Inicio una serie de post, en forma de mini capítulos para ilustraros algo que llevo haciendo desde el 18 de agosto del 2011 y que falta poco para que llegue a su fin.

Sin lugar a dudas es uno de los proyectos más ambiciosos que he hecho y quizás uno de los que mas he aprendido a nivel técnico.

Se trata de un horno donde poder cocer mis propias macetas a una temperatura máxima de 1300ºC , sin tener que depender de terceras personas y por ello perder el control de la cocción, con las desventajas que ello provoca.

Para el diseño inicial se ha usado un programa 3D informático y uno de cálculos térmicos que me han facilitado el trabajo, casi sin tocar un solo ladrillo. Os iré poniendo diseños poco a poco.

Desconozco cuantas entradas serán, puesto que lo hago cuando tengo tiempo, así que voy con la primera.


 

Objetivos

Especificaciones

Datos iniciales

Datos de partida

Construcción cuerpo principal (próximamente)

Construcción bóveda (próximamente)

Construcción puerta(próximamente)

Estructura cuerpo principal y puerta(próximamente)

Quemador, entrada combustión , recorrido y chimenea(próximamente)

Estructura patas y soporte.(próximamente)

Presupuesto(próximamente)

Simulaciones aislamiento térmico.

Bibliografia(próximamente)

 


Objetivos:

El objetivo es el diseño, cálculo, construcción y puesta en marcha de un horno para cocer cerámica a una temperatura máxima de 1300ºC, pudiendo llegar hasta los 1350ºC en momentos excepcionales.

Para ello se han seguido las indicaciones recogidas por usuarios de internet, empresas especializadas, libros técnicos y un estudio realizado en 10 hornos de distintas marcas, intentando resaltar los puntos fuertes de cada marca y mejorando los débiles. Desde aquí quiero dar gracias a todos por la ayuda prestada y en especial a unos pocos por el gran interes que he despertado en ellos. Al final de estos mini-post haré especial reseña de todos ellos.


Especificaciones:

La forma del horno debe ser cuadrada para aprovechar más la cocción de la mayoría de piezas que en él se van a hacer. Aunque las formas redondeadas son las que más eficiencia energética tienen, escogeremos el formato cubico debido a lo que en él debemos cocer.

Las medidas interiores iniciales útiles serán de 45cm x 45cm x 46cm interiores, lo que da una capacidad en litros de 91 litros. Estas medidas no son fruto de la casualidad, sino que salen de aprovechar al máximo las medidas de los ladrillos usados para su construcción.

El combustible será propano. Para ello dispondrá de uno o más quemadores que aportarán calor al horno.

El aislamiento se realizará con ladrillo refractario ligero del tipo JM26, pudiendo usarse un JM32 en las partes donde la llama incida directamente (rompe llama). El ladrillo refractario irá sujeto con cemento especial para estos casos, exceptuando la cúpula que irán sueltos.

Si las fugas en el aislamiento no consiguen la temperatura deseada, se podrá revestir de manta cerámica de grosor y densidad a convenir en el supuesto caso.(plan B)

El tipo será tiro semi directo, es decir, la llama sale por debajo o un lateral y los vapores de la cocción salen por la parte superior del horno o un lateral.

Para acceder a su interior dispondrá de una puerta lateral que abrirá hacia la derecha, mediante una bisagra “flotante”. También dispondrá de una o dos mirillas y una sonda de temperatura para monitorizar en todo momento los grados que haya en su interior.

Para el diseño previo y las cotas con las medidas se usará un software específico de diseño en 3D mediante el cual podré ver y medir cada parte del horno antes de su realización.

El fondo del horno dispondrá de una primera placa de Mullidur de 20mm de espesor y 400x400mm de lado, donde descansarán las demás placas. Todas ellas de alta temperatura.

Todo el conjunto se soportará en una especie de mesa con ruedas para hacer más fácil su transporte. El ancho del horno no debe superar los 800mm para permitir el paso por la mayoría de puertas de oficinas y talleres.


Datos iniciales:

Del  libro “The Kiln Book del autor Frederick L. Olsen” y algún que otro libro más, surgieron una serie de afirmaciones que las tomé como punto de partida para elaborar este ante-proyecto. Las escribo aquí a título histórico y para que consten en un futuro en este documento.

– Al ser un horno de gas, no es necesaria la chimenea, es decir el tiro del horno lo provoca la propia presión de la mezcla aire-gas. Aunque si se desea se puede poner una pequeña chimenea para elaborar el cierre de la salida de gases.

