가마의 종류
1.소성작업의 형식에 따른 분류
불연속가마(不連續式 窯, Intermittent Kiln)-한번 소성할 때마다 가마재임, 소성, 그리고 가마내기를 가마가 식은 다음에 따로 행하기 때문에 소성작업이 중단되는 가마이다. 따라서 매번 소성시마다 가마는 상당히 저온까지 냉각되므로 연속가마에 비해 열 경제성은 좋지 않다. 장점은 한번 소성할 때마다 소성곡선을 변경할 수 있으므로 하나의 가마로 유약 온도가 다른 여러가지의 다른 작품을 소성할 수 있다는 것이다. 요즘 도예가들이 흔히 사용하는 가스가마들이 대개 불연속식으로 되어있다. 그러나 불연속식이라도 대차를 두개 사용하거나 굴뚝하나에 3∼4개의 가마를 연결하여 사용하거나 한칸짜리 가마옆에 굴뚝부분을 이용하여 작은 크기의 가마같이 만들어 놓고 초벌구이를 하는 가마로 사용하기도 한다.
반연속가마(半連續式 窯, Semicontinuous Kiln)-도자에서 반연속식 가마인 옹기가마(통가마, 용가마, 대포가마) 또는 봉우리가마(칸가마)는 양간 경사진 언덕의 경사를 이용하여 지어지며 터널가마와 같이 연속적으로 소성을 하지는 않지만 밑에서 소성을 하는 동안 가마의 윗칸이나 윗부분은 자동적으로 예열이 되어 점차 온도가 상승되는 효과를 가져오기 때문에 반연속적인 효과를 가져온다. 전체가마를 소성한 후 냉각하여 기물을 꺼내고 또다시 재임을 하는 등 터널가마에 비하여 연속적이지 않지만 한칸으로 되어있는 단가마에 비하여 열을 효율적으로 활용하고 있으며 과학적인 가마이다. 언덕의 경사도를 이용하여 굴뚝역할을 자동적으로 하기 때문에 처음에 가마를 지을 때에 경사도와 가마의 길이를 매우 조심스럽게 설계하여야 한다. 오름불꽃식 각진 가마를 한칸으로 하지 않고 여러칸을 이어서 붙여 짓고 첫째칸의 폐열을 이용하여 다음칸을 소성하기도 한다. 폐열을 이용하는 장잠이 있기는 하지만 현대도예인들이 사용하기에는 불편하기도 하다. 옹기가마나 봉우리가마도 요즈음 활용하기에는 어려움도 많고 실패율도 많아서 실용적이지는 않지만 교육적인 효과와 장작가마의 특수한 효과 등을 노리기 위하여 점차 많이 활용되고 있는 실정이다.
연속가마(連續式 窯)- 소성작업이 연속적으로 이루어지는 가마를 연속식가마라고 한다. 연속식가마는 폐열과 소성물이 가지는 열을 가능한한 최대로 이용해서 열효율을 높이고 있으며, 일정한 소성 조건하에서 대량 생산을 할 수 있는 것이 특징이다. 연속식가마에는 터널가마, 회전가마와 같이 고정 화상식과 고리가마, 봉우리가마, 옹기가마(용가마)같이 이동 화상식이 있다. 현대적인 터널가마가 최고로 열효율을 높여주는 연속식가마이며 우리나라의 재래식 봉우리가마, 옹기를 굽기 위한 용가마도 연속식 가마의 일종으로서 열효율이 매우 좋은 가마이다.
현대도예에는 이러한 열효율이 좋은 우리의 재래식 가마를 계승, 개발하여 효과적으로 인용하여야 할 것이다.
2. 연소가스의 진행방향에 따른 분류
횡염식가마(橫焰式窯)- 중국의 경덕진요(景德眞窯)와 자주요(磁州窯, AD100)에서 사용되었으며, 독일의 캐셀가마가 이에 속한다. 연손실과 소성실이 평행으로 되어 있으며, 연소실의 불꽃이 기물을 통과하여 끝부분의 연돌로 나가게 되어 있는 구조이다. 연소실 부근과 연돌 부군의 온도차이가 있어 열조절이 어렵다는 것이 단점이다.
건축용 벽돌이나 토기 등을 주로 생산했으며, 특히 영국의 뉴 카스텔 가마는 가마천정에 연료 투입구를 만들어 온도차이를 없앤 보다 개량된 가마이다. 이가마는 우리나라의 옹기가마와 흡사하나 평지에 지어져 있고 연돌을 높이하여 열을 강제로 순환시키는 차이가 있다.
