1. Rennfeuer mit Kastengebläse 2011

Rafail

Mitglied
Am 09.07. ist die erste Ofenreise mit dem neuen Kastengebläse nach japanischem Vorbild geplant.

Da ich es neuerdings ganz praktisch finde, von allem ein zusammenfassendes Video zu drehen, sind die bisherigen Vorbereitungen und der finale Probelauf hier dokumentiert:

http://www.youtube.com/watch?v=EXBZIueiPBo

Beim Gebläse wurde die Motoranordung grundlegend überarbeitet und die Kraftübertragung durch einem professionellem Keilriemen ausgeführt. Weitere Änderungen waren das Festschrauben eines dicken Holzbalkens auf dem Kastendeckel und die Fixierung mit des Gebläses einem Spanngurt. Das Rohr zum Ofen besteht aus getrockneter Herkulesstaude. Bei der jetzigen Frequenz und Hubweg sind es theoretisch über 1500 L/min (~24 volle Umdrehungen pro Minute mit je 37 L pro Hub). Ich schätze, dass bei den Verlusten am Ende gute 1000 L/min aus der Düse kommen.

Weitere Ergebnisse werden zu gegebener Zeit veröffentlicht.

Grüße
 
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natto

Mitglied
Das ist eindeutig das beste Video zum Thema das ich kenne! Vielen Dank Rafail, hoffentlich entschädigt Dich das Ergebnis für all die Mühen beim Drehen.

Ich wünsche Dir viel Erfolg, vor allem mit dem Rennofen.

Holger

PS und ich wünsche mir weitere Videos, vielleicht hab ich ja Glück...
 
Klasse diese Doku! Offensichtlich weiß da einer was er tut und durch den Film wird es für mich als kompletten Laien auch nachvollziehbar.

Bin total gespannt auf Teil 2. Viel Glück für morgen!

Gruß Burkhard
 

Xerxes

Mitglied
Hi Rafail,

kann mich nur anschließen, ich drück dir die Daumen für morgen, bzw. heut;-)

Ne interessante Konstruktion mit dem Gebläse. Ist der Ofen für mehrere Fahrten geplant? Timm und ich überlegen auch schon seit ner Weile, wie wir einen wiederverwendbaren rennofen bauen können...

Gruß Jannis
 
G

gast

Gast
Guten Morgen Rafail,

Tolles Gebläse! Das reicht wohl aus für deine Römischen Öfen, allerdings frage ich mich wieso du deine Öfen immer so niedrig und weit baust?
Nicht dass ich daran Zweifle dass ,wie du bereits einmal bemerkt hast, es solche Öfen zur Römischen Zeit gegeben hat, allerdings denke ich muss das Erz eine solche Bauform erlauben.
Diesen Erzsand den man auf Korsika oder in den Pyrinäen vorfindet ,und und sich bereits in einer erhöhten Esse verhütten lässt, ist sicher nicht mit unserem weitaus "zickigerem" Erz zu vergleichen. Ich finde dass die Ausbeute mit engeren, höheren Öfen weitaus besser ist, da das reduzierende Gas/Kohle länger Zeit hat, dem Erz sein Eisen abzuluchsen.

Gruss Romain
 

MythBuster

Mitglied
Hallo Rafail,

ja das Gebläse ist große Klasse, genau sowas schwebt mir auch vor.
Bin gespannt wie es sich im Dauerbetrieb bewährt.
Aber ich denke, dass 1000l/min viel zu viel sind für den Ofen. Ich schätz mal den Ofendurchmesser auf 20cm, dann würdest Du 2.2kg Kohle alle 10min verbrennen, das entspricht einen Luftfluß von 3,1l/(min cm^2). Normalerweise fährt man aber mit 0,6 bis 1,4 l/(min cm^2), also mit einem Kohleverbrauch von 0,4-1 kg alle 10min. Allerdings ist die obere Grenze schon nicht mehr "historisch" und die enorme Hitze wird Dir Deine Düsen gnadenlos abschmelzen.
Ich würde Dir auch raten das Gebläse auszulitern (im Wasserfaß mit umgestülpten Kübel), wenn der Schlauch ca. 30cm unter der Wasseroberfläche ist entspricht das 30mbar Überdruck, das ist so ca. das was das Kohlebett der Luft an Widerstand bildet.
Ich teile auch Unsel´s Bedenken in Bezug auf die Ofenhöhe; ein bis 2 hochkantige Lagen Ziegelsteine wären bestimmt von Vorteil. Wenn Du ein sehr hochwertiges und leicht reduzierbares Erz hast geht´s aber auch so, aber natürlich mit Ausbeuteverlust. Hast du eine Analyse von Deinem Erz?
Ich wünsch Dir auf jeden Fall viel Erfolg und hoffe, dass meine Bedenken nicht zutreffen.
Notier Dir umbedingt den Kohleverbrauch pro Zeiteinheit.

