Ueber feuerfeste Ziegel; von J. Dunnachie in Glenboig. Dunnachie, über feuerfeste Ziegel. Zu den wichtigsten Aufgaben, die noch ihrer vollständigen Lösung harren, gehört unstreitig die Fabrikation eines möglichst vollkommenen feuerfesten Ofenbaumaterials. Die Fortschritte der Metallurgie, zumal bei der Eisen- und Stahlbereitung, bestehend in Anwendung höherer Temperaturen und Verarbeitung großer Quantitäten, haben grade in diesem Mangel eine Schranke gefunden, so daß es für alle Betheiligten nothwendig geworden, durch gemeinsames Streben Resultate zu erzielen, welche den steigenden Bedürfnissen der praktischen Metallurgie Genüge leisten. Wir wollen hier die Frage vom Standpunkte des Ziegelfabrikanten zu beleuchten suchen. Die wesentlichen Bestandtheile aller feuerfesten Thone sind Kieselsäure und Thonerde; alle übrigen Bestandtheile – wenn auch für sich unschmelzbar wie Kalk und Magnesia, und diese werden es durch Verbindung mit Kieselsäure, oder schmelzbar wie Eisenoxyd und Alkalien – müssen zu den schädlichen Beimischungen gerechnet werden. Nichts desto weniger können geringe Beimengungen eines einzelnen dieser Bestandtheile keine schädliche Wirkung äußern. Diese Wirkung tritt aber bekanntlich ein, sobald mehrere dieser Bestandtheile, wenn auch jeder in geringer Menge, zusammen auftreten. Die verschiedenen Basen müssen also in diesem Falle als Ganzes betrachtet werden. So z.B. kann ein feuerfester Ziegel unbeschadet seiner Qualität mehr Eisenoxyd als sonst zuläßlich enthalten, wofern er nur von andern Basen frei ist. Daraus geht auch hervor, daß die Art der Verbindung der Bestandtheile von Einfluß ist, und daß bei gleicher procentaler Zusammensetzung ein künstlich gemengter Thon ganz andere Eigenschaften im Feuer zeigt wie der natürliche. Die Ansprüche, die an feuerfeste Ziegel gestellt werden, sind sehr verschieden. Während hauptsächlich Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturwechsel verlangt wird, kommt manchmal noch die Anforderung hinzu, starken Druck, Stöße und auch chemische Einflüsse mannigfacher Art auszuhalten. Es ist klar, daß wir verschiedene Arten Ziegel bedürfen, um diesen Ansprüchen zu genügen, und diesem Bedürfniß wird wohl nur durch die Anwendung verschiedener Thonsorten zu begegnen sein. Indessen kann auch schon viel durch die Art der Fabrikation erreicht werden. Der eine Schmelzproceß bedarf starker, dichter Ziegel, der andere poröser, weniger fester Ziegel; bald müssen dieselben stärker, bald leichter gebrannt sein. Im Allgemeinen kann man jedoch die Regel aufstellen, daß die Ziegel hart gebrannt werden müssen. Ist dies im Brennofen nicht erreicht worden, so geschieht es im Schmelzofen nach Einbauen der Ziegel, und wird durch die so entstehende Contraction die Solidität des Baues gefährdet. Aber auch die Construction der Oefen muß dem Material entsprechend sorgfältig beachtet werden. Die an Kieselsäure reichsten Thone sind nun, wenn sonst rein (wie der Dinasthon aus Süd-Wales), am feuerbeständigsten; dahingegen bekommen sie leicht Risse durch raschen Temperaturwechsel. Ist dagegen bei hohem Kieselsäuregehalt eine ziemliche Menge Thonerde vorhanden und der Thon sonst verhältnißmäßig frei von Alkalien und andern Unreinigkeiten, so erhalten wir ein Material, welches am besten Unschmelzbarkeit mit Unveränderlichkeit der Form verbindet. Ein solcher Thon aus der „Glenboig Star Mine“ zeigte nach Riley nach dem Brennen folgende Zusammensetzung: Kieselsäure 65,41 Titansäure 1,33 Thonerde 30,55 Eisenoxyd 1,70 Kalkerde 0,69 Magnesia 0,64 Alkalien 0,55 –––––– 100,87. Derartige Thone kommen in der Nähe von Glasgow in den obern Schichten der Kohlenformation (Millstone grit) vor, manchmal nahe an der Oberfläche gelagert, manchmal in Tiefen von 80m. Man hat sie sogar noch tiefer zwischen den Kohlenflötzen gefunden, aber dann war die Qualität nicht immer die beste. Die Thonlager wechseln in ihrer Mächtigkeit von 1 bis 12m. Das Thonlager der oben erwähnten Mine liegt in einer Teufe von 35m und mit einer Mächtigkeit von 2 bis 3m. Es wird von einer 4 bis 6m mächtigen Lage von Triebsand bedeckt und kieseligen Schichten, deren einige fast nur aus reiner Kieselsäure bestehen. Der Thon ist so hart, daß er mit Schießarbeit gewonnen werden muß, und ist die Abbaumethode analog der der Kohlenflötze. Jeder Arbeiter haut täglich je nach der Härte und Mächtigkeit des Thones 4 bis 5t, die in groben Stücken zu Tage gefordert und entweder direct zu den Quetschmühlen gebracht werden oder zu dem Lagerplatze, um einer Verwitterung ausgesetzt zu werden; letzteres geschieht zumal, wenn Eisennieren in dem Thon vorkommen. Der Thon wird dadurch gleichförmiger und milder, und obwohl im Allgemeinen kein dichtes Gefüge verlangt wird, so müssen doch die Ziegel so zähe sein, daß sie allen Stößen, die durch fahrlässige Behandlung beim Transport und beim Ein- und Ausladen herbeigeführt werden, widerstehen können. Ist dieser Bedingung genügt, so muß zumeist darauf gesehen werden, die Textur so grobkörnig als möglich zu machen, damit die Ziegel starke Hitze und Temperaturwechsel um so besser aushalten. Nachdem der Thon mit Hämmern zerschlagen ist, wird er in großen Kollergängen (Durchmesser der rotirenden Tischplatte über 2m), deren Walzen bis 3t wiegen, zermahlen. Der Mahlboden ist durchlöchert und der durchfallende Thon gelangt mittels eines Paternosterwerkes in eine Siebtrommel. Der Durchfall aus dieser Trommel gelangt in einen andern Elevator, das Grobe kommt unter die Walzen zurück. Für Feinthon zu Mörtel hat das Sieb 25 Maschen auf 1qc für Ziegelthon nur 3. Dieser zweite Elevator bringt nun den feinen Durchfall für Mörtel auf ein Transportirband, welches ihn in die Waggons entladet, und wenn auf Ziegelthon gearbeitet wird, so schüttet er den Durchfall in eine Röhre, die ihn zu den Knetmühlen führt, deren 4 um die Röhre aufgestellt sind. Sobald der Thon unter Wasserzusatz die richtige Consistenz in diesen Mühlen erhalten hat, wird er in kleine Wagen geladen, die durch einen Dampfelevator auf das obere Niveau des Trockenraumes gebracht und von dort auf Schienensträngen zu den Formbänken transportirt und abgestürzt werden. Ein Mann versorgt auf diese Weise 9 bis 10 Former mit Thon, deren jeder wieder mit einem Gehilfen täglich 2500 Ziegel fertig stellt. Für die gewöhnlichen Dimensionen werden Metallformen gebraucht, für complicirtere Modelle und größere Steine Holzformen, und macht man unter Berücksichtigung des Schwindens die Formen um 1/12 größer als die fertigen Steine. Obwohl maschinelle Vorrichtungen beim Formen gewöhnlicher Bausteine aus steifem plastischem Thone von gutem Effect sind, so läßt sich doch durch keine Maschine die Handarbeit bei feuerfesten Ziegeln ersetzen. Nach dem