승염식가마(昇焰式窯, Up Draft Kiln)-도자기 번조시 불꽃이 위로 올라가서 바로 천청 밖으로 빠져나가는 가마를 말한다. 요즘은 승염식 구조보다는 도염식 가마를 주로 사용하고 있다. 승염식 가마는 불꽃이 밑에서 발생하여 기물을 지나서 바로 가마의 지붕에 위치한 굴뚝으로 빠져나가기 때문에 열손실이 많으며 대부분의 승염식 가마의 윗부분이 온도가 높아서 위캙아래의 온도차이를 없애기가 매우 힘들기 때문에 요즘은 잘 사용하지 않고 있다.
우리나라의 기와나 벽돌 등을 구웠던 대감가마(대감모자형상의 가마)도 연소실에 연료를 넣으면 열이 소성실로 들어가 가운데의 연돌로 상승해서 나가는 승염식 가마이다.
유럽에서는 최근까지 이 승염식 가마를 발전시킨 병모양 가마를 사용해 왔었다. 또는 이 병모양 가마를 2층으로 만들어 1층에서는 유약구이를 하고 2층에서는 초벌구이를 하기도 했다. 그러나 열손실이 많고 위아래의 온도조절이 어려운 단점이 있고 가마재임과 재벌의 어려움도 있어서 최근에는 거의 사용되지 않고 있으나, 중남미의 저개발 국가에서는 지금도 이 가마로 생활용기나 벽돌 등을 구워 내고 있다.
도염식가마( 焰式窯, Dawn Draft Kiln)-가마에서 불꽃이 위로 올라갔다가 다시 밑으로 내려와 빠져
나가는 형태의 가마이다. 아궁이에서 발생한 화염은 측벽과 불벽(bag wall)의 취출구(吹出口)로부터 소성실로 상승하여 천정에 닿은 다음 하강(下降)하되, 이때 피열물을 가열하여 가마 바닥에 배치된 다수의 흡입공과 지연도, 주연도를 거쳐 연통으로 끌리게 된다.이들 흡입공과 지연도, 주연도의 배치에 따라 소성의 균질화가 죄우된다. 통풍은 노(노) 내압(내압)의 정부경계면(정부경계면)이 바닥보다 다소 윗부분에 오게끔 조절한다. 승염식과 수평염식을 비교해서 화염의 주행 노정이 길기 때문에 피열물에 접촉하는 기회가 많고 균일 소성이 되어 열 경제가 도모된다.
둥근가마는 가마의 내용적에 대한 가마벽 총면적의 비율이 각 가마에 비하여 작으므로, 벽열손실이 적어 경제적이고 균일 소성을 할 수 있으므로 연속식 소성가마가 채용되기 이전에는 도자기 소성용 가마로 둥근가마를 주로 사용하고 있었다. 현재에도 도염식 둥근가마는 도자기나 내화벽돌 특히 고온소성을 하게 되는 규석벽돌등을 소성하는데 사용한다. 한편, 각요는 가마재임이나 가마내임시 작업면에서 편리하기 때문에 주로 건축도기가 위생도기 등에 사용된다.
3.불꽃과 피소성물과의 접촉 상황에 따른 분류
직화식(직화식)가마(또는 직접가열식 가마)
반머플가마(Semimuffle Kiln)
머플가마(Muffle Kiln)(또는 간접가열식 가마)- 특수한 도자기를 굽는 가마로 , 기물을 직접 불에 대지 않고 가열시키기 위한 간접가열식을 갖춘 가마이다. 비교적 간단한 소형가마로 구조는 겉가마와 안가마로 되어 보통 통모양인 원통을 이룬다. 겉가마에는 공기를 흡입하는 작은 구멍을 파고 그 안에 안가마를 넣어서 그 사이에 숯이나 장작 등의 연료를 채운다. 소성온도는 700∼800℃정도로 소성된다. 위생도기나 테라코타 등과 같이 직접 내화갑에 넣기 어려운 것이나, 도기 법랑 소성 및 도자기 장식구이 등에 이용된다.
불연속식에서는 폐열을 이용하기 위해 2기 이상 직렬로 연결하는 연결 가마도 있으나, 중유 또는 가스를 연료로사용하는 환상 또는 직선형의 터널식 머플가마는 열손실이 적고, 작업면에서 뛰어나다. 머플의 재질로는 연료 소비량을 줄이고, 내부의 열분포를 균일하게 하기 위해열전도가 높은 것이 요구되며, 열충격에 견디기 위해 수축 팽창이 적고 정정된 내화점토제 또는 카보란덤질 내화 재료가 주로 사용되고 있다. 머플가마는 머플 벽으로부터 복사열을 주로 이용하므로, 복사열 분포의 관계로 가마실을 그다지 크게 할 수 없다.
