Glasschmelz-Wannenöfen und das neue Siemens-Wannensystem und ihr Betrieb. Von Ingenieur Hans Schnurpfeil. (Fortsetzung von S. 589 d. Bd.) Glasschmelz-Wannenöfen und das neue Siemens-Wannensystem und ihr Betrieb. Regenerativ- und Rekuperativ-System. Der Frage, welchem System, dem Regenerativ- oder Rekuperativ-Wannensystem, der Vorzug zu geben wäre, ist mit Reserve zu begegnen, da alle beide Wannenarten ihren Zweck erfüllen können. Während Siemens die Verbrennungsluft durch im Unterbau des Ofens liegende „Kammern“, „Wärmespeicher“ (Regeneratoren) erhitzt, wird die Speiseluft bei Nehse und anderen Systemen durch Rekuperatoren vorgewärmt, indem die atmosphärische Luft durch Bestreichen von Kästen, die aus Falzschamotteplatten zusammengesetzt sind, den verlangten Temperaturgrad annimmt, oder durch Schamotteröhren zieht, die außen von dem abziehenden Flammenprodukt, der „Abhitze“ bespült werden. Letzteres System mit konstantem Flammeneintritt 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 daß die stets gleichmäßige Flammenrichtung eine gleiche Temperatur im Ofen hervorruft und auf die Lebensdauer einer solchen Wanne günstig einwirkt. – Das Regenerativsystem mit seinem Wechselarrangement gilt in bezug auf Temperaturentwicklung als heißgehendster Ofen, wie auch bei keinem anderen System die Ausnutzung der Abhitze in solch hochgradigem Maße stattfindet. Die alternierenden Flammenrichtungen der Regenerativwannenöfen dagegen rufen nicht selten ungleiche Temperaturen im Ofen hervor, so daß das Glas beim Abzug oft rauh und rampig wird, weil es zuerst überhitzt wird, nachher beim Umwechseln der Register aber eine Abkühlung erleidet. Beim Flammeneintritt im Ofen entfaltet sich immer eine höhere Temperatur als beim Abzug und ist es daher erklärlich, daß durch das Wechselarrangement ungleiche Hitzegrade im Wannenraum resultieren; ferner erfordert das Regenerativsystem infolge der wechselnden Flammen zuverlässigeres Bedienungspersonal, weil mit dem Falschwechseln des Gases und der Luft diese und jene Uebel leichteren und schwereren Charakters verknüpft sind. Alte Siemenswanne. Die „alte Siemens-Wanne“, das in der Glasindustrie verbreitetste System, hat eine wenig komplizierte Konstruktion. Die „Kammern“, „Regeneratoren“ liegen in Längsrichtung unter den Brennern und kann das Wannensouterrain in der Weise hergerichtet werden, daß jene von allen Seiten bequem zugänglich sind und die Operationen beim „Reinigen“, „Ausspritzen“ und auch „Aussetzen“ der Kammern erleichtern. Die Länge der Regeneratoren wählt man nicht unter 4,15 m, doch richtet sie sich mehr oder weniger nach der Brennerausdehnung. Die Breite ist bei Gaskammern gewöhnlich 1,15 m, bei Luftgeneratoren 1,40 m. Aus diesen Wärmespeichern treten bei Luft je drei oder fünf, bei Gas je zwei oder vier schräge Züge hervor, die in ebensoviel Vertikalschächte münden. Ein Knie brechend, verzweigen sich letztere in gleich viele Horizontalkanäle. Die Luft strömt aus drei Mündungen, das Gas aus zwei Brennern heraus und gelangen Luft und Gas bei ihrer Verbindung erst im Wannenraum zur Verbrennung, die intensiv befördert wird, da die Luft die Gasströme von den Seiten und von der Mitte innig fassen kann. Den etwa 7 m breiten Wannenraum bespülend, zieht das Flammenprodukt auf der anderen Brennerseite ab und gelangt unter weitester Abgabe seiner Eigenwärme an das Regeneratorengitterstein werk zum Kamin. Durch Umwechselung der