Die bei der Glasfabrikation in Betracht kommenden Schmelzofensysteme. Von Ingenieur Hans Schnurpfeil, Dresden. (Fortsetzung von S. 264 d. Bd.) Die bei der Glasfabrikation in Betracht kommenden Schmelzofensysteme. Der Siemens-Ofen, das Regenerativ-Gassystem mit seinem Wechselarrangement, gilt in Bezug auf Temperaturentwicklung als heissgehendster Ofen, wie auch bei keinem anderen System die Ausnutzung der Abhitze in solchen Massen vor sich geht. Die alternierenden Flammenrichtungen der Siemens-Oefen jedoch rufen nicht selten ungleiche Temperaturen im Ofen hervor, nämlich ist dies bei langen Oefen oder langen Kanalzügen der Fall, so dass das Glas beim Abzug oft „rauh“ und „windig“ wird, welch letzterer Fehler deshalb entsteht, da das Glas zuerst überhitzt wurde, nachher beim Umwechseln eine Abkühlung erlitt. Denn beim Flammeneintritt im Ofen entfaltet sich immer eine höhere Temperatur als beim Abzug und ist es erklärlich, dass aus dem Flammenwechselarrangement ungleiche Hitzegrade im Schmelzraum resultieren; ferner erfordert das Siemens-System infolge der wechselnden Flamme zuverlässigeres Bedienungspersonal, weil mit dem Falschwechseln des Gases und Luft diese und jene Uebel von leichterem und schwererem Charakter verknüpft sind. Während Siemens, wie wir gesehen haben, die Verbrennungsluft durch im Unterbau des Ofens liegende Kammern (Regeneratoren) erhitzt, wird die Speiseluft bei dem „Nehse“-, dem Rekuperativ-Gassystem durch Rekuperatoren vorgewärmt, indem die Luft durch Bestreichen von Kästen den verlangten Temperaturgrad annimmt oder durch Schamotteröhren zieht, die aussen von dem abziehenden Flammenprodukt, der Abhitze des Schmelzofens bespült werden. Letzteres System mit konstantem Flammen-Eintritt und Abzug ist überall dort von Vorteil, wo man ungeschultes Personal um sich hat. Ein weiterer Vorzug ist die Vereinfachung der ganzen Konstruktion, mithin auch Verbilligung der Anlage, sowie die stets gleichmässige Flammenrichtung eine gleiche Temperatur im Ofen hervorruft. Einen achthäfigen Bütten-Nehse-Ofen zeigt uns im Horizontalschnitt des Abzugsarrangements Fig. 3. Aus den beiden Füchsen f und f1 strömt gleichzeitig die Flamme heraus, bespült den ganzen Ofenraum und zieht zwischen die Häfen durch Kniekanälchen k ab, deren je fünf sich auf jeder Seite in je einen Längskanal vereinigen. Diese beiden Hauptkanäle stehen mit je einem Rekuperativ-System in Verbindung. Dasselbe bestehtaus einer ganzen Anzahl von Schamottekästen nach Fig. 4, die sich aus 5 cm starken Falzplatten zusammensetzen und je einen Querraum von 25 × 15 cm Weite bilden. Während durch die Schamottekästen die Abgase, vom Kaminzug geleitet, eilen und ihre Temperatur dem Schamottewerk übertragen, macht die Luft, die Kästen bespülend, einen entgegengesetzt zickzackartigen und schlangenförmigen Weg, indem sie auf ihrem Gange die von den abziehenden Flammenprodukten abgegebene Wärme absorbiert und so in ihrem Laufe, je höher in den Bereich der Feuerbütten kommend, einen zur intensiven Verbrennung des Gases geeigneten Hitzegrad annimmt, der fast durchaus der nach dem Regenerativ-Verfahren erhitzten Luft entspricht. Textabbildung Bd. 321, S. 284 Fig. 3. Textabbildung Bd. 321, S. 284 Fig. 4. Die Rekuperatoren bilden bei den Nehse-Oefen den eigentlichen Unterbau und sind etwa 2½ m lange, etwa 2 m breite und etwa 2¾ m hohe Räume, die, wie gesagt, in Zickzackform von den Lufterhitzern durchzogen werden. Letztere stehen durch Verbindungskanäle mit dem Hauptessenkanal in Verbindung. Die Naturluft tritt durch Kanälchen unterhalb der Rekuperatoren ein, durchzieht die Zwischenräume der Lufterhitzet kästen und steigt durch zwei Vertikalschächte in die Höfe, desgleichen das aus den nahen Generatoren kommende Gas. Durch seitliche Schlitze strömen Luft und Gas aus ihren