Обжига — ремесло и техника обработки¶
Обжига — традиционный русский народный промысел и одновременно обобщающее название техники термической обработки материалов, при которой изделие подвергается воздействию высокой температуры с целью придания ему прочности, твёрдости, водостойкости или декоративных свойств. В узком значении под обжигой понимают обработку глиняных изделий (керамики, кирпича, гончарной посуды), в широком — также обжиг извести, гипса, руды, древесины и пищевого сырья. Термин происходит от глагола «обжигать» — подвергать действию огня или жара.
¶История
Обжиг глины — одно из древнейших технических достижений человечества. Уже в эпоху неолита (VII–IV тыс. до н. э.) люди заметили, что глиняная посуда, побывавшая в огне, становится твёрдой и не размокает в воде. Первые обжиговые ямы — простые углубления в земле, где поддерживался костёр, — дали начало гончарному ремеслу.
На территории России древнейшие следы обжига керамики относятся к неолитическим культурам (например, к ямочно-гребенчатой керамике). В дальнейшем появились специальные печи — горны, позволявшие достигать более высокой и равномерной температуры. К X–XIII векам на Руси сложились центры гончарного и кирпичного производства: в Киеве, Новгороде, Владимире, а позднее — в Москве. Кирпич для строительства храмов и крепостей обжигали в напольных и ямных печах.
С XVIII века, с развитием промышленности, обжиг превратился в самостоятельную отрасль: появились кирпичные, фарфоровые, фаянсовые и стекольные заводы. В XIX–XX веках техника обжига была механизирована — туннельные и вращающиеся печи заменили ручные горны.
¶Виды обжига
Классификация обжига зависит от материала и цели обработки.
| Вид | Материал | Цель |
|---|---|---|
| Керамический | глина, каолин | прочность, спекание, декор |
| Известковый | известняк | получение извести |
| Гипсовый | гипсовый камень | получение алебастра |
| Металлургический | руды, концентраты | извлечение металла, окисление |
| Древесный (пиролиз) | древесина | получение угля |
| Пищевой | зерно, солод, кофе | изменение вкуса и свойств |
¶Керамический обжиг
Наиболее распространённый вид. Глиняное изделие сначала сушат, затем обжигают. Различают:
- Утельный (бисквитный) обжиг — первичный, при 800–1000 °C, придаёт черепку прочность;
- политой обжиг — вторичный, при 1000–1300 °C, закрепляет глазурь и декор.
Температура и режим обжига определяют цвет, пористость и прочность керамики. Майолика обжигается при более низкой температуре, фарфор — при 1250–1400 °C, что обеспечивает его просвечиваемость и звонкость.
¶Обжиг извести и гипса
Известняк обжигают при 900–1200 °C, получая негашёную известь, которая используется в строительстве и химии. Гипсовый камень обжигают при 150–180 °C для получения строительного гипса (алебастра).
¶Металлургический обжиг
В металлургии обжиг применяют для удаления серы, углерода и других примесей из руд, а также для перевода сульфидов в оксиды перед плавкой. Проводится в печах различных конструкций.
¶Технология и устройство печей
Основные типы обжиговых устройств:
- Ямные и напольные печи — простейшие, исторические;
- Горны — закрытые печи для керамики;
- Туннельные печи — непрерывного действия, применяются в промышленности;
- Вращающиеся (роторные) печи — для цемента, извести, руд;
- Муфельные печи — для точного контроля температуры.
Ключевые параметры обжига — температура, скорость нагрева, выдержка и скорость охлаждения. Резкое охлаждение может вызвать растрескивание, поэтому режим подбирается индивидуально.
¶Применение и значение
Обжиг лежит в основе производства:
- кирпича, черепицы, керамической плитки;
- гончарной и фарфоровой посуды;
- цемента и строительной извести;
- древесного угля;
- металлургического сырья;
- солода для пивоварения и хлебопечения.
В народных промыслах России обжиг сохраняется как основа гончарного искусства — в Скопине, Гжели, Дымкове и других центрах.
¶Интересные факты
- Древесный уголь получают пиролизом древесины без доступа кислорода — это тоже разновидность обжига.
- Фарфор отличается от фаянса именно температурой обжига и составом массы.
- В гончарном деле существует понятие «восстановительный обжиг» — при недостатке кислорода глина приобретает серый или чёрный цвет.
¶Критика и ограничения
Обжиг — энергоёмкий процесс, требующий значительных затрат топлива и сопровождающийся выбросами. В промышленности ведётся работа по снижению энергопотребления и переходу на электрические и газовые печи с рекуперацией тепла.
Источники: Большая российская энциклопедия; Техническая энциклопедия; материалы по истории керамики и гончарного ремесла; учебники по технологии строительных материалов.