Apparate, die in Zeitabständen von je ½ Stunde geschieht, findet das Flammenspiel in umgekehrter Richtung statt. Der Form nach bildet das Wannenbassin eine rechteckige Fläche, die auf den Breitseiten von den „Brennern“, bezw. „Füchsen“, hinten geschweift von der Rückwand, in der die beiden „Einleglöcher“ liegen, und vorn stark ausgebraucht, von der Arbeitsseite begrenzt wird. Die Länge des Wannenraumes beträgt etwa 6,50 m und sein Fassungsvermögen je nach Größe des Beckens und Höhe des Glasstandes 42–50 cbm Glas und darüber. Die „Kappe“, auch „Kuppe“ benannt, liegt ungünstigerweise auf den Brennendeckplatten, die gleichzeitig als Widerlager dienen. Da bei diesen Wannenarten Hängekappen über dem Schmelzraum nicht anzubringen sind, sind die „Füchse“, zumal man sie niemals gänzlich oder nur ungenügend reparieren kann, einer verhältnismäßig kürzeren Lebensdauer unterworfen. Zu beachten ist, daß die Kammergittersteine nur allerbesten Materials sein sollen, da gerade bei den „Alten Siemens-Wannen“ zu finden ist, daß nach einjähriger Kampagne ein gutes Drittel, und zwar die obersten Steinschichten, in den Regeneratoren vollständig zusammensintern und zusammenschmelzen. Die Lebenszeit dieser Wannenart ist auf drei und vier Jahre anzugeben, sofern die Reparaturen sachgemäß ausgeführt werden. Ist eine solche Wanne ohne Unterschied 1 oder 1½ Jahre gegangen, so sind dringend einige Ausbesserungen auszuführen. Die Hinterwand bei den „Einleglöchern“ muß erneuert und die Peripheriesteine müssen ausgewechselt werden. Zu diesem Zwecke arbeitet man die Wanne so weit, wie erforderlich, leer. Die Kammern werden alle 11–12 Monate erneuert und zwar werden die alten Kammerschlichter entfernt und einer Prüfung unterzogen. Noch gut erhaltene Steine werden wieder verwandt. Zum „Aussetzen“ der „Regeneratoren“ sind etwa 6000–7000 Stück Schamottesteine nötig. Das „Ausbrennen“ sämtlicher Kanäle geschieht alle 12 Wochen, sonst alle 3 Wochen, bei regnerischem Wetter alle 2 Wochen und zwar Sonntags, wo nicht gearbeitet wird. Das Reinigen der Kammern bewerkstelligt man während des Betriebes und muß dasselbe alle 6 Wochen vorgenommen werden, um dem Verstopfen durch Gemengestaub und Flugasche, sowie dem gänzlichen Versetzen zu steuern. Wohl zu bemerken ist, daß beim Beschicken des Wannenschmelzbassins mittels des Glasgemenges die Schornsteinschieber stets zu schließen sind, um nicht den Gemengestaub vom Kaminzuge in den Unterbau, wo er sich festsetzt, fortreißen zu lassen. Herstellungskosten der „Alten Siemens-Wanne“. Die Baukosten jeden Systems wechseln beträchtlich. Sie richten sich mehr oder weniger nach den örtlichen Verhältnissen öden auch nach unsinnigen Ausgaben, die man getrost ohne Beeinträchtigung des Betriebsganges ersparen kann. Nachstehende Ziffern gelten als Norm für die Anlage einer Flaschenglaswanne nach dem alten System Siemens zur Produktion von 5 Millionen Flaschen unter Berücksichtigung von fünf Generatoren: 1. Erdaushub, etwa 700 cbm, je M. 0,50 M. 350,– 2. Dinassteine f. d. Kappe, etwa 9000 Stück= 31500 kg., v. H. kg M. 4,30 „ 1354,50 3. Wannenblöcke, etwa 40 cbm = 74000 kg,v. H. kg, M. 7,25 „ 5365,– 4. Schamottesteine, etwa 22000 Stück I.Qualität = 79000 kg, v. H. kg M. 3,60 „ 2851,20 5. Schamottesteine, etwa 10000 Stück II.Qualität = 36000 kg, v. H. kg M. 2,40 „ 864,– 6. Kammerschlichter, etwa 6500 Stück =24050 kg, v. H. kg M. 5,10 „ 1226,55 7. Rote Mauerziegel, etwa 60000 