< retour à la liste

Fonderie 2000 Watts

Réalisation d'une fonderie électrique avec une résistance de four domestique 2kW et pour but d'atteindre 800°C

Introduction

Ce projet s'incrit dans mon grand projet de pouvoir réaliser des process industriels chez soi de manière sécurisé et à faible cout.

Le but ici est de réaliser une fonderie atteignant au moins 800°C pour faire fondre de l'aluminium.

J'ai déjà réaliser une telle fonderie mais fonctionnant au charbon chauffé à rouge par un sèche-cheveux. Les désavantages de cette source d'energie sont multiples. Le four ne fonctionne pas sans combustible. Ce combustible est couteux, je l'ai estimé à 6 euro pour 100g d'aluminium. Le controle de la temperature est très difficile.

Dans l'optique d'utiliser une énergie plus "saine" et moin couteûse, j'ai décidé de réaliser une fonderie électrique contruite autour d'une résistance de four domestique comme vous trouvez dans vos cuisinière et four de cuisine.

800°C avec un four de cuisine ?
Votre four se coupe quand la température de l'air à l'intérieur atteint le thermostat. (max. 250°C le plus souvent). Mais la résistance de chauffe monte bien plus haut. En l'utilisant pour chauffer un creuset en acier, et en isolant correctement la chaleur, ce genre de resistance dépasse les 800°C facilement, mais au détriment de sa durée de vie. Elle n'est pas concu pour chauffer autant et sur une longue période. Un control de la température permetra de minimiser son usure.

Le premier facteur de comparaison avec le charbon, le coût de l'énergie, est fonction de la puissance électrique consommé par l'élement chauffant et la durée d'utilisation. Des calculs permettrons de comparer ce cout.

Avant toute chose, des recherches sur le web m'ont montré que ce projet est rélisable, une résistance de four de cuisine de 2000W réussi à faire le travail.

Conception

La première étape consiste à dimensionner les éléments. Déjà, donnons nous un ordre de grandeur.

Assez logiquement, plus l'élément chauffant sera puissant, plus vite et plus facilement, la fonderie atteindra 800°C.

La puissance maximale de cet élément sera en revanche limité par le courant du secteur. Une installation domestique classique peut débiter 16A@220VAC (3250 Watts).

On vise une puissance de 2000W pour commencer et par sécurité, de plus, de tels résistances sont facilement abordable : environ 30 euros sur une boutique spécialisée

Calculs préliminaires

J'ai calculé le courant que l'installation devra supporter afin de dimensionner les différents éléments et câbles.

Admettons que l'élement chauffant possède une puissance de 2000W et est alimenté par le secteur (220~230 VAC). Il est purement résistif donc ne consomme que de la "puissance active" et n'insert aucun déphasage
(angle de déphasage nul -> cos(φ) = 1).

La formule est la suivante :

P = Ueff * Ieff * cos(φ)

avec :
P : puissance en watts
Ueff : Valeur efficace de la tension
Ieff : Valeur efficace du courant
φ : angle de déphasage

Et donc pour avoir le courant max :
(j'ai pris √2 = 1,42 pour être large)

Imax = (P / U) * √2

Imax = (2000 / 220) * 1,42

Imax = 12,9 A

Réalisation

Contrôleur INKBIRD ITC-100

Résistance

Creuset (a.k.a. the "molten bucket" [THPS3])

Il s'agit d'un extinteur vidé et découpé sur le haut pour former un creuset en acier.

Premier essai de montée en température

Conditions

Résultats

Interprétations