4. 사용연료 종류에 따른 분류
장작가마
석탄가마
가스가마(Gas Kiln, Gas oven)-프로판가스, L.P.G.가스, 부탄가스, 천연가스등을 연료로 사용하여 도자기를 소성하는 가마를 말하며 현대에는 나무나 석탄, 기름 등을 사용하는 가마보다는 주로 가스가마를 사용한다. 요즘 최현대식 가스가마에는 컴퓨터가 부착되어 가마내의 온도의 조절은 물론, 가스의 양이나 산소의 양을 적절하게 조절할 수 있는 가마도 있다. 다른연료에 비하여 불순물의 함량이 적고 온도 상승등이 용이하여 버너조작이 간편하여서 연손실이 작아도 되며, 소음이 없고 잼새가 적은 장점이 많아서 당분간 계속해서 많이 사용될 전망이다.
단지 압축가스나 액화가스이기에 폭발할 수 있는 가능성이 있어서 약간 위험하나 가스누출 탐지기나 경보기등이 잘 발달되어 있어서 비교적 안전하다.
중유가마
전기가마-전기가마는 전기를 사용하는 가마로서 매우 편리하고 간단한 작동과 좁은 공간에 설치할 수 있는 장점이 있다.
외국에서는 이미 오래전부터 사용하였고 우리나라에 도 최근에 많이 사용되고 있는 추세이며 이미 국산 전기가마도 완벽하게 생산되어 수출까지 하고 있는 실정이다. 켬퓨터를 이용한 온도조절기를 부착하여 열의 상승이나 냉각 등도 자동으로 조절할 수 있으며 지정한 온도에 이르면 자동으로 전원이 차단되어 편리하고 대기오염이 없어서 현대도예가들이 많이 사용하고 있다. 단점은 환원소성이 되지 않아서 유약의 변화를 줄 수 없고, 전기사용료가 비싸서 소성원가가 높아진다는 점이다.
5.소성목적에 따른 분류
초벌구이 가마
굳힘구이 가마
참구이 가마
웃그림칠 가마
플린트(flint)가마
6.형식에 따른 분류
둥근가마
각가마
선가마
고리가마
터널가마
회전가마
통굴가마
1.소성작업의 형식에 따른 분류
불연속가마(不連續式 窯, Intermittent Kiln)-한번 소성할 때마다 가마재임, 소성, 그리고 가마내기를 가마가 식은 다음에 따로 행하기 때문에 소성작업이 중단되는 가마이다. 따라서 매번 소성시마다 가마는 상당히 저온까지 냉각되므로 연속가마에 비해 열 경제성은 좋지 않다. 장점은 한번 소성할 때마다 소성곡선을 변경할 수 있으므로 하나의 가마로 유약 온도가 다른 여러가지의 다른 작품을 소성할 수 있다는 것이다. 요즘 도예가들이 흔히 사용하는 가스가마들이 대개 불연속식으로 되어있다. 그러나 불연속식이라도 대차를 두개 사용하거나 굴뚝하나에 3∼4개의 가마를 연결하여 사용하거나 한칸짜리 가마옆에 굴뚝부분을 이용하여 작은 크기의 가마같이 만들어 놓고 초벌구이를 하는 가마로 사용하기도 한다.
반연속가마(半連續式 窯, Semicontinuous Kiln)-도자에서 반연속식 가마인 옹기가마(통가마, 용가마, 대포가마) 또는 봉우리가마(칸가마)는 양간 경사진 언덕의 경사를 이용하여 지어지며 터널가마와 같이 연속적으로 소성을 하지는 않지만 밑에서 소성을 하는 동안 가마의 윗칸이나 윗부분은 자동적으로 예열이 되어 점차 온도가 상승되는 효과를 가져오기 때문에 반연속적인 효과를 가져온다. 전체가마를 소성한 후 냉각하여 기물을 꺼내고 또다시 재임을 하는 등 터널가마에 비하여 연속적이지 않지만 한칸으로 되어있는 단가마에 비하여 열을 효율적으로 활용하고 있으며 과학적인 가마이다. 언덕의 경사도를 이용하여 굴뚝역할을 자동적으로 하기 때문에 처음에 가마를 지을 때에 경사도와 가마의 길이를 매우 조심스럽게 설계하여야 한다. 오름불꽃식 각진 가마를 한칸으로 하지 않고 여러칸을 이어서 붙여 짓고 첫째칸의 폐열을 이용하여 다음칸을 소성하기도 한다. 폐열을 이용하는 장잠이 있기는 하지만 현대도예인들이 사용하기에는 불편하기도 하다. 옹기가마나 봉우리가마도 요즈음 활용하기에는 어려움도 많고 실패율도 많아서 실용적이지는 않지만 교육적인 효과와 장작가마의 특수한 효과 등을 노리기 위하여 점차 많이 활용되고 있는 실정이다.