– Será necesaria una junta de dilatación por cada “foot” de pared. 1 foot = 30.48cm. Dicha junta será de 1/16” = 1,58mm. En este caso, el propio cemento actúa de junta de dilatación. No he visto juntas de dilatación en ninguno de los hornos que he analizado y tampoco que los que he visto en persona.

–  Para definir el radio del arco de la cúpula del horno, usaré la siguiente fórmula extraída del libro 1,0625 * span = radio, siendo el span, el ancho lineal de la cúpula.

– La forma ideal para una buena eficiencia del horno es la que es cuadrada, aunque se permite no incluir la cúpula en dicha forma. Por lo tanto el horno se diseñará lo más cúbico posible, siempre teniendo en cuenta que hay que aprovechar los ladrillos al máximo y no tenerlos que cortar casi todos. Si quisiéramos ampliar el horno lo haríamos hacia su fondo, colocando más ladrillos y más quemadores. La puerta se mantendría.

– El área de la salida de gases debe ser COMO MÍNIMO de la misma superficie que la entrada de combustible + aire. Por lo tanto realizaré un agujero de 40mm de diámetro en la entrada del quemador y DOS agujeros de 40mm de diámetro en su salida de chimenea, pudiendo tapar regularmente una , dos o parcial las salidas.

–  Una de las mejores formas (hay muchas), para la sujeción de la bóveda es la siguiente:

 

Las fuerzas de dilatación actúan hacia fuera y en dirección de las flechas. Colocando el ladrillo de lado, este último ayuda a evitar la deformación de las paredes. Junto con la estructura metálica todo queda atado.

–  Para el cálculo de las calorías necesarias según el volumen del horno he usado esta fórmula: (extraída de internet):

Ejemplo 1: Para un horno cúbico con 60cm de lado, sale una potencia de 12kW (10428Kc/h)

Ejemplo 2: Para un horno de medidas 45cm x 45cm x 46cm, el resultado es: 6000Kc/h.

Ejemplo 3: Horno comercial 80 litros capacidad a 1300ºC 17500Kc/h

–  En el libro hay otros métodos de cálculo:

Hornos de fibra: 10000 BTU por cada pié cúbico/hora
Hornos de ladrillo denso: 16000-19000 BTU por cada pié cúbico/hora

Traduciendo, cada BTU son 0,252 Kcal y cada pié cúbico son 28,32 litros, eso quiere decir que para un horno de ladrillo  alrededor de 15.000Kcal por 90 litros.


Datos de partida:

–          Para empezar, considero una cámara de combustión de 45cm x 45cm x45cm, lo que evoca 91litros de capacidad. (para el ahorro de cortes en ladrillos)

–          Se ha optado por usar ladrillos refractarios aislantes, debido al precio y la facilidad de adquisición y montaje. Son ladrillos de clase JM26, de la empresa Thermal Ceramics, para temperaturas límite recomendadas de cara caliente de 1427 ºC (2600 ºF), cada uno pesa 1415 g y mide 64 x 114 x 230 mm, son de un material cerámico (básicamente SiO2 y Al2O3) blanco de aspecto esponjoso, pero rígido y frágil. Tiene una conductividad térmica a la temperatura media de 1000 ºC de 0.33 W/mK.

–          Se realizará una estructura metálica PREVIA a la construcción del horno, la cual guiará y sujetará el diseño final.

Para más información esperar publicación capítulo 2  (futuros posts):

–          La puerta irá sujeta a la estructura a través de una bisagra flotante, como la de los hornos profesionales.

–          El sellado de la puerta con la pared se hará lo máximo con ladrillo refractario, en caso de quedar grietas, se taparán con fibra cerámica de 5 mm de grosor.

–          En el interior la placa refractaria de fondo será una de Mullidur de 400x400mm con un grosor de 20mm. Se sustentará con pilones de 45mm de diámetro y 80mm de altura. De esta forma quedará una zona de combustión de 16,2 dm3


Bien, hasta aquí el primer capítulo de esta serie de entradas. Espero poder preparar el próximo cuanto antes, ya que esto lleva algun tiempo hacerlo y redactarlo. Solo espero que a los aficionados a la cerámica les guste.

Intentaré crear un PDF con todo el contenido y colgarlo de mi blog o web.

Si haceis click en la página principal al icono de

Facebook o Twitter o RSS podréis saber cuando publico contenidos.

Este es el aspecto actual del horno en su última fase de construcción.

Saludos

TxPtO

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10 Comments

  • Nano dice:

    Por la foto parece de llama invertida pero comentas que no lleva chimenea, o apenas lleva. ¿Es asi?, creo que es mejor que lleven algo de chimena y un pequeño registro (como los antiguos DUM), en cualquier caso buen trabajo

    • admin dice:

      Será de llama semi-invertida.