Stück,v. H. M. 25,– „ 1500,– 8. Dinasmörtel, etwa 4000 kg, v. H. kgM. 8,50, M. 34,–    Thonmörtel, etwa 22000 kg, v. H. kgM. 7,50, M. 165,–    Kalkmörtel, etwa 30000 kg, v. H. kgM. 4,50, M, 135,– „ 334,– 9. Wannenverankerung, 56 alte Eisenbahn-schienen, 4½ m lg. = 252 lfd. m, à 35 kg= 8820 kg und 1180 kg. Zuganker-eisen, v. H. kg M. 15,– „ 1500,– 10. Eisenteile für die Wechselanlage, wieWechseltrommel, Gastrommel, Luft-klappe, Schornsteinschieber usw., etwa1800 kg, v. H. kg M. 36,– „ 648,– 11. Schamottesteine f. d. Wechsel-, Kanal-und Generatorenanlage, etwa 40000Stück = 144000 kg, v. H. kg M. 2,40 „ 3456,– 12. Eisenteile f. fünf Generatoren, wie Füll-trichter, Stoßlöcher, Rosten, Rostbalkenusw., etwa 15000 kg, v. H. M. 16,50 „ 2475,– 13. Rüstholz, Bögen, Verschalung, Bretterusw. „ 600,– 14. Arbeitslöhne für 12 Maurer, 50 Tageà M. 5,–, M. 3000,–   Arbeitslöhne für 24 Handlanger, 50Tage à M. 2,–, M. 2400 „ 5400,– 15. Normalbahnfrachten für etwa 471550 kgfür 10000 kg M. 60,– „ 2829,30 ––––––––––– M. 30753,55 unter günstigen Verhältnissen rund M. 31000,– Die „Alte Siemens-Wanne“ mag für Flaschen und ordinäres Hohlglas unbedingt als die vorteilhafteste angesehen werden, doch wird sie sich niemals zur Erzeugung feinerer Glasartikel eignen. Von dem technischen Grundsatze ausgehend, daß dasjenige Glas schöner, reiner, mithin auch heller ausfällt, welches einen weiteren Weg von dem Schmelzraume bis zum Arbeitsbassin zurückzulegen hat, ehe es zur Verarbeitung gelangt, hat unbedingt die „Neue Siemens-Wanne“ den Vorzug, ein besseres, vollkommener geläutertes Glas zu erzielen, was bei der Weißglasfabrikation zu den Hauptfaktoren zählt. Neue Siemenswanne im allgemeinen. Die Neue Siemens-Wanne, Wannenofen mit freier Flammenentfaltung, eignet sich recht vorteilhaft für die Erzeugung von Weißhohlglas und besitzt eine etwas einfachere Konstruktion, welche infolge der hinten angebrachten Brenner gestattet, die das Schmelzwannenbassin überspannende Kappe hängend anzuordnen, indem sie auf als Widerlager dienenden Gußeisenkonstruktionen ruhen, die sich wieder mit ihren beiden Schenkeln an die entsprechend starken Traversen schmiegen und mittels Eisenklammern umgürtet werden. Die „Kammern“ dieser Wanne liegen in derselben Richtung unter dem Wannenbecken, wie die der „Alten Siemens-Wanne“, nur haben die Brenner eine andere Lage erhalten. Die Länge der Regeneratoren soll nicht übertrieben werden; als praktisches Maß dienen 4,75 m in der Länge, 2 m als Höhenpunkt und 1,50 m bei Luft, 1,25 m bei Gas in der Breite, „ausgesetzt“ am besten in einer Höhe von 1,32 m oder 1,36 m je nach den Kammerschlichterdimensionen. Die Brennerlinien liegen in der Längsrichtung der Kammern, so daß die Gas- und Luftströme, direkt aus den Regeneratorenstirnseiten tretend, gleich in die Brennervertikalschächte gelangen und, durch den ziemlich direkten Weg verursacht, mit ungestüm aus der Brennermündung in den langen und schmalen Wannenraum vorschießen, um dann an der Arbeitskappen-Haubenrundung, durch den Essenzug beeinflußt, umzukehren und durch das andere Brennerpaar in die „Wärmespeicher“ abzuziehen oder umgekehrt, je nachdem die Wechselapparate gerade gestellt sind. Je länger eine Wanne ist, desto schöner ist auch das Glas im Arbeitsraume, doch muß die Länge genau berechnet werden, so daß im Arbeitsraume genügend Arbeitshitze vorhanden ist, d.h. das Glas muß sich anstandslos gut verarbeiten lassen. Bei