연속가마(連續式 窯)- 소성작업이 연속적으로 이루어지는 가마를 연속식가마라고 한다. 연속식가마는 폐열과 소성물이 가지는 열을 가능한한 최대로 이용해서 열효율을 높이고 있으며, 일정한 소성 조건하에서 대량 생산을 할 수 있는 것이 특징이다. 연속식가마에는 터널가마, 회전가마와 같이 고정 화상식과 고리가마, 봉우리가마, 옹기가마(용가마)같이 이동 화상식이 있다. 현대적인 터널가마가 최고로 열효율을 높여주는 연속식가마이며 우리나라의 재래식 봉우리가마, 옹기를 굽기 위한 용가마도 연속식 가마의 일종으로서 열효율이 매우 좋은 가마이다.
현대도예에는 이러한 열효율이 좋은 우리의 재래식 가마를 계승, 개발하여 효과적으로 인용하여야 할 것이다.
2. 연소가스의 진행방향에 따른 분류
횡염식가마(橫焰式窯)- 중국의 경덕진요(景德眞窯)와 자주요(磁州窯, AD100)에서 사용되었으며, 독일의 캐셀가마가 이에 속한다. 연손실과 소성실이 평행으로 되어 있으며, 연소실의 불꽃이 기물을 통과하여 끝부분의 연돌로 나가게 되어 있는 구조이다. 연소실 부근과 연돌 부군의 온도차이가 있어 열조절이 어렵다는 것이 단점이다.
건축용 벽돌이나 토기 등을 주로 생산했으며, 특히 영국의 뉴 카스텔 가마는 가마천정에 연료 투입구를 만들어 온도차이를 없앤 보다 개량된 가마이다. 이가마는 우리나라의 옹기가마와 흡사하나 평지에 지어져 있고 연돌을 높이하여 열을 강제로 순환시키는 차이가 있다.
승염식가마(昇焰式窯, Up Draft Kiln)-도자기 번조시 불꽃이 위로 올라가서 바로 천청 밖으로 빠져나가는 가마를 말한다. 요즘은 승염식 구조보다는 도염식 가마를 주로 사용하고 있다. 승염식 가마는 불꽃이 밑에서 발생하여 기물을 지나서 바로 가마의 지붕에 위치한 굴뚝으로 빠져나가기 때문에 열손실이 많으며 대부분의 승염식 가마의 윗부분이 온도가 높아서 위캙아래의 온도차이를 없애기가 매우 힘들기 때문에 요즘은 잘 사용하지 않고 있다.
우리나라의 기와나 벽돌 등을 구웠던 대감가마(대감모자형상의 가마)도 연소실에 연료를 넣으면 열이 소성실로 들어가 가운데의 연돌로 상승해서 나가는 승염식 가마이다.
유럽에서는 최근까지 이 승염식 가마를 발전시킨 병모양 가마를 사용해 왔었다. 또는 이 병모양 가마를 2층으로 만들어 1층에서는 유약구이를 하고 2층에서는 초벌구이를 하기도 했다. 그러나 열손실이 많고 위아래의 온도조절이 어려운 단점이 있고 가마재임과 재벌의 어려움도 있어서 최근에는 거의 사용되지 않고 있으나, 중남미의 저개발 국가에서는 지금도 이 가마로 생활용기나 벽돌 등을 구워 내고 있다.
도염식가마( 焰式窯, Dawn Draft Kiln)-가마에서 불꽃이 위로 올라갔다가 다시 밑으로 내려와 빠져
나가는 형태의 가마이다. 아궁이에서 발생한 화염은 측벽과 불벽(bag wall)의 취출구(吹出口)로부터 소성실로 상승하여 천정에 닿은 다음 하강(下降)하되, 이때 피열물을 가열하여 가마 바닥에 배치된 다수의 흡입공과 지연도, 주연도를 거쳐 연통으로 끌리게 된다.이들 흡입공과 지연도, 주연도의 배치에 따라 소성의 균질화가 죄우된다. 통풍은 노(노) 내압(내압)의 정부경계면(정부경계면)이 바닥보다 다소 윗부분에 오게끔 조절한다. 승염식과 수평염식을 비교해서 화염의 주행 노정이 길기 때문에 피열물에 접촉하는 기회가 많고 균일 소성이 되어 열 경제가 도모된다.
