Système automatisé four de décirage/cuisson des cylindres

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A

Andrac

Nouveau
Bonjour,

Je m’appelle Olivier, j’ai 32 ans, j’ai eu l’occasion de faire un stage de deux semaine chez un sculpteur/bronzier, ainsi qu’un stage de sculpture sur Marbre en Italie, par curiosité surtout, je ne prétends pas à quoi que ce soit...
Je fais de temps à autres quelques modelages en argile, certains que j’ai pu réaliser en cire à partir de moule de plâtre et de silicone bien sûr…
Ce qui m’amène aujourd’hui à vous écrire, et que j’ai eu l’opportunité de lire le livre «Moulage et Fonderie d’Art» de Daniel Lambert et que j’ai commencé il y a quelques temps à faire mon four de décirage, d’une taille extérieur d’environ 1m*1m*1m* avec de la fibre céramique et pour l’embase avec une partie de silice en plus.
J’avais commandé deux Brûleurs Torches HP AI 0 chez AEM qui faisait 14kwh/h chacun, avec un injecteur diamètre 80, a réglage manuel sur les brûleurs et un manomètre plutôt précis de 0 à 2.5 bars.
Le problème c'est que la température était ingérable, et même en descendant avec des injecteurs à 60,40 ou 30 (conseillé par le vendeur), température toujours trop élève et combustion de la flamme pas très joyeuse puisque injecteur plus vraiment adapté à la taille du brûleur.
Bref j’ai fini par les revendre, et je me suis dis que j’attendrais d’avoir de l’argent d’avance ou plus de temps pour me pencher sur ce problème.
Aujourd’hui je suis en reconversion en Bac Pro Maintenance Industrielle, avec certains projet et rapports de stage à réaliser, et j’aimerai reprendre mon four de décirage comme projet pour réaliser moi-même le système à régulation électronique et variation de la puissance des brûleurs par électrovanne.
Sachant que j’avais demandé un devis chez Solargil, mais le commercial ne peut soi disant pas me détailler les pièces qu’il y a dans le devis du système ?! Il me conseillait pourtant deux brûleurs de 20Kw, ce qui me semblait énorme sachant que déjà ceux de 14kw de chez AEM étaient ingérables niveaux puissance de température ( même si cela était manuelle certes ), et lui-même ne pouvait pas m’assurer la certitude du truc… J’ai déjà de mauvaises expériences avec les commerciaux dans des branches dont je connais mon métier, je ne fais donc pas beaucoup plus confiance à ceux qui ne savent pas me donner de solutions, même si là je n'y connais rien.
Donc je viens aujourd’hui vers vous pour savoir si l’un d’entre vous saurez me donner un schéma de système de régulation automatique, s’il a un four conçut de cette façon où du moins des conseils, pour que je puisse peut-être avoir assez d’informations solides pour commencer ce projet avec les équipements adaptés.


Merci d'avance
 
JulienSFV

JulienSFV

Ouvrier
Je ne vais pas t'aider beaucoup, mais à mon sens il est beaucoup plus prudent de faire un four électrique que au gaz :
- moins de risque d'incendie
- régulation beaucoup plus simple
Mon copain fondeur connaît un ami qui a eu le feu à son atelier à cause du four de décirage au gaz.
De plus vu la taille de ton four, tu comptes faire de grosses pièces donc le temps de cuisson sera de plusieurs jours ce qui augmente les risques, notamment pendant la nuit sans surveillance...

Julien.
 
Dodore

Dodore

Compagnon
J’y connais rien mais
Juste une idée
pourquoi ne pas prévoir un système double
chauffage gaz puis quand le four est en température , passer au chauffage électrique pour assurer une régulation
j’ai eu l’occasion de faire un stage de deux semaine chez un sculpteur/bronzier,
question : il avait quoi comme système de chauffage pour son four
 
E

enguerland91

Compagnon
Quelle est la température de fonctionnement d'un tel four ?
 
EncoreUnPseudo

EncoreUnPseudo

Compagnon
C'est pas 200/300° un four de décirage ? 40kw de puissance me paraissent énormes, même avec un gros volume. L'électrique me semble aussi une solution plus prudente (voir plus économique)
 
E

enguerland91

Compagnon
En regardant ce qui se fait dans le commerce j'ai noté une puissance max électrique de 9000 W pour monter une étuve de 910 litres à 300° C et 3500 W pour le maintien en température. C'est l'EDF qui va aimer.
 
