Keramikduese

Hallo
...was im Feuer ist, soll aus dem Feuer kommen.
Ich will hier auf den Unterschied in der Herstellung zwischen Feuerbeton und Keramik anspielen.

Bei der Betonherstellung werden vorgefertigte Mixturen aus Zuschlägen, Zement und Wasser
evtl. unter Zugabe von Additiven zu einer pastösen Masse gemischt und z.B. in eine Form gegossen,
gerüttelt oder gestampft. Der Zementleim reagiert in mehreren Stufen (Anmischen, Ansteifen, Aushärten) und bildet eine Matrix, welche die Zuschlagstoffe fest verbindet.
Es entsteht ein quasihomogener Körper bei angestrebtem minimalem Schrumpf.
http://www.akademienunion.de/_…-1-S-24-28_hillemeyer.pdf

Im geringen Schrumpf der Bauteile und in der großvolumigen Verarbeitung liegt vermutlich der Charme für die industrielle Verwendung des Feuerbetons. Auch die zügige Herstellung eines monolithischen Düsenkörpers in einem Durchgang, hat wohl die kostenorientierten Kesselbauer sich für dieses Material entscheiden lassen. Wie die Erfahrungen in diesem Forum jedoch gezeigt haben, ist es mit den Standfestigkeiten der beigestellten Standard-Betondüsen nicht so weit her gewesen.
Ob das nun "geplante Obsoleszenz" oder nur der Kostendruck beim Hersteller war, die Zielvorstellung, alle 2-3 Jahre einen Düsenstein absetzen zu können, ist inzwischen von den Usern gründlich unterlaufen worden.

Eine Alternative zum Beton ist die Herstellung feuerfester Bauteile in Keramik.
Ton, der Ausgangsstoff für Keramik, besteht zunächst in variablen Anteilen hauptsächlich aus SiO2, Al2O3 und Wasser.
http://de.wikipedia.org/wiki/Keramik
Die von mir verwendete Steinzeugmasse enthält z.B. 72% SiO2 und 21% Al2O3
(Witgert No.2, 60%Schamotteanteil).
Es gibt noch weitere Mischungen, die insbesondere als flamm-/feuerfest spezifiziert sind und einen höheren Al2O3-Anteil aufweisen. Für "gute" Schamottequalität spricht eher ein höherer Al2O3-Anteil. http://de.wikipedia.org/wiki/Schamotte

Das Brennen (Roh- oder Schrühbrand) wandelt den getrockneten Grünkörper in ein hartes, wasserfestes Material. Bei niedrigen Temperaturen (< 900 °C) werden flüchtige Bestandteile ausgetrieben (Wasser, Kohlendioxid, organische Hilfsstoffe). Beim Brand zersetzen sich enthaltene Tonmineralien unter Bildung neuer Modifikationen und die Struktur wird durch glasige Anteile verkittet. Der Sinterprozess (> 1000 °C) lässt die Kristallite an den Korngrenzen zusammenwachsen und reduziert den Porenanteil. Daraus resultiert der Brennschrumpf. Letzterer verlangt zusammen mit dem Trockenschrumpf eine nicht vernachlässigbare Vorab-Maßkorrektur beim Bau der Modeln/Formen.

Ich bin inzwischen mit meiner modular aufgebauten Keramikventuridüse bei der 3. Formengeneration angelangt und warte eigentlich nur noch, bis der HV wieder angeheizt wird, um die Teile brennen und testen zu können.
In lockerer Folge werde ich dann wieder Zeichnungen, Fotos und "Fertigungsnormen" hier reinstellen.
Letzter "Aufhänger" ; http://www.holzvergaser-forum.…d/&postID=75968#post75968
mfG Max

Hallo Yves,
...danke für das "etwas verzögerte Echo", ich dachte schon, du hättest die Düse zerdöppert und evtl. erhoffte Feedbacks abgeschrieben. Na hoffentlich hält sie dann bei dir auch mindestens 1,5 Jahre.

