Die heutige Ziegelindustrie. Von Gustav Benfey, Lauban. (Schluß von S. 540 d. Bd.) Die heutige Ziegelindustrie. Bei dem gleichmäßigen Fortschritt des Feuers im Ringofen ist es nicht immer möglich, die einzelnen Warengattungen so zu behandeln, wie sie es benötigen, außerdem verlangt der Ringofen zur Herstellung der Heizschächte, Feuerzüge usw. einen großen Prozentsatz gewöhnlicher Ziegel, die für Werke, welche bessere Ware, wie Dachziegel, Verblendziegel und dergl. herstellen, einen kostspieligen, meist schwer absetzbaren Ballast bilden. Um dem abzuhelfen, hat man den Brennkanal des Ringofens durch feste Wände in einzelne Kammern zerlegt und führt den Feuerstrom unter der Sohle der Kammern entlang, ihn nur dort eintreten lassend, wo längs dem Brennkanal an den beiden Wänden feste Heizwände in ähnlicher Weise wie die vorher geschilderten, aufgebaut sind, die von oben durch die Heizlöcher beschickt werden. In dieser Weise ist es möglich jede Kammer besonders zu behandeln, sie, und das ist jm für bessere Ware sehr wichtig, nach Erreichung der Garbrandtemperatur einige Zeit im Vollfeuer stehen zu lassen, gewissermaßen unter Druck, damit sich die Temperatur so ausgleicht, daß eine vollständig gut gebrannte Ware, ohne schwache Stellen, erzielt wird. Ein Ofen dieser Art ist der von Diesener (Fig. 45), der neuerdings viele Beachtung gefunden hat. Textabbildung Bd. 322, S. 549 Fig. 45.Ringofen (System Diesener) Bei dem Ringofen mit oberem Abzug, der besonders von Bock viel gebaut wird (Fig. 46), findet die Ueberführung der Rauchgase aus den Heizlöchern in den Rauchkanal in ähnlicher Weise wie beim Schmauchen geschildert, durch Blechhauben statt. Da ein Ringofen dieser Art neben dem Brennkanal nur den Rauchkanal erhält, so ist er billiger und auch in sich kräftiger gebaut als die vorgeschilderten Oefen. In genialer Weise hat Bock die Frage des Schmauchens bei diesen Oefen gelöst durch sein „Rückwärtsschmauchen“ (Fig. 47). Er läßt hierbei die atmosphärische Luft durch den absichtlich etwas undicht gelassenen Schieber hinter dem frischen Einsatze eintreten. Sie erwärmt sich allmählich an den wärmeausstrahlenden Wänden und der Sohle des Ofens und nimmt auf ihrem Wege nach dem Abzüge Feuchtigkeit auf. Da diese Luft aber der Brennzone entgegenströmt (s. Pfeilrichtungen Fig. 47), von welcher die unter den vorerwähnten Abzugshauben befindlichen Ziegel durch Strahlung schon stark vorgewärmt sind, so ist eine Kondensation der Schmauchdämpfe dort vollständig ausgeschlossen, so daß ein Verschmauchen nicht vorkommen kann. Die mit Feuchtigkeit gesättigte Schmauchluft wird wie die Rauchgase in nebeneinander liegenden Blechhauben nach dem Rauchsammler abgeführt. Textabbildung Bd. 322, S. 549 Fig. 46.Ringofen von Bock mit oberem Rauchabzug Die vierte Gruppe der Aenderungen des Ringofens betrifft seine Gestaltung, hauptsächlich beeinflußt von dem Bestreben, den Ofen kleineren oder größeren Betrieben anzupassen. Zu den Oefen für kleinere Betriebe gehört der sogen. Partial- oder Teilringofen (Fig. 48), der gewissermaßen das verbindende Glied zwischen den periodischen und kontinuierlichen Ofen bildet, gleichzeitig aber einen Teil der Vorteile des Ringofens gewährt. Er ist im wesentlichen der 3–8 Abteilungen enthaltende Abschnitt eines Brennkanals, der am vorderen Ende eine feste Abschlußwand mit Rostfeuerungen, hinten desgleichen mit Rauchabzügen erhält. Das Feuer wird nach Vollbesetzung des Ofens auf den Rosten entfacht. Sobald genügend Glut vorhanden ist, werden auch die Heizlöcher durch Einführung von Brennmaterial mit herangezogen. Das Feuer auf den Rosten sowohl wie durch die Heizlöcher wird so lange unterhalten, bis der gesamte Einsatz die Garbrandtemperatur erreicht hat, worauf das Zuführen von Brennmaterial eingestellt wird und der Ofen langsam abkühlt. Textabbildung Bd. 322, S. 550 Fig. 47.Das Schmauchen mit unterem Abzug; Das Schmauchen mit oberem Abzug nach Bock. Textabbildung Bd. 322, S. 550 Fig. 