JulienSFV

JulienSFV

Ouvrier
Il faut dissocier le décirage et la cuisson du platre réfractaire :
- decirage environ 200°C
- cuisson environ 750 °C
En général le même four fait les deux.
 
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A

Andrac

Nouveau
La température maximum sera du 750-800°C, ( il y a différentes plages mais celle-ci est la plus haute ) je dis four de décirage mais c'est aussi cuisson des cylindres,
Je voulais en construire un gros car oui j'aurais de grosses pièces, et pour la fibres céramiques c'est plus simple d'avoir un four déplaçable et avec une cloche qui se soulève pour déposer des moules, plutôt que des portes.

L'électrique peut-être envisageable mais j'ai justement peur que ce soit un goufre en factures ? alors que justement au gaz le bronzier chez qui j'avais fait le stage, qui utiliser un four presque aussi gros, passait très peu de gaz... et j'ai eu le sentiment que beaucoup de gens s'en sortaient comme ça, je dois peut-être trouver le moyen de mettre un capteur de sécurité pour empêcher tout départ de flamme s'il y a trop de gaz, faux départ ou fuite dans le four.
Mais il est vrai que ce n'est pas la première fois qu'on me dis que l'éléctrique est plus simple à programmer.

avec mon four de 1m*1m*1m, pour une chaleur de 750°C,

1° combien faudrait-il de Watts ? et par heure ? J'aimerai bien comprendre comment cela se calcule ! si parmi vous quelqu'un peut m'expliquer

2° Savez -vous comment calculer le nombre de résistances qu'il faudrait ? sont-elles toutes pareilles où avec des diamètres différents ?

Mon four est aussi rempli de fibre céramique maintenant,
3° Ce n'est peut-être pas approprié pour des résistances ? c'est plus souvent de la silice ou brique..

N'hésitez pas à continuer et à me dire ce que vous en pensez, au-délà d'avoir toujours une solution j'aime comprendre aussi pourquoi plus telle chose plutôt qu'une autre
 
EncoreUnPseudo

EncoreUnPseudo

Compagnon
C'est vrai que l'électrique pour monter 1m3 à 700°C... il doit falloir un bel abonnement. Pourquoi dans ce cas (si le réglage est difficile) ne pas avoir un "petit" bruleur pour les basses températures et deux gros pour les hautes températures ? C'est cher un bruleur ?
 
greg_elec

greg_elec

Compagnon
Moi je n'y connais rien four mais je cuisine au gaz avec 4 bruleurs sur ma plaque.
J'ai constaté qu'il est plus facile de gérer la température en fonction des bruleurs plutôt que par le débit de gaz .
Avec plusieurs bruleurs de tailles différentes il sera plus facile de gérer la montée en température et sa régulation .
De plus si veut piloter avec de l'électronique voir de l'informatique (Arduino ou autre ...) tu gère avec des électrovannes tout ou rien et des allumeurs HT.
Connais-tu la régulation par PID (Proportionnel, Intégration, Dérivée ) ? c'est pratique pour la régulation de température
 
A

Andrac

Nouveau
Je cherche justement ce genre d'informations sur un système de régulation, électronique où informatique, branché sur mes brûleurs, enfin sur l'électrovanne j'imagine, où en amont de l'életrovanne ?
PID j'ai pu apercevoir un peu mais cela me semble très excessif pour le genre de montage que je veux faire
Pour ce qui est des brûleurs ce n'est pas si chère que cela, mais j'attend des renseignements sur des brûleurs avec capteur de flamme et des électrovannes pour gérer le flux et l'arrivée monté apparemment directement sur le brûleur, le devis sera sûrement plus salé
Mais en ce qui concerne le système en lui même qui gère tout, je prefererai faire un montage maison, de une pour baisser la facture mais aussi pour apprendre er comprendre le fonctionnement
 
E

enguerland91

Compagnon
J'en connais qui vont encore me "sauter dessus" mais comme je m'en fous je dirai que fabriquer un tel four est très largement inaccessible à des particuliers. Seule une entreprise spécialisée avec pignon sur rue en est capable.
Il est clair que les puissances annoncées par certains vendeurs ne sont pas si délirantes que cela. Sil faut 9 kW pour 300° quatre fois plus pour 750° ne me semble pas délirant.
 