An dieser Stelle gleich ein Foto von meiner aktuellen Blendendichtung.
Eine 8mm Ofendichtschnur auf einen 2mm Schweißdraht aufgefädelt bzw. gespießt.
Danach wird sie um die rechts liegende Holzschablone gebogen und am hinteren Ende
die Drahtenden ineinandergesteckt. Der Dichtungsbereich dürfte durch den angrenzenden Beton und die wassergekühlte Zwischendecke bei so niedrigen Temperaturen gehalten werden, dass keine Verzunderung der Drahtaussteifung zu befürchten ist. Die bisher eingelegten Al2O3-Vliesstreifen haben ebenfalls gut gehalten.
mfG Max

Hallo Yves,
...als ich deinen Düsenrost (made by Sveni) sah, musste ich herzlich lachen.
Sooo krumm hat ihn wohl noch keiner hingekriegt. Dieses 1.4841-Material ist zäh, ausdauernd und verzundert kaum. Solange der Rost hell klingt, kann man ihn jederzeit wieder gerade klopfen. Noch besser ist es, ihn ab und zu umzudrehen. Der kriegt dann irgend eine (weniger drastische) Wölbung, die ich als "Selbstoptimierung" bezeichne.

Deine SB-Düse ist hellgrau, kann sein dass die schon eine bessere Betonqualität verwendet haben als bei meinem "gelben Glump" . Die war schon nach ca. 70 Abbränden schlechter und rissiger drauf als es bei deiner zu sein scheint.

Apropos Feurbeton: Ich habe eine Literaturstelle bzgl. Austrocknung von Feuerbeton gefunden aus der hervorgeht, dass die Stahlkocher für die Ausmauerung ihrer Elektroschmelzöfen, Gießpfannen usw. vorzugsweise "ultra low cement" Mixturen verwenden. Ich schließe daraus, dass der Beton/Zement-Binder für die verwendeten Feuerfestmassen eher ein verfahrensnotwendiges Übel darstellt. Ich kann mich noch an mein Praktikum bei Rheinstahl erinnern, da wurden die "Pfannen" noch mit Schamotteziegeln ausgemauert,was ja recht langwierig war . Im Verfahrensjargon heisst das "Geformte Feuerfesterzeugnisse". Heute stellt man sowas wohl im Betonspritzverfahren her. Die "keramische" Bindung/Umwandlung der Auskleidungen passiert nach der Trocknung über die Hitze der Stahlschmelze. Der Betonzusatz ist also eher ein "provisorisches" Bindemittel.
Vielleicht solte man die Betondüsen auch brennen. Die Betriebstemperatur ist in unseren HV's jedenfalls dafür zu niedrig.
mfG Max

Hallo Mattes,
...der Düsenaufbau und die Fertigung der Keramik-Venturidüse (Typ 2) ist ab hier beschrieben;
http://www.holzvergaser-forum.…d/&postID=52274#post52274

Da ich aber nicht vorhabe, "gewerbsmäßig" in den Düsenbau einzusteigen, stelle ich meine Zeichnungen und Fertigungsvorschläge hier rein - jeder kann das nach seinem Gusto weiterverwenden.
Man braucht für 10€ Lehm/Düse und etwas Schreiner- oder Metallbaugeschick für die Formen,
und schon ist man sein eigener "Fabrikant". Jeder kann auch sein Knowhow für sich behalten oder hier veröffentlichen - je nach wirtschaftlichen Interessen.

Meine Typ3-Düse wird etwas ausgefeilter in der Modularität und Variierbarkeit werden.
Ausserdem versuche ich neue Formtypen zu bauen, mit denen sich variabler gestalten lässt.
Wichtig ist mir, dass Maße, Schrumpf und Aufnahmegeometrie festgehalten werden.
Ich mache das gerade mit Schablonen und Passstücken.
Ausserdem vermute ich, dass noch eine Runde mit Form- und Maßänderungen fällig wird, wenn ein noch zu findender Brennservice Hochtemperaturbrände ausgeführt hat.
Meine neuen Formen werden jedenfalls dafür vorgehalten.
mfG Max

