La cocción en un horno sencillo

Conos: qué miden

Siga primero el manual de su horno. Esta guía reúne lo que publican los fabricantes de conos y de hornos sobre los hornos eléctricos sencillos; no sustituye a las instrucciones de su modelo y, donde las dos difieran, manda el manual.

Un cono pirométrico es una pirámide pequeña y esbelta, hecha de un polvo cerámico normalizado. Cuando ha recibido suficiente calor, se reblandece y se dobla de una manera reproducible. Los conos se colocan en el horno junto a las piezas, y después se lee cuánto se han doblado.

Los conos miden el trabajo térmico, el efecto conjunto de la temperatura y el tiempo. En palabras de Orton, el principal fabricante de conos de EE. UU.: «Los conos no miden solo la temperatura». Un cono calentado despacio se dobla a una temperatura más baja que uno calentado deprisa, y un esmalte se comporta igual. Por eso Orton da la temperatura de cada cono para una velocidad de subida determinada durante los últimos 100 °C (180 °F) de la cocción. Cuando un cono empieza a moverse, se dobla en un intervalo estrecho, «normalmente menos de 40° F» (22 °C).

Números de cono

Los números de cono van del 022, el más frío, al 42. Un cero delante indica la serie más fría y se lee «cero»: el cono 06 («cero seis») es más frío que el cono 04, y el cono 01 necesita menos calor que el cono 1. Orton advierte de que es importante no confundir las dos series. La diferencia es grande: el cono 06 se dobla a más de 220 °C (400 °F) menos que el cono 6.

Los proveedores del Reino Unido, Europa, Australia y Nueva Zelanda suelen dar una temperatura en °C en lugar de un cono: busque el cono más cercano en la tabla de más abajo y confírmelo con un cono testigo. No debe suponerse que los conos Seger y Staffordshire, las series europeas más antiguas, compartan los números de Orton, así que esta guía usa conos Orton.

El mantenimiento añade trabajo térmico

Un mantenimiento (también llamado meseta) mantiene el horno a una misma temperatura durante un tiempo. Como los conos miden el trabajo térmico, un mantenimiento al final puede hacer las veces de una temperatura máxima más alta. Orton da estas equivalencias aproximadas:

Orton añade que un mantenimiento de 1–2 horas «puede bastar para deformar el cono del número inmediatamente superior».

Así que un mantenimiento nunca sale gratis: si añade uno, cuente con que los conos se doblen más, y baje la temperatura máxima en la misma medida.

Tipos de cono

Orton fabrica cuatro tipos. Dos se colocan en la placa para mostrar lo que han recibido las piezas; dos son para el kiln sitter.

La altura importa: una diferencia de ¼ de pulgada (6 mm) en la altura de un cono grande «puede causar una diferencia de más de medio cono en el doblado». Los conos no se estropean ni envejecen, y guardarlos en un lugar húmedo no les afecta.

Qué significa «cono 6» en la práctica

La tabla da para un cono 6 con pie 1222 °C (2232 °F), pero solo cuando los últimos 100 °C (180 °F) suben a 60 °C/h (108 °F/h). Subiendo a 150 °C/h (270 °F/h), el mismo cono se dobla a 1243 °C (2269 °F). Los hornos reales vuelven a diferir: Digitalfire informa de que «la mayoría de los hornos alcanzan el cono 6 a 2200°F, no a 2232°F». Así que «cono 6» significa que las piezas recibieron el trabajo térmico que dobla un cono 6, marcara lo que marcara un termómetro en ese momento.

Si cuece por temperatura, mantenga igual el final de todas las cocciones: la misma velocidad de subida al final, la misma temperatura máxima y el mismo mantenimiento. Así, un esmalte que funcionó una vez vuelve a funcionar.

Tabla de conos

Estas cifras proceden de la tabla de conos de Orton (©2001) para conos con pie. Elija la columna que corresponda a la velocidad a la que subió su horno durante los últimos 100 °C (180 °F). La regla práctica de Orton es la columna de 150 °C/h (270 °F/h) para una cocción rápida, la de 60 °C/h (108 °F/h) para una media y la de 15 °C/h (27 °F/h) para una lenta. Para calcular una velocidad, divida los grados que ha subido entre las horas que ha tardado: un horno que sube 500 °C (900 °F) en 3 horas calienta a unos 167 °C/h (300 °F/h).

