Després d'un temps buscant informació, finalment he decidit fer-me un forn elèctric per fer els tractaments tèrmics als ganivets i aconseguir així assegurar una millor qualitat en el tractament, ja que és la forma més precisa de fer normalitzats, trempats, revinguts,... a part del ventall de possibilitats que s'obren al poder treballar amb molts més tipus d'acer, tant inoxidables com alguns acers carbó que requereixen més precisió en les temperatures i els temps.
El forn tindrà unes mides interiors aproximades de 322x160x130mm, una potència de 2400W i una temperatura interior que podrà arribar a més de 1150 graus.
Al llarg de les properes setmanes, aniré mostrant amb imatges i explicacions cada fase de la construcció per si pot ser d'utilitat a algú que s'en vulgui fer un. Després de temps mirant, he arribat a la conclusió de que és molt més fàcil del que sembla i l'estalvi econòmic si comparem amb el preu d'un forn professional d'aquestes característiques és realment considerable.
Som-hi!
L'estructura de totxos refractaris:
Qualsevol feina que representi treballar amb aquests totxos, es fa imprescindible tenir una aspiradora a prop, ja que es fa molta pols molt fina que es fica per tot arreu.
En el cas del disseny que he fet jo, fan falta 15 totxos refractaris JM-23 de mides 230x114x64mm.
Primer de tot els hi faig uns encaixos per muntar l'estructura.
En la següent imatge es pot veure una secció muntada. En total seran tres com aquesta.
En aquesta imatge les tres seccions encaixades. Aqui ja es pot veure la capacitat interior que tindrà el forn.
Amb dos totxos més, fem els encaixos per fer la tapa de darrera del forn. Els totxos entren 20mm a dins la caixa del forn per quedar ben encaixats i evitar que s'escapi calor per darrere.
Aqui es pot veure la última secció del forn amb la tapa posterior encaixada.
La resistència:
Sens dubte és el que m'ha portat més maldecaps, tant pels càlculs com per la feinada d'enrotllar el cable de Kanthal A1 en un tub de 10mm.
Pels càlculs he comptat amb l'ajuda de l'A_tronic, un forero del FAB que té experiència en aquest tema. Recomano que doneu un cop d'ull a aquesta web francesa, que a part d'explicar prou bé com es fan els càlculs, al final de la pàgina s'hi pot descarregar un full de càlcul en que entrant uns quants valors ja et calcula la longitud de fil que es necessita, el diàmetre, les espires,...
En el meu cas, el forn tindrà un volum interior d'uns 6,7l i he comptat uns 350W/l, pel que he fet tots els càlculs per una potència de 2.400W i utilitzaré dues resistències connectades en sèrie.
Tot seguit podeu veure una captura de pantalla dels càlculs resultants fets amb la fulla de càlcul que us podeu descarregar de la web francesa que he comentat abans:
Procés d'enrotllament del cable en un tub de 10mm. Recomano molt molt molt fer servir l'ingèni (jo no ho vaig fer) per construir-se algun útil o maneta per ajudar a enrotllar el cable, com per exemple el que podeu veure en aquest enllaç.
Les dues resistències ja acabades (per fi!!).
Anem per fer les 'regates' per les resistències. Junt amb cargolar el fil Kanthal, aquesta era una altra fase que em feia bastanta mandra, però al final ha set molt més senzill i ràpid del que em pensava, sobretot gràcies a la Dremel.
Primer de tot amb l'ordinador m'he fet una plantilla amb la forma de com havia de ser la 'regata', per poder-la marcar sobre els totxos i rebaixar-la després.
Un cop hem marcat la forma que hem de rebaixar, muntem l'útil de fresar a la Dremel junt amb una fresa i ajudats per una guia anem rebaixant les zones rectes i un cop fetes les rectes, a mà alçada es poden fer les curves. Aquests totxos són relativament tous pel que no hi ha perill que la fresa s'enganxi i ho fem malbé tot. Durant el fresat cal mirar de tenir els totxos rectes i ben immobilitzats per mantenir la linia ben recta entre totxo i totxo.
Un cop buidat, amb un tros de fusta petit es poden acabar de polir la forma. Jo he mirat de fer-les bastant justes per tal que les resistències no caiguin. Després de dues hores de feina, aquest és el resultat:
Un cop estirades les resistències fins a la mida que fa falta, les he presentat a veure com quedaven. Perfecte!
La carcassa ja muntada amb les resistències dins.
El darrere amb els 4 forats per on surten els finals de resistència.
