Seramik Sırlı Pişirimi ve Nedir Bu Koni?

Burada elimden geldiğince sade bir şekilde, sırlı objelerin pişirilmesi ile ilgili olarak, kendi deneyimlerimden de yola çıkarak bildiklerimi aktarmaya çalışacağım. Sırlı objelerin pişirimi sırasında sıcaklığın artışıyla sırda ne gibi değişimlerin oluştuğu bu yazının kapsamı dışındadır. Yazıyı özellikle elektrikli fırınları göz önüne alarak yazıyorum. Burada yazanlar sırlı pişirim için daha önemli olduğundan sırlar hakkında kısaca bir şeyler söyleyerek başlamak istiyorum.

Özellikle işlevsel seramik objelerin üzeri sırla kaplanır. Sır denilen şey aslında bir çeşit camdır. Camı oluşturan çeşitli maddelerin bir araya getirilmesiyle oluşan karışım, kendi erime sıcaklığına kadar ısıtılıp erimesiyle seramik objenin üzerinde cama dönüşür, sır olur. En temel işlevi de su geçirgenliğini engellemesidir. Bu sebeple sırlama denilen işlem aslında boyama değil, kaplama işlemidir. Ek bilgi olarak; sırlama yaparken boyama şeklinde değil, kaplama şeklinde uygulanırsa daha iyi sonuç alınır.

Sır dünyası çok geniş bir dünyadır; şeffaf olanı vardır, opak olanı vardır, parlak olanı, saten olanı, mat olanı vardır, artistik olanı, noktacıklı olanı, kristalli olanı vadır, düşük sıcaklıkta olanı, yüksek sıcaklıkta olanı vardır. Bu sebeple sırların dünyasına ilk kez adım atıldığında insanın kendini biraz kaybolmuş gibi hissetmesi gayet doğaldır.

En yalın haliye sır pişirimi şöyle yapılabilir; fırın, içine konulan objelerdeki sıra ya da sırlara uygun sıcaklığa ayarlanıp çalıştırılır, o sıcaklığa gelince fırın söner ve soğumaya başlar. Buna ek olarak belki belli sıcaklık aralıklarında fırının daha yavaş bir hızla ısınması ayarlanabilir ya da ayarlanan son sıcaklıkta 10-20 dakika beklemesi ayarlanabilir. Sanırım bu yöntemler kullanılan en basit yöntemlerdir.

Fırınlar belli bir süre çalışıp belirli bir sıcaklığa erişirler. Bu şekilde içlerindeki objelere sadece sıcaklık değil, bu sıcaklığa erişmesi için geçen zaman değeri ile birlikte sıcaklık olarak bir ısıl yük verirler (ingilizcede heatwork olarak geçmiş ve türkçesini bulursam burada düzelteceğim). Bir örnekle açıklamak daha kolay olacaktır; 1000°C sıcaklığa 5 saatte çıkan bir fırın ortamı ile aynı sıcaklığa 9 saatte çıkan bir fırın ortamının içindeki objelere verdiği ısıl yük ve dolayısıyla pişirmesi aynı değildir. Bu durumda bir sıcaklık ölçer ile ortam sıcaklığının ölçülmesi yeteri kadar doğru bir fikir vermeyecektir. İşte bu sebeple pirometrik aletler kullanılır. Bu amaçla günümüzde yaygın olarak kullanılan aletlerden biri de pirometrik konilerdir. 1886 yılında Hermann Seger isimli bir Alman seramik teknoloğu  pirometrik konileri geliştirmiştir. Ondan on yıl kadar sonra da Amerika’da Edward J. Orton, Jr., Orton Konilerini üretmeye başlamıştır. Fırına yerleştirilen koniler istenilen pişirim derecesine gelindiğini eğilerek gösterirler. Örneğin 019 koni değeri ile pişirim yapılacaksa fırına 019 konisi yerleştirilir (bir alt ve bir üst numaralı konisi de konulur genellikle). Eğer fırında sıcaklığı kontrol edecek bir donanım yoksa bu koni dışarıdan bir delikten bakılınca görünecek şekilde fırına yerleştirilir. Koninin eğildiği gözlendiği zaman pişirim sonlandırılır. Her bir koninin nasıl bir sıcaklık ve zaman ikilisine maruz kaldığında eğileceği bellidir. Kontrol donanımı olan fırınlarda, fırının belli yerlerine koniler yerleştirilerek pişirimin kontrolü yapılabilir.