Ausheben aus der Form wird der Stein von dem Gehilfen in den Trockenraum gebracht, wo der Stein bleibt, bis er trocken und hart geworden ist. Diese letztere Operation erfordert besondere Aufmerksamkeit, da die meisten Fehler der Steine, zu gelinden Brand ausgenommen, vom schlechten Trocknen herrühren, denn hierbei allein kann Festigkeit und Vollendung der Ziegel erzielt werden. Ist der Boden des Trockenraumes uneben, so wird die Form des Ziegels eine ungleiche, und steigt die Temperatur zu hoch, so werfen sich dieselben und bersten. Manche Thone sind besonders zum Bersten geneigt bei zu raschem Trocknen, so daß bei schlecht construirten Trockenkammern viel Verlust entsteht. Ein vor kurzem patentirter Trockenofen, der diese Uebelstände vermeidet, hat folgende Construction. Die Trockenkammern, 36m lang und 9m breit, werden nur von dem einen Ende aus geheizt. Ihr Boden besteht aus Eisenplatten von 16mm Dicke; nur die hintere Hälfte dieses Bodens wird direct von den Feuergasen getroffen, die vordere, der Feuerung zunächst liegende Hälfte ist durch einen Hohlraum von 200mm Höhe und durch einen Thonboden von 75 bis 100mm Dicke gegen die directe Einwirkung des Feuers geschützt. Dieser Hohlraum steht mit der äußern Luft (gleich oberhalb des Rostes) in Verbindung, und erzielt man so eine Temperaturerniedrigung in dem vordern, der Feuerung am nächsten liegenden Theile und zugleich eine vollständige Verbrennung der Gase in der hintern Hälfte. In einem solchen Ofen sind die Trockenkosten nicht nur überhaupt geringer, sondern man trocknet auch das Doppelte wie nach der alten Methode (täglich 20000 bis 24000 Stück). Versuche, die Ziegel durch Röhrenheizung mit Dampf oder durch heiße Luft zu trocknen, haben kein so günstiges Resultat geliefert, da durch das dabei nothwendige Aufbauen der Ziegel größere Arbeitskosten und Zeitverlust entstehen. Das Brennen der Ziegel geschieht in Kilns, die 16000 bis 20000 Stück fassen. Je zwei Kilns stoßen mit ihren Hinterwänden an einander. Die Feuerung geschieht von der Vorderseite eines jeden aus, wobei man durch den Kiln selbst erhitzte Luft unter den Rost leitet. Zugleich tritt aber etwas oberhalb des Rostes kalte Luft in den Ofen, um sowohl die Stirnwand abzukühlen, als auch eine vollständige Verbrennung der Gase in dem hintern Theile des Ofens zu ermöglichen. Da die Ziegel in schachbretförmigen Reihen mit 25mm Zwischenraum aufgebaut werden, so erhitzt sich die kalte Luft beim Durchstreichen wie in einem Regenerator, und kann so eine sehr hohe Temperatur hervorgebracht werden. Man feuert während der ersten 2 Tage sehr mäßig, wobei die Oeffnungen im Gewölbe des Ofens offen bleiben; erst nachdem sich kein Dampf mehr entwickelt, werden dieselben sorgfältig verschlossen, der Zug in die Esse geleitet und volle Hitze bis zur Weißglut gegeben. Bemerkt man nach 2 bis 3 Tagen kein Schwinden der Ziegel mehr, so läßt man den Ofen langsam abkühlen. Diese sogen. Newcastle-Kilns bewähren sich vortrefflich und geben aus den angeführten Gründen hohe Hitze bei verhältnißmäßig geringem Brennmaterialverbrauch. Zum Schlusse muß noch bemerkt werden, daß billigeres Ofenbaumaterial nur durch Verbesserung der Qualität zu erreichen steht; denn wie hoch auch immer der Preis sei, so wird er doch durch die längere Dauer der Oefen mehr wie aufgewogen werden. (Nach dem Iron, 1876 Bd. 8 S. 588.) W. K.