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RÉALISATION  D'UN  FOUR  DE  FUSION.   (Thème de stage).

      Nous pourrions également intituler cet article "UN FOUR POUR LA VIE" car c'est un four qui, nous l'espérons, vous accompagnera tout au long de votre vie d'alchimiste, que nous vous souhaitons longue et riche d'expériences.
       Nous allons vous aider à le réaliser.
       Nous ne cherchons pas à renouveler l'exploit de Jean, qui a la fin de sa vie possédait toujours "le même couteau" après avoir seulement changé 623 fois la lame et 127 fois le manche. Toute plaisanterie mise à part, vous n'aurez "et ceci très rarement" qu'à changer une pièce d'usure, (la moins coûteuse, le foyer) en contact avec la flamme.
       Le moment est venu de vous parler du cahier des charges de ce four !
             Nous avons retenu le chauffage au gaz Butane, ou de préférence Propane, avec réglage de la pression par détendeur, température visée 1100° avec un bec de 1000 g/h.
             Deuxième impératif, économie de gaz, le coût du four est négligeable face à son utilisation sur une grande période.
             Pour ce faire, réduire la masse de tout ce qui est chauffé :
 -- Capacité du creuset limité à 500 cc., 150 cc. nous semble suffisant pour 90 % des opérations.
 -- Foyer le plus mince possible, (de l'ordre de 20 mm) et de dimensions minimales (compte tenu du creuset choisi) pour réduire la masse à chauffer. Celle du foyer sec (5, 25 kg.), n'est guère supérieure à celle de 2 simples briques réfractaires (2, 4 kg. pièce).
 -- Foyer logé dans une coque de fibres de silice, (elle représente à elle seule 50 % du coût du four) mais est indispensable pour que les calories dépensées ne se dissipent pas dans la nature comme avec un four en briques.
 -- Coque de silice entourée d'un isolant complémentaire en mica expansé (Vermiculite).
 -- Arrivée de la flamme de façon tangentielle à l'intérieur du foyer pour que le chauffage soit réparti tout autour du foyer en évitant les points surchauffés nuisibles à la longévité de ce foyer.
             En complément, nous avons voulu que ce four possède une sortie inférieure pour les coulages, (stibine par exemple). L'impératif de changement du foyer dont nous avons déja parlé est assuré par le fait que le foyer (réalisé avec un moule pour être interchangeable), est tout simplement posé dans sa coque en silice.

    A : Réalisation du foyer.
      Les images montrent le moule démonté, le moule assemblé et le moule garni de mélange réfractaire. Nous utilisons, en volume : chamotte fine 0 à 0,2 mm, 1 litre ; chamotte grosse 0,2 à 1 mm ; 1 litre ; ciment fondu 1,6 litre. Le mélange bien homogénéisé est humidifié au minimum pour être compact sans laisser remonter d'eau en surface lors du tassage avec un bâton.