48.Partial-Ringofen von Dannenberg. Textabbildung Bd. 322, S. 550 Fig. 49.Zickzackofen von Dannenberg. Auch der Zickzackofen (Fig. 49) wird für kleinere Betriebe gern verwendet. Der Brennkanal hat hier eine zickzackartige Form, die den Vorteil bietet, daß auf schmalem Raum und in kleinen Abteilungen doch die Vorzüge des Ringofens voll ausgenutzt werden können, während daneben noch durch die Trennung der einzelnen Abteilungen durch massive Wände es ermöglicht wird, jede einzelne Kammer ihrem Einsatz entsprechend gesondert zu behandeln. Der von Bock eingeführte Ringofen ohne Gewölbe (Fig. 50) stellt sich in seinen Baukosten erheblich geringer als die bisher besprochenen Ringöfen und wird deshalb gern dort angelegt wo es sich um kürzere oder zunächst provisorische Betriebe handelt. Dieser Ofen wird gewöhnlich in die Erde gelegt, er hat einen oberen Rauchabzug, die zu ihm aus dem Brennkanal führenden Kanälchen werden quer zum Brennkanal aus den zu brennenden Ziegeln selbst hergestellt. Der Einsatz wird zunächst mit einer Flachschicht und darüber mit einer Rollschicht bedeckt. In der letzteren werden über jedem Heizschacht die zur Aufgabe des Brennstoffes erforderlichen Löcher freigelassen und auf diese besonders konstruierte Heizkasten mit Deckel gesetzt. Die Fugen der Decke werden dann mit Lehm verstrichen und über das Ganze wird eine etwa 10 cm hohe Schicht Erde oder Sand gebreitet. Für sehr große Betriebe legt man wohl statt zweier Ringöfen einen solchen mit Doppelfeuerung an, bei dem also der Brennkanal so lang ist, daß ein doppelter Betrieb in ihm möglich ist, d.h. daß gleichzeitig je zwei Abteilungen ein- und ausgesetzt werden können und sich dazwischen der Brennprozeß mit Schmauchen, Brennen und Abkühlen zweimal gleichzeitig im Brennkanal abspielt. Hierdurch werden wesentliche Ersparnisse bei der Anlage in Raum und an Kosten erzielt. Dieselben Vorteile bieten auch die durch Firma Eckardt & Hotop eingeführten mehrschenkligen Ringöfen (Fig. 51). Die einzelnen Schenkel, drei, vier oder auch fünf, welche einen fortlaufenden, in sich zurückkehrenden Brennkanal bilden, sind an einen in der Mitte stehenden Schornstein angeschlossen. Die Oefen können mit zwei oder auch mehreren Feuern betrieben werden. Textabbildung Bd. 322, S. 550 Fig. 50.Ringofen ohne Gewölbe von Bock. Textabbildung Bd. 322, S. 550 Fig. 51.Mehrschenklige Ringöfen von Eckardt & Hotop. In den sämtlichen bis jetzt besprochenen Oefen findet die Wärmeentwicklung durch direkte Zuführung der Brennmaterialien auf Rosten oder Heizschächten statt, daneben hat man sich schon seit etwa 30 Jahren bemüht, auch die Gasfeuerung für die Herstellung derjenigen Warengattungen heranzuziehen, die uns hier beschäftigen. Zunächst geschah dies um den Einsatz, besonders, wo derselbe aus wertvoller Ware, wie Verblender, Terrakotten-Dachziegel bestand, den Einflüssen direkter Flammenwirkung zu entziehen, dann aber auch um minderwertige Brennmaterialien, wie besonders die leichten, wasserreichen Braunkohlen, verwerten zu können. Zu den Gasöfen ersterer Art gehören die von Mendheim und Escherich, die früher viel zur Herstellung von Verblendziegeln verwendet wurden, später aber, weil sie größere Anlage-, Versuchs- und Brennkosten als die gewöhnlichen Ringöfen erfordern, wieder aufgegeben wurden, zur großen Schädigung der gesamten Verblendziegelindustrie, deren bittere Folgen sie jetzt tragen muß. Heute trifft man diese Oefen nur noch sehr vereinzelt an, während sie in der feuerfesten sowie in der Porzellanindustrie noch häufig angelegt werden. In dem Mendheimschen Gasofensystem (Fig. 52) wird das Gas zunächst auf abseits gelegenen Generatoren erzeugt, dann durch Kanäle an beiden Seiten des Ofens geführt. Aus diesen Kanälen gelangt es unter diejenige Kammer des Brennkanals, die durch die überführte Wärme der vorigen Kammer genügend zur direkten Befeuerung vorgewärmt ist, mischt sich unter der Sohle der Kammer in genau durch Ventile einstellbarem