der „Neuen Siemens-Wanne“ empfiehlt es sich, ihr eine längere Konstruktion zu geben, da die Flamme von selbst genügend nach den Werkstellen hinjagt. Zur Erzeugung grünen und braunen Glases sollte man diese Wanne nicht unter 9 m und für halbweißes Glas nicht unter 10 m wählen, während für Weißglas die Länge dieses Wannenbassins nicht unter 11 m fallen sollte. Als Breitenmaß wäre das mit 4½ und 5 m zweckentsprechend. Eine Wanne mit Schiffchenbetrieb kann recht vorteilhaft um etwa ¾ bis 1 m kürzer gehalten sein. Bei Flaschenwannen mit kontinuierlichem Betriebe ist ein Glasstand von 1 m Höhe unbedingt das Minimum, ratsamer ist 1,05 m. Ein Glasstand von 80–90 cm wird bis auf den Boden dünnflüssig und kann die Masse bei der geringsten Unachtsamkeit der Schürer oder Schmelzer durch den Boden gehen. Für halbweißes Glas ist eine Glasstandhöhe von 1,10 m bis 1,15 m vorteilhaft, während die Weißglaswannen eine Glastiefe von mindestens 1,25 bis 1,30 m haben müssen. Eine Tafelglaswanne erfordert einen noch tieferen Glasstand, von 1,40–1,50 m, um ein helles und reines Glas zu erzielen. Gibt man einen niedrigeren Glasstand, so muß man, damit die Befürchtung eines Auslaufens der Wanne nicht besteht, die Bodenkühlung schärfer gehen lassen, wodurch das am Boden befindliche Glas eine ungenügende Schmelzung und Läuterung erfährt und „windig“ zur Oberfläche gelangt. Jede Tafelglaswalze, sofern sie nicht als Ausschußware behandelt werden soll, muß fehlerfrei und blasenlos sein. Nur wenn man einen hohen Glasstand anführt, kann man zweckentsprechendes Glas erhalten, und ist strikte darnach zu trachten, soviel als möglich aus dem Bassin zu arbeiten; man spart nicht nur an Brennstoff, sondern auch die Produktion wird höher und endlich die Hauptsache, das Glas bleibt rein, weil es stets frischen Zuzug hat, wodurch keine zu Entglasungen führende Stagnation eintreten kann, da das Glas seine ursprünglich weiße Farbe beibehält, ohne durch langes Stehen und alte lagernde Glasmassen dunkelgraugrün zu werden, gegen welche Mißfärbung keine Entfärbung nützt und kein anderes Mittel existiert, als das Bassin zu entleeren und von neuem reines Weißglasgemenge einzulegen. Bei allen Weißglaswannen ist darauf zu achten, daß die Ausarbeitung des Glases recht gleichmäßig erfolgt, dann bleibt auch das Glas gleichmäßig in der Farbe. Beim „Schiffchenbetrieb“ muß allgemein der Glasstand ein höherer sein, währen der „Ringbetrieb“ ein niedrigeres Stehen von etwa 15 bis 20 cm gestattet. Infolge des Vorteils, daß man in der Lage ist, die Kuppe der „neuen Siemens-Wanne“ auf Eisenkonstruktion zu stellen, kann man unbedingt eine Lebesdauer derselben von durchaus acht, ja zehn Jahren erzielen, vorausgesetzt, daß man bei der Aufführung der Kappe, beim Auftempern, beim Anziehen und Lockern der Anker usw. die größte Umsicht walten läßt. Denn letztere Faktoren können, wenn man ihnen nicht sachgemäß begegnet, die Kappe vollständig ruinieren, wie auch das nasse Vermauern derselben, das zu rasche Auftempern, wodurch die Wasserdämpfe die so wie so schon sehr zum Treiben veranlagten Dinassteine stark quellen lassen. Lockert man nicht zeitig genug die Anker, so kann, falls die Traversen, was sie auch sollen, feststehen, eine Zerquetschung der Dinasköpfe stattfinden, die nach und nach bei der Kontraktion des Ofens sich abbröckeln und das Glas dadurch „steinig“ und „knotig“ machen. Auch andere schwerwiegende Fehler ziehen