Wärme"dämmung" aus Vollmaterial?

Hallo Peter, hallo liebe Leute,

ich bin dabei, eine Gasesse zu bauen und ich sehe, dass eigentlich immer eine Dämmmatte zur Wärmedämmung verwendet wird. Ob es Sinn macht, ein Vollmaterial zu verwenden?

Wir haben hier am Standort Neuwied die Firma Plibrico, wo man die feuerfesten Materialien kaufen kann (aber keine Matte). Und ich habe in meinem Übermut auch schon Stampfmaterial gekauft. Ob die Wärmeableitung wohl zu groß ist, wenn ich es massiv einbaue?(Wärmeleitfähigkeit ca. 1,3 W/(m*K) )

Vielen Dank und viele Grüße aus Neuwied

Äiler

Öfen mit Schamotte-Isolierung machen Sinn, wenn der Ofen lange Zeit am Stück laufen soll. Diese Öfen heizen langsam auf, weil die Isoliersteine erst auf Temperatur gebracht werden müssen, speichern und halten damit die Temperatur länger nach.
Die Öfen mit Dämmatten sind sehr schnell auf Arbeitstemperatur und eignen sich damit für den Hobbybetrieb weitaus besser.
Der Hauptnachteil bei den Dämmatten ist, daß sie beim Damastschmieden von dem Flußmittel relativ stark angegriffen werden, auch bei guter Abdeckung durch Isoliermörtel. Manche Öfen haben deshalb an der Bodenseite eine Isolierung aus Schamotte-Stein.

Wärmedämmung mit Platten

Äiler said:

...ich bin dabei, eine Gasesse zu bauen ....Ob es Sinn macht, ein Vollmaterial zu verwenden? ... Ob die Wärmeableitung wohl zu groß ist, wenn ich es massiv einbaue? (Wärmeleitfähigkeit ca. 1,3 W/(m*K)

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Guten Abend!

Was genau meinst Du mit Vollmaterial? Keramikfaser ist immer ein Fasermaterial, wird jedoch mit unterschiedlichen Dichten und Qualitäten (Feuerfestigkeit) sowie mit Kunstharz als Bindemittel (zur leichteren Verarbeitung) hergestellt. Der Kunstharzanteil brennt bei der ersten Inbetriebnahme heraus; das Material ist danach - ähnlich wie Matten - berührungsempfindlich. Anwendungsabhängig werden die Platten und Matten aus Mischungen von Silikaten mit Aluminiumoxid hergestellt. Es gibt auch noch Zusätze von anderen Substanzen für Spezialanwendungen.

Eine vernünftige Wärmedämmung hat immer mehrere Schichten. Feuerseitig wird stets die beste Qualität eingesetzt; nach außen werden die Materialien - weil ja die Anforderungen sinken - weniger belastbar, jedoch besser in der Wärmedämmung. Die Gehäusetemperatur sollte nach längerer Betriebszeit nicht über 100°C ansteigen.

Die Lieferanten von Feuerfestmaterialien können den Aufbau einer Ofenwand berechnen, wenn man die maximale Temperatur, die Ofenatmosphäre und die Brenndauer angibt.

Viel Erfolg!

Gruß

sanjuro

Hallo Leute,


ich baue meine Gasöfen/Essen folgendermaßen auf:

Die Innenwand aus einem gegossenem Mantel aus einem Feuerbeton aus dem Hochofenbau mit einer Temperaturbeständigkeit bis ca. 1700/1800 °C

Schamottemörtel und sei es der beste der zu bekommen ist hat oft nur eine Temperaturbeständigkeit bis ca. 1400°C

Das wird bei meinen Essen schon zu knapp, da der Schamotte bei längerer Brenndauer mit großem Gas/Luftdurchfluss zu schmelzen beginnt.
Bei geringeren Temperaturen geht es aber mal so.

Der Innenmantel hat mehrere Funktionen.
Zum einen schützt er die Keramikwolle vor mechanischen Bechädigungen , sowie vor agressivem Borax beim Feuerschweißen.
Zum anderen dient er als Energiespeicher um im Brennraum eine gleichmäßige ausreichend hohe Temperatur zu bekommen.