Yanda Orton Konilerinin çalışma değerlerini içeren tablo var. Koniler kullanıldığı zaman hangi koninin nasıl bir pişirmeye denk geldiği bu tablodan anlaşılabilir. Sayfanın en altında Orton Pirometrik Tablosu’nun tamamı var. Günümüzde özellikle modern elektrikli fırınlarda ısıtma ve soğutma ile ilgili istenilen ayarlamalar ve programlar yapılabilmektedir. Bu sebeple elektirkli fırınlarda, fırının farklı yerlerinin kontrol edilmesi veya ısılçiftin (thermocouple) doğruluğuna bakılması dışında konilere pek gereksinim duyulmaz. Fırının pişirmesi programlanacağı zaman bu tablodaki “Self Supporting Cones” bölümünde bulunan “Regular” sütunlarındaki değerler kullanılır. Yandaki tablo o değerlerden oluşan bir tablodur. Koni (cone) sözcüğü yerine yaygın olarak Δ işareti de kullanılmaktadır.

Bu tabloda verilen değerler, fırındaki pişirimin son 100°C’sinin ne kadar sürede ısıtıldığı bilgisini veriyor. İlk sütun koni değerini sonraki üç sütun, pişirimin son 100°C’sinin, sırasıyla saatteki ısıtma hızı 15°C, 60°C ve 150°C olması durumu için değerleri içeriyor. Söz gelimi Δ6 pişirimi yapılacaksa ve fırının sıcaklığı son 100°C’si saatte 60°C hızla yükseltilecekse pişirim 1222°C’ye kadar yapılıyor. Yani şöyle bir program kullanılıyor; sıcaklık 1122°C’ye kadar geliyor, sonraki program basamağında sıcaklık 1122°C’den 1222°C’ye saatte 60°C’lik bir artışla çalışsın şeklinde programlanıyor. Aynı şekilde Δ6 pişirimi için 1185°C’ye son 100°C’yi saatte 15°C’lik bir artışla çıkarak da ulaşılabilir. Bu sefer önce 1085°C’ye gelmiş fırındaki bir sonraki basamakta sıcaklık 1085°C’den 1185°C’ye saatte 15°C’lik bir artış hızıyla çıkması ayarlanır. 1243°C’ye, son 100°C’yi saatte 150°C’lik  bir hızla yükselecek şekilde de aynı pişirim yapılmış olur. Bu her üç durumda da fırındaki ürünler Δ6 ‘da pişirilmiş olurlar. Bazı sırlarda renk, parlaklık, yüzey yapısı gibi ufak farklar oluşmakla bir birlikte temelde sırın gelişmesi açısından aynı pişirim yapılmış olur.

Pişirimin son 100°C’si hangi hız ile yapılıyorsa onun karşısındaki sıcaklık hedeflenir. Diyelim ki saatte 150°C ile sıcaklık yükselip 1044°C’e kadar pişerse bu cone 05 oluyor. Bununla birlikte saatte 60°C ile yükselip 1031°C’e kadar pişirse de cone 05 oluyor. Pişirimin son 100°C’ında fırın sıcaklığının farklı artış hızları için farklı hedef sıcaklıklar kullanılır.

Tabi bu hız ayarlandı diye fırın her zaman kesin olarak böyle çalışacak demek değildir. Fırın öyle doludur ki belirtilen hızla yükseltemez sıcaklığı. 1222°C’ye saatte 60°C yerine satte 30°C’lik bir hızla ulaşırsa, çalışma aralığı dar olan veya çalışma sınırının dışına çıkan sırlar, fazla pişmekten dolayı problemlere sebep olabilirler. Saatte 150°C’lik bir hız ayarlanmış olabilir ama fırının gücü o kadar olmayabilir. Boş çalışsa bile çok yüksek sıcaklıklarda o hızla yükseltemeyebilir sıcaklığını. İşte bu sebeple fırının nasıl çalıştığının bilinmesi önemlidir.