Verhältnis mit der erwähnten erhitzten Luft, entzündet sich, und tritt entweder durch die Sohle oder von beiden Querwänden der Kammer hinter Feuerbrücken, überschlagend, in die Kammer ein. Escherich läßt das Gas dagegen von oben durch Heizlöcher in den nicht durch Wände getrennten Brennkanal des Ringofens eintreten. Statt der früher geschilderten Heizschächte sind unter den Heizlöchern mit feinen Löchern versehene Tonrohre, sogen. Gaspfeifen, aufgestellt, durch die das Gas, welches sich in der heißen Atmosphäre der vorgewärmten Abteilung entzündet hat, in den Einsatzraum gelangt. Diesen Escherichschen Ofen hat Hotop im letzten Jahrzehnt wieder aufgenommen, um minderwertige Brennmaterialien für die Tonindustrie zu verwerten. Hierbei war vor allen Dingen die Aufgabe zu lösen, den starken Wassergehalt, der sich in unseren deutschen Braunkohlen – bis zu 60 v. H. – befindet, vor dem Eintritt in den Einsatzraum aus dem erzeugten Gase auszuscheiden, was geschehen mußte, um den Kohlenstoff des Brennmaterials erheblich besser ausnutzen zu können und den Einsatz vor den schädigenden Einflüssen jener starken Wasserzuführung zu schützen. Diese Aufgabe wurde in genial einfacher Weise dadurch gelöst (s. Fig. 53), daß die in den Generatoren erzeugten Gase auf ihrem Wege nach dem Ofen vollständig abgekühlt wurden, wobei die Wasserdämpfe kondensierten und das Wasser ausschied. In wie weit diese Gasringöfen der Firma Eckardt & Hotop sich mit Erfolg einführen werden, läßt sich heute noch nicht übersehen, jedenfalls bedeuten sie für jene Gegenden, in denen minderwertige Brennstoffe in reichlichen Mengen vorliegen, einen großen Fortschritt. Textabbildung Bd. 322, S. 551 Fig. 52.Gaskammerofen (System Mendheim). Textabbildung Bd. 322, S. 551 Fig. 53.Gasringofen (System Hotop). Zum Schluß dieser Abhandlung seien noch kurz diejenigen Prozesse besprochen, die wir mit den Bezeichnungen Glasieren, Engobiren und Dämpfen einigen Tonwarengattungen angedeihen lassen, in erster Linie um sie zu verzieren, dann aber auch um ihre Oberfläche widerstandsfähiger gegen die Einflüsse der Witterung zu gestalten. Der Unterschied zwischen Engoben und Glasuren liegt hauptsächlich im Aussehen. Es ist bei ersteren meist erdig, bei letzteren dagegen mehr glänzend. Unter Engoben versteht man im allgemeinen tonige Ueberzüge, die meist aus dem Ton der Ware selbst nur in besserer Vorbereitung, feinster Schlämmung, hergestellt, dem Aeußeren der Ware eine gleichmäßigere Färbung geben sollen. Will man der Ware, wie es besonders bei Dachziegeln häufig geschieht, eine andere Färbung geben, so verwendet man zu der Engobe entsprechende andersfarbig brennende Tone oder setzt ihnen Metalloxyde, die die gewünschte Farbe im Feuer geben, zu. Es sind das dieselben Metalloxyde, wie wir sie in Beziehung auf ihre Färbekraft bei den Glasuren besprechen werden. Jedenfalls muß aber die so hergestellte Engobe genau dieselben Schwindungsverhältnisse haben, wie die zu engobierende Masse, ebenso auch dieselbe Garbrandtemperatur, um mit dem Scherben der Grundmasse eine vollständig dauerhafte Verbindung eingehen zu können. Die Engobe wird meist auf dem in halbtrockenen (lederharten) Zustande befindlichen Formung aufgebraucht und mit ihm gebrannt. Glasuren sind glasartige, glänzende, durchsichtige oder undurchsichtige Ueberzüge, die der Ware, hier den Verblendziegeln, Terrakotten und Dachziegeln, Glanz und bestimmte Färbung geben und ermöglichen sollen, daß das Wasser bei Schrägstellung der Ware rascher abläuft, wie bei Dachziegeln, Fensterbänken usw. In ihrer chemischen Zusammensetzung sind es kieselsaure Verbindungen verschiedener Basen. Wir unterscheiden Blei- und Erdglasuren, die beide durchsichtig und undurchsichtig sein können. Die Bleiglasuren bestehen in ihrer einfachsten Zusammensetzung aus Bleioxyd, meist in Gestalt von Bleiglätte, reinem Quarzsand und einem möglichst reinen Ton, am besten reinem Caolin. Dieser dient dazu, der Glasur die erforderliche