppvärmningstid och även till viss del energiförbrukning (energiförbrukningen kan dock kompenseras med bättre isolering - och även där är ju Uterm bra då dom ugnarna har både isolertegel och keramisk fiber)

Anmäl
2014-04-04 20:15 #7 av: Ride84XL

Det var väl jag som förvillade lite där med att min ugn hade "få drifttimmar på full effekt" - det är nog inte så relevant i sammanhanget. Max temp är förresten 1400 för kanthal A1 "maximum continous operation temp in air" - smältpunkten är 1500. Så man är inte helt utan marginal vid 1300 heller.

Men en lite cool grej som du säkert sett om du kollat in i en ugn under uppvärmning är att skillnaden mellan elementens temp och ugnen i övrigt minskar med ökande temp och inte tvärtom som det "borde" va efter som mer effekt avges från ugnen vid högre temp. Även med rätt bra dimensionering på elementen så ser man ofta att elementen glöder tydligt redan vid 500°C i ugnen (vilket tyder på att dom ligger runt 700° innan man ens ser väggarna glöda - vilket är 200° över ugnens temp och skulle dom va det vid 1300 också smälter ju tråden). Vid 1000+° är det dock inte så stor skillnad i glöd mellan elementen och väggarna längre. Det måste ha med att göra att merparten av värmen avges som strålning vid dom här höga temperaturerna och strålningsintensiteten ökar inte linjärt med tempen utan typ exponentiellt - utan det här fenomenet vore det nog rätt svårt att värma ugnar med element för det skulle va svårt att få tråden att kunna avge tillräcklig effekt utan att överhettas.

Anmäl
2014-04-06 08:00 #8 av: Rerum

Har inte själv räknat på detta men har en kompis som försörjer sig på keramiken så han räknar mycket på kostnader. Han säger att han strävar efter att bränna så lågt som möjligt. Han bränner oxiderat i elugn.

Anmäl
2014-04-06 08:01 #10 av: Rerum

Du kan få namnet till honom. Han tillverkar sina värmeslingor själv. Han är mycket kunnig och insatt.

Anmäl
2014-04-06 13:43 #11 av: Ride84XL
temperature-equivalents.pdf

Det där med att bränna lågt förresten - kollade lite i och tänkte visa denna tabell igen. Många ggr sliter man nog definitivt snabbare på elementen än man behöver när man utför keramikbränning på "tradionellt sätt". 

Man kan ju bränna upp till orthon 10 med 1250° om man bara håller den tempen en stund efter att man kommit upp i den. Följer man däremot "standard" med att stiga 150°C/timme sista biten av en bränning så måste man ända upp i 1305°C för att få samma resultat. 

Det är ju förresten för att dom flesta keramikugnar är så långsamma man kan göra så att man bara går upp i måltemp sen stänger av (eller kör med en minimal typ 15 min utjämning) - min gamla ugn (och den nya blir förmodligen ännu snabbare) t ex steg ca 6°C/minut sista biten till 1230°C (max vad jag ville gå med min tempsensor typ K) och det är ju 360°C/timme. Det skulle inte gå att bränna till Orthon 9 ens, utan att överhetta den ugnen (gå över 1300°C) om man bara körde full effekt sen stängde av. Däremot om man drar ner effekten och "stannar" så räcker 1230°C utan problem. Slänger man en stor isbit i en kastrull med kokande vatten tar det ju ändå lite tid innan den smält. Det går ju inte omedelbart att tillföra den energi som behövs - även om tempen är tillräcklig. 

Elementen däremot är ju dom som tillför energi till ugnen så dom måste ju istället upp högre upp över ugnens temp för att kunna stiga 150°C/timme jämfört med att hålla konstant temp. När man "stannar" i temp drar man ju ner effekten så då svalnar ju elementen lite grann - även fast man håller tempen i ugnen konstant. Det hela sker ju då dessutom vid en lägre temp - så det lär ju definitivt slita mindre även om tiden man är uppe i hög temperatur blir något längre

Anmäl
2014-04-06 17:18 #12 av: [Ante333]

Ekonomi e att göra bra grejer som säljer. Och inte en allt för bra isolerad. En ugn som e under 100 grader när man kommer till jobbet på morgonen e ekonomi för mig. så man kan fylla den igen

Anmäl
2014-04-06 19:28 #13 av: Ride84XL

Lite sämre isolering (men inte hur dålig som helst förstås) går ju faktiskt att kompensera med hög effekt  - uppvärmningstiden blir då så kort att det inte hinner gå ut så mycket energi under uppvärmningen ändå. Om man håller tempen uppe en stund på slutet går det lite mer - men det handlar ju oftast om några få kWh jämfört med bra isolering, såvida man inte ska hålla "måltempen" uppe i flera timmar.

Som bonus svalnar det ju fortare också - så fort upp och fort ner. Jag(som oftast använder min ugn till annat) brukar dock öppna luckan när jag vill gå ner fort i temp - men det kan man ju inte göra med keramik i ugnen (då spricker ju grejerna)

Min nya ugn får lite sämre än den gamla, men i mitt fall beror det på att jag vill ha ner yttermåtten på ugnen istället.

Anmäl
2014-04-06 20:40 #14 av: rolnor

Jag förstår resonemanget med värmearbete, men en glasyr måste ju upp i en viss temp för att börja smälta överhuvudtaget, många glasyrer är ju självklart omöjliga att bränna till bara 1250 oavsett hur länge man stannar på topptemp.

Anmäl
2014-04-06 21:33 #15 av: Ride84XL

Jo - så är det ju. Men vad jag förstår så ska ju käglorna bete sig som glasyrerna gör - men det kanske inte stämmer exakt (tabellen borde ju dock va rätt meningslös om det inte gör det). 

Sen är det ju så att det behövs en hel del energi för att smälta något. Tänk att du lägger in ett block på sådär 2 kg aluminium i ugnen och startar - det behövs ju bara 660°C för att smälta det, men om man kör på full effekt så kommer du ju säkert upp över 750°C, även med din ugn innan det smält helt. Men skulle du stanna på t ex 700 så kommer den ändå smälta - bara det att det tar något längre tid. Tänk då allt gods (förmodligen 10-tals kg när man packar en ugn som din full) - det är ju en ansenlig massa som knappast smälter/sintrar på en kvart så fort man nått smältpunkten

Metallen i mitt exempel kommer dock "avslöja" fenomenet genom att flytande metall lägger sig under biten innan den smält helt - glasyrerna har ju inte samma distinkta övergång mellan fast och flytande. Men det blir ju samma princip.

Anmäl
2014-04-06 22:53 #16 av: rolnor

Jag tror inte du kan böja en kon10 kägla vid 1250 oavsett hur länge du väntar, det finns väl nån slags mjukningspunkt helt enkelt?

Anmäl

Det finns en till kommentar till den här diskussionen. Den är bara synlig för medlemmar på iFokus. För att läsa kommentaren, logga in eller registrera dig på iFokus.