Per connectar-les en sèrie, m'he fet una regleta casolana amb un tros de tub i un parell de cargols, tot d'inox.
La part elèctrica:
La idea és tenir un interruptor general i després el PID amb la sonda K i el relé SSR connectats i un llum indicador que les resistències estan actives. Més o menys per intentar explicar com va tot connectat he fet un esquema a la meva manera que espero que aclareixi els dubtes:
En la següent imatge podeu veure tots els components abans de ser muntats. De moment els connectaré de forma provisional per fer les primeres proves, després anirà tot muntat dins una caixa perquè quedi més ben posat.
Per connectar les resistències a la instal·lació he utilitzat una regleta ceràmica i cable de silicona que aguanta molt millor les altes temperatures.
Primeres proves:
Amb l'estructura de totxos muntada, les resistències col·locades i tota la part elèctrica muntada de forma provisional, em disposo a fer les primeres proves per veure com respon tot i acabar-me de creure que el forn funciona, encara no m'ho crec!!
He posat un retall d'acer 1070 per anar comprobant amb un piròmetre que la temperatura que marcava el controlador era correcte. El forn ha tardat aproximadament uns 13 minuts en arribar a 850 graus i uns 5 minuts més en estabilitzar-se amb una diferència que oscil·lava +- un grau.
Al cap d'uns cinc minuts amb la temperatura estabilitzada, el piròmetre marcava sobre al retall d'acer una temperatura de 849 graus, pel que el que marca el PID sembla que és molt fiable. He trempat el retall de 1070 i un cop fet, la llima hi patinava per sobre sense mossegar gens ni mica, el trempat ha set correcte.
Després he pujat la temperatura fins a 1050 graus, ara ja li ha costat més arribar-hi i estabilitzar-la, aproximadament uns 20 minuts amb una temperatura que anava de 1046 a 1051 graus.
Suposo també que culpa de la falta d'aïllament i que hi havia algun punt per on s'escapava la calor. Això crec que millorarà molt un cop posi la manta refractària per tot l'exterior i la porta sigui la definitiva amb els totxos entrant 10mm dins la càmera del forn.
El que més m'ha sorprès ha set la temperatura exterior, quan el forn estava a 1050 graus, els laterals que era la part més calenta al tenir les resistències, estaven a uns 150 graus com es pot veure en la imatge, em pensava que s'escalfarien molt més.
També em tenia intrigat veure si s'escalfava molt el relé SSR, ja que a tot arreu he vist que recomenaven posar-hi un dissipador. Mirat amb el piròmetre el relé estava a uns 44 graus, tot i no estar encara unit al dissipador amb silicona conductora, pel que un cop feta la instal·lació definitiva aquesta temperatura encara serà inferior.
I fins aqui les primeres proves, realment molt satisfactòries com heu pogut veure.
Perquè us feu una idea de la feina que hi ha per arribar fins aquest punt, un cop he tingut tot el material, fer els encaixos dels totxos, enrotllar la resistència, fer les regates i connectar tota la part elèctrica, m'ha suposat una dedicació aproximada de només 8 hores!
Per fer la instal·lació definitiva dels components elèctrics, (PID, interruptor, indicador lluminós i relé SSR), he aprofitat la caixa d'una font d'alimentació d'ordinador. He unit el relé a un dissipador (també d'un odrinador vell), és important unir-los amb silicona conductora per afavorir al màxim la circulació de la calor cap al dissipador, la podeu trobar en qualsevol magatzem de material elèctric.
Xassís:
Per fer el xassís he utilitzat perfil d'angle d'acer de 20x20x1,5 i plà de 30x1,5mm i ho he anat soldant com he pogut (era el primer cop que feia servir un soldador). Alguna soldadura m'ha costat i ha quedat com una cassola de pilotilles però ha quedat molt resistent.
Cal anar amb molt de compte manipulant els totxos en aquesta part perquè són molt delicats i per experiència us dic que no costa gens que es trenquin.
A la base hi he soldat dues tires d'acer perquè s'hi aguantin els tres totxos de la base, ja que l'angle de 20mm de les cantonades no els arriba a agafar.
Els trossos d'angle que uneixen la base amb la part de dalt, a baix estan soldats i a dalt estan només rematxats i sense soldadura per tal de poder desmuntar el forn d'una manera senzilla si és necessari.
Un cop tot soldat i rematxat, el conjunt ha quedat molt sòlid i ben ajustat i ja es pot moure amb seguretat sense perill de fer malbé cap totxo.