Her zaman aynı sonuç alınmak isteniyorsa, aynı sıcaklıktaki pişirmlerde fırının hep aynı şekilde davranması gerekir. Ayarlı olarak çalıştırılmamış 1200°C’lik iki pişirimden çıkan ürünlerden bir kısmında aynı sırlar akmış, hareketlenmiş, diğerinde normal çıkmış ise büyük olasılıkla 1100°C’den 1200°C’ye çıkış hızları arasında, az olmayan bir fark olduğu içindir. İşte bu yüzden her fırında ve pişirimde aynı sıcaklığa ayarlanmış fırınlar, sırlarda aynı sonucu vermeyebilirler. Fırın çok doluysa ya da gücü düşük olduğundan yavaş ısıtıyor ise (özellikle yüksek sıcaklıklarda) farklı pişirme rejimleri uygulanmış olur. Fırın derecesi aynı bile olsa.

Δ ile verilen değer, fırındaki sırlı pişirimin son 100°C’sinin ne kadar sürede ısıtıldığı bilgisini de içeriyor. Bu tablolarda Δ değerleri 022’den başlıyor, burada 14’e kadar gitmiş ama 42’ye kadar gidiyor. Hem 06 var hem 6 var. Buradaki Orton konilerinin tablosu, bir de asıl bunu ortaya atan Hermann Seger, onun tablosu biraz farklı. Değerler biraz oynuyor, çok değil ama. Koni ile söylenince genellikle Orton anlaşılıyor.

Sonuç olarak fırının çok doluyken nasıl bir rejim izlediğini belirlemek önemlidir. Diyelim ki fırın çok doluyken 1200°C’ye çıkarken, son bölümlerde ısınma hızı saatte 20°C gibi değerlere düşüyor. Bu durumda fırın daha az doluyken çalıştığı zaman da aynı sonucu alabilmek için fırının son sıcaklığa çıkış hızını sabit bir değere ayarlamak iyi olacaktır. Boş olduğu zaman serbest çalışıp sıcaklığının daha hızlı yükselmesi sırların farklı davranmalarına yol açabilir.

Bu durum özellikle derece yükseldikçe daha önemli hale gelir. Çünkü düşük sıcaklıklarda fırının gücünde, ısıtma hızında büyük farklılıklar olma olasılığı daha düşüktür.

İşte bu sebeple bir sır kutusunun üzerinde Δ değeri yok ve sadece sıcaklık yazıyorsa, bu net bir bilgi vermez. O sırı yapanın fırınında yaptığı bir pişirmeye göre o sıcaklıkta çalışmış demektir o kadar. Ama Δ değeri varsa o zaman fırın rejimi bilgisini de içeren bir veri sunmuş demektir. Aynı parametreler hangi fırında uygulanırsa uygulansın sonuçta büyük bir sürprizle karşılaşılmayacağı anlamına gelir.

Son olarak, belki şöyle bir soru akla gelebilir “fırnınım rejimini nasıl anlayacağım, bu ne demek?”. Şu demek; fırının çalıştırıldığı andan itibaren kaç dakikada kaç dereceye çıktığının bilgisinin kaydedilmesi, bunun takip edilmesidir. Bazı fırınlarda pişirim bilgileri fırının kontrol cihazında tutulmakdır. Bu bilgiler daha sonra oradan alınabilir. Usb belleğe, bilgisayara vs. indirilebilir ve oradan rahatlıkla sıcaklık ve zaman bilgileri gözlenebilir. Eğer buna benzer bir yol yoksa, en azından pişirimin son 100-150°C’ında fırının yakınında olup elle kaydedilebilir. Veya eski kullanılmayan bir aklıllı telefonu fırının derece göstergesinin fotoğrafını çekecek şekilde yerleştirip, belli zaman aralıklarıyla fotoğraf çekecek bir uygulama kullanılabilir.