Un guion indica una cifra que no se ha copiado aquí; consulte la tabla completa de Orton.

Los conos grandes se doblan a pocos grados de estas cifras: un cono 6 grande a 60 °C/h (108 °F/h) corresponde a 1220 °C (2228 °F). Los conos pequeños, los que se usan en un kiln sitter, solo figuran a 300 °C/h (540 °F/h), así que la tabla da para un cono 6 pequeño 1255 °C (2291 °F). Esa no es la temperatura a la que un kiln sitter apaga el horno. La función del cono del kiln sitter es coincidir con el cono de la placa, y el cono de la placa tiene la última palabra.

Dos advertencias. El folleto de Orton de 2019 da para el cono 06 a la velocidad rápida 1024 °C (1875 °F), pero la tabla y las preguntas frecuentes de Orton dan 1013 °C (1855 °F), la cifra que se usa aquí. Y la tabla de conos grandes del final del manual del kiln sitter de Dawson tiene errores de copia (el cono 5, más caliente que el cono 6), así que no la use.

Cocción por temperatura

Un horno con programador cuece hasta una temperatura que usted fija, medida por una sonda cerca de la pared. Los proveedores del Reino Unido, Europa, Australia y Nueva Zelanda suelen dar una temperatura de cocción en lugar de un cono.

Una temperatura sola no dice cuánto se han cocido las piezas. Los esmaltes, como los conos, responden al trabajo térmico: la misma temperatura máxima da un resultado más cocido tras una subida lenta o un mantenimiento, y menos cocido tras una subida rápida. La tabla de Orton muestra cuánto: el cono 6 se dobla a 1185 °C (2165 °F) subiendo a 15 °C/h (27 °F/h) y a 1243 °C (2269 °F) subiendo a 150 °C/h (270 °F/h). Así que una temperatura de cocción significa esa temperatura alcanzada a una velocidad determinada, con el mantenimiento que indique el fabricante, si lo hay.

Cuando una receta da un cono en su lugar, búsquelo en la tabla de arriba, en la columna de la velocidad a la que sube su horno al final de la cocción. Un mantenimiento también añade trabajo térmico: vea «El mantenimiento añade trabajo térmico», más arriba.

La sonda mide el aire cerca de la pared, no las piezas. Si las cocciones salen más calientes o más frías de lo que deberían, el manual de su programador explica su corrección (offset), que ajusta la lectura.

Cocción de bizcocho

La cocción de bizcocho (biscuit en el Reino Unido) es la primera cocción, a menos temperatura, que convierte la arcilla seca en piezas duras y porosas, listas para esmaltar. Suele hacerse a cono 06–04, 998–1063 °C (1828–1945 °F) según la tabla de Orton; en el Reino Unido, los ceramistas suelen cocer a unos 1000 °C (1832 °F), cerca del cono 06. El bizcocho debe quedar poroso, «por lo general, más del 15 %» (Digitalfire), para que absorba el agua del esmalte. Un bizcocho demasiado blando toma el esmalte demasiado grueso, que luego se agrieta y se recoge (se retira formando islas y deja la arcilla al descubierto). Además, el bizcocho poco cocido «sigue encogiendo durante la cocción de esmalte», lo que estropea el acoplamiento esmalte-pasta. Al cargar hay margen: las piezas pueden tocarse, las tapas pueden cocerse puestas en sus piezas y los cuencos se colocan boca con boca en lugar de uno dentro de otro.

Por qué la primera parte va despacio

El agua se expande más de mil veces al convertirse en vapor, así que las piezas húmedas deben secarse despacio. L&L y Orton aconsejan que «se tenga especial cuidado por debajo de 1500°F (815°C) para calentar la pasta de manera uniforme», y que el carbono se queme antes de unos 650 °C (1200 °F). Por encima de 816 °C (1500 °F), el horno puede subir más deprisa.

La inversión del cuarzo es el cambio brusco de tamaño de la sílice de la arcilla a 573 °C (1063 °F): se dilata al subir y se contrae al bajar. El programa Slow Bisque de L&L va más despacio al atravesarla, entre 538 °C (1000 °F) y 593 °C (1100 °F). Digitalfire lo consideró «innecesario para las cocciones de bizcocho», y Ceramics Monthly dice que importa sobre todo al enfriar piezas densas. Ir más despacio cuesta poco, así que le sugerimos conservar ese tramo lento para las piezas gruesas.