Gruß

MythBuster
 

D.Kraft

MF Ehrenmitglied
Auch auf die Gefahr hin hier gleich fürchterliche Prügel zu kassieren.............
@Rafail
Der Kastenblasebalg sieht gut aus aber verrate mir doch mal bitte warum Du dann einen elektrischen Motor zum Antrieb daran koppelst.:confused:

Ich meine ......warum schließt Du dann nicht gleich ein Gebläse direkt an ?........irgendwie erschließt sich mir der Sinn nicht so ganz.
Du verwendest einen Blasebalg um mehr in Richtung Historie zu gehen , was ich schon ganz gut finde, aber Du betreibst den Blasebalg dann wieder elektrisch , womit Du Dich von der historischen Realität wieder entfernst.
 

MythBuster

Mitglied
da gib´s schon ein zwei Gründe: Ein Gebläse ist relativ laut (zumindest eines das genügend Druck macht) und inkompatibel mit der Nachbarschaft. Für mich wäre auch ein Grund, da ich dann direkt die Luftmenge weiß und das nicht umständlich und rel. ungenau messen muss. Vorraussetzung ist natürlich, dass das Ding dicht ist.

Gruß

MythBuster
 

Armin II

Mitglied
Ein Blasebalg drueckt die Luft auf jeden Fall durch den Ofen, ein Geblaese baut zwar Druck auf, der geforderte Luftdurchsatz ist damit jedoch noch nicht garantiert.
 
G

gast

Gast
Hallo,

Ich finde Dieters Überlegung grundlegend richtig.
Allerdings erzeugen die wirklich stärkeren Radialgebläse ,wie sie in Zahnarzt Praxen vorkommen, wirklich wie bereits erwähnt ein fürchterlich nervendes Pfeifton, und sind Sauteuer. Wenn sie vom Schrottplatz kommen, ist ein reinigen (Befreien von einer halben Tasse voll Amalagan? und Zahnresten, sowie neue Lager.)angesagt.
Blasekisten/Bälge erzeugen regelrecht Druckluft und deswegen will ich mir ebenfalls 2 Einzelwirkende Bälge bauen, und wie kanns schon anders sein ;-) die werden mit einem chic en Getriebemotor auf und ab bewegt, mit einer Lebensgrossen Weiblichen Marionette drauf die scheinbar tritt, das ganze in einem Portal, mit der aus dem Mittelalter bekannten Technik.
Dies ..... um damit, hier und da mal Authentisch :rolleyes: aufzutreten.

Schlussendlich weiss ich von Raphael dass er noch Studiert, und deswegen find ich es doppelt lobendswert dass er aus dem vermutlich nicht gerade berstenden Konto eine Tugend macht und gute Arbeit leistet in Form diese selbstkonstruierten Kastengebläse.

Übrigends hat Geonohl ebenfalls mal so eine Highend Blaskomode gebaut, die hab ich mal miterlebt und seit dem bin ich vollkommen überzeugt von den Dingern.

Rom.
 
Zuletzt bearbeitet:

D.Kraft

MF Ehrenmitglied
Gut....das sind also schon ein paar Überlegungen gemacht worden.
Das mit der kontinuierlichen Druckluft oder meinetwegen Luftstrom im Vergleich zu einem "Atmenden " luftstrom von einem Blasebalg ist natürlich schon eine Überlegung wert , keine Frage.

In Shinano bei dem großen Tataraofen der NBTHK werden ebenfalls große Kastenblasebälge mechanisch gekoppelt von großen Motoren gleichmäßig angetrieben.