üble Folgen nach sich, so z.B. trägt das zu lose Anziehen der Anker eine Senkung des Kappenfeldes nach sich, wodurch Fugen entstehen, welche eine liebsame Angriffsfläche der Flamme bilden, indem die Kappe „tropft“, „thränt“ und die herabfallenden „Schlieren“ das Glas verunreinigen. Wohl zu raten ist es, die Traversen nicht zu schwach zu wählen, da durch das sehr starke Treiben einer Wanne ungeheure Anforderungen an dieselben gestellt werden. Bei einer größeren Wannenkonstruktion empfiehlt es sich, für die Wannenstirnwand Traversen Normalprofil Nr. 26 zu nehmen, ebenso für die Wannenseiten, wo sie die Hängekappe zu tragen haben. Hier sind doppelte Traversen vorsichtshalber anzuwenden, um einem Verziehen derselben, was keine seltene Erscheinung ist, vorzubeugen, allerdings müssen auch die eisernen Verbindungstaue entsprechend stark sein, da es schon vorgekommen ist, daß die Zuganker rissen, oder die Füße der Traversen, sofern sie nicht tief genug eingelassen oder nur oberflächlich befestigt waren, nachgaben. Die Längszuganker sollen aus 75 mm, die Querverankerung aus 70 mm, die Verbindungstaue auf der Arbeitsseite aus 30 mm und der alle Tauenden fassende Vereinigungsring mindestens aus 50 mm Rundeisen hergestellt sein. Es ist nur dringend zu empfehlen, beim Anschüren einer neuen Wanne, jeden Schmelzofens überhaupt, dem Ankersystem volle Aufmerksamkeit zu schenken und sich zu überzeugen, ob die Zuganker zu lose oder zu straff angezogen sind, indem man mit einem Stück Holz oder desgleichen an die Eisenzüge schlägt. Einkurzer, dumpf brummender Ton zeigt ein zu straffes Anziehen, ein schnurrender, federnder Klang sagt deutlich, daß das Ankernetz zu locker verbunden ist. Die neuesten Wannen mit freier Flammenentfaltung sind so konstruiert, daß die Brennermündung über dem Glasspiegel um den Abstand von 30 cm liegt. Man ordnet die Luft- und Gasströme entweder übereinander oder untereinander an und zwar wählt man Luft oberhalb, Gas unterhalb, und sind die Ströme durch eine Dinassteinzunge von 20 bis 22 cm getrennt, welche vorn auf 12,5 cm Stärke zugespitzt wird. Ein solches Brennerarrangement bei genauer Berücksichtigung der Längen- und Höhenmaße ruft eine intensive, wenig oder gar nicht von Rauchstoffen und Gasen geschwängerte Flamme hervor, die durch das Mischungsverhältnis gesteigert wird, da die Luft, die sich oben befindet, infolge ihrer Schwere fällt, Gas, dem Naturgesetze folgend, die Neigung hat, zu steigen. Aber man ordnet die Züge auch so an, daß das Gas sich oben, die Luft unten befindet, wodurch man das zu starke Berühren des unreinen Gases mit dem Glase, besonders bei der Fabrikation feinerer Glassorten, wie Weißglas, vermeidet. Zieht man letztere Anordnung vor, so kann man ruhig die Flammenlöcher tiefer legen, so daß die Brennermündung um 22 bis 25 cm über dem Glase steht. Als Richtmaß der Brennermündungshöhe gilt 40 bis 50 cm, als Norm der Brennermündungsbreite 100 bis 125 cm. Je niedriger und breiter ein solcher Brenner, allerdings bis zu einer gewissen Grenze, um so intensiver die Mischung von Luft und Gas und um so reiner die Flamme. Dieselbe aber gewinnt man wiederum auf Kosten der „Füchse“, die bei einer solchen Anordnung ungemein zu leiden haben. Vielfach findet man, daß die Brennerscheidewand zwischen Luft und Gas mit der Fuchsmündungssohle schon abschließt, wodurch Gas und Luft früher zusammentreffen. Einen Vorteil bietet diese Flammenstellung