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最新更新日：2018.07.28 ・七輪陶芸@kito (shichirin tougei) 木炭の利用のひとつとして七輪を使っての陶芸がありまして、多くの方が楽しんでおみえです。webや書籍を参考にしながら僕も楽しんでいます。 温度計と時計を見ながら炉の内部の状態を推察しつづける・・・というところがとても楽しいと思うところです。 でも最も楽しいと思うことは焼成時間が数時間と短いことだと思います。目の前で簡素な設備で焼き物が作れるのはとてもうれしいことです。 当面は焼成の練習ということで、製作対象は「なにかの役に立たないもの」がよかったので、ハニワの置き物を作ってみてます。 今回は2個を素焼きして、ひとつは素焼きのまま残してみました。
現在は焼成の方法を数字にする作業中という感じでしょうか。わからないことがとても多いです。 炉は七輪で、燃料は自作の木炭とホームセンターで買ってくるバーベキュー用の木炭です。設備はこんな感じです。鍛冶作業に比べると計測機器を多く使います。
七輪はどうやら大きさが数字で表現できるもののようで、僕が使っているものは「8.5号」のようです。値段は1k円弱のものを使っています。「武田コーポレーション」という会社のものです。よく通販で流通しているものよりも少し小さいようです、スケッチしたものはこちらです。
概観はこんな感じのものです。名古屋のホームセンターのバローだと1.0k円弱ですが、外国はなじみが無いみたいで、オーストラリアでは169豪ドルもする高級品のようです。JPY換算で14k円なので約10倍です。 日本はたまたま「七輪陶芸」を実行しやすい環境なのかも知れません。 そういうことだと、「粘土」についても日本は産出国ですが、世界のどこでも「粘土」が産出するわけではありません。陶芸に恵まれた環境にいるようです。
温度指示計を無煙小型炭化炉のものも使い、炉壁内と輻射熱カバー内の2点を見れるようにしました。600℃弱が注意点だそうで、状態監視がやりやすくなりました。 また給気ファンの送風の度合いを評価するために給気口の近くに圧力プローブを設置しました。「給気チャンバ内圧」が数字にできると、「ファンは給気口から△□mm」というボンヤリした指標から一般的なものにできると思います。
プローブの設置方法は入り口近くに置いただけ・・・・です。材質が銅なのであまり熱いのも耐えられないし・・・。圧力プローブの設置方法はもう少し工夫をしてみます。 実際、給気チャンバ内圧が分かると燃料の残存が分かることがわかりました。また燃焼状態の安定化のための操作もやりやすくなります。
・特徴 ・室内で作業ができます。といってもドアを開放しての作業なので、雨に濡れずに風除けがある・・・くらいでしょうか。まあCO中毒の恐れもあるので良いことなのかもしれません。 ・高温の灰を屋外へ排出する排気フード＆ダクトをつけています。煙突効果で吸い出してくれますのでだいぶ安全に感じています。 ・排気フードがあるため、通常の七輪陶芸での「上側」がありません。そのため小さいもの専用のようです。フード内面に反射材を設置して、輻射熱を有効利用してます。 ・煙突の排気は本焼成のときはけっこう白いです。ニオイは少しありますが強くはないので燃料の木炭の灰なのかな・・・と思ってます。本焼成以外のときは無色無臭です（木炭ですから）。 ・排気フードの位置が左右に簡単にずらして七輪内部へアクセスできます。 ・温度センサーは輻射熱カバー内と炉壁内の2箇所です。途中で輻射熱カバーを外しますので、その後は炉壁内だけになります。といいつつも炉壁内は炉内の状態の推定の推定なので参考程度です。 ・使わないときはダクトと煙突は分解して片付けられます。（個人的に収納は気にしてます。） ・法規的には消防法の「火気設備」に近いモノになるようです。というのは設備容量が小さく、仮設のため非該当と思っているため。といいつつもファンによる強制給気による火の粉が出るので、火事対策はとても重要です。周囲＆設備はできるだけ不燃材などで構築し、火事にならないようにしてます。高知市消防局予防課の「高知市火災予防条例の運用基準
第３章」や塩谷広域行政組合の「火気設備などの指導基準」などがわかりやすいように思います。不燃材料で作って、まわりを整理整頓して、使用後は片付け＆1時間ごとに見に行く、等をしてます。 ・点火 「イナエ木炭」を100mLくらいの量を入れて、LPガスバーナで点火します。「イナエ木炭」はいわゆる消し炭なので着火性はとてもいいです。