      La llama entrará lateralmente, romperá la llama en la pared opuesta, realizará una subida por la boveda y saldrá por el mismo lateral o por el techo.

      Chimenea tendrá un poco, un tubo que elevará 10cm mas o menos encima del horno. Aqunue acepto consejos de un experto como vosotros.

      Aun no tengo construido esta parte.

      Foto del horno

      Saludos y gracias por seguirme.
      TxPtO

  • JAIME MARTINEZ dice:

    Excelente información que ayuda a desarrollar y crear conocimiento cerámico, si todos los blogs son como este, yo estaré inscribiéndome con to gusto
    Felicitaciones y muchas gracias TxPto
    Cordialmente,

    marpol

    • admin dice:

      Gracias por seguirme.
      Ya hay 3 capitulos sobre el horno.
      Pronto pondré el cuarto, quinto, primera cocción y resultados.
      Estoy haciendo gráficas de temperatura para ir “conociendo” un poco el horno.
      Os iré informando. Estad atentos.

  • Ana dice:

    Estimado
    Quisiera saber si puede mandarme algún dato de quien hace hornos a gas para cerámica gres.
    SAludos
    Ana M.
    cel. 85313033
    ajmaraya@hotmail.com
    Viña-Chile

    • admin dice:

      En Chile no lo se, puesto que yo soy de España, pero en Madrid hay unos buenos profesionales que se llaman UNZUETA y son expertos en hornos.
      La página web es http://www.unzuetaceramica.com y son muy conocidos aquí en España.

      Quizás ellos te puedan dar la dirección de algún artista famoso en Chile.

      Hay un autor Argentino, que es muy famosos, que ha editado algunos libros.
      Yo aprendí de él todo lo que se sobre hornos.
      Se llama Jorge Fernandez Chiti, su página web http://www.condorhuasi.org.ar/

      Tiene muchos partidarios y muchos detractores. Según te guste o no su obra.

      Saludos y gracias por visitar mi blog.
      Carlos

  • pame.martinez dice:

    hola: quiero cocer en cuero ,que cono debo usar y por qué? soy nueva en esto ,gracias por tu ayuda.
    cada tipo de cono te marca una temperatura

    • admin dice:

      Cada cono tiene una temperatura. Así que si sabes la temperatura de cuero de tu gres o barro, podrás comprar un cono acorde con dicha temperatura.
      Yo suelo comprar 3 conos, uno del numero inferior, uno del numero superior y el correcto. Los pongo en el mismo sitio, y cuando acabo la cocción, me aseguro que el del medio esté correcto, el inferior deshecho y el superior empezando a torcer, pero sin torcer del todo.
      Si quieres saber cada cono, la temperatura que aguanta, puedes visitar estos dos enlaces que te propongo a continuación.
      Saludos y gracias por visitar mi blog.

      Admin

      Tabla de conos Seger
      http://ceramica.wikia.com/wiki/Tabla_de_conos_de_Seger

      Explicación sobre los conos pirometricos.
      http://ceramica.wikia.com/wiki/Cono_pirom%C3%A9trico

  • Daniel dice:

    Hola
    La formula para el calculo de calorías esta incompleta me la podrías proporcionar por favor

    • admin dice:

      Te transcribo lo que en su día usé para el cálculo:

      Para el cálculo de las calorías necesarias según el volumen del horno he usado esta fórmula: (extraída de internet)
      ancho(metros)/0.3048*alto(metros)/0.3048*profundidad(metros)/0.3048*1.5=Kw
      (1kW=869Kc/h)
      Ejemplo 1: Para un horno cúbico con 60cm de lado, sale una potencia de 12kW (10428Kc/h)
      Ejemplo 2: Para un horno de medidas 45cm x 45cm x 46cm, el resultado es: 6000Kc/h.
      Ejemplo 3: Horno comercial 80 litros capacidad a 1300ºC 17500Kc/h
      En el libro hay otros métodos de cálculo:
      Hornos de fibra: 10000 BTU por cada pié cúbico/hora
      Hornos de ladrillo denso: 16000-19000 BTU por cada pié cúbico/hora
      Traduciendo, cada BTU son 0,252 Kcal y cada pié cúbico son 28,32 litros, eso quiere decir que para un horno de ladrillo alrededor de 15.000Kcal por 90 litros.

      Si me especificas que parte está incompleta, trataré de explicártelo. No obstante, si buscas por google, hay multitud de ejemplos de cálculo de horno en función del tamaño que tienen.

      Saludos y gracias por leer mi blog.
      Admin

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