Trennungskanälen und vereinigen sich in dem Büttenkanal, der längs unter den Ofen führt und, als „Glastasche“ gleichzeitig dienend, auf den beiden Endseiten zum Entfernen des Herdglases mit zu verschliessenden Oeffnungen versehen ist. Indem Luft und Gas sich in dem Büttenkanal innig mischen, steigen sie gleichzeitig aus den beiden Füchsen f und f1, konstant bleibend, d.h. bei einseitigem Flammeneintritt und -Abzug als intensives Flammenprodukt empor. Um eine möglichste Flammengleichheit herzustellen, sind die Luft- und Gasausströmschlitze kreuzweise gelegt. Wie wir im Laufe der Nehse-Ofenbeschreibung gesehen haben, wird die Luft nur allein zur Verbrennung mit dem Gase vorgewärmt, nicht aber letzteres, das bei dem Regenerativ-System gleichfalls eine Vorerhitzung findet. Daher stehen bei den Nehse-Oefen die Gaserzeuger in direkter Nähe des Bestimmungsortes, damit das Gas eine nur möglichst geringe Abkühlung erleidet. Daneben soll man eine kalorienreiche Kohle verwenden. Alle Wochen, und zwar während des Sonntages, wo infolge Arbeitsstockung keine Zeit zu verlieren ist, nimmt man wechselweise die Reinigung der Rekuperatoren vor, die sich stark versetzen können, indem in den oberen Lagen sich eine Glashaut bildet, während in den unteren Zügen sich dichte Flugasche, Gemengestaub usw. absetzen, Diese verunreinigenden Stoffe müssen mittels eiserner Krücken entfernt werden und ist zwecks Reinigung für jeden Rekuperatorenzug ein Observationsloch vorgesehen. Die Leistungsfähigkeit des Nehse-Ofens ist, streng genommen, nicht ganz so gross, wie die des Siemens-Ofens, doch kann man bei ersterem tatsächlich einen etwas kleineren Brennstoffaufwand feststellen, der jedoch ohne Bedeutung ist. Aber bekanntlich konserviert sich das Rekuperativ-Ofensystem viel besser als das Regenerativ-Ofensystem mit seiner wechselnden Flamme. So beträgt die Lebensdauer eines Nehse-Ofens, wenn der ganze Bau und dessen Ausführung sachgemäss gestaltet wurde, bis vier Jahre, während die des Siemens-Ofens allgemein sich zwischen zwei und drei Jahren bewegt. Die Baukosten eines Nehse-Ofens von grösseren Dimensionen belaufen sich, Generatorenanlage einschliesslich, M. 10–12000. Textabbildung Bd. 321, S. 284 Fig. 5. Eine ziemlich weite Verbreitung hat der „Siebert“-Ofen gefunden, der zu den Wechsel- und Regenerativ-Systemen gehört. Fig. 5 veranschaulicht im Wagerechtschnitt der Hafenhöhe einen solchen. Um eine gleichmässige Temperatur im Ofen zu erhalten, denn beim Wechselarrangement kann man nicht, wie bereitsgesagt, eine dauernde, konstante Wärme zustande bringen, besitzt das Siebert-Ofensystem zwischen den Schmelzgefässen Abzüge a, die, sich in je zwei Wagerechtkanäle und dann in zwei Senkrechtschächte teilend, als unter den Luftkammern und Luftkanälen laufende, denselben zum Teil während des Abzuges der Flammenprodukte zurückgelassene Eigenwärme abgebend, und dann sich vereinigende Kanäle zum Schornstein führen und mit einem Kaminventil dem sogenannten „konstanten“ Schieber versehen sind. Bei der Ausarbeitung des Glases stellt man nun die Gas- und Luftwechsel auf die Mitte, schliesst die Luft- und Gasschornsteinventile und zieht den „konstanten“ Essenschieber, so dass Gas und Luft durch alle vier Kammern und die beiden Bütten bbi als Flamme zugleich treten und nach allen Seiten, gleichmässige Temperatur abgebend, durch die erwähnten konstanten Kanäle a abziehen. Hierdurch findet eine bestmöglichste Flammenverteilung statt und der Ofen besitzt den zur Ausarbeitung des Glases erforderlichen gleichen Temperaturgrad in den vollkommensten Massen. Doch gewährt dieses System einen Nachteil und zwar den längerer Schmelzdauer, da infolge der 10–12-stündigen, üblichen Arbeitszeit in den letzten Stunden schon eine beträchtliche Abkühlung im Ofen erfolgt und nach Ausarbeitung des