Precalentamiento: secar en el horno

El precalentamiento consiste en mantener el horno a baja temperatura, con la tapa entreabierta o el extractor en marcha, hasta que la última humedad haya salido de las piezas. Las fuentes no coinciden en la temperatura:

Nuestro punto de partida: suba despacio hasta no más de unos 121 °C (250 °F), y mantenga la temperatura hasta que un espejo junto al respiradero no se empañe. Para piezas gruesas o húmedas, mantenga toda la noche.

La prueba del espejo: sostenga un espejo a temperatura ambiente junto a un respiradero o en la rendija bajo una tapa entreabierta. Si se empaña, todavía está saliendo agua; espere y vuelva a probar.

Curvas para programador

Un programador es una unidad electrónica que conduce la cocción mediante un programa: una lista de segmentos, cada uno con una velocidad de subida (la rampa), una temperatura objetivo y un mantenimiento opcional. A continuación, dos programas predefinidos de los programadores DynaTrol de L&L y de Bartlett, y una curva publicada por Digitalfire. La «temperatura máxima» es la que el propio programador asigna al cono que elija: para el cono 04 es 1052 °C (1926 °F), y para el cono 06, 993 °C (1819 °F).

Los tiempos de L&L son «para los hornos vacíos más rápidos posibles»; un horno cargado puede tardar hasta cuatro veces más, y cualquier mantenimiento que añada es trabajo térmico adicional que los programas no tienen en cuenta. L&L aconseja Slow Bisque, con un precalentamiento de 2–3 horas o más, para piezas grandes o húmedas, y desaconseja la cocción rápida, que «puede causar defectos como pinchados, grietas y una combustión incompleta de la materia orgánica».

El BQ1000 dura unas 7 horas y 44 minutos. Su autor considera que hasta 278 °C/h (500 °F/h) va bien para piezas finas y secas, y hace más lento el último paso para igualar la temperatura en toda la carga.

Los conos del programador y la tabla de Orton

Los programadores de L&L y Bartlett usan 1052 °C (1926 °F) para el cono 04 y 993 °C (1819 °F) para el cono 06, algo por debajo de los 1063 °C (1945 °F) y 998 °C (1828 °F) de Orton; coinciden en el cono 6 y el cono 10. Los conos testigo resuelven la diferencia: si no coinciden con el programador, ajústelo con la corrección de cono (offset).

En un horno manual

Un horno manual sigue el mismo plan a mano: secar despacio con la tapa entreabierta y las mirillas abiertas, subir los reguladores de Bajo a Medio y luego a Alto, y dejar que el kiln sitter termine la cocción. Los procedimientos publicados están en «Hornos manuales en detalle», más abajo.

Cocción de esmalte

La cocción de esmalte funde el esmalte y lo convierte en vidrio sobre el bizcocho. La mayoría de quienes empiezan cuecen esmaltes de baja temperatura a cono 06–04 o esmaltes de media temperatura a cono 5–6. Cueza al cono que indiquen las etiquetas de su arcilla y de su esmalte, con un trío de conos en torno a ese número. Para saber qué pasa dentro del esmalte mientras se funde, vea El esmaltado desde sus fundamentos.

Carga para una cocción de esmalte

• Las piezas esmaltadas no deben tocarse entre sí ni tocar las paredes: deje alrededor de ½ pulgada (13 mm).
• No ponga esmalte en el pie (limpiar el pie), o coloque las piezas de baja temperatura sobre trípodes, pequeños soportes con puntas. El gres y la porcelana no deben apoyarse en trípodes, que se clavan en la pieza a esas temperaturas; use en su lugar protector de placas de alta temperatura o arena de sílice.
• Deje al menos 1 pulgada (25 mm) entre los bordes de las placas y la pared o el kiln sitter.

Curvas para programador

Slow Glaze es la opción por defecto más segura, dada la advertencia de L&L sobre la cocción rápida. Si añade un mantenimiento de más de 5–10 minutos a la temperatura máxima, L&L dice que se baje en la misma medida el objetivo o la corrección de cono, y señala que «los mantenimientos a altas temperaturas aceleran el desgaste de las resistencias y del termopar».