@unsel
ist ja auch in dem Video was ich Dir habe zukommen lassen kurz zu sehen.
 

Rafail

Mitglied
Ich bin erstaunt, wie sich der Thread gefüllt hat. Danke für die Glückwünsche und Ratschläge. Hier nun der vorläufige Bericht. Ein ausführlicher Videomitschnitt wird die nächsten Tage folgen.

Der 1. Rennherd 2011

Am 07.07.11 begannen die Vorbereitungen für einen neuerlichen Schmelzversuch im „die-roemer-online“-Rennherd.

Die Ergebnisse des Jahres 2010 hatten gezeigt, dass eine Belüftung des Rennherdes mit unserem ventillosen Leder-Blasebalg nicht ausreichend war und ein weiteres Paar davon benötigt wird.

Es sollte bei diesem Versuch zum ersten Mal ein elektrisch betriebenes Kastengebläse zur Belüftung des Rennfeuerofens eingesetzt werden. Dieser Gebläsetyp ist nicht aus römischer Zeit in Europa überliefert. Vielmehr sollte der Betrieb des Ofens mit einer solchen mechanischen Belüftung ausgetestet werden.

Ziel war es, in diesem Rennherd eine „massive“ Eisenluppe herzustellen, die direkt verschmiedet werden kann, und nicht noch einer eingehenden Nachbearbeitung bedurfte.


Zum Bau

Auf ebenem Boden wurde die oberste Erdschicht entfernt und eine runde Grube von 25cm Durchmesser ausgehoben. Am Rand der Grube wurden Ziegelsteine sternförmig angeordnet und darauf ein Schacht mit 50 cm Höhe aufgemauert, und innen mit Stroh-Lehm so ausgekleidet, dass sich ein runder Querschnitt von ebenfalls 25cm ergab. Von außen wurde die Mauerung ebenfalls, besonders in den Fugen, mit Stroh-Lehm verschmiert. In der basalen Ziegelschicht wurde ein Ziegel ausgespart für das Düsenloch; gegenüber des Düsenloches wurde entsprechend eine 20cm tiefe, längliche Grube vor dem Ofen ausgehoben und von dort eine Tunnelverbindung unter der Mauerung her zur Ofensohle geschaffen, durch die später die Schlacke fließen kann. Die Ziegel über diesem Loch ruhten auf Stahlleisten um ein Abrutschen zu verhindern.

Die Düse wurde später so eingebaut, dass diese mit der Spitze genau auf die 10x10cm große Abstichöffnung zielte. Die Düse selbst wurde wieder aus Lehm mit Sand und Gras gefertigt und hatte einen Durchmesser von 3cm an der Spitze und hinten 6cm bei einer Länge von 30cm und 2cm dicke. Die Düse wurde in der Sonne getrocknet und noch vor dem Ausbrennen des Ofens eingebaut (In einem Winkel von 15°, ragte 8 cm in den Ofen.


Betrieb

Der Ofen wurde am 09.07 gefahren:

Zuvor wurden 50kg zerkleinerte Holzkohle und ein Eimer mit 20kg gestoßenem Erz mit Korndurchmesser 1-2cm und 50-60% Eisengehalt bereitgestellt (Mischung aus Rost, Walzzunder, Brauneisenstein, Schlacken). Dazu kamen 2kg alte Luppenstücke aus Eisenschwamm, die zu unrein zum Ausschmieden waren.
Um 8.00 Morgens wurde mit einem Feuerbohrer die Glut entfacht und bis 9:00 mit Holz angefeuert. Während dieser Zeit wurde noch nicht belüftet. Das weitere Procedere war:

9:00 Anheizen mit Steinkohle, starke Blasebalgbelüftung (1300L/min)
10:00 Blasebalg auf niedrigere Leistung eingestellt (~800L/min), Ofen mit Holzkohle randvoll gefüllt.
10:55 Erste Erzladung (1 kg) und erste Kohleschicht (1 kg Holzkohle)
10:56 2. Erzladung (je immer mit 1 kg Holzkohle)
11:16 3. Erzladung
11:22 4. Erzladung
11.45 6. Erzladung
11:56 7. Erzladung
12:05 Zusätzliche Kohleschicht (1 kg)Düse frei.
12:12 8. Erzladung (reine Altluppe + Sand)
12:24 9. Erzladung
12:30 Erster Schlackeabstich, Düse frei, Hellgelb-Weiß, Schlacke gelb-orange.
12:48 10. Erzladung
13:04 11. Erzladung
13:12 12. Erzladung, alles OK, Düse frei
13:23 13. + 14. Erzladung
13:45 15. + 16. Erzladung, Schlacke läuft
14:00 17. Erzladung
14:15 18. Erzladung
14:20 19. Erzladung
14:30 20. Erzladung, alles OK, Düse frei
14:40 21. Erzladung
14:47 Starker Schlackefluss
14:50 22. Erzladung
15:04 23. Erzladung
15:10 24. Erzladung, letzte Schicht, keine weitere Schlacke in Folge
15:22 Reine Zugabe von weiterer Holzkohle
16:00 Ofen auf ½ heruntergebrannt, Düse frei, keine Schlacke
16:30 Beschickung handbreit über Düse
16:45 Beschickung auf Düsenniveau, Ende der künstlichen Belüftung
17:00 Aufbrechen des Ofens

Ergebnis


Es ist gut der fast lineare Verlauf der Erzzugaben in 10 bis 15 minütigen Intervallen zu erkennen. Leider war der Erzvorrat nach 24 Schichten aufgebraucht und der Ofen musste heruntergefahren werden. Bis zuletzt zeigte der Ofen einen sehr wartungsarmen Betrieb: Zwar war es hin und wieder notwendig für die Schlacke, mit einem langen Holzstock von der Düse aus, einen Kanal zur Ofenbrust zu stechen oder die Düse von erkalteten Schlackenasen zu befreien. Dies kann jedoch als „normaler Wartungsaufwand“ betrachtet werden. Das neue Kastengebläse hatte den ganzen Betrieb über einwandfrei funktioniert. Die Luftmenge des Gebläses war zudem derart stark (>1000 L/min theoretisch), dass am Anfang der Ofenreise der Hubweg des Zylinderkolbens tatsächlich verringert werden musste (~700 L/min theoretisch). Das hölzerne Verbindungsrohr zwischen Blasebalg und Ofen hielt die immense Strahlungshitze erstaunlich gut aus, und war an der Spitze nur minimalst angebrannt. Zudem wurde der Düsenbereich in regelmäßigen Intervallen mit Wasser feucht gehalten.


Der Ofen wurde noch am selben Tag aufgebrochen und gab einen Medizinball-großen Eisen-Schlacke-Klumpen zum Vorschein. Bei genauerer Betrachtung konnte gut erkannt werden, dass der untere Bereich aus einem Negativ-Abdruck aus Schlacke des Ofenbodens bestand, und obenauf die eigentliche Luppe zum liegen kam. Quer über die Luppe war ein Graben zu erkennen, der von der Düse bis zur Ofenbrust zeigte und durch das Freistochern der Düse kam. Ein gewollter Vorgang.
Da leider kein passendes Werkzeug zum Verdichten der Luppe vorhanden war, musste der übliche Weg des kalten Ablöschens und Zerkleinerns beschritten werden.
Nach Aussortieren aller gut gelungen Luppestücke konnten 2,8 kg Roheisen erhalten werden. Davon ein massiver Kern von rund 1 kg zusammen gesintertem Eisen, 1 kg traubige und teilweise geschmolzene Eisenaggregate sowie 800 g weniger reines Eisen in Form von Nuggets und schwammigen Produkten mit Kohle durchsetzt. Nach Aussehen und Bruchflächen wäre eine bunte Palette von hochkohlenstoffreichem Stahl/Gußeisen bis zu kaum aufgekohltem Eisenschwamm vorhanden.

Insgesamt konnte damit gezeigt werden, dass die bisherigen Ofenreisen in unserem Ofentyp mit zu wenig Luft gefahren wurden. Erst dieser Versuch erbrachte erstmals eine zufriedenstellende Luppe, die in großen Teilen direkt ausgeschmiedet werden könnte.