Hallo,
...Dralldüsen, bzw. Venturidüsenarrays hatte ich ganz zu Anfang im Kopf,
als ich noch keinen Ster Holz im HV verheizt hatte. Die Wachsformen liegen immer noch irgendwo rum. Das wirkliche Problem beim Düsenbau ist die Abstimmung auf Kesselleistung und Luftmanagement (siehe die ganze Arbeit, die sich Friedrich da macht).
Ich habe jedenfalls keine Lust, jedesmal neue Formkörper zu schaffen, um eine Variante zu untersuchen - das muss mit einem "Baukasten" entsprechend dem Lego meines Sohnemannes auch gehen.
Je kleiner die Keramikteile umso standfester und hoffentlich langlebiger.
Bis jetzt sieht es ohnehin so aus, dass nur der Düseneinlauf gelegentlich (>150 Abbrände) und einfach ausgetauscht wird.
Eine wichtige Aufgabenstellung ist es auch Dichtungsmöglichkeiten vorzusehen, insbesondere für die Lufttrenner, die (warum auch immer) höhere Differenzdrücke fahren. Beim normalen Singlelüfter-Vigas muss nur unten die Blende so gedichtet werden, dass keine "unverbrannte" Sec-Luft den Lambdawert versaut.
Die thermodynamischen und strömungsbedingten Vorgänge vor, in und unter der Düse muss man sich sowieso "auf der Zunge zergehen lassen" - ist was für Thermodynamiker und Literaturrecherchen.
Das eigentlliche Ziel, das im Primärgas enthaltene CO (CH4, H2 ...) auf möglichst kurzem Weg und "heiß genug" zu verbrennen, ist die Aufgabe der Düseoptimierung.
Man spart sich u.U. auf diese Tour große Brennkammern und so manch anderen Einbau.
Vom geräuscharmen und stabilen Verbrennungsprozess will ich noch gar nicht reden.
Fernziel: dauerhafte, werkstoffgerechte und fertigbare Düsen (auch für den Heimwerker??).
mfG Max

Hallo,
...Dichtschnüre
werden von 2 - 4 €/m in Dicken von 6 -16 mm und E-Glas von jedem Schamotte- und Ofenonlineshop zuhauf angeboten. Die Standfestigkeit liegt bei etwa 550°, wenn man höher hinaus will, muss man teurere Keramikschnüre wählen.
Nur bei den Bezeichnungen gilt es aufzupassen. Die einen nennen es geflochtene Schnur, die anderen Strickschnur. Wenn man dann die Produktbilder betrachtet, sehen eigentlich alle gleich aus.
Aussen sind die Fäden ähnlich einer Webstruktur diagonal-drüber-drunter und innen haben manche eine "Seele", das heisst UD-Lagen (unidirektional), die entweder den Schlauch füllen oder Zugkräfte aufnehmen sollen. Solche Ware wird auf Rundklöppelmaschinen tatsächlich geflochten.
Es gibt aber auch noch die "gestrickten" Schnüre, sie zeichnen sich durch eine hohe Dehnbarkeit aus (30%). Meistens ist es die abgepackte 2m-Ware in schwarz oder weiß mit einer Kleberdreingabe für z.B. 8 € im Baumarkt.

Rundklöppelmaschinen kenne ich schon, aber die Herstellung und die Eigenschaften der gestrickten Schnur faszinieren mich gerade. Es ist ebenfalls ein Schlauch, in den man z.B. einen Draht als Aussteifung einführen kann. Der Draht sollte vorher so ähnlich wie bei einer Stricknadel (Konus + gerundete Spitze) bearbeitet sein.
Die Herstellung der Schnur dürfte so ähnlich wie bei den "Stricklieseln" der kleinen Mädchen gehen, allerdings mit 4 statt einem Faden und 4 über Kreuz stehenden Nadelpaaren.
Da überall nur dieselben Sorten angeboten werden, scheint es auch nur einen Hersteller zu geben. Fabrikant und Spezifikationsunterlagen dringend gesucht.
Mir gefällt jedenfalls die Strickschnur sehr viel besser als die geklöppelte Version.
mfG Max

Hallo Mattes,
...ich habe nur 1 Vigas und
...im Vigas sind einige Kilo Feuerbeton "vergossen" und schätzungsweise 12 Schamottesteine reingestellt, dazu noch der Düsenstein. Alles rechteckig, praktisch und (?) gut. Bezieht man die Ersatzteile vom "Systemhaus" sieht man höhere Preise, denn als Selbstversorger.
Wie es mit der Dauer-/Standfestigkeit der Feuerschutzteile aussieht, muss jeder selber beurteilen und auch die möglicherweise komplexeren Teile anderer Kesselhersteller mit in die Betrachtung einbeziehen. Keramik ist letztenendes alles, wo viel Schamotte (SiO2 und Al2O3) drin ist. Im einen Fall etwas billiger mit Zement gebunden oder geklebt , in anderen Fällen als gebranntes/gesintertes Formstück. Materialkosten, Arbeitsaufwand und "Alleinstellungsmerkmale" bestimmen den jeweiligen Preis.
Wie in diesem Rahmen Funktionsverbesserungen preislich zu bewerten sind, ist Sache der Kaufleute, Patentfritzen und des Produktimages - der Kunde/Heizungsbauer sucht aus.
mfG Max

Hallo,
...schön langsam sammelt sich was an im Keramikdüsen- und -formen-Einkaufskorb.