Cono 6: bajada con mantenimiento

Los esmaltes de media temperatura a veces salen con pinchados (agujeros diminutos en la superficie) o ampollas, que deja el gas al salir burbujeando del fundido. Una curva de bajada con mantenimiento cuece hasta la temperatura máxima, enfría deprisa unos 56 °C (100 °F) y mantiene ahí la temperatura. En palabras de Digitalfire: «Bajar 100°F y mantener da al fundido la viscosidad suficiente para reventar las burbujas y, aun así, dejar que se cierren».

El PLC6DS dura unas 9 horas y 36 minutos. Para esmaltes más fluidos, Digitalfire baja unos 111 °C (200 °F) en su lugar; bajar demasiado «supone un riesgo de cristalización durante el mantenimiento». Su temperatura máxima de 1204 °C (2200 °F) está por debajo de los 1222 °C (2232 °F) que da la tabla para el cono 6; Digitalfire informa de que la mayoría de los hornos alcanzan el cono 6 a unos 1204 °C (2200 °F). Compruébelo con un trío de conos en su propio horno.

Enfriamiento lento

El enfriamiento lento significa que el programador enfría el horno a una velocidad fijada en lugar de dejar que baje libremente. El C6DHSC de Digitalfire es el PLC6DS seguido de un enfriamiento a 83 °C/h (150 °F/h) desde 1148 °C (2100 °F) hasta 760 °C (1400 °F), y luego el horno se apaga. «Mejora el brillo y la calidad de la superficie» y favorece los azules de rutilo, pero el enfriamiento lento «puede aumentar el aspecto mate» (un esmalte mate quedó seco) y puede acortar la vida de los relés del horno. L&L también incluye de serie un programa de enfriamiento lento para cono 6:

Los programadores de Skutt ofrecen igualmente un precalentamiento y una opción de enfriamiento en un solo paso.

En un horno manual

Un horno manual no puede seguir estas curvas con exactitud, pero el plan es el mismo: suave al principio, constante en la parte central y un final vigilado. La curva de Bracker’s para esmaltes de baja temperatura está en «Hornos manuales en detalle», más abajo; para conos más calientes añade «una media de 15–30 minutos por número de cono». Con un pirómetro, práctica y un registro, puede imitar aproximadamente una bajada con mantenimiento o un enfriamiento lento bajando los reguladores a mano, como sugiere Digitalfire.

Hornos manuales en detalle

Cómo funcionan los reguladores

Los hornos antiguos (según L&L, sobre todo los fabricados antes de 1975) tienen reguladores de cuatro posiciones: Apagado, Bajo, Medio y Alto, sin nada intermedio. Los hornos posteriores usan reguladores de energía, marcados Apagado, después del 1 al 11 y después Alto en los hornos de L&L. Un regulador de energía no envía menos potencia. Enciende y apaga del todo las resistencias en un ciclo que se repite: en Bajo, según L&L, «pueden estar encendidas unos 7 segundos y apagadas 23 segundos en un ciclo de 30 segundos». Cuanto más alta es la posición, más tiempo están encendidas, y en Alto lo están todo el tiempo. Los números no son porcentajes exactos, así que aprenda a conocer su propio horno con conos y registros.

Procedimiento general de L&L

El procedimiento que propone L&L para un horno con tres reguladores, kiln sitter y sin extractor:

Curvas de Bracker’s

Bracker’s Good Earth Clays, un proveedor de arcillas de EE. UU., publica estas curvas para hornos manuales sin extractor:

Bracker’s no dice a qué cono de la placa corresponde su cono de kiln sitter para el bizcocho, así que compruébelo con su propio trío de conos. Con un extractor de tiro descendente, los pasos son los mismos, pero el extractor funciona durante toda la cocción y el enfriamiento, y la tapa queda cerrada. Bracker’s también sugiere escalonar: subir los reguladores de uno en uno, con unos 30 minutos de diferencia.

Cuándo cerrar la tapa y tapar las mirillas

Nuestro punto de partida: cierre la tapa cuando un espejo sostenido en la rendija ya no se empañe, y al rojo oscuro tape todas las mirillas menos la de arriba, que queda abierta durante toda la cocción.