      Les images suivantes montrent dans un ordre quelconque le foyer nu et sec (nous le passons dans un four de cuisinière, après une très lente montée en température, à 250° pendant 24 heures et si possible à une opération de pyrolyse à 500° si le four est de ce type).
      Nous enroulons 6 tours minimum de papier kraft sur le foyer en laissant à nu une zone de 1 cm en haut du foyer.
      Un disque de silice (fibre humide) découpé est plaqué sur le fond.
      Une bande de fibre humide est roulée sur le foyer de façon à maintenir la plaque de fond par la tranche, mais en laissant un espace de 1 cm en haut du foyer non recouvert. La fibre humide est plaquée sur le papier kraft par de la ficelle, (comme pour un rôti de viande). Après séchage de la fibre humide qui devient dure comme du carton, on ajoute 3 cercles de fil de fer pour maintenir (sans serrer cette fois) la fibre en place.
      On dégage au cutter (cette opération est plus facile et plus précise quand la fibre est sèche) avec précaution le passage du tube inox d'entrée de la flamme en en profitant pour relever avec précision sa hauteur par rapport au haut du foyer.
      On dégage de la même façon l'emplacement du tube inox de sortie inférieure, on en profite pour le sceller (mastic haute température) à la fibre et non au foyer et à mesurer soigneusement la hauteur de l'ensemble foyer + tube.
      On passe sur les raccords de la fibre et en paticulier entre plaque de fond et enroulement cylindrique, de la liqueur des cailloux de façon à obtenir une coquille rigide et solidaire du tube de sortie, (le tube de passage de la flamme doit rester coulissant à ce stade).
      Cet ensemble est mis de côté et on passe à la suite.
    B : Préparation du contenant.
      Nous avons choisi de loger le foyer dans une bouteille de gaz (provenance brocante).
      Il faut avant tout la vider totalement de son reste de gaz, donc si elle possède une bille de sécurité, tenir cette bille poussée jusqu'à ne plus rien entendre. Si elle n'en a pas, passer directement à l'opération suivante.
      Scier à la scie à métaux, le robinet laiton au ras de la partie plane de la bouteille, il n'y a pas de risque d'étincelle de cette façon. Cependant, il y a toujours du gaz dans la bouteille, il est impératif de s'en séparer ! ... pour celà, une seule méthode infaillible : remplir la bouteille d'eau.
      Attention, les bouteilles sans bille laissent jaillir leur gaz au moment où vous placez votre tube d'arrivée d'eau. Pour plus de commodité, on peut passer (avec un outil à main) un foret de 7 mm dans le trou de la bouteille, ça crisse un peu, mais quand la bouteille est remplie d'eau, les outils à moteur, générateurs d'étincelles peuvent être utilisés.
      L'opération suivante consiste à relever et noter (tige filetée de 6 mm), la hauteur intérieure de la bouteille, (nous rappelons que sa face supérieure doit être plane).
      Il faut ensuite tracer et découper, au centre du fond de la bouteille qui se vide un trou de diamètre inférieur, d'environ 5 mm au diamètre intérieur du tube inox de sortie. On peut percer une série de trous, utiliser une mèche-fraise ou une scie sauteuse comme sur les images ci-après.
      Après la réalisation fruste d'un petit outil, on trace une ligne de découpe tout autour de la bouteille, la cote de réglage de ce mini-outil est égale à la profondeur mesurée de la bouteille moins la hauteur mesurée du foyer équipé de son tube de sortie.
      C'est au momemt du traçage qu'on constate que sur certaines bouteilles la face plane de la sortie n'est, ni parallèle à la soudure, ni centrée. Il en résultera à la fin un "plan de travail" un peu incliné, mais sans autre inconvénient qu'esthétique.
      Si le contraste du trait de crayon sur la couleur de la bouteille est insuffisant, on peut ajouter une bande d'adhésif pour distinguer parfaitement (au milieu des étincelles de la disqueuse) l'endroit où couper.
      Ceci fait, un rapide contrôle montre que le haut du foyer posé sur son tube coïncide avec le bord de la découpe, (s'il y a un petit écart, le "plan de travail" du four sera légèrement convexe ou concave).
      On relève, avec une bande de papier la circonférence de la bouteille, on coupe la bande en deux et on l'utilise pour positionner les poignées (et à les visser en place).
      On plie en quatre la demi-bande de papier et on trace 8 repères à 10 mm du bord de la bouteille.
      On perce 8 trous permettant le passage de la tige de 8 clous.
      On recentre le haut du foyer avec des cales identiques et on verse en trois points 3 bols de mortier ordinaire (légèrement vibré par tapotements) de façon à immobiliser le tube de sortie (et la base du foyer). On aura, avant cette opération pris soin de contrôler, en passant un doigt par en dessous, que le tube de sortie est bien concentrique avec le trou du fond de la bouteille.
      Une dernière opération délicate, (elle peut être faite à tout moment après la découpe de la bouteille) consiste à percer la bouteille à l'endroit du passage du tube inox d'entrée de la flamme.
      Vous avez relevé précédemment la position de ce tube par rapport au dessus du foyer, s'il est bien à la même hauteur que le bord de la bouteille, reportez cette cote sur la bouteille. Si vous avez un petit écart, tenez-en compte.
      Le tube se retire par l'intérieur du foyer et peut être utilisé pour tracer sur la bouteille la découpe désirée. Cette découpe, du fait de la position tangentielle du tube, n'est pas un cercle.
      Nous découpons plus petit que necéssaire et agrandissons en nous servant du tube remis à sa place pour nous guider.
      Une fois le trou terminé, le tube est collé au mastic haute température dans la fibre humide (pas dans le foyer) et dans la bouteille par masticage du trou.
      Laissez tout bien sècher.
      Ensuite remplissez l'espace entre le foyer et la bouteille de vermiculite bien bourrée surtout sous le foyer. Bourrer n'est pas tasser, la principale caractéristique d'un isolant thermique est d'emprisonner de petites portions d'air, la vermiculite est composée de petits feuillets écartés comme ceux d'un livre, ils ne demandent qu'à se refermer.
      Ce remplissage doit être arrété à 20 mm du haut et l'isolant bien égalisé.
      A l'aide du dessus de bouteille comme gabarit, découpez 3 anneaux de papier kraft que vous déposerez sur la vermiculite (pour l'isoler de l'humidité du ciment lors de sa coulée) et ne laissant donc pas de communication avec cette vermiculite.
      Placez vos 8 clous et repliez-les comme sur l'image.
      Tendez du fil de fer entre les clous, le carré ne doit pas toucher le foyer réfractaire.
      Remplissez de mortier ordinaire, (tout préparé du commerce) les derniers 20 mm et dressez la surface de votre "plan de travail" en prenant comme repère le bord de la bouteille et le rebord correspondant du foyer, même si le résultat est un peu en cône.
      Ces dernières opérations méritent d'être justifiées.
      Nous avons vu que la coquille de silice est maintenue en bas par le tube de sortie qui lui est collé et qui est immobilisé par du mortier dans le fond de la bouteille.
      En haut, cette coquille dépasse de 10 mm du papier kraft et est donc immobilisée sur cette hauteur par le mortier ferraillé par le fil de fer.
      Le haut du foyer est maintenu directement par 10 mm de ciment, non ferraillé.
      En cas de remplacement du foyer que nous considérerons fendu à mort, (les petites fentes inévitables ne nuisent pas à son utilisation) et extractible par fragments, il suffira de casser la petite portion de mortier qui surplombe le bord de la coquille et touche le foyer.
      La suite des opérations consistera à retirer les restes du foyer et ceux du papier kraft, (ce qui laissera un certain jeu pour l'introduction d'un foyer neuf) il n'y aura ensuite qu'à rejointer au ciment le haut de ce nouveau foyer.
      Si le foyer nouveau forçait en quelques points, la fibre peut être râpée très facilement à la demande.
      En complément à ce four, on réalisera à partir d'un simple fer plat de 1 mètre en 20x4 mm une pince capable de prendre les deux types de creuset prévus ; elle sera capable de les manipuler aussi bien par le bord que latéralement.
      Une grosse bouteille, coupée à la demande ou un pot de grès remplis d'eau, serviront à recueillir sous le four les matières (stibine par exemple) s'écoulant d'un creuset percé.
      Pour surélever les creusets, de façon à ce qu'ils ne soient pas frappés directement par la flamme au sortir du chalumeau, on utilisera des 'fromages' en ciment réfractaire.
      Pour concentrer la chaleur, on réduira le diamètre du foyer à sa sortie, non par un obturateur plat, (trop souvent une brique réfractaire) mais en confectionnant une cheminée conique plus efficace.

