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
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