その上に木炭を七輪いっぱいに入れて、ファン（ドライヤの冷風モード）で強制給気します。すると１分強くらいでCOガスが出て着火します。着火音は大きくて毎度びっくりします。
火力の調整はファンの位置を給気口に近づけたり、遠ざけたり、ファンをOFFしたりして行います。 火力の調整の動画はこちら。こちらも火力調整の動画です。 温度センサーは素焼きのときの低温時（500℃以下）は輻射熱カバー（４．５号植木鉢）にあけた穴で雰囲気を計測します。輻射熱カバーを外した後は温度センサーは下の炉壁内だけになります。
炉壁内温度は七輪の上部より50mm下がったところにあけた穴から行います。ここの部分は厚みは35mmでした。
φ4.6のコンクリートドリルで穴を貫通させて、内側から粘土をつめて温度センサーの先端の感熱部分が壁内側から5mmくらいになるようにしてます。これにより炉内の高濃度COガスとセンサーの接触を防ぎます。センサー表面は高温の高濃度COガスに弱いと思ってます。 一応、熱抵抗の計算はしてまして、炉内800℃でΔｔｈ≒70℃くらいと考えていますが、、炉内温度と炉壁内温度の温度差Δtは200℃とかの推測の値を使っています。 色が変わっているところはガラス質のカチカチのなにかがついています。この80mmくらいの厚みの領域が高温になると考えています。それゆえの小物専用なのかと考えています。
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・成形 粘土は東急ハンズで「信楽粘土」を買いました。1kgで200円強です。
糸ノコとステンレス鋼線(φ1.2)でシッピキを作り、粘土を切り出します。
小学校のときにやったのを思い出しながら、紐づくりや玉づくりで形状をつくります。 目と口はφ3.5のドリルであけました。 手と鼻は接着する両面を少しぬらして粘土を柔らかくしてくっつけるとうまく行くような気がしてます
乾燥は1週間くらいの放置による乾燥をします。ドライヤーの温風で乾かすとかホットプレートで、とか電子レンジとか、いろいろな方法があるようです。
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・焼成（素焼き） 焼成は「素焼き」と「本焼成」と２段階でやっています。素焼きと本焼成の分かれ目は今のところ、700℃にしています。 わからない事だらけですが、573℃で石英が急に膨張したりするのがやっかいな事の様なので、下のようなヒートカーブになるように焼成を試みています。素焼きの時は10分で50℃昇温するようにしてます。もっと高速で昇温できるかもしれません。 実際問題として本焼成は白熱する木炭との接触加熱と考えていまして、熱電対温度センサーでは計測できないので、こちらはイメージというか「ねらい」です。 573℃をある程度ゆっくりと超えていって、一度超えたら下がらないように、本焼成へなだれ込んでいくという感じです。操炉時間も2時間ちょっとなので体力的にもイヤにならないレベルです。 573℃を超えてから本焼成までの時間の長さが重要なのかも・・・と思ってます。製品の厚みもありますが、ここで40minは必要なのかも・・・と考えています。
ちなみに実績の例がこちらです。値は目視で好きな値を読み取りますので、±20℃はあります。 本焼成の前に温度センサーの場所を炉壁内に移動する＆表面燃焼を強くするために燃焼空気を強く送り込み何がなんだかわからなくなってしまうので本焼成のときの値はイメージというか参考程度です。
アミの上に製品を置きます。この前に乾燥体の直径や高さをノギスで数値化しておきます。 「割り掛け」を計算したいのですが、恥ずかしながら、まだカタログの収縮値は出せていないので、なにかしら不具合がありそうだと考えています。
植木鉢で輻射熱のカバーをかけて、カバー内部の温度を見ながらファンのON&OFFをしていきます。「素焼き低温」の時の450℃以下は基本的にファンはOFFです。必要に応じファンをONします。ファンをONするとCO火炎がボワッと出て毎度驚きます。 輻射熱カバーの植木鉢の底の穴には鋼板を乗せて輻射熱を反射するようにしてます。燃焼ガスは鋼板と植木鉢のすきまから外部へ流出します。 灰が恐いのでφ48.6の足場用鋼管でファンと手を遠ざけます。BBQ木炭は灰を飛ばし気味ですが、七輪の給気口を絞ることで給気に乱流を与えつつも、全体量を減らすことができ、飛び散る灰を少なくできます。 カバーの割れ目から内部の光が出ています。