Dazu soll er ausreichend dick aber nicht zu dick sein um eine unnötig lange Aufheizzeit zu vermeiden.

Er dient auch als Puffer, damit bei größeren Werkstücken die Temperatur nicht zu stark abfällt.

einen Vollmantel ohne Hinterisolierung halte ich für nicht sehr zweckmäßig, da bei großer Dicke lange Aufheizzeiten und mit der Zeit starke Erwärmung der außenflächen des Ofens durch die Energieabgabe nach außen wenn er durchgeheizt ist.
(ich habe einen alten Gasofen mit ca. 6 cm dicker Schamottewandung. Es Dauert sehr lange bis ich auf Temperatur komme aber dann strahlt er stark Wärme ab)

Für die die es interessiert, Keramikmatten und Feuerbeton habe ich vorrätig

gruß

Peter

Hallo liebe Leute,

vielen herzlichen Dank, das sind ja schon recht konkrete Infos. Naja, ich hab das Zeug jetzt gekauft, zum Wegschmeißen ist es zu schade, ich versuche mal folgendes:

- 11kg-Gasflasche unterhalb des oberen Döpperbodens aufflexen, so dass ich das Material leicht einstampfen kann (es ist eben Stampfmaterial)
- vor dem Einstampfen rundherum mit Brettern eine Form so auslegen, dass von dem Stampfmaterial nur jeweils ca. 2 cm Berührung mit dem Blechmantel haben - sieht dann aus wie'n Zahnrad
- "Ausmauerung" an den dünnen Stellen dann ca. 5 cm dick
- das forme ich nach oben so, dass der obere Döpperboden wieder aufgesetzt werden kann
- Bretter raus
- Boden aufgesetzt und gut angeheftet (damit man für weitere Experimente leicht wieder abnehmen kann, wenn nach dem Anfeuern alles zusammengebrochen ist ;-)
- anfeuern
- die Flasche wird außen Lackfrei gemacht; durch die silberfarbene Blechoberfläche innen wie außen wird der Strahlungswiderstand groß und die Wärme nach innen reflektiert
- mal sehen was passiert - besser als weggeschmissen, oder?

@Peter: ich frage Dich mal per Mail an, was die Materialien kosten sollen (oder Du schreibst es einfach hier).

Vielen Dank soweit, ich will das aber damit nicht abwürgen, gerne können wir hier noch ein bisschen spekulieren, was denn jetzt wohl passiert mit dem "Plibrico Superal X AB"...

Vielen Dank und viele Grüße

Volker

sanjuro said:

Guten Abend!
Was genau meinst Du mit Vollmaterial?...

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Ja, wie soll ich's sagen? Wiealtzwennste Beton machst, halt So sieht das Zeugs aus. Körnig, lässt sich wie sehr steifer Lehm kneten und wird normalerweise Schicht für Schicht aufeinandergestampft.

Im Prinzip ist das ja immer gleich und immer so: Das Material hat eine spezifische Wärmekapazität (Energieaufnahmevermögen) und eben auch eine Wärmeleitfähigkeit. Bei einer guten Wärmedämmung ist zumindest die Leitfähigkeit klein. Ihr seid bisher hingegangen und habt außerdem die Gesamtwärmekapazität klein gemacht (wenig Vollmaterial, viel Luft - zwischen den Fasern halt), damit hat man den Vorteil einer weiter verkürzten Anheizzeit, andererseits wenig Energiespeicherfähigkeit. (Obwohl - Peters Esse hat immer noch soviel Kapazität, dass sie immer noch fürs langsame Abkühlen des Materials nach dem Abschalten geeignet ist - wie ich kürzlich in Rüsselsheim feststellen konnte)

Die Wärmeleitfähigkeit muss eigentlich nur so schlecht sein, dass die Flamme in der Lage ist, die abfließende Wärme nachzuliefern.

