Titel: | Ueber feuerfeste Ziegel; von J. Dunnachie in Glenboig. |
Fundstelle: | Band 225, Jahrgang 1877, S. 583 |
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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.