Glases das Heisschüren des Ofens stets eine Stunde länger dauert, also bisweilen das Warmschüren des Ofens zwei bis drei volle Stunden währt, ehe sich die Regeneratoren, welche während der Arbeitsdauer keine oder nur wenig Abhitze absorbieren konnten, im Gegenteil infolge der in alle Kammern zugleich eintretenden, noch nicht vorgewärmten Luft- und Gasströme ihr während der Glasschmelze aufgespeichertes Wärmequantum abgeben mussten, genügend erhitzen, um den Oberofen mit der erforderlichen Schmelztemperatur zu speisen. Man kann rechnen, dass durch diesen Aufwärmungsprozess eine volle Stunde verloren geht, wodurch die Schmelze sich etwas verlängert. Die ganze Konstruktion des Siebert-Ofens ist ähnlich der eines Siemens-Ofens mit Büttenflamme, nur bedeutend einfacher. Der Betrieb dieses Ofens gestaltet sich während der Schmelze gerade so wie der beim letzteren. Das Gas und die Luft treten durch gegenüberliegende Flammenlöcher aus den Kammern, die beim Siebert-Ofen quer, nicht der Ofenlänge nach, mehr ausserhalb liegen, vereinigen sich in den sogenannten „Glastaschen“ und strömen als Flamme aus den Bütten heraus, entweder aus dem Fuchs b und durch Bütte bi abziehend oder aus Fuchs bi und den Feuerlauf b verlassend, je nach Stellung der Wechselregister. Textabbildung Bd. 321, S. 285 Fig. 6. Der Siebert-Ofen erfordert ein geringes Anlagekapital, etwa 9–10000 M. bei acht Häfen in den Dimensionen von 75 × 75 cm; der Brennstoffaufwand und die Lebensdauer des Siebert-Systems entspricht dem Siemens-Bütten-Ofensystem. Textabbildung Bd. 321, S. 285 Fig. 7. Man unterscheidet „stehende“ und „liegende“ Kammern, darunter versteht man Regeneratoren, welche einerseits hoch und kurz, anderseits niedrig und lang sind. Mit letzteren derartigen Wärmespeichern ist der Siebert-Ofen ausgestattet, der noch den Vorzug gewährt, dass er überall hin gesellt werden kann und einer geringeren Ausschachtungstiefe bedarf, so dass er weniger die Schachtungswerke auf steinigem Terrain erschwert und vorkommendenfalls auch weniger von Grundwasser beeinträchtigt wird. Die „stehenden“ Kammern, wie Fig. 6 eine solche im Vertikalquerschnitt zeigt, erfordern tiefere Ausschachtung des Ofens, welche schon dadurch bedingt wird, da ein breiter Kanalstummel k, die sogenannte Unterkammer, mit dem Zuführungskanal zusammenhängend, unter den Regenerator führt, mit demselben durch Schlitzöffnungen kommunizierend. Die „liegenden“ Kammern (Fig. 7, Vertikallängsschnitt) bedingen keine so bedeutende Ausschachtung, jedoch ist deren Gitterwerk einer kürzeren Lebensdauer unterworfen. Der Umstand, dass die „liegenden“ Kammern längs unter der Arbeitswerkstatt laufend angeordnet werden, trägt den Nachteil auf sich, dass die Glasmacher hauptsächlich während der Sommermonate infolge der auf dem Boden herrschenden Hitze stark zu leiden haben. Wie gesagt, besitzt der Siebert-Ofen „liegende“ Kammern, der Siemens-Ofen, und zwar dessen Hochflammsystem, „stehende“ Kammern, während dessen Büttensystem entweder mit „stehenden“ oder „liegenden“ Regeneratoren konstruiert wird. Textabbildung Bd. 321, S. 285 Fig. 8. Textabbildung Bd. 321, S. 285 Fig. 9. Ob diese oder jene Kammern heisser gehen, mag dahingestellt bleiben, weil der Gang von deren „Aussetzen“ abhängen kann. Ein nicht sachgemässes Aussetzen der Regeneratoren ist die Folge vieler Kalamitäten im Ofen. Das Heulen des Ofens, das bekannte „Bullern“, ist in erster Linie auf eine zu weite Steinsetzung in den Kammern zurückzuführen, so dass Luft ungenügend vorerhitzt in den Schmelzraum tritt Eine nicht zu weite Stein- auf Stein-, also röhrenmässige Aussetzung (Fig. 8) der Kammern wird schwerlich diese Temperatur hervorrufen können, die man gewinnt, wenn man den entstehenden Zwischenraum, der praktischer Weise sich zwischen 6½–8 cm bewegen soll, wie