Ich hatte die Hoffnung, dass mein Vollmaterial immer noch so schlecht leitet, dass 1. meine Flamme überhaupt die Energie nachliefern kann um den Ofen auf Temperatur zu bringen und 2. eine halbwegs vernünftige Anheizzeit gegeben ist.

Naja, was mir fehlt ist eben das Gefühl für's Material

Vielen Dank und Grüße, ich werde berichten

Äiler

...es funktioniert

Nun, was soll ich sagen - jedenfalls funktionierts!

Ich habe einen Brenner gebaut nach Ron Reil (3/4"-Rohr) und die Konstruktion der Flasche wie beschrieben ausgeführt. Ein Makita-Meißel (24er Sechskant-Material) kommt innerhalb von 4 min auf Schmiedetemperatur, ist doch ok, oder?

Dabei ist noch nicht mal die Feuchtigkeit ganz aus dem Feuerfestmaterial raus, d.h. das Material leitet noch ziemlich Wärme ab. Feuerschweißtemperatur habe ich allerdings auch noch nicht erreicht (soweit ich das einschätzen kann, jedenfalls ist der Stahl noch ein gutes Stück vom Glitzern entfernt).

Wenn ich demnächst hier Anhänge einstellen darf, zeig ich mal ein paar Bilder.

Viele Grüße

Äiler

Dabei ist noch nicht mal die Feuchtigkeit ganz aus dem Feuerfestmaterial raus...

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Böse Falle...

Dann solltest Du vor dem nächsten Erhitzen den Zementmantel auf jeden Fall auf Risse kontrollieren - Zement soll generell eigentlich langsam abbinden (= aushärten), sonst wird dem Gemisch das Wasser zu schnell entzogen, die Kristallisation gestört, schrumpft heftig, wodurch zwangsläufig Risse entstehen !

Es sei denn, dass die Herstelleranweisung etwas anders aussagt, was ich mir eher nicht vorstellen kann, es ist nur ein etwas speziellerer Zement, bei dem die Zusammensetzung etwas variiert. Kamine oder stationäre Grille werden im Normalfall nicht auf diese hohen Temperaturen hochgefahren, wie eine Schmiedesse.

Gruß Andreas

luftauge said:

Böse Falle...

Dann solltest Du vor dem nächsten Erhitzen den Zementmantel auf jeden Fall auf Risse kontrollieren ...

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Hallo Andreas,

da hast Du natürlich recht. Ich habe, bevor ich da richtig ernst gemacht habe, über Tage hinweg die Temperatur gesteigert.

Ich habe also den Ofen oben wieder geöffnet (den Deckel wieder abgenommen, damit das Wasser auch aus den "Zahnradzähnen" ausdampfen kann - Du erinnerst Dich, ich habe ja zur Blechwand hin so eine Zahnradform gestampft, um die Kontaktfläche zu minimieren). Dann habe ich minutenweise mit dem Brenner Verbrennungsabgas von vorne in den Ofen geblasen. Das habe ich langsam über Tage gesteigert. Natürlich tritt dann Wasserdampf sichtbar aus, aber anders geht's nicht, es war so schon ziemlich langwierig. Das entspricht aber auch den Herstellerempfehlungen, wobei die noch etwas härter rangehen.

Als der Wasserdampf weniger wurde, habe ich den Brenner in die vorgesehene Brenneröffnung gesteckt und dann von dort heißgeblasen. Am ersten Tag war die Wasserdampfentwicklung noch einmal erheblich, das Material selbst kam nicht zum Glühen. Am zweiten kam fast kein Dampf mehr, aber ich hatte anschließend einen ordentlichen glühenden Kranz im Innern.

Gestern habe ich das erste Mal damit geschmiedet und den Brenner etwa 45 min durchlaufen lassen, Risse habe ich keine feststellen können.

Das Schmiedegut wird großflächig und schnell warm, also von der Leistung her gut. Allerdings habe ich immer noch das Problem, dass die Temperatur höher sein könnte, ich krieg nur hellorange hin, aber hellgelb sollte m.E. wenigstens möglich sein, zumal ich ja auch mal das Schweißen ausprobieren will.