Cómo igualar la parte de arriba y la de abajo

Si sus tríos de conos muestran que la parte de abajo cuece menos que la de arriba, Orton sugiere empezar con el regulador de abajo en Medio y los demás en Bajo, y después pasar primero el de abajo a Alto. O bien deje el regulador de arriba apagado hasta que los demás lleguen a Medio, y después súbalo una posición por detrás de ellos, manteniéndolo en Medio durante una hora aproximadamente después de que los demás pasen a Alto. Las zonas muy cargadas cuecen menos, y las cargas más pesadas tardan más.

Un punto de partida para su propio horno

Si su horno llegó sin instrucciones, la tabla de abajo es un punto de partida que hemos elaborado a partir de los procedimientos publicados que se recogen más arriba. No es una curva publicada. Calíbrela con conos testigo y ajústela según sus registros; alargue cada fase para cargas pesadas o piezas gruesas.

Si el kiln sitter salta antes de que caigan los conos de la placa, pase a un cono más caliente en el kiln sitter la próxima vez, como aconseja L&L.

Cómo usar un pirómetro

Un pirómetro es un indicador de temperatura que toma la lectura de un termopar, una sonda de calor que atraviesa la pared del horno. Muestra a qué velocidad sube el horno, para que pueda elegir la columna correcta de la tabla de conos. Pero mide cerca de la pared, no en las piezas, y su lectura se desvía con el tiempo. L&L señala que un termopar de tipo K puede desviarse más de 14 °C (25 °F) tras repetidas cocciones a cono 6, «una diferencia mayor que un cono entero», mientras que un cono con pie no varía más de 2 °C (4 °F). Orton dice que los pirómetros necesitan recalibrarse de vez en cuando, y que los conos son la manera de comprobarlos.

Ventilación, mirar y seguridad

Ventilación

Al principio de una cocción, la arcilla y el esmalte desprenden vapor de agua y humos, entre ellos monóxido de carbono, y los esmaltes pueden desprender humos tóxicos también más adelante en la cocción. L&L dice que ventilarlos es «esencial». Sin un sistema de extracción, eso significa tener la tapa entreabierta y las mirillas abiertas en las primeras etapas, como en los procedimientos anteriores; reducir la velocidad de calentamiento durante ese tiempo también ayuda a que se queme el carbono. En un horno sin extractor, Dawson, que fabricó el kiln sitter, dice además que se deje abierta la mirilla de arriba durante toda la cocción: la ventilación «reducirá el deterioro de las piezas metálicas del horno y aumentará la vida útil del conjunto del tubo». Un extractor de tiro descendente (un extractor con motor instalado en el horno) cambia esto. Hace la ventilación, así que Orton dice que la tapa y las mirillas permanecen cerradas durante toda la cocción, salvo para comprobar los conos, y L&L dice que se deje el extractor encendido y se tapen las mirillas.

Para la ventilación de la sala y para los detectores de monóxido de carbono, vea Preparación segura y ventilación y No envenene a su familia.

Mientras el horno está cociendo

• Mire por una mirilla solo con gafas de soldadura con filtro de infrarrojo y grado de protección 3; las gafas de sol no bastan. Skutt aconseja girar los tapones al colocarlos para que no se caigan.
• No deje el horno sin vigilancia más allá del tiempo de cocción previsto; un kiln sitter no es un sistema a prueba de fallos.
• No cueza nunca encima ni cerca de nada que arda, como un suelo de madera o una moqueta.
• Respete las distancias de seguridad de su manual. Las cifras publicadas van de 12 pulgadas (30 cm) a 3 pies (91 cm); donde el manual no dice nada, lo más seguro es 18 pulgadas (46 cm) de las paredes y 3 pies (91 cm) de cualquier cosa que arda.
• Mantenga libre el espacio alrededor del contrapeso del kiln sitter para que pueda caer.
• Cuando termine la cocción, apague los interruptores y apague también el interruptor automático.

Enfriamiento y descarga

El enfriamiento forma parte de la cocción. L&L y Orton aconsejan: «Deje que el horno se enfríe de forma natural con la tapa cerrada», y «No deje entrar nunca aire frío en un horno caliente». Abrirlo demasiado pronto «puede provocar grietas», y la sílice de las piezas se contrae de golpe al enfriarse por debajo de 573 °C (1063 °F). Sin programador, mantenga el horno cerrado «hasta que la temperatura baje bastante por debajo del rojo (900°F / 482°C)», y durante al menos 8 horas. No fuerce nunca el enfriamiento de un horno que todavía esté al rojo. Las grietas de bordes afilados en las piezas cocidas son señal de un enfriamiento demasiado rápido.