es Siemens macht, durch einen Stein versetzt, so dass die Ströme einen schlangenartigen Weg (Fig. 9 siehe Pfeilstrich) passieren müssen. Diese Anordnung gestattet sowohl eine bessere Reinigung der Gase, indem durch das Anstossen an die Steinflächen sich Flugasche und Russ absondern, als auch eine genügendere Absorption des abziehenden Flammenproduktes, also einen heisseren Kammerngang. Jedoch verstopfen sich solch ausgesetzte Kammern sehr leicht und geraten rasch in Mitleidenschaft, so dass das Gitterwerk bald eine Neuerung erfahren muss. Zu diesem Uebel gesellt sich noch die weitere Kalamität, dass solche Kammern eine gründliche Reinigung hindern. Mit einer zu dicht ausgesetzten Kammer ist es ebenso der Fall; man hat allerdings eine reine und heisse Flamme, welche man aber auf Kosten der Kammern und des Netzwerkes gewinnt. Kommt es vor, dass sich die Regeneratoren versetzen, so hilft man sich mit dem „Ausspritzen“, auch Einführen von Stahlbürsten und Ausschiessen, welch letzteres Verfahren nicht anzuraten ist, da die Erschütterung sich auf alle Teile des Ofens, bisweilen verhängnisvoll werdend, übertragen kann. Ueberhaupt werden die Gasregeneratoren im Verhältnis mehr angegriffen als die Luftkammern, ebenso auch mehr versetzt. Wer beim „Auslöschen“ von Oefen Gelegenheit hatte, die Gas- und Luftkammern näher in Augenschein zu nehmen, der wird wohl den Unterschied in dem Aussehen derselben bemerkt haben. Während das Steinmaterial von den Luftwärmespeichern noch ganz gut erhalten ist, abgesehen von den oberen zusammengeschmolzenen Schichten, ähnelt dasjenige der Gaskammern einer verschwommenen Masse. Flugasche, Gemengestaub, Gasverunreinigungen usw. haben das Netzwerk stark versetzt und auf die Steine infolge der in den Gasen befindlichen Korrosionsstoffe derart eingewirkt, dass beim Fassen derselben sich grauschwarze Schamottestückchen loslösen und abbröckeln oder der ganze Ziegel beim leichtesten Stoss sich spaltet und aus der Verbindung geht. Untersucht man solche einzelne Stücke, so wird man finden, dass der Stein von der bereits erwähnten tief grauen Schicht von allen Seiten gleichmässig durchzogen ist, bei etlichen weniger oder auch mehr durchdrungen. Um das Liegen der Blamme auf den Ofenseiten zu verhüten und ein gleichmässig brennendes, die Glasmacher nicht belästigendes Feuer zu erzielen, ist es vorteilhaft und zweckentsprechend, die Kammerpaare kreuzweise anzulegen. Zur Füllung der Ofenkammern benötigt man ein Schamottesteinprodukt, das vielen Anforderungen gewachsen sein muss. Zu allererst soll der Kammerfüllstein eine hochfeuerfeste Natur besitzen, jedoch auch dessenungeachtet widerstandsfähig gegen Temperaturwechsel schrofferen Charakters sein. Denn nach der Endglasschmelzperiode nehmen die Luftkammern eine ausserordentlich hohe Temperatur, die etwa 1400–1500° C. entspricht, an, während des Umwechselns, wo nun die kalt einströmende Luft den Regenerator abkühlt, sinkt dieselbe um etwa 300° C. und noch mehr. Nebenbei sollen die Kammerfüllsteine unempfindlich gegen die chemischen Einflüsse, wie Gemengestaub-, Flugasche-Einwirkung sein. Zum Aussetzen der Wärmespeicher kann man bei normalgrossen Oefen etwa 4000 Kammerschlichter bester Qualität im Gewicht von etwa 14 800 kg für alle vier Kammern rechnen. Eine Ofenkammer, die 2,75 m lang, 1,25 m breit und 2 m hoch ist und einen Kubikmeterraum von 6,875 fasst, benötigt zu deren Aussetzung etwa 1300 Schamottesteine, welche Quantität 200 Ziegeln pro Kubikmeter-Kammerfüllung entspricht. Nicht nur die verschiedenartig ausgesetzten Gitterwerke der Kammern influieren auf den Ofen, sondern auch die verschiedenartigen Flammenführungen wirken auf den Gang desselben ein. So weisen die senkrechten und wagerechten Feuerzüge, die Büttenöfen und die Oefen mit überschlagender Flamme, die