Im Uhrzeigersinn:
Li. oben meine Düsensteinaufnahmeschablone, darauf die alte Oberteilform;
re. daneben dickenvariable Stirnteileinsätze, die die Formschräge kompensieren;
in die Düsenaufnahme eingepasste Schablonenteile, längs, quer, Boden;
re. aussen die neue und die alte Diffusorteil-Form;
re. unten die alte Stirnteilform und ein paar Formbaukastenteile;
mitte gebrannte Oberteile und darunter Diffusorteile mit einem Zwischenstück;
li. daneben Formeinlagen für Dickenanpassungen und Stirnteil-Unterteil;
ii. aussen zwei gefüllte neue Stirnteilformen mit aufliegenden Teilen;
li. Mitte sieht man ein oberes Stirnteil mit Ausbrüchen, bei dem die Form noch nicht eingewachst war.

Die Formsysteme sind so gebaut, dass man durch einfaches Auswechseln der Inserts geometrische Änderungen, ohne alles neu bauen zu müssen, durchziehen kann.
Formmaterial ist 4 und 6mm Birkensperrholz, sowie Schichtholz und USB.
In der neuen Diffusorform können unterschiedlich lange Teile gefertigt werden. Ich will damit unterteilte Düsenkonfigurationen erproben.
mfG Max

Hallo Martin,
...ich nehme geriffelte Gummimatten.
Zuschnitt mit Teppichmesser, wiederverwendbar.
Die müssten sich auch von Beton wieder lösen lassen.

Mich würde z.B. interessieren, ob man die Trümmerdüse auch in Beton fertigen kann.
Vielleicht werden meine alten Formen bald "frei". Gibts dann geschenkt.
2 Sätze ohne Oberteil. Für den Einlauf muss man sich bei Betonguss was anderes einfallen lassen. Ihr habt ja das Oberteil schon, wenn ihr eine Form "halb" füllt.
Da ich den Betonbauern aus Keramik-Überzeugung keine Konkurrenz machen will,
müsst ihr das selber ausprobieren.
mfG Max

Hallo,
...Micha (Dietzy) hat mich aufgeschreckt.
Bevor man noch mit den "alten" Formen das Bauen anfängt, sollte doch lieber asap
die Typ3-Methode eingeführt werden.
Hier gleich der Bild-Plan der Endstück-Grundform.
In dieser werden die diversen Sperrholz-Einzelformen als Inserts fixiert.
Macht alles viel einfacher/variabler und da ich die Tonteile neuerdings z.T. verpresse
und zum Trocknen staple bzw. abdecke, gibt das mehr Stabilität.

Die Grundplatte ist 25-26mm OSB, an die die Seitenwände (mind. 6mm, 52 bzw. 60 hoch) angeleimt werden. Die Höhe für den Beilagenstapel lässt sich so auch nachträglich durch Absägen im Parallelanschlag korrigieren. Der 8,8°-Winkel ist über Schablone in der Düsensteinaufnahme und digitale Winkelmesser-Wasserwaage gemessen. Warum die Vigasianer dermaßen "krumme" Winkel verwenden, ist mir rätselhaft.
Beim ersten Einstellen des Winkelanschlags an der Kreissäge sollte man sorgfältig messen.
Die erste Formplatte liefert auch gleich als Schnittrest einen weiterverwendbaren Winkelanschlag.
Alle weiteren Teile werden mit diesem Referenzwinkel und/oder dem Parallelanschlag gefertigt.
Der modulare Formaufbau ist deshalb so komplex, um einfach Korrekturen vornehmen zu können.
Wenn die Maße stehen, kann man mit simplen Modeln weitermachen.

Für das Diffusorteil eignet sich ungleichschenkliger Al- oder St-Winkel mit 50x25x3mm und 30-35cm Länge, davon 2 Stück. Das Ober- bzw. Einlaufteil könnte man statt in der "Nudelholzversion" auch in eckig oder polygon bauen - still thinking.
mfG Max