Ausblick

Die Ergebnisse zeigen auch, dass von rund 24 kg Erz mit 50-60% Eisengehalt nur eine Ausbeute von 23% erzielt wurde. Bekannt sind uns Ausbeuten von bis zu 48% (2. int. Rennfeuersymposium 2005, Gruppe Freilichtmuseum Elsarn). Ziel weiterer Versuche wäre es, unsere Ausbeute noch zu verbessern, was mit anderem Erz und einer verlängerten Vorheizphase möglich wäre. Da das Gebläse noch Potential nach oben zeigte, soll der Ofen künftig wieder mit 30 cm Innendurchmesser errichtet werden und auch einem höheren Schachtaufbau.
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Videos: Jetzt in hoher Qualität

http://www.youtube.com/watch?v=fnRe_tjrY4U
http://www.youtube.com/watch?v=NF0qHFYA1Qc

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Ich weis, dass es etwas unlogisch erscheint, einen "historischen" Blasebalg mit Elektromotor anzutreiben, aber wie MythBuster und Armin II schon erklärten: Bei einem Blasebalg wird die Luft fast vollständig in den Ofen gedrückt und der Druck ist entsprechend hoch. Da ich diese Öfen zudem oft alleine betreibe und auch nicht erwarten kann, dass sich jemand für mich 6 Stunden lang als Blasebalgsklave betätigt, nehme ich diesen Kompromis auf. In den letzten 10 Jahren habe schon oft genug selber am Balg gesessen und muss mir da nichts mehr beweisen ;)
 
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G

gast

Gast
Hi Raphael,

Ich gratuliere zu deiner Ofenreise, vor allem dass dein Gebläse bis zum Schluss mitgemacht hat.
Es gibt nur eine Sache neben der Ofenbauweise die mich stört, und zwar ist es deine Erzmischung.
Warum fährst du nicht ausschliesslich mit Erz? Du schreibst: (...... Erst dieser Versuch erbrachte erstmals eine zufriedenstellende Luppe, die in großen Teilen direkt ausgeschmiedet werden könnte......)

Dass du bisher weiter keinen Erfolg hattest,könnte doch aber auch, neben den bisherbenutzten kleinen Lederbälgen, an der niedrig weiten Ofenbauweise liegen welches euer heimisches Erz nicht mitmacht oder?
Weisst du welchen Eisenoxidgehalt euer Heimisches Erz hat?

Beste Grüsse Romain
 

Rafail

Mitglied
...
Es gibt nur eine Sache neben der Ofenbauweise die mich stört, und zwar ist es deine Erzmischung.
Warum fährst du nicht ausschliesslich mit Erz?
...könnte doch auch .... an der niedrig weiten Ofenbauweise liegen welches euer heimisches Erz nicht mitmacht oder?
Weisst du welchen Eisenoxidgehalt euer Heimisches Erz hat?
...


Hallo Unsel, ich hatte diese Mischung über die Jahre hier angesammelt, da ich von jedem Rennfeuertreffen etwas mitgenommen hatte. Der Eisengehalt ist mir nicht genau bekannt, wird aber im genannten Bereich liegen.

Leider gibt es hier kein mir bekanntes Erz mit einem Eisengehalt, welches taugt und wo ich jederzeit Nachschub herbekommen könnte.
Die nächstgelegene bekannte Quelle wäre Siderit und die Fundstelle ist ungünstig, da die Klumpen mitten im Wald vertreut liegen, der Abtransport entsprechend schwer ist.
 