둥근가마는 가마의 내용적에 대한 가마벽 총면적의 비율이 각 가마에 비하여 작으므로, 벽열손실이 적어 경제적이고 균일 소성을 할 수 있으므로 연속식 소성가마가 채용되기 이전에는 도자기 소성용 가마로 둥근가마를 주로 사용하고 있었다. 현재에도 도염식 둥근가마는 도자기나 내화벽돌 특히 고온소성을 하게 되는 규석벽돌등을 소성하는데 사용한다. 한편, 각요는 가마재임이나 가마내임시 작업면에서 편리하기 때문에 주로 건축도기가 위생도기 등에 사용된다.
3.불꽃과 피소성물과의 접촉 상황에 따른 분류
직화식(직화식)가마(또는 직접가열식 가마)
반머플가마(Semimuffle Kiln)
머플가마(Muffle Kiln)(또는 간접가열식 가마)- 특수한 도자기를 굽는 가마로 , 기물을 직접 불에 대지 않고 가열시키기 위한 간접가열식을 갖춘 가마이다. 비교적 간단한 소형가마로 구조는 겉가마와 안가마로 되어 보통 통모양인 원통을 이룬다. 겉가마에는 공기를 흡입하는 작은 구멍을 파고 그 안에 안가마를 넣어서 그 사이에 숯이나 장작 등의 연료를 채운다. 소성온도는 700∼800℃정도로 소성된다. 위생도기나 테라코타 등과 같이 직접 내화갑에 넣기 어려운 것이나, 도기 법랑 소성 및 도자기 장식구이 등에 이용된다.
불연속식에서는 폐열을 이용하기 위해 2기 이상 직렬로 연결하는 연결 가마도 있으나, 중유 또는 가스를 연료로사용하는 환상 또는 직선형의 터널식 머플가마는 열손실이 적고, 작업면에서 뛰어나다. 머플의 재질로는 연료 소비량을 줄이고, 내부의 열분포를 균일하게 하기 위해열전도가 높은 것이 요구되며, 열충격에 견디기 위해 수축 팽창이 적고 정정된 내화점토제 또는 카보란덤질 내화 재료가 주로 사용되고 있다. 머플가마는 머플 벽으로부터 복사열을 주로 이용하므로, 복사열 분포의 관계로 가마실을 그다지 크게 할 수 없다.
4. 사용연료 종류에 따른 분류
장작가마
석탄가마
가스가마(Gas Kiln, Gas oven)-프로판가스, L.P.G.가스, 부탄가스, 천연가스등을 연료로 사용하여 도자기를 소성하는 가마를 말하며 현대에는 나무나 석탄, 기름 등을 사용하는 가마보다는 주로 가스가마를 사용한다. 요즘 최현대식 가스가마에는 컴퓨터가 부착되어 가마내의 온도의 조절은 물론, 가스의 양이나 산소의 양을 적절하게 조절할 수 있는 가마도 있다. 다른연료에 비하여 불순물의 함량이 적고 온도 상승등이 용이하여 버너조작이 간편하여서 연손실이 작아도 되며, 소음이 없고 잼새가 적은 장점이 많아서 당분간 계속해서 많이 사용될 전망이다.
단지 압축가스나 액화가스이기에 폭발할 수 있는 가능성이 있어서 약간 위험하나 가스누출 탐지기나 경보기등이 잘 발달되어 있어서 비교적 안전하다.
중유가마
전기가마-전기가마는 전기를 사용하는 가마로서 매우 편리하고 간단한 작동과 좁은 공간에 설치할 수 있는 장점이 있다.
외국에서는 이미 오래전부터 사용하였고 우리나라에 도 최근에 많이 사용되고 있는 추세이며 이미 국산 전기가마도 완벽하게 생산되어 수출까지 하고 있는 실정이다. 켬퓨터를 이용한 온도조절기를 부착하여 열의 상승이나 냉각 등도 자동으로 조절할 수 있으며 지정한 온도에 이르면 자동으로 전원이 차단되어 편리하고 대기오염이 없어서 현대도예가들이 많이 사용하고 있다. 단점은 환원소성이 되지 않아서 유약의 변화를 줄 수 없고, 전기사용료가 비싸서 소성원가가 높아진다는 점이다.
5.소성목적에 따른 분류
초벌구이 가마
굳힘구이 가마
참구이 가마
웃그림칠 가마
플린트(flint)가마
6.형식에 따른 분류
둥근가마
각가마
선가마
고리가마
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