Four de fusion

Le premier four, a été fait avec peu d'investissement dans l'idée que c'était juste pour voir et qu'il s'en suivrait rapidement un plus sérieux si les essais étaient concluants. Apès trois ans et une vingtaine de cuissons j'ai enfin d'avoir la maîtrise de quelques éléments. Après une petite pause (pour faire des strock300 en série) et avec la sortie de l'hiver et de ses tarifs électrique prohibitifs, c'est reparti en plus grand. Il faut dire aussi que j'aimerais intégrer deux miroirs de 300 pour les strock en cours.


2- (mai 2014-avril 2017) Reprise du four plus sérieux.
Il ya presque trois ans j'avais démarré la construction d'un four plus ambitieux. Mais c'était un peu précipité. Depuis, au bout d'une vingtaine de fusion (~1500h de fonctionnement) j'arrive à la fin du premier four que je n'ai plus envie de rafistoler.
Sur la dernière image, un moule pour un Ø320mm.
Objectif:
- être à l'aise jusqu'à Ø400 et éventuellement faire quelques essais jusqu'à Ø600;
- mieux isoler histoire de consommer moins que les 20kWh (pour ~100h) par tir du petit four.





avril 2017
Structure en cornière sur 3 pieds avec roulettes;

Préparation de l'isolation du dessous. La laine de roche de 30mm sera suspendue et soutenu par un trelli pour dalle béton.

soudure du trelli de soutien sur le bâti.

L'ensemble remis à l'endroit et paroi en béton céllulaire de 50mm.







Four d'essais (août 2013). Disqueuse et maçonnerie.

Le décès de mon cumulus de 200l vient à point nommé. La découpe du fond donnera le couvercle et le reste est raccourcit pour avoir une hauteur intérieure disponible de 300mm. L'intérieur est garni d'un béton léger fait de 1 part en volume de mortier réfractaire pour barbecue et de 2 parts de vermiculite. Le placement régulier de pontets permettra la tenu des résistances.





Isolation.

Avec un peu de patience on décape bien la mousse de polyuréthane au disque à lamelles et on découpe des panneaux de laine de roche de 30mm aluminé lié avec de l'adhésif aluminium haute température pour cheminée. Avec seulement cette faible isolation, cela marche déjà.
Les deux formes hémisphériques et le corps cylindrique sont une mauvaise idée. Un fond et couvercle plan avec un corps octogonal épargne bien des découpes!
Le tout est monté sur un diable, je voulais garder le sol de mon garage sauf.








Régulation.

3 résistances; sole, latérale et haute. Deux sondes, une sur le dessus de la sole (et donc sous le moule) et l'autre volante que je met sur le bord du miroir 2cm au dessus du verre. Une régulation avec un petit µcontroleur Atmel programmé en C.
Resistances: rechercher "furnace heating element kanthal". On trouve du fil bobiné en spirale à 2-3€ pour 1500W. Le kanthal est un fil inox avec aluminium. Quand on le reçoit il est plutôt ductile, et d'ailleurs il faut absolument étirer la bobine à 4-5 fois sa longueur initiale sous peine de surchauffe immédiate et fusion. Mais une fois sa première chauffe faite il devient fragile. En fait l'aluminium va formé une couche d'alumine en surface et "céramisé" le fil qui est donné pour chauffer jusqu'à 1400°C. Les extrémités du fil doivent être hors du four afin qu'elles restent conductrice en surface et malléable pour être serrées sur des borniers. Le kanthal à aussi une tendance à fluer. Il faut le tenir assez régulièrement. On voit la différence après une dizaine de fusion entre la dernière photo et la position des fils à la création du four. Pour la puissance; actuellement il y a 1700W en  sole, 800W en latéral et 1500 au plafond. Suite à une inertie élevée de la sole je limite la puissance à 50% soit 850W. Les puissances en place sont liées au circonstance. Initialement je visais une puissance surfacique constante. Avec l'expérience le four perd quand même plus de chaleur vers le haut à épaisseur d'isolant constante. Les 3150W total actuel me permette de passer de 730°C à 950°C en 1h. Cela me parait suffisant. Sur le prochain je garderai probablement le même rapport puissance /surface mais je chercherai à diminuer l'inertie du four en remplaçant la paroi de béton même allégé par de la briquette ou des carreaux de grès  pour supporter le fil résistif. J'irais bien jusqu'à 6kW au délà, j'irais la poterie artisanale d'à coté! Leur four doit bien pouvoir accepté un disque de 1,5m!
Contacteur: rechercher"solid state relay". On trouve notamment les FOTEK 25DA pour 3-4€. Ils se pilotent en 3-32V continu en consommant 15-20mA et coupent jusqu'à 25A en 220V. Ils peuvent se piloter directement avec une sortie du µcontroleur avec juste une résistance de 80-100Ohm en série.
µcontroleur: toutes les bases Arduino et autres font l'affaire. J'utilise à profusion les "Arduino Pro Mini" . Voici le source en  ".C" et en ".pdf" pour lecture.
C'est indigeste tel quel, il faudrait en faire un algorigramme. Quelques commentaires toutefois;
lg 63-70 3 compteur C1-3 qui compte de 0 à 100  décalé de 33. R1-3 sont les trois sorties qui pilotent les résistances.
lg 77-95 acquisition analogique des entrée. La lg92 fait un lissage sur 10000 acquisitions.
lg 363-369 conversion de lecture analogique en température. Les thermocouples ont des lois assez loin d'être linéaire d'où le polynôme de degrés trois.
lg371-374 calcul de la température souhaitée . Il s'agit  de segments de droite par morceaux que je rentre dans les variable temps h[1-12] et température Th[1-12].
lg376-385 La régulation est de type proportionnel-intégrale ce qui permet d'avoir pile la température souhaitée. Ici le calcul des trois erreurs cumulées.
lg 388-390 Calcul de la puissance [0-100%] plafonnée éventuellement sous 100% et qui ne peut être négative.
Le régulateur est alimenté en 12 V par batterie. En cas de coupure secteur, je ne perd pas l'historique et je ne repars pas pour un nouveau cycle de chauffe.
L'écran LCD que l'on voit sur certaines images s'interprète comme suit;
1ère ligne Températures de Consigne, Sonde A (bas) et sonde B (haut)
2ème ligne Puissance en % de la résistance basse, milieu et haute. Puis temps en heures.
Quand le four est à fond cela affiche généralement 50 100 100. J'ai volontairement plafonné la résistance basse à 50% de ses 1700W.
Les sondes. Un thermocouple Type K 1200°C se trouve à partir de 4€. Avec un ampli-op monté en gain de 25-30 on obtient environ 1V sous 1000°C. Les Atmel ATmega328 ont une référence de tension interne de 1,1v et avec leur convertisseur AN sur 10bits on obtient une résolution de 1°C, d'autant que je sur-échantillonne 1000 fois.

Une évolution un an plus tard. Une sole en briquette. La brique est un très bon choix. Rien n'a bougé depuis et j'ai une sole plane sur laquelle je peux poser mes moules fragiles. Le fil résistif passe dans les cloisons de la brique. Les carreaux en grès cérame sont aussi une bonne (meilleure?) option.







mise à jour: mai 2017                                                   Retour à la page mère: page mère                              La boutique de l'hébergeur: AstroShopping.com