MythBuster

Mitglied
Hallo Rafail,

erst mal Gratulation!
Ich hab mal Deine Werte überschlagen und gemittelt. Du hast im Schnitt 1kg Kohle und Erz alle 10min aufgegeben,
das entspricht bei 25cm Ofendurchmesser (Fläche=491cm^2) einem Luftfluß von 0,91 l/(min cm^2) oder 446 l/min (für den gesamten Ofen).
Also hast Du den Ofen genau in den von mir vorgeschlagenen Bereich gefahren. Deine rein rechnerischen 800l/min können also nicht stimmen,
bestimmt ist das auf Undichtigkeiten von Deinem Gebläse zurückzuführen.
Deine Ausbeute liegt durchaus im normalen Bereich, da brauchst du Dich nicht zu verstecken. Bei 60% Eisengehalt im Erz bedeutet eine
20%ige Ausbeute, dass die Schlacke noch 60% FeO enthält. Die maximal theoretische Ausbeute liegt bei ca. 30%, das bedeutet
50% FeO in der Schlacke. Mehr geht bei Rennofentemperaturen eh nicht, wenn man die übliche Zusammensetzung der Gangart und der
daraus resultierenden Schlacken annimmt.
Mein Tip für Deinen nächsten Versuch: lass den Durchmesser gleich und mach den Ofen um 40cm höher und lass alle anderen Parameter
unverändert, dann siehst Du direkt wie sich die Schachthöhe auf die Ausbeute auswirkt.Dann müsstest du eine 4kg Luppe auf 24kg Erz
bekommen. Aber da es möglich ist, in einen Ofen mit diesem Durchmesser locker 50kg Erz reinzufahren bekommst Du schon eine 8kg Luppe.
Ach ja, den Sandzuschlag würde ich auch weglassen.

Gruß

MythBuster
 

MythBuster

Mitglied
ups, jetzt seh ich gerade, dass Du gar kein reines Eisenerz genommen hast, sondern eine wilde Mischung mit Walzzunder, Erz, Rost und Schlacke. Da bin ich mit Unsel einer Meinung: Würd ich nie machen!
Wenn man schon den riesen Aufwand mit einem Rennofen betreibt, dann sollte da nix anderes rein als Holzkohle und (selbst gesammeltes) Erz!
Die Schlacke würde ich auch weglassen die schmilzt zu früh und macht das Erz dicht, dann kann das CO nicht praktisch nichts mehr reduzieren und die Ausbeute geht in die Knie.
Noch was fällt mir auf: Wenn die Schachthöhe so niedrig ist, dann solltest Du Deine Aufgabeportionen verkleinern. Denn durch 1kg Holzkohle wird Dein ohnehin schon niedriger Schacht nochmal um ca. 10cm reduziert.

Gruß

MythBuster
 

natto

Mitglied
hallo Rafail, die Römer sind online aber wo ist das Video?

liebe Grüße, Holger

edit: ich Rindvieh, siehe Bericht vorher!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!1

PS: Vielen Dank für die Videos.
 
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G

gast

Gast
Hallo Rafail,

erst mal Gratulation!
Ich hab mal Deine Werte überschlagen und gemittelt. Du hast im Schnitt 1kg Kohle und Erz alle 10min aufgegeben,
das entspricht bei 25cm Ofendurchmesser (Fläche=491cm^2) einem Luftfluß von 0,91 l/(min cm^2) oder 446 l/min (für den gesamten Ofen).
Also hast Du den Ofen genau in den von mir vorgeschlagenen Bereich gefahren. Deine rein rechnerischen 800l/min können also nicht stimmen,
bestimmt ist das auf Undichtigkeiten von Deinem Gebläse zurückzuführen.
(…)

Was mir dazu eingefallen ist: Bei einem Kastengebläse wird nicht die gesamte Luft aus der Kammer gepumpt; der Kolben geht ja notwendigerweise schon zurück, bevor er die Wand erreicht. Selbst wenn dieses Volumen abgezogen wird, ist das ja ziemlich ungenau; immerhin kann sich darin ein Überdruck bilden, der nicht rechtzeitig entweicht. Vielleicht kommt die Diskrepanz auch teilweise daher.

Ansonsten fand ich es schön, in deinem Video mal so ein Ding in Aktion zu sehen. Ich war erstaunt, wie langsam der Kolben doch bewegt wird. Da ich vorhabe, mir für meine Esse auch ein Kastengebläse zu bauen, hat beruhigt es mich, mich vor meinem geistigen Auge nicht mehr wie einen Bekloppten pumpen zu sehen:)

Gruß,
hobbit
 

sanjuro

Mitglied
......Da ich vorhabe, mir für meine Esse auch ein Kastengebläse zu bauen, hat es mich beruhigt, mich vor meinem geistigen Auge nicht mehr wie einen Bekloppten pumpen zu sehen......
Die japanischen Schmiede machten in den Videos eigentlich immer einen ganz normalen Eindruck.......

Gruß

sanjuro