sogenannten Hochflammöfen ihre Vor- und Nachteile auf. Textabbildung Bd. 321, S. 286 Fig. 10. Auf Fig. 10 ist die Disposition eines Büttenofens mit zwölf Häfen und zwei Sätzeln im Wagerechtschnitt wiedergegeben worden. Der Ofen besitzt je zwei Füchse bb1 und BB1, woraus entsprechend der Wechselstellung die Flammengemische treten und nach dem anderen Büttenpaar abziehen. Je zwei Bütten kommunizieren mit je einer „Glastasche“, an die sich seitlich, und zwar nicht mit der Taschenlänge laufend, „liegende“ Kammern anschliessen, die oberhalb an der Stirn je zwei Flammenlöcher abgeben. Die Dimensionen der Kammern betragen 3 m in der Länge, 1,25 m in der Breite und 1,25 bezw. 1,55 in der Höhe. Die Kammerflammenlöcher setzen sich aus den Massen von 40 × 45 cm zusammen, auf 55 cm nach oben und unten trichterartig verlaufend. Damit die Mischung der Gase und Luft in der Glastasche eine vollkommene ist, zieht man, um die Büttenbreite zu erhalten, die Steinschichten beim Bau nicht schräg zusammen, sondern trappt dieselben zickzackartig über, wodurch infolge der Kanten sich das Gas und die Luft stösst und sich inniger mengt. Die Füchse sind in den Massen von 40 × 20 cm durch eine Bank von 40 cm getrennt. Der „Sattel“, welcher die beiden Büttenpaare scheidet, soll, um die Flamme recht lange in dem Ofenraum zu halten, nicht zu kurz sein. Darauf ist bei jedem Ofenbau wohl Rücksicht zu nehmen, da hier oft Fehler begangen werden, die anscheinend klein und geringfügig, doch zur Tragweite ausarten können. So bedingt ein zu kurzer „Ofensattel“ einen zu raschen Flammenabzug, ohne dass sich die Flamme wirksam und genügend im Ofenraum entfalten kann. Der Brennstoffverbrauch ist etwas höher und schliesslich gehen die „Füchse“ früher dem Ruin entgegen. Bei einem 5 m langen Büttenofen sollte der „Sattel“ nicht unter 1 m gewählt werden. Die Häfen stehen in der Mitte 25 cm von der Büttenlinie ab, während die Eckhäfen 10 cm davon entfernt sind, wodurch der Ofen die gewünschte Schweifung erhält. Die Bockhäfen, „Sätzel“ plaziert man 7½ cm von der Bütte ab, nicht mehr, eher weniger, damit sie nicht zu kalt gehen. Die Zuführungskanäle zu den Kammern sollen nicht zu eng gewählt werden und gelten hier am liebsten die Dimensionen von 70 × 70 cm; eine nicht über die Norm hinaus gross bemessener Querschnitt der Kanäle hat duchaus keinen Einfluss auf den Ofengang, vielmehr schützt er den Kanal vor verhängnisvoll werdenden Verstopfungen. Bei der Kanalanlage sollen grundsätzlich die Ecken vermieden werden und ist es ratsam, die kantigen Stellen zu runden. Die Kanäle sollen, wenn möglich, und zwar dies gilt speziell für Gas, steigend, nicht fallend laufen und hier und da mit sogenannten Explosionslöchern, die mit losen Platten verdeckt werden, versehen sein, um bei vorkommenden Explosionen, die im Hüttenbetrieb unvermeidlich sind, die Gewalt der Detonationen durch Abhebung der Platten abzuschwächen und auf diese Weise einer Kanalgewölbeabtragung vorzubeugen. Die Regeneratoren besitzen an bequem zugänglichen Stellen „Kammereingänge“, die mit einer 1/1 Schamottesteinschicht versetzt werden. Letztere verfügt den Kammergitterwerkzügen anpassend über sogenannte „Observationslöcher“, welche ein ständiges Beobachten der Regeneratoren gestatten. Die Häfen dieses Ofens sind mit den Massen von 65 × 65 cm, die Sätzel mit 55 × 55 cm veranschlagt. Die Gesamtschmelzleistung derselben beträgt etwa 2800 kg innerhalb 12 Stunden. Der Brennstoffverbrauch stellt sich bei 24 Stunden auf 16 rm oder 4 Klaftern Buchenholz mit einem Gewicht von 6000 kg, welches etwa 2800 kg schlesischer Steinkohle entspricht. Die Herstellungskosten eines solchen Büttenofens nach „Siemens“ mit „liegenden“ Kammern belaufen sich, Baukosten der Generatoren einschliesslich, auf rund M. 12000. (Schluss folgt.)