450℃を超えてきたらファンはON継続にして、七輪の給気口を狭くしてファンの空気を少量＆流速早く入れると温度が制御しやすいと思ってます。 イナエ木炭を燃料にする時はだいたい10min位ごとに燃料を足して着火したりします。BBQ木炭だと20分くらいで給炭します。 この時は輻射熱カバー内は632℃で給気チャンバ内は+12Paくらいでしょうか。
素焼きが終わるとこんな感じの色で薄いピンク色になります。
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・焼成（本焼成） 次は本焼成です。上手な人は素焼きの後で施釉をして・・・・ということになりますが、まだまだ練習中なので、燃料の木炭から出る自然釉に期待して、本焼成へ行ってしまいます。 木炭の上に製品を埋めないように、置いて、自作の鋼板製輻射熱カバーをして加熱します。内部に木炭が入ると木炭の燃焼に温度を奪われるそうなので、あまり埋めないようにしてます。
鋼板製輻射熱カバーをかぶせます。以前は4号ダオン鉢を使っていましたが、本焼成のたびに割れてしまったので、厚めの自作の鋼板製にしました。
ファンは七輪の給気口にだいぶ近づけます。輻射熱カバーがあるので風向きによっては灰が飛んできますので、注意しながら加熱します。 内部の木炭の発光は強く、まぶしい感じです。色的には1200℃くらいかなと思っています。 この時、排気は白いです。灰が粉塵として排気ガスに混じっていると考えています。
こちらは内壁内部温度です。木炭温度とかなりの乖離があると思いますが、これは炉壁の熱抵抗に加え、燃焼空気の余剰空気により内壁表面が冷却されるからか・・・・と思っています。 計算値だと720＋Δｔ(70℃)→800℃くらいが内壁温度ですが、実際は内部の色から見ると1200℃くらいなので・・・・。
給気チャンバ内圧は+50Paくらいを参考にしてます。たまたま給気ファン（ドライヤ）の能力に合いました。 炉内の燃料が多い時は通風抵抗が多いので+50Paが出ますが、燃料が減ってくると通風抵抗が減って圧力が下がってきます。多くの場合は炉壁内温度も下がってきます。BBQ木炭でだいたい10分くらいで燃料補給になります。
燃料の補給をするための輻射熱カバーを開けるとこんな感じになってます。七輪の内壁も赤熱発光してます。輻射熱カバーも発光してますので、外す時は注意して作業します。
この状態をどれだけ続けると良いのかはまだわかっていません。少しわかってきたのは信楽粘土はこの状態を長くしても溶けないみたいという事です。 とりあえず現在の技術レベルでは、給炭作業＆焼成を3回するというような感じです。BBQ木炭の時は1ﾊﾞｯﾁの加熱時間はだいたい10分くらいです。計算ではおよそ17kWのエネルギーを発生できているようです。 燃料が切れてくると前述の圧力値と共に、炉壁内の温度が上がらないようになってきますので、なんとなく感じられます。 3回目はファンは給気パイプに直付けにしてたくさん給気するようにします。 また赤熱発光しているのは製品の表面なので、製品内部の温度状態はまだ不明です。もしかしたら製品内部温度はわからないものかもしれません。 とりあえず、目的のヒートカーブを処理したら、＆こんな感じかな・・・となったら製品を取り出して、木質灰の中へ入れて冷却します。製品を取り出すとピキピキと貫入？の音がします。
ちなみに鋼板製輻射熱カバーの損傷はこんな感じで、減ってはいるけど30回くらいは焼けるのでは・・・・と思います。
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・組立て＆仕上げ 冷却が終わったら灰を水洗したのちに400番のサンドペーパーで表面のとがったところを削ります。けっこうザラザラチクチクです。また手と鼻を七輪の灰の中から探し出します。
別の焼き上がりです。こういう色の時はうまくいった、と思っています。木炭の中に埋めないほうが製品温度はあがるのかな？と思ってます。
別の焼き上がりです。このときは手と鼻の接合に成功して、くっついた状態で焼きあがりました。もうひとつは素焼きのサンプルにしました。
ボンドGクリヤーで手と鼻を接着するとできあがりです。
自然釉で光沢感がでて、手と鼻も焼成温度が違うからか色が違っていい感じになったと思います。
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