keineswegs; zu dem Nachteil, daß die Brenner ihre Lebensfähigkeit beizeiten verlieren, tritt noch das Uebel erhöhten Brennstoffaufwandes; denn bekanntlich erzeugt dort die Flamme die höchste Temperatur, wo die einzelnen Flammenkörper zusammentreffen. Daher ist es praktischerweise geboten, eine auf beiden Seiten schräg zulaufende „Zunge“ in die Brennermündung hineinzuwölben, die etwa 75 bis 90 cm vor der Flammenausströmkante ihr Ende hat. Die Zunge ganz vorzuschieben – 50 cm ginge noch allenfalls –, wäre wieder unvorteilhaft, da die wagerechte Brennerrichtung eine größere Schornsteinwirkung ausübt und die Gas- und Luftströme erst eine Spanne fortgerissen werden, ehe sie in eine intensive Verbrennung eingehen. Die „Zunge“ soll, weil feuerfester, aus Dinas sein, doch sind Dinassteine insofern empfindlicher, als zu viel Gemengestaub in die Brennergegend gejagt wird und während des Betriebes haften bleibt, wodurch Dinas stark leidet. Daher ist ein Schamotteblockbogen bester Qualität vorzuziehen. Textabbildung Bd. 323, S. 634 Maßstab 1 : 40. Nicht nur die verschiedenartigen Flammenführungen wirken auf den Gang der Wannenöfen ein, sondern auch die verschiedenartig „ausgesetzten“ Gitterwerke der „Kammern“. Nicht sachgemäßes „Aussetzen“ der „Regeneratoren“ hat viele Kalamitäten im Ofen oder in der Wanne zur Folge, Das „Heulen“ in den Oefen, das bekannte „Bullern“ ist in erster Linie auf eine zu weite Steinsetzung in den Kammern zurückzuführen, wodurch die Luft ungenügend vorerhitzt in den Schmelzraum tritt. Eine sachgemäße, nicht zu weite Stein- auf Stein-, also röhrenartige Aussetzung wird niemals die gleich hohe Temperatur hervorrufen, als wenn man die entstehende Fuge, wie es Siemens macht, durch einen Stein versetzt, so daß die Ströme einen schlangenförmigen Weg nehmen müssen (vergleiche Pfeilstriche Fig. 2 mit 3). Diese Anordnung gestattet sowohl eine bessere Reinigung der Gase, da sich durch das Bestreichen der Steinflächen und Anstoßen an dieselben Flugasche und Ruß absondern, als auch eine genügendere Absorption der abziehenden Flammenprodukte, also einen heißeren Kammerngang. Jedoch verstopfen sich nach Fig. 2 ausgesetzte Kammern sehr leicht und geraten rasch in Verfall, so daß das Gitterwerk bald eine Neuerung erfahren muß. Auch lassen sich derartig ausgesetzte Kammern viel schwerer reinigen als Regeneratoren, die kastenähnlich, röhrenmäßig vergittert sind (Fig. 3). Bei einer zu dicht ausgesetzten Kammer ist das auch der Fall, man hat allerdings eine reine und heiße Flamme, die man aber auf Kosten der Kammern und des Netzwerkes gewinnt. Auch bei der „Neuen Siemens-Wanne“ müssen die Regeneratoren alle 6 Wochen ausgespritzt werden, auch hilft man sich mit dem Einführen von Stahlbürsten und „Ausschießen“, welch letzteres Verfahren indes nicht anzuraten ist, da die Erschütterung sich in der Betriebsfolge bemerkbar machen kann. Ferner müssen die Kammersteine auch hier alle 12 Monate erneuert werden, doch sind sie gewöhnlich lange nicht so stark angegriffen als die der Regeneratoren bei der alten Siemens-Wanne, weshalb ein Teil derselben nach dem Putzen noch gut verwendbar ist. Zum Füllen und Aussetzen der Kammern gebraucht man entweder Ziegel (deutsches Normalformat) in den Maßen von 250 × 120 × 65 mm oder Quadratsteine in den Dimensionen von 250 × 80 × 80 mm, welch letztere, da sie einen sicheren Aufbau ermöglichen, besonders zu empfehlen sind. (Fortsetzung folgt.)