Elastizität zu verleihen, um die Schwindung der Grundmasse, des Scherbens, im Feuer, mitmachen zu können. Eine derartig hergestellte Glasur ist durchsichtig (transparent); soll sie die Farbe des Scherbens decken, undurchsichtig (opak) werden, so setzt man Zinnoxyd zu. Dieses hat die Eigenschaft, beim Glasieren auszuscheiden und so zwischen Scherben und Glasurfläche gewissermaßen eine Deckschicht zu geben. Um farbige Glasuren zu erzielen, setzt man der Bleiglasur andere Metalloxyde zu, und zwar Kobalt für Blau, Kupfer- oder Chromoxyd für Grün, Uran- oder Antimonoxyd für Gelb, Mangan für Violett und Braun, Eisen für Gelb und Rot, Nickel für Grau bis Braun. Diese Oxyde werden feingemahlen und der Glasur im Verhältnis von 1 – 4 v. H., je nach der gewünschten Intensivität der Farbe, roh zugesetzt. Die Bleiglasuren können durch Verstärkung oder Verminderung des Sand- und Tonzusatzes leicht für all die Brenntemperaturen passend gemacht werden, welche wir für die hier besprochenen Waren benötigen, damit Glasur und Scherben ein absolut festes Ganzes bilden und der Scherben, was unbedingt erforderlich ist, vollständig wetterfest gebrannt werden kann. Dagegen erfordern die Erdglasuren eine sehr hohe Temperatur zum Schmelzen, und werden sie deshalb nur für besondere Arten Dachziegel und Verblender, die ebenfalls sehr hohe Wärmegrade zum Garbrennen verlangen, verwendet. Die Erdglasuren enthalten keine Metalloxyde als Flußmittel, dafür aber Feld- oder Kalkspat oder ähnlich wirkende Mineralien. Auch stark eisenhaltige Tone (Lehme), die infolge des Eisengehaltes leicht schmelzen, werden als Glasur für entsprechend feuerfestere Ware benutzt, das Verhältnis muß dann so abgestimmt werden, daß jene Lehme genau in der Temperatur schmelzen, in der die Grundmasse garbrennt, sintert. Bei Herstellung von Tonrohren wird diese Art Glasur ebenfalls verwendet. Die Herstellung der Glasuren muß mit besonderer Sorgfalt und Reinlichkeit ausgeführt und die einzelnen Teile in der Glasurmühle innig gemischt werden. Diese Mühle besteht aus einer eisernen mit Porzellan, Granit oder Quarzit ausgekleideten Trommel mit wagerechter Achse, in welche das zu vermählende Gemenge und eine der Größe der Trommel entsprechende Zahl Flintsteine durch eine verschließbare Oeffnung eingebracht werden. Dann wird Wnsser zugegeben, ungefähr in dem Verhältnis daß ⅔ des Trommelinhalts aus Glasurmenge und Flintsteine, ⅓ aus Wasser besteht. Die Mahlung und Mischung; findet dann durch energisches Drehen der Trommel statt. Nach dieser Arbeit wird die Glasur noch durch ein Roßhaarsieb durchgetrieben und erst dann in dünnen Lagen auf den Scherben gebracht. Das Aufbrennen der Glasur findet meist in den schon früher besprochenen Muffelöfen statt. Sollen sie in Ring- oder sonstigen Oefen mit freiem Feuerzutritt gebrannt werden, so muß die glasierte Ware den direkten Einflüssen der Feuergase durch Einkastelung entzogen werden, weil die Feuergase meist Schwefelsäure usw, enthalten, die schädigend auf die Glasur einwirken. Sehr gut hat sich zum Aufbrennen von Glasuren der Muffelofen (Fig. 54) bewährt, welcher bei richtiger Beschickung nur erstklassige Ware ohne jeden Ausschuß liefern muß. Textabbildung Bd. 322, S. 552 Fig. 54.Glasur-Muffelofen von Eckardt & Hotop. Die Hauptschwierigkeit der Glasurherstellung liegt darin, für Glasur und der zu glasierenden Ware den gleichen Ausdehnungskoeffizienten zu finden. Ist derjenige der Glasur kleiner, so entstehen nach dem Brande beim Abkühlen der Waren Absprengungen, da sich der Scherben stärker als die Glasur zusammenzieht; ist es umgekehrt, so entstehen Haarrisse in der Glasur, die auch beim zu raschen Abkühlen der Ware leicht auftreten. Textabbildung Bd. 322, S. 552 Fig. 55.Dämpfofen von Eckardt & Hotop. Unter Dämpfen verstehen wir jenen Vorgang im Ofen, bei dem sich unter reduzierender Feuerwirkung bezw. starker Rauchentwicklung die Kohlenwasserstoffe in den Poren der glühenden Ziegel zersetzen, wobei das Eