أفران خزفية

أنواع أفران الفخار

أفران الفخار هي أفران مصممة لإشعال الفخار والمنتجات الخزفية الأخرى. يمكن تمييزها باستخدام معايير مختلفة مثل الشكل والحجم ودرجة الحرارة ونوع الوقود المستخدم لتشغيل الفرن.

• حسب الشكل: تُصنف أفران الفخار بشكل شائع إلى أفران ذات قمة علوية وأفران صاعدة وأفران هابطة وأفران نفقية. تتميز أفران الفخار الصاعدة بغرف مرتبة رأسياً، حيث ترتفع الحرارة من الأسفل إلى الأعلى. في فرن صاعد، يضع الخزافون أشياءهم الخزفية فوق صندوق النار ويتركون الحرارة تتدفق لأسفل. ثانياً، فرن هابط هو عكس فرن صاعد. فرن هابط لديه مدخنة موضعها عمودياً لأسفل. يسمح تصميم فرن هابط بتوزيع متساوٍ للحرارة حول الجسم الخزفي. فرن نفق الفخار عبارة عن أنفاق طويلة تتحرك فيها الأجسام الخزفية عبر نفق مُسخّن. يمكن تقسيم النفق إلى عدة غرف تُسخن بواسطة مدخنة النفق. أيضًا، فرن القمة العلوية هو فرن مربع / مستطيل يتم إشعال غرفته من الأعلى ويجلس على الجانب.
• حسب درجة الحرارة: بشكل عام، تم تصميم أفران الفخار لتحقيق درجات حرارة منخفضة ومتوسطة وعالية. يمكن إشعال أفران الفخار منخفضة الحرارة عند حوالي 1,650 درجة فهرنهايت (900 درجة مئوية). تُستخدم بشكل أساسي لإنتاج الفخار والسيراميك الترابي. يمكن أن تحقق أفران الفخار متوسطة الحرارة درجات حرارة تتراوح بين 2,000 درجة فهرنهايت (1,100 درجة مئوية) و 2,350 درجة فهرنهايت (1,300 درجة مئوية). تُستخدم في الغالب من قبل الخزافين لإنشاء سيراميك من الحجر والبورسلين. تُستخدم أفران الفخار عالية الحرارة عادة لإشعال سيراميك البورسلين والحجر. يمكن أن تصل إلى درجات حرارة تصل إلى 2,600 درجة فهرنهايت (1,430 درجة مئوية).
• حسب مصدر الوقود: يشمل التصميم الوظيفي لفرن الفخار استخدام مصدر طاقة منتج للحرارة. يسمح هذا المصدر للطاقة لفرن الفخار بتحقيق درجات الحرارة العالية اللازمة لتعزيز وتغيير التركيب الكيميائي للطين. لذلك، يمكن تقسيم فرن الفخار إلى أفران غازية وكهربائية وأفران حطب وفحم وبروبان. أفران الفخار الغازية تُشعل بشكل غير مباشر باستخدام الغاز الطبيعي أو البروبان. تتميز بموقدات تُشعل الغاز وتنتج لهبًا يسخن الفرن. يمكن إشعال أفران الفخار الغازية بدرجات حرارة منخفضة ومتوسطة وعالية. تُستخدم في الغالب من قبل الخزافين الذين يرغبون في التحكم الدقيق في درجة حرارة الفرن. أفران الفخار الكهربائية هي النوع الأكثر شيوعًا من الأفران في السوق. تتكون من لفائف تعمل بالكهرباء تُسخن الفرن. يمكن لأفران الفخار الكهربائية الوصول إلى درجات حرارة عالية وتُستخدم في الغالب لإشعال سيراميك البورسلين والحجر. تُشبه أفران الفحم أفران الحطب من حيث يتم تحميل الفحم في صندوق النار الموجود في القسم السفلي من الفرن. ينتج الفحم المشتعل حرارة تُشعل الفرن بدرجات حرارة عالية. مثل أفران الفحم، تتطلب أفران الفخار الخشبية من المستخدم تعبئة حطب الوقود في أسفل الفرن. ينتج الحطب المشتعل حرارة تُستخدم لإشعال الجسم الخزفي.

مواصفات وصيانة أفران الفخار

ستختلف مواصفات أفران الفخار حسب أنواعها. يوضح الجدول التالي ملخصًا لكيفية ارتباط بعض المواصفات الرئيسية بأ أنواع الفرن المختلفة:

مواصفات الفرن الرئيسية التي تهم الخزافين، وكذلك مشتري الشركات، هي عادةً أعلى درجة حرارة يمكنهم الوصول إليها. ينطبق هذا بشكل أكبر على الأفران الكهربائية أكثر من غيرها لأن، في حالة الأفران الكهربائية، يجب الوصول إلى درجة الحرارة القصوى لإشعال السيراميك بشكل صحيح. يُظهر الجدول أدناه أعلى درجة حرارة يمكن أن يحققها نوع معين من السيراميك عند إشعاله في فرن مصنوع من مادة معينة.

• مادة الفرن:

يُظهر هذا نوع المادة التي صنع منها الفرن.

• أعلى درجة حرارة:

يُظهر هذا أعلى درجة حرارة يمكن أن يحققها الفرن.

• الغرض من التصميم:

يُظهر هذا ما تم تصميم الفرن له أو ما نوع العناصر التي تُشعل باستخدام الفرن.

• الحجم:

يشمل هذا مقدار المساحة المتاحة داخل الفرن أو عدد العناصر التي يمكنه حملها.

بشكل عام، تكون درجة حرارة الإشعال القصوى أعلى قليلاً من أعلى درجة حرارة مُحققة لأنها تُشير إلى أعلى نقطة يمكن أن يصل إليها الفرن على الإطلاق. يمكن أن تصل بعض الأفران إلى درجات حرارة عالية جدًا، حوالي 1650 درجة مئوية أو أكثر، لكن كل عنصر خزفي له حدّه الخاص بحوالي 1200 درجة مئوية أو أقل. تحدد قدرة الجسم الخزفي على تحمل الحرارة نوع الأفران التي يجب شرائها.

تعتمد صحة الفرن وأدائه بشكل أساسي على روتين صيانته. يمكن أن تكون إصلاحات أفران الفخار باهظة الثمن، لذلك يجب على أصحاب الأعمال التأكد من الصيانة المناسبة لتجنب الكسر ومشاكل الإشعال. عدم وجود جدول صيانة قد يجعل من المستحيل تجنب الأضرار الطفيفة، لذا فإن وجود خطة هو المفتاح هنا.

تتضمن بعض النصائح الأكثر شيوعًا لصيانة أفران الفخار ما يلي:

• انتبه إلى الأشياء الصغيرة: يجب ملاحظة الشقوق الصغيرة وأجزاء فرن الفخار و آثار الزجاج الملتصقة ببرنامج الكمبيوتر أو الرفوف في أسرع وقت ممكن والتعامل معها. قد لا تكون المشكلات الأكبر هي المشكلات الوحيدة التي تثير القلق، ويمكن أن يؤدي تجاهل الأشياء الصغيرة إلى تراكم الضرر والاستثمار الضائع مع مرور الوقت.
• احتفظ بسجلات لكل شيء: يشمل ذلك تتبع كل إشعال، أعلى درجات الحرارة المُحققة، أي إصلاحات خضع لها الفرن، وصيانة الفرن التي تم إجراؤها عليه.

يرجى اتباع تعليمات الشركة المصنعة بدقة إذا كانت هناك أي نصائح صيانة محددة مُقترحة لفرن الفخار المعني. تتطلب الأفران الكهربائية التنظيف مرة واحدة على الأقل في السنة أو كل 20 إشعال، لذلك هذا معيار جيد. يجب أن يكون الموظفون قادرين على معرفة متى يكون الفرن مستحقًا للتنظيف بناءً على هذه المتطلبات وسجلات الإشعال السابقة.

سيناريوهات استخدام أفران الفخار

أفران الفخار أصول قيّمة تُستخدم خلال صناعات سلسلة إمداد الفخار وقطاعات الفن. في صناعات صناعة الفخار، يتم إنتاج كميات كبيرة من منتجات الفخار مثل البورسلين والحجر والأواني الخزفية والبلاط. تُناسب أفران الفخار عالية الحرارة مثل هذه الحمولة الثقيلة. تسمح متانتها بالتشغيل المستمر دون التوقف للصيانة.

يستخدم صانعو المجوهرات أيضًا أفران الفخار الصغيرة لخبز الطين وتحقيق الصلابة المطلوبة. يُسهل إعداد أفران الفخار الصغيرة تركيبها في ورش العمل. كما أنها بأسعار معقولة وسهلة التشغيل. وعليه، يمكن لحرفيي المجوهرات استخدامها بسهولة لمعالجة منتجاتهم.

في قطاع النحت الفني، تُعالج المنحوتات الفنية المصنوعة من الطين باستخدام أفران الفخار القابلة للبرمجة. يتم تشكيل النحت أولاً إلى تصميم، ويُجفف، ثم يُوضع في الفرن لإشعاله. بمجرد الانتهاء من الإشعال، يصبح النحت صلبًا ومتينًا. علاوة على ذلك، يحقق النحت التلوين الفني المعروف فقط لفرن معين.

تعتمد صناعات صهر الزجاج بشكل كبير على أفران الفخار. تستخدم الصناعاتها لدمج أنواع مختلفة من الزجاج معًا عند درجات حرارة عالية جدًا. يخلق هذا منتجًا نهائيًا متينًا وأنيقًا وسلسًا. الزجاج الذي تم صهره في أفران الفخار أكثر متانة ومقاومة للتلف. بعض التطبيقات الشائعة للزجاج المدمج هي نوافذ الزجاج الملون والمجوهرات الزجاجية وبلاط الزجاج وغيرها.

تستخدم صناعات تصلب المعادن أفران الفخار أيضًا في إنتاج منتجات المعادن المُشتعلة وعمليات التصلب. خلال إنتاج منتجات المعادن المُشتعلة، تُستخدم أفران الفخار الصغيرة لذوبان مسحوق المعدن. يشكل هذا وحدة صلبة. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم أفران الفخار المعدنية لتصلب المعادن مثل الفولاذ والتيتانيوم والنيكل باستخدام معالجة حرارية. يعزز هذا متانة المعادن وقوتها.

تخصصت الشركات الصغيرة التي تتعامل مع إنتاج الفخار في صنع منتجات الفخار مثل أكواب وأزهار وأطباق وأوعية للاستخدام المحلي والخارجي. تتطلب مثل هذه منتجات الفخار فرنًا خزفيًا ميسور التكلفة ومتينًا ومرنًا يمكنه إشعال العديد من العناصر في وقت واحد. وعليه، تتطلب جميع منتجات الفخار التي تُنتجها الشركات الصغيرة أيضًا سيراميكًا فعالًا واقتصاديًا.

توفر المؤسسات التعليمية مثل الجامعات والكليات دورات في أفران الفخار. يساعد ذلك الطلاب على فهم عملية صنع الفخار والمنتجات الخزفية الأخرى. كما تُوظف المدارس أيضًا متخصصين في أفران الفخار حتى يتمكن الطلاب من التعلم بشكل أفضل. تتضمن الأنشطة الأخرى التي تتطلب توظيف متخصص خدمات التثبيت والصيانة والإصلاح.

كيفية اختيار فرن فخار

عند شراء فرن فخار للبيع، يحتاج المشترون إلى النظر في بعض ميزات الفرن للتأكد من استثمارهم في المعدات الصحيحة. من المهم ملاحظة أن هذه الميزات من المرجح أن تختلف حسب نوع الفرن.

• السعة: هذا هو أول شيء سيحتاج المشترون إلى مراعاته عند شراء فرن فخار. عادةً ما تشير سعة الفرن إلى كمية المساحة، عادةً بالأقدام المكعبة، التي يوفرها الفرن لوضع العناصر الخزفية. أولاً، يحتاج المشترون إلى فهم حجم وأبعاد العناصر الخزفية التي تُنتج بشكل متكرر. بمجرد الانتهاء من ذلك، يمكن للمشترين بعد ذلك تقدير سعة الفرن المرغوبة عن طريق حساب حجم الفخار الذي يخططون لإشعاله في الفرن.
• نطاق درجة الحرارة: سيحتاج المشترون إلى التأكد من أن الفرن الذي اختاروه يمكنه الوصول إلى درجة الحرارة المحددة المطلوبة للمادة والزجاج اللذين يعملان بهما. لإنجاز ذلك بنجاح، يحتاج المشترون إلى تحديد متطلبات درجة الحرارة لسيراميكهم. على سبيل المثال، يُشعل الفخار عادةً عند درجات حرارة منخفضة (مخروط 04-06)، الحجر عند درجات حرارة متوسطة إلى عالية (مخروط 4-10)، والبورسلين عند درجات حرارة عالية (مخروط 8-10). بمجرد فهم المشترين لدرجة الحرارة المطلوبة لسيراميكهم، يجب عليهم اختيار فرن لديه القدرة على الوصول إلى هذه الدرجات والحفاظ عليها داخل نظام تحكم يمكنه الحفاظ عليها بدقة.
• مصدر الطاقة: عند شراء فرن فخار، سيضطر المشترون إلى اختيار مصدر طاقة. ذلك لأن أنواع مختلفة من أفران الفخار تتطلب مصادر طاقة مختلفة. على سبيل المثال، الأفران الكهربائية متوافقة مع منافذ الكهرباء القياسية، تحتاج الدوافع إلى غاز طبيعي أو بروبان، و الأفران المُشعة بالحطب، كما يوحي اسمها، تُشعل باستخدام الحطب كوقود.

أسئلة شائعة حول أفران الفخار

س1: ما الفرق بين الفرن والمسخن؟

ج1: الفرن هو فرن للمواد الخزفية أو الفخار. يسخن الفرن المواد لجعلها أكثر صلابة وإنشاء نحت أكثر ديمومة. يسخن المسخن المواد لجعلها أكثر ليونة وقابلية للطرق. عادةً ما تُسخن المعادن بواسطة مسخن، مثل الحديد أو الذهب.

س2: ما هما مرحلتا إشعال الفرن؟

ج2: الإشعال الأول، المعروف باسم إشعال البسكويت، يحول الجسم الخزفي إلى بسكويت مسامي يمكنه امتصاص الزجاج. الإشعال الثاني، المعروف باسم إشعال الزجاج، يخلق جسمًا مُختومًا بسطح صلب ولامع.

س3: ما هو أكبر نوع من الأفران؟

ج3: أكبر نوع من الأفران هو الفرن الصاعد. يُستخدم بشكل شائع لعمل الطوب، وهو مادة بناء أساسية. يُناسب الفرن الصاعد الإنتاج الضخم لأنه يمكنه إنتاج عدد كبير من الطوب في وقت واحد.