Ich hab das Gefühl, dass mein Brenner das nicht packt, obwohl der ansonsten prima läuft. Ob ich die Luftzufuhr mal etwas drossele? Natürlich geht dann auch Leistung flöten. Vielleicht muss ich auch noch mal mit den Düsen experimentieren. Oder hast Du / habt Ihr einen Tipp?

Viele Grüße aus Neuwied

Äiler

Ein paar Fotos

Hallo liebe Leser,

hier mal ein paar Bilder. Ich denke, es werden sich zunächst nach meiner Beschreibung nicht viele dafür begeistern können, es mir nachzutun, denn meine Temperatur habe ich noch nicht sicher im Griff.

Doch der Brenner funktioniert hervorragend, und der Stahl wird auch schnell warm, daher ist nicht alles "Essig".

Der Vorteil meiner Lösung liegt sicher in der Vermeidung der hitzefesten Matte, die nach mehreren Auskünften gesundheitlich nicht unbedenklich ist, wenn die Fasern in die Luft gelangen können. Wenn allerdings die Matte gut abgedichtet hinter dem Feuerbeton liegt (auch am Brennerstutzen), können die Fasern ja nicht fliegen und stellen auch keine Gefahr dar. Vorsicht beim Verarbeiten! Auch am Arbeitsplatz bleiben Fasern liegen.

Ach ja, und noch was: zum langsamen Abkühlen de Werkstücke ist der Ofen ideal, er baut die gespeicherte Wärme erst über Stunden ab, und aus verschiedenen Threads wissen wir ja, wie wichtig sowas ist zum Weichglühen, Normalisieren...

Ein paar Fotos vom Brenner und vom Betrieb folgen im nächsten Beitrag.

Was ist zu sehen?

7455. Aufschneiden der Böden mit Flex und Stichsäge
7461. Flasche mit Formholz und 100er Rohr
7497. Einstampfen und Durchformen der Feuerfest-Masse
7508. Deckel draufschweißen (nur heften, muss nochmal abgenommen werden)
7509. Entfernen des Rohres

...und das Anfeuern

...noch ein paar Fotos vom Anfeuern und Betrieb. Der vordere Boden ("Deckel") ist noch nicht wieder aufgesetzt, um der enthaltenen enormen Wassermenge die Möglichkeit des Ausdampfens zu geben.

7408. Brenner in Aktion mit 2 bar Gasdruck an 1 mm-Düse
7557. Vorsichtiges minutenweises Anfeuern über mehrere Tage
7558. Brenner in Position: Die Flamme wirbelt rund durch die leicht radiale Anordnung
(also nicht genau auf die Mitte gerichtet)
7575. abgebrochener Makita-Meißel zum Ausschmieden als erstes "Opfer"
7580. In der Höllenhitze...

Ja, ich hätte einen Tipp, oder mehrere.

Der Brenner sollte Schweißhitze erreichen können, aber ich denke dein Mantel ist entschieden zu dick um in einer akzeptablen Zeit auf Schweißtemperatur zu kommen.
Um die zu erreichen musst du den gesamten Mantel aufheizen und das kostet Zeit und Energie. Um die Wärme im Mantel zu halten fehlt die die Isolierung (richtig die Matten sollten unter Einhaltung einiger Sicherheitsmaßnahmen verarbeitet werden, wie Atemmaske, reinigen des Arbeitsplatzes, etc. aber das soll man bei der Arbeit mit Glaswolle auch)

Versuch mal die Öffnungen vorn und hinten teilweise zu verschließen um das brennende Gasgemisch länger in der Brennkammer zu halten.
Das gibt auch noch ein paar Grad °

2 Bar Druck sind ziemlich hoch, so hoch fahre ich nie.
Glühen geht bei 0,2 Bar Druck aufwärts, schmieden ab 0,2-0,5 Feuerschweißen ab 0,5 bar aufwärts
Höchster Betriebsdruck bei mir ca. 1,4 bar und das auch nur um schnell auf Temperatur zu kommen.

