글+사진 김영훈 _ 레드코로나 대표 1. 전기가마 선택과 설치 1) 전기가마의 선택 전기가마 설치와 번조를 이야기하기 전에 우선 전기가마 선택 시 고려해야 할 부분을 살펴보자. 그 이유는 전기가마를 설치하기 위해서는 작업자 자신이 원하는 형태의 전기가마를 정확하게 선택할 수 있어야 효율적인 활용이 가능하기 때문이다. 우선 전기가마의 크기를 선택하자. 전기가마의 크기를 선택 하는 문제는 쉽지 않다. 하지만 어려운 일도 아니다. 전기가마 크기를 선택 할 때는 우선 작업자의 1개월간 총 작업량을 고려해야 한다. 전기가마나 다른 종류의 가마 역시 마찬가지만 일주일에 3회 이상 번조하는 것은 쉽지 않다. 물론 냉각 시간을 조절하고 초벌 소성의 경우에는 그 이상의 횟수를 번조할 수도 있다. 만약 1개월간 총 번조량이 5루베(1루베 = 1㎥ 즉 1000ℓ) 정도라면 1주일, 약 1.5루베 정도에 소성을 해야 한다. 일주일에 3회 번조한다고 판단한다면 0.5루베 정도의 전기가마를 선택해야 한다. 전기가마 크기 결정은 전력량과도 관계가 있다. 예를들어 0.5루베 정도에 전기가마를 설치하기를 원한다면 대략 25~35KW 정도의 전력원이 필요하므로 반드시 고려해야 한다. 전력 부분은 아래에 전기가마 설치에서 좀 더 자세히 다루기로 한다. 전기가마는 그 형태와 온도 콘트롤에 따른 온도 제어 방식에 따라 나뉜다. Top Loading형 - 이것은 재임을 위에서 하는 전기가마이다. Front Loading형 전기가마와 비교하여 장점은 구조적인 이유로 전력 소모가 적으며 공간을 작게 차지한다는 것이다. 하지만 위에로 재임을 하는 것은 Front Loading형 전기가마 보다 다소 불편하다. Front Loading형 - 이것은 재임을 앞에서 하는 전기가마이다. 전력 소모가 많고 공간을 많이 차지하는 단점이 있지만 재임을 앞에서 하는 관계로 재임이 쉽고 견고하다. 연속식 전기가마(Continuous식) - 이것은 일반적인 도자공방과 개인작업장이 아닌 산업도자업 분야에서 주로 사용되는 전기가마이다. 위에 설명한 두 방식의 전기 가마는 모두 Batch식 전기가마여서 연속적인 번조가 불가능하지만 이 가마는 계속적인 번조가 가능하다. 따라서 일정한 품질의 대량 생산을 필요로하는 도자상품 제작에 사용된다. 온도제어 방식에 따른 전기 가마 - 수동형 콘트롤 전기가마는 Kiln Sitter 제어방식이 대표적이고 다른 형태에 수동형 콘트롤러 역시 충분히 선택 가능하다. 극단적으로는 승온속도 조절 스위치를 이용해 눈으로 전기가마 내의 온도를 보면서 승온 시키는 것도 수동형 콘트롤 방식 전기가마로 볼 수 있다. 자동콘트롤형 전기가마의 경우는 여러 종류에 콘트롤에 따라 아주 많은 종류가 있다. 일반적으로 자동콘트롤은 콘트롤패널 자체와 제어방식에 따라 또다시 여러 종류로 나뉜다. 좁은 지면을 통해 이 모든 것을 자세히 알려 드릴 수 없음을 안타깝게 생각한다. 다만, 자동 콘트롤은 각 콘트롤러에 따라 사용법이 조금씩 다를 수 있으니 최대한 자세히 매뉴얼을 숙지하여 사용해야 한다. 2) 전기가마 설치 대부분의 경우 전기가마를 설치하려다 보면 가장 먼저 부딪히는 문제가 전력 문제이다. 대략적으로 Top Loading형 전기가마의 경우 0.1루베는 8~9 KW, 0.2루베는 경우 10 ~11KW, 0.3루베는 경우 13~15 KW 정도가 소비전력으로 사용된다. Front Loading인 경우는 같은 용량일 경우 약 20~30%의 소비전력이 더 들어간다. 전기가마는 소비전력이 매우 큰 편이다. 