petit_lulu

petit_lulu

Compagnon
bonjour,
juste pour la securite, sur les fours a cereales, la securite incendie se fait souvent avec une ficelle qui fait le tour du four sur des poulies et qui a d'un cote un tendeur avec ressort et de l'autre un fin de course avec un bras.
on tend la corde pour "armer" le fin de course et s'il y a un feu, la ficelle brule, le fin de course reviens dans sa position normale et ouvre un contact qui coupe le gaz, actionne une sirene, appel les pompier, previens le pape, envoi un sms/mail a macron ou brigitte ou toute autre action selon ce que l'on veux... :lol:
 
philempreinte

philempreinte

Nouveau
Bonjour
J'ai fabriqué il y a quelques années un four à décirer en fibre céramique ( int 400x400x800) à résistances
Température maxi 900 degrés
Je l'utilise pour décirer les moules de cire perdue à 720 degrés et pour la cuisson des pâtes de verre à 850 degrés
Il est piloté par une régulation Bentrup TC 405/30 + thermocouple permettant de programmer des vitesses de montée ou descente en degres/heure,ainsi que des paliers de maintien
Cette régulation marche super bien,elle pilote dans mon cas les relais des resistances électriques et peut donc gérer de la même manière des electrovannes de gaz (grand feu/petit feu)
Ce matériel à un cout(environ 600€) mais plus de prise de tete: je programme des cycles de cuisson de plus d'une semaine sans jamais m'en occuper
Quand on a construit son four et donc économisé sur les frais de réalisation,cela vaut le coup de se payer cet équipement!
 
A

Andrac

Nouveau
A

anthropovergnat

Compagnon
Bonjour
J'ai fabriqué il y a quelques années un four à décirer en fibre céramique ( int 400x400x800) à résistances
Température maxi 900 degrés
Je l'utilise pour décirer les moules de cire perdue à 720 degrés et pour la cuisson des pâtes de verre à 850 degrés
Il est piloté par une régulation Bentrup TC 405/30 + thermocouple permettant de programmer des vitesses de montée ou descente en degres/heure,ainsi que des paliers de maintien
Cette régulation marche super bien,elle pilote dans mon cas les relais des resistances électriques et peut donc gérer de la même manière des electrovannes de gaz (grand feu/petit feu)
Ce matériel à un cout(environ 600€) mais plus de prise de tete: je programme des cycles de cuisson de plus d'une semaine sans jamais m'en occuper
Quand on a construit son four et donc économisé sur les frais de réalisation,cela vaut le coup de se payer cet équipement!
Peut-on du coup en savoir plus sur ce four s'il te plait ?
 
A

Andrac

Nouveau
Peut-on du coup en savoir plus sur ce four s'il te plait ?
Pour l'instant je n'ai qu'une ossature en inox de 1m3 ( une cloche cubique en "grillage" qui peut-être soulevé avec un palan ) avec 3 couches de fibre céramique à l'intérieur,
le socle est sur roulette et surélevé de 50cm, il y a une plaque de silice de quelques centimètres puis de la fibre céramique en complément,
J'aimerai y fixer dessous deux bruleurs torche à gaz ( il existe des systèmes très fiable de coupure en cas de non flamme, vu avec les Bruleurs AEM ou AdamPyrométrie )
Maintenant j'aimerai connaitre comment on calcule le brûleur adapté en fonction de sa consommation, et avoir un schéma de branchement avec un régulateur de température
 
J

Jmr06

Compagnon
Sil faut 9 kW pour 300° quatre fois plus pour 750° ne me semble pas délirant
Comment tu calcules ça ?
Moi, je ne sais pas trop faire. Si je fais une bête règle de trois, je trouve : 9*(750-20)/(300-20) = 23.5 kW, soit 2.6 fois plus, assez loin des 4 fois plus. Comment on arrive à 4 fois plus ? C'est pour le temps de monté en température ?
 
J

Jmr06

Compagnon
PID j'ai pu apercevoir un peu mais cela me semble très excessif pour le genre de montage que je veux faire
Ben, la plupart des régulateurs sont avec PID. C'est le standard.
Ce n'est pas parce que la sortie est tout-ou-rien que ce n'est pas une régulation PID, c'est la proportion temps ON / temps OFF qui est ajusté par le PID.
Le régulateur Bentrup TC 405/30 que tu envisages est PID.

j’aimerai reprendre mon four de décirage comme projet pour réaliser moi-même le système à régulation électronique
Si tu est juste en prix, il y a des solutions bien moins chère, par exemple : Exemple régulateur

Pour la sécurité, a mon avis sur un four perso de ce type, il faut une autre système que le régulateur qui coupe indépendamment la chauffe. Puisque tu fait toi même la régulation, tu n'es pas certain qu'il y ait une erreur ou une faille dans le système de régulation. Si il y a un autre système, un bête thermostat qui coupe en cas de température plus élevé, tu sera à mon avis plus tranquille.
 