Kannst du die Luftzufuhr regulieren, z.b. mit einer runden Platte, die die Luftöffnung verschließen kann ?
Dadurch wird der Brenner besser dosierbar.

viel spaß beim Tüfteln

und wenn alle Stricke reißen verkaufe ich dir einfache eine Gasesse, die Garantiert auf Schweißtemperatur kommt.


gruß

Peter

Claymore said:

...und wenn alle Stricke reißen verkaufe ich dir einfache eine Gasesse, die Garantiert auf Schweißtemperatur kommt.
...

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Ja, darüber habe ich nachgedacht, aber da lernt ma' ja nix

Nee, im Ernst, Deine Essen sind schon Klasse und das Geld absolut wert. Allein, es fehlt in meinem Budget, das ich in der Planung 2005 nicht aufgestellt habe und es mein Finance & Control nun nicht mehr freigibt (es ist für eine Haustüre eingeplant). Jaja, weibliche Controller haben so ihre eigenen Vorstellungen von den Begrifflichkeiten "absolut notwendig" und "Spielkram"...

Ich fahre meine Esse auch nicht bei 2 bar, sondern bei 1 bar, höchstens 1,2 bar. Das Foto zeigt lediglich, dass der Brenner das locker mitmacht, der läuft auch noch bei 2,4 bar, ohne dass die Flamme abreißt. Und ohne Drosselung (!) geht der runter bis 0,4 bar (drunter komme ich mit meinem Druckregler nicht), ohne dass er aufmuckt. Natürlich stimmt das Gasgemisch sicher nicht über den gesamten Bereich 100%ig, aber dass der Brenner am Laufen bleibt ohne zu prusten spricht für die Konstruktion und die Abstimmung, sag ich mal. Da hab ich mir auch ein bisschen Mühe gemacht.

Ja, der Mantel. Ich wollte auch den Brennraum nicht zu groß machen, weil ich irgendwo gelesen habe, dass auch das Energie kostet, da habe ich aber in meinem Fall den teufel mit dem Belzebub ausgetrieben... :-(

Ich werde jetzt folgendes versuchen: Ich lege in den Brennraum ein Stück zu einem fast geschlossenen Rohr gebogenes Blech, und zwar so, dass es mit den Wänden nur punktual Kontakt hat. Einfach mal sehen, was passiert. könnte natürlich sein, dass es schmilzt, aber das wäre eigentlich eher ein Erfolg als ein Desaster.

Ich berichte...

Danke Dir und viele Grüße, Peter!

Volker

Claymore said:

... (richtig die Matten sollten unter Einhaltung einiger Sicherheitsmaßnahmen verarbeitet werden, wie Atemmaske, reinigen des Arbeitsplatzes, etc. aber das soll man bei der Arbeit mit Glaswolle auch)...

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Das mit der Glaswolle stimmt natürlich. Ich wollte auch nicht die Matte verteufeln, aber ich suche nach so viel Arbeit natürlich verzweifelt nach etwas Trost, für die viele Arbeit, die ich mir gemacht habe...

Äiler said:

...Ich werde jetzt folgendes versuchen: Ich lege in den Brennraum ein Stück zu einem fast geschlossenen Rohr gebogenes Blech, und zwar so, dass es mit den Wänden nur punktual Kontakt hat. Einfach mal sehen, was passiert. könnte natürlich sein, dass es schmilzt, aber das wäre eigentlich eher ein Erfolg als ein Desaster.
...

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Ja, und das bringt's! Das Blech fängt an zu glänzen und klebrig auszusehen, die Metallstücke, die ich in das Rohr bringe werden schneller warm und vor allem wärmer! Ich kann jetzt locker mit deutlich höherer Temperatur schmieden, jetzt fängt's an, Spaß zu machen. Aber die Esse sieht natürlich nicht mehr so toll aus, mit dem gammeligen Stück Blechrohr...

Jetzt muss ich mal versuchen, was zusammenzuschweißen, mal sehen, ob das klappt - aber noch Borax besorgen.

Viele Grüße

Volker