대략 10~20평형 에어콘 소비전력이 2~3KW인 것과 비교하면 전기가마 소비전력이 어느 정도 큰지 짐작할 수 있을 것이다. 보통 작은 상가건물에는 5KW의 전력이 공급되며 일반주택의 경우는 3KW전력이 계약 전력으로 공급된다. 따라서 작은 가마의 경우를 제외하고는 거의 많은 전기 가마를 사용할 때에는 전력 공급 공사를 따로 해야 하는 경우가 많다. 일반적으로 계약전력이 5KW인 작은 상가건물에는 대략적으로 Top Loading 전기가마 0.14루베 정도 용량의 전기가마까지는 사용할 수 있다. 혹 건물 상황에 따라 예외인 경우가 많으니 참고해야 한다. 전력 공사비용은 업체와 지역 또는 건물의 위치 및 건물상황에 따라 KW당 10~15만원선이다. 따라서 전기가마를 선택하고 설치하기 전에 작업장의 전력 상황을 파악하는 일이 매우 중요하다. 전력이 단상 220Volt 또는 삼상 380Volt가 공급되는지 또는 삼상 220Volt 인지, 380/220Volt 3상 4선으로 사용 할 수 있는지를 고려하여 전기가마를 선택, 설치해야 효율적으로 전기가마를 설치 할 수 있기 때문이다. 원하는 전기가마의 크기가 결정되었다면 소비전력을 생각하고 그에 따른 전력 공사를 해야 할 것이다. 최악의 경우 전력공사 비용 때문에 전기가마 사이즈를 줄여서 선택하는 경우도 종종 있기도 하다. 전기가마의 설치 장소 역시 매우 중요하게 고려하여야 하는 부분이다. 우선 전기가마 설치 장소는 환기가 잘 될 수 있는 곳을 택한다. 또한 가마 주변에는 인화 물질이 없어야 하며 노약자 등이 가마 주변을 왕래하지 않아야 한다. 전기가마 설치 시에는 되도록 이면 내연성이 있는 독립된 장소에 벽으로부터 적어도 30cm 이상 띄워서 설치할 수 있는 공간이 이상적인 전기가마 설치 장소이다. 만약 독립적이 장소가 아니라고 한다면 적어도 환기가 잘되고 벽에서 30cm 이상 확보 할 수 있으며 되도록이면 바닥에 물기가 없는 공간에 설치하여야 안전하게 사용할 수 있다. 2. 전기가마를 이용한 번조 전기가마는 다른 어떠한 가마 보다 번조가 간단하고 편리하다. 하지만 전기가마의 사용 방법을 정확하게 숙지하는 것이 중요하다. 자동 프로그램 콘트롤이나 수동콘트롤에 사용방법 및 번조에 대한 일반적인 원리 등을 잘 이해하고 있어야만 원하는 번조 결과를 얻을 수 있다. 1) 수동 콘트롤 사용방법 (Kiln Sitter 방식) 전기가마 수동 콘트롤러 역시 종류가 다양하다. 전기가마 제작사 마다 특별하게 수동 콘트롤러를 제작 할 수도 있으며 이용되는 제어장치 마다 조금씩 다를 수 있다. 하지만 여기에서는 Cone을 이용한 Kiln Sitter 수동 제어 방식에 대해 설명 하도록 하겠다. 그 이유는 현재 사용되는 거의 모든 형태의 수입 전기가마는 수동 콘트롤 방식을 채탁하고 있기 때문이기도 하지만 수동 제어 방식이 가장 손쉽고 안전하며, 국내에서 제작되는 일부의 전기가마에도 장착, 판매되고 있기 때문이다. Cone을 이용한 Kiln Sitte의 구조는 다음과 같다. 목표 번조온도는 장착되는 Cone의 번호로 결정한다. 즉 Kiln Sitter에 장착되는 Cone 번호의 온도에 따라 번조 온도가 결정되는 것이다. 하지만 Cone만 장착하여 사용한다면 온도 상승 속도 제어가 되지 않는다. 따라서 Kiln sitter 와 함께 일반적으로 INF스위치라고 불리는 로터리 방식 스위치가 함께 사용된다. 즉, 원하는 번조온도는 Cone 번호로 결정 되고 INF 스위치를 이용하여 승온속도를 조절 하는 것이다. INF 스위치에는 보통 라고 표시 되거나 1에서 10까지에 숫자로 표시되어 승온 속도를 조절 하게 한다. 