J

Jmr06

Compagnon
Pour le calcul de la puissance de chauffe, je n'y connait rien dans les fours. Les calculs thermique pour les enceintes que j'ai déjà fait se basait sur une méthode très simple :
Puissance thermique = K x surface externe de l'enceinte x (température interne - température externe)

Pour nous, c'était simple et suffisant mais ce n'était pas un four, les écarts de température entre l'intérieur et l'extérieur étaient faibles. Et il n'y avait que très peu d'échange d'air entre l'intérieur et l'extérieur. Avec un four à gaz, ????

La difficulté est le calcul du coefficient K.
Tu as la valeur des matériaux d'isolation en W/m.K (ou en W/m.°C, c'est la même chose) qui est généralement noté par λ (la lettre grec lambda).
Par exemple, si tu as 2 matériaux d'isolation λ1 et λ2, et d'épaisseur e1 et e2, la résistance thermique R est R= (1/λ1) e1 + (1/λ2) e2
et le coefficient K est simplement K = 1/R.
La puissance de chauffe sera P = K x (Surface de paroi) x (écart de température)

Mais tout ça, c'est bien trop simple, ce n'est qu'une approche généralement très optimiste. Il faut compter avec les ponts thermiques inévitables pour la construction, et c'est plus délicat à apprécier.
 
philempreinte

philempreinte

Nouveau
Peut-on du coup en savoir plus sur ce four s'il te plait ?
Bonsoir
J'ai réalisé une armature + porte en corniere et habillé toutes les faces avec deux épaisseurs de plaque céramique d'epaisseur 50mm
J'ai creuse au cutter dans ces plaques les logements de resistances ,sur 3 faces,et un ami m'a fabrique les resistances pour arriver à environ 7kw mono
Une cheminée ,un contact de porte,et c'est parti
Il est posé au sol,et la sole est amovible sur un chariot ( je ne m'en sers jamais car elle est de niveau pour la coulée du verre,mais cela pourra peut être servir un jour pour un gros moule)
Il est très souple d'utilisation et j'ai trouvé les bons paramètres de régulation pour mon utilisation spécifique au verre
 
philempreinte

philempreinte

Nouveau
Ben, la plupart des régulateurs sont avec PID. C'est le standard.
Ce n'est pas parce que la sortie est tout-ou-rien que ce n'est pas une régulation PID, c'est la proportion temps ON / temps OFF qui est ajusté par le PID.
Le régulateur Bentrup TC 405/30 que tu envisages est PID.


Si tu est juste en prix, il y a des solutions bien moins chère, par exemple : Exemple régulateur

Pour la sécurité, a mon avis sur un four perso de ce type, il faut une autre système que le régulateur qui coupe indépendamment la chauffe. Puisque tu fait toi même la régulation, tu n'es pas certain qu'il y ait une erreur ou une faille dans le système de régulation. Si il y a un autre système, un bête thermostat qui coupe en cas de température plus élevé, tu sera à mon avis plus tranquille.
Mes premières installations n'avaient qu'un pyrometre avec une consigne de température, et un réveil pour vérifier à 2h du matin que tout est en ordre...
Quel confort de programmer des vitesses de montée et descente en température!
 
E

enguerland91

Compagnon
Comment tu calcules ça ?
Moi, je ne sais pas trop faire. Si je fais une bête règle de trois, je trouve : 9*(750-20)/(300-20) = 23.5 kW, soit 2.6 fois plus, assez loin des 4 fois plus. Comment on arrive à 4 fois plus ? C'est pour le temps de monté en température ?
Moi non plus je ne sais pas faire les calculs que nécessite ce projet.
Par contre ce dont je suis sûr c'est que les échanges thermiques se font de 3 manières :
Par conduction c'est en particulier la transmission à travers un isolant
Par convection c'est pourquoi on supprime l'air quand on peut
Par rayonnement d'où l"importance des écrans thermiques. Sur ce point j'ai un vague souvenir que la température ABSOLUE rentre à la puissance 4 dans les calculs, je crois. Penser aux couvertures de survie
Faire une règle de 3 pour ces calculs c'est certainement une erreur ça c'est sûr.
Il faudrait DÉJÀ savoir quelle est la "charge" que ce four doit chauffer : sa masse et sa capacité calorifique.
 