Cuándo abrir y descargar

Nuestra sugerencia: abra la tapa solo por debajo de unos 93 °C (200 °F), y descargue por debajo de unos 52 °C (125 °F), o cuando pueda sostener las piezas cómodamente con las manos desnudas. Las cargas de esmalte, densas y vítreas, piden más paciencia que las de bizcocho. Sin pirómetro, espere a que el horno se haya enfriado por completo.

Lea los conos testigo en cuanto abra el horno, antes de mover nada, y anote lo que ve mientras lo tiene reciente.

Después de la cocción

Cómo llevar un registro

Anote cada cocción: la fecha, el horno, la carga, la curva o los tiempos de los reguladores, la lectura del temporizador, y cómo se dobló cada cono testigo y el cono del kiln sitter, placa por placa. Guarde también los conos cocidos. Orton señala que «comparar los resultados de las últimas 6 a 10 cocciones mostrará los cambios graduales que se producen en el horno, como el envejecimiento de las resistencias». Los registros de cocción de Glazecalc pueden guardar estos datos, con las columnas que usted elija, como la hora, la temperatura, el cono, la rampa y el mantenimiento; los resultados de los esmaltes pueden ir en sus notas.

Placas y protector de placas

El protector de placas protege las placas del esmalte que gotea y permite despegar las piezas cocidas. Aplíquelo solo en la cara superior de cada placa y en el suelo del horno, «aproximadamente del grosor de una postal». Lo que L&L considera la mejor práctica son tres capas finas, con una cocción entre capa y capa si es posible. Muchos ceramistas también colocan las piezas con esmaltes que escurren sobre un disco de bizcocho, que recoge las gotas. Es una práctica habitual, aunque no hemos encontrado ningún consejo de un fabricante de hornos al respecto.

Resistencias

Las resistencias se desgastan: se forma una capa de óxido, pasa menos corriente y las cocciones se vuelven más lentas. Los mantenimientos largos a alta temperatura desgastan antes las resistencias y el termopar. Skutt aconseja una cocción de prueba en un horno nuevo o reparado, para que las resistencias formen una capa protectora de óxido. Siga las instrucciones de su fabricante para probar y cambiar las resistencias.

Anillos y barras

La industria británica también ha usado otros dos indicadores del trabajo térmico. Los anillos Bullers son discos planos que se contraen en proporción al trabajo térmico y se miden con un calibre después de la cocción. Las barras Holdcroft, de 1898, se comban por el centro apoyadas en dos soportes, la idea en la que se basa la barra del kiln sitter. No hemos encontrado ninguna tabla que convierta unos u otras a números de cono Orton, así que esta guía usa conos Orton; tenemos previsto tratar los anillos y las barras en una versión posterior.

Fuentes

• Orton: Using Orton Pyrometric Cones (tabla de conos, ©2001)
• Orton: Cones and Firing, a practical guide to successful firings (©2019)
• Orton: Pyrometric cones FAQ
• Dawson: Kiln-Sitter Operating Manual, modelos LT-3 y LT-3K
• L&L Kiln: Manual kiln operation with kiln sitters
• L&L Kiln: Orton firing tips
• L&L Kiln: Pyrometric cones
• L&L Kiln: DynaTrol controller manual
• L&L Kiln: The ceramic process
• Bracker’s Good Earth Clays: Firing schedule for manual kilns
• Ceramics Monthly: Bisque Firing 101
• Ceramics Monthly: Tips and Tools: The Kiln Sitter
• Digitalfire: BQ1000 bisque firing schedule
• Digitalfire: PLC6DS cone 6 drop-and-soak schedule
• Digitalfire: C6DHSC cone 6 drop-and-hold slow-cool schedule
• Digitalfire: Bisque
• Glazy: Firing
• Skutt: Ceramic kilns, using the product
• Skutt: KilnMaster operating manual
• Boston University Environmental Health and Safety: Kiln awareness reminder
• Potclays: The difference between stoneware and earthenware
• Wikipedia: Pyrometric cone
• Wikipedia: Pyrometric device