Ara que ja està tot unit, he acabat el tema de les connexions de la resistència. A baix podeu veure les dues resistències connectaces en sèrie amb la 'regleta' casolanta que vaig fer amb un tros de tub d'inox i dos cargols també d'inox i a dalt les dues connexions de la resistència que travessaran la manta tèrmica i la caixa final d'inoxidable envoltades per regleta ceràmica per aïllar-les.
Base + manta refractària:
M'he fet tallar un tros de planxa d'inox de 3mm de gruix per fer la base on anirà collat tot el bloc que hem aconseguit amb el xassís que li he fet al forn. De passada li posaré 4 potes per tal que el forn no toqui directament la superfície on el posi i el pugui nivellar si és necessari.
Faig tots els forats per rematxar el xassís a la base i rosco els quatre forats de les potes.
Tallo el tros de manta refractària que anirà a la base i hi faig els forats on hi queden els trossos de tub quadrat que vaig soldar al xassís per rematxar-hi la base i de passada fan que el pès del forn no aixafi la manta.
Les potes per anivellar el forn (abtenir-se comentaris sobre les 'pilotilles' de soldadura) :D
Tant els totxos de la part superior com els del cul, sobresortien dels laterals. He omplert els espais amb manta refractària per millorar l'aïllament.
I aqui el forn ja recobert amb tota la manta refractària.
He près les mides i he fet fer tota la carcassa d'acer inoxidable. Total són 4 peces, l'envolvent que per la part de sota només hi ha planxa 30mm per banda just per rematxar-lo amb la base, la tapa posterior en la que hi he fet un forat per ón han de sortir els cables de les resistències i el de la sonda, la tapa frontal en la que hi he fet el forat per la porta i la porta en la que hi van posats els dos totxos que tapen el forn.
Després de prendre bé les mides del forat, m'he ajudat amb un tros de passamà d'acer per fer els talls rectes amb la radial.
El sistema de frontissa va a baix, la porta s'obrirá cap avall. Per fer-la, he fet dos angles que van rematxats al forn i dos trossos d'acer rematxats a la porta, pel mig hi passarà un tros de varilla roscada de M8, i a les puntes unes femelles cegues per rematar-ho, tal com podeu veure a les fotos.
És el més senzill que s'em va ocórrer. Funciona perfectament!
He rematxat la caixa de control al forn. Veient la foto, quasi que aquest forn es mereix una caixa de control en condicions i no la 'xapussa' que vaig fer amb una caixa de font d'alimentació d'un ordinador, tot i que val a dir que fa la seva funció perfectament. Queda pendent...
Ara només falta fer el sistema per mantenir la porta tancada que encara no tinc clar i polir algun detallet, però vaja, el forn podriem dir que quasi quasi ja està!!
26/7/2014 - Millora important per evitar problemes amb la resistències. En podeu veure els detalls en aquest enllaç:
http://ganivetsja.blogspot.com.es/2014/07/reparacio-del-forn-electric.html
- Totxos JM-23 comprats a l'Efrén Cofiné http://www.cuchillosdeforja.com
- Manta refractària comprada a l'Efrén Cofiné http://www.cuchillosdeforja.com
- Fil Kanthal A1 1,5mm de diàmetre comprat a Tecnopiro http://www.tecnopiro.com/
- Controlador PID+Relé SSR comprat a ebay Enllaç
- Sonda termocúpula tipus K comprada a ebay Enllaç
- Interruptor, indicador lluminós i silicona conductora, cable elèctric i regleta ceràmica comprats en un magatzem de material elèctric.
- Perfil d'angle d'acer per fer el xassís comprat en una ferreteria.
- Carcassa d'inoxidable encarregada a Inoxvic.
Que grande Jordi, es unos de los temas que más me come la cabeza, no sabes como te agradezco la iniciativa
ResponEliminaGracias Alberto, por ahora la cosa avanza y las primeras pruebas han sido muy satisfactorias.
EliminaTela nen, estic flipant.
ResponEliminaDoncs no flipis i comença a pensar en fer-te el teu! Ja veus que està xupat!! :d
EliminaMuy bueno Jordi, es una pasada lo que has conseguido hacer.
ResponEliminayo he conseguido uno de 2.900 watios, pero en el taller solo tengo 2200watios, me gustaría ponerme en contacto contigo, para que me aconsejes a modificarlo con resistencias y dejarlo a 2000watios y que queden las resistencias vistas, ya que ahora no van vistas, este alcanza 1150º .
ENHORABUENA por ese gran trabajo.
Saludos,Pedro
Osti quina passada company! Una feina de 10. Felicitats. Gràcies per explicar-ho tan bé.
ResponEliminaJordi Mckey