petit_lulu

petit_lulu

Compagnon
je precise que je n'y connais rien en four (a par faire du pain ou un gateau au plus) mais dans tous les domaine que je connais un peu, pour doubler le "resultat", il faut quadrupler la puissance, c'est une fonction carre.
pour doubler la vitesse d'un vehicule, il faut quadrupler la puissance ... sans compter toutes les pertes.
idem pour la puissance sonore ou lumineuse...
j'imagine que dans un four, si tu veux tripler la temperature par exemple, tu dois avoir 3*3=9 fois plus de puissance sans compter les pertes thermiques qui vont augmentes egalement.
 
A

anthropovergnat

Compagnon
je precise que je n'y connais rien en four (a par faire du pain ou un gateau au plus) mais dans tous les domaine que je connais un peu, pour doubler le "resultat", il faut quadrupler la puissance, c'est une fonction carre.
C'est pas un peu tarte comme réponse ? :mrgreen:

Je ne sais pas si on peut directement transposer la puissance d'un véhicule à la puissance d'un four, ça me semble un peu hasardeux comme raisonnement.
 
F

fredcoach

Compagnon
j'imagine que dans un four, si tu veux tripler la temperature par exemple, tu dois avoir 3*3=9 fois plus de puissance sans compter les pertes thermiques qui vont augmentes egalement.
Pas vraiment d'accord. La seule chose qui influe, au contraire, ce sont les pertes thermiques, rien d'autre n'a d'importance.
Si mes souvenirs sont bons, les pertes par conduction sont proportionnelles à l'écart de température, les pertes par convections en général aussi et les pertes par rayonnement à l'écart de la puissance quatre des températures absolues, ainsi que l'a rappelé enguerland91.
 
J

Jmr06

Compagnon
Si mes souvenirs sont bons, les pertes par conduction sont proportionnelles à l'écart de température, les pertes par convections en général aussi et les pertes par rayonnement à l'écart de la puissance quatre des températures absolues, ainsi que l'a rappelé enguerland91
Tout ça est vrai, mais cela ne donne pas ce qui est le plus important dans tous ces phénomènes.
Pour les pertes par rayonnement, c'est un peu complexe, car ça dépend des albédo relatives des parois. Si on est réfléchissant vers l'intérieur ça isole. En pratique dans un four, les couches d'isolants sont en contact les unes sur les autres et doivent être en équilibre radiatif ? Dans ce cas, ce qui compte in fine, c'est la température des parois extérieures.
Il faudrait un spécialiste des fours pour déméler tout ça concrètement.
 
J

Jmr06

Compagnon
En regardant les puissances de ce qui se fait :
Four 750 litres 1350 °C électrique : 50 kW
Le même Le même à gaz750 litre à gaz : 4x20 kW
 
A

Andrac

Nouveau
J'ai écrit à plusieurs revendeurs de four pour argile et franchement soit ce sont des commerciaux qui n'y connaissent rien soit des revendeurs qui doivent avoir des "grilles d'approximations" et aucun n'a voulu me donner une méthode de calcul !
Il faudrait un prof en physique ou en calcul "calorifique".
Si ce sont les pertes thermiques qui importent, lorsque je rentre chez moi fin du mois, je pourrai vous donner les épaisseurs de fibre céramique par côtés et leur densités ( kg/m3 ) !
Ca paraitrait logique d'avoir besoin de ces données, mais sachant que déjà personne n'a su me donner une idée concrète d'un calcul, j'ai peur qu'en rajoutant des données en plus cela devienne encore plus un bazar.
De plus j'imagine à un moment qu'il faudra aussi comprendre l'unité de mesure des brûleurs,
sur le site AEM, la puissance des brûleurs sont en kwh où parfois juste Kw alors que sur Adampyrométrie les brûleurs sont en Kcal/h et Kw,
Je vais essayer d'appeler Adampyrométrie ( les seules que je n'ai pas appelé ) cette semaine mais je ne me fais pas trop d'illusions...
En tout cas même si cela devient très ennuyant de ne toujours pas trouver de réponses à mes questions,
ça ne m'empêche pas de trouver cela passionnant
 

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