물론 HIGH 또는 10 이 가장 빠른 승온 속도를 나타낸다. 승온속도를 천천히 하려면 Low나 낮은 단계에 INF 스위치를 오래 동안 설정하면서 조금씩 MED 또는 중간 단계로 천천히 스위치를 올려주면 느리게 번조를 진행 할 수 있다. 만약 처음부터 가마에 최대 능력만큼 빠르게 번조를 진행 시키고 싶다면 High 또는 제일 높은 단계에 스위치를 설정하고 번조를 진행 시키면 된다. 마지막으로 또 한 가지 안전장치로 Kiln Sitter 에는 소성 예정 타이머가 장착되어 원하는 시간이 되면 번조가 자동적으로 끝나게 할 수 있다. 2) 프로그램 콘트롤러 자동프로그램 콘트롤러를 이용한 전기가마 번조는 수동형 콘트롤러를 사용하는 경우보다 많은 점에서 편리하다. 자동프로그램 콘트롤러는 온도센서(열전대)끝에서 발생하는 미세 기전력(D.C. milliVolt)를 입력 신호로 하여 콘트롤러가 전력제어 장치를 제어하는 기본구조로 전기가마 내부 온도를 제어한다. 기본적으로 자동프로그램 콘트롤은 승온 단계에 따른 승온속도, 번조온도, 번조온도에서 또는 중간단계온도에서의 유지 시간 등을 하나의 프로그램에 모두 설정하여 사용할 수 있다. 예를 들면 1240℃까지 번조를 하는데 500℃까지는 200℃/Hour에 속도로 상승하여 500℃에서 30분 유지한 후 1100℃ 까지는 150℃/H 에 승온속도로 상승하여 번조를 진행하고 다시 1100℃에서 1240℃ 까지는 80℃/H에 승온속도로 번조를 진행과정을 프로그램으로 입력하여 사용 할 수 있다. 물론 콘트롤러에 따라 시간당 승온 속도가 아니고 목표온도까지의 승온 시간을 설정해 줘야 하는 경우도 있다. 또한, 수입가마에 사용되는 콘트롤의 경우에는 이런 단계별 설정 외에도 입력된 프로그램을 이용하여 CONE 번호를 입력하여 번조를 진행 시키는 기능이 추가로 내재되어 있다. 따라서 이러한 다양한 기능으로 인해 프로그램 콘트롤러를 잘 이용만 한다면 편리하고 안정된 번조 결과를 얻을 수 있다. 자동 프로그램 콘트롤의 경우 그 종류가 상당히 많다. 국산 자동콘트롤과 수입 자동콘트롤, 저장되는 프로그램의 수, 가능한 단계 설정 수(Segment) 등 전력 제어 방식에 따라 아주 많은 다양한 콘트롤러가 사용된다. 따라서 가장 중요한 점은 각 전기가마 제작업체에서 정확한 사용매뉴얼을 제공받아 충분히 숙지하는 일이 매우 중요하다. 지금까지 전기가마 선택, 설치, 번조에 대한 개략적인 내용을 살펴보았다. 전기가마를 사용하는데 있어 가장 중요한 한 가지는 안전이다. 전기가마는 전력을 열원으로 사용하는 가마이다. 따라서 항상 전기 안전에 주의해 사용하여야 할 것이다. 가능하면 전문가의 조언에 따라 용량에 맞는 내선 및 누전차단기를 사용, 설치해야 할 것이다. 전기가마는 관리만 잘 해준다면 다른 어떠한 가마보다 안전하고 간편하다. 따라서 도예 저변확대에는 이보다 더 좋은 가마는 없는 것으로 여겨진다. 한정된 지면에 전기가마 설치와 번조 모두를 설명하는 것이 쉽지 않았다. 많은 부분이 생략 설명됐음을 밝힌다. 이점은 독자들께 양해를 구하며 추후 충분한 시간과 지면을 확보해 상세한 전기가마를 이용한 번조법에 관한 글을 실을 수 있기를 바란다. 사용하기 간편하고 안전한 전기가마가 도예저변 확대에 조금이나마 역할을 해주길 바라는 간절한 마음으로 이 글을 마친다. 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