    RECOMMANDATIONS EN VRAC :
      Si la fibre humide ne présente pas de danger pour les voies respiratoires, dés qu'elle est séche, sa poussière fait penser à l'amiante et il nous semble impératif de porter un masque. En outre, des gants sont obligatoires.
      Même si cela vous semble évident, le gaz ne peut être rejeté (et en très faible quantité) qu'à l'air libre, loin de toute source d'inflammation possible. Si votre bouteille n'est pas tout à fait vide, branchez-la sur un brûleur pour la finir.
      La disqueuse, (choisir une lame fine de 1,6 mm, plus facile à utiliser et agissant sur une plus faible masse de métal) projette des particules dont vos yeux et vos mains doivent être protégés.
      Plus sournois, ce jet de particules brûlantes fond facilement un pull ou une blouse, seul le tablier cuir protège efficacement.
      Les différents ciments employés requièrent des gants et un masque respiratoire.
      Les gants sont indispensables également pour l'utilisation de la liqueur des cailloux.
                                                        Pour les Amis de l'Alchimie :  P. Melleret
      Pour les utilisateurs du petit creuset (dont le couvercle ne dépasse pas le haut du foyer), c'est les plus nombreux, un de nos membres a réalisé cette astucieuse cheminée tournante qui libère une main et simplifie le travail.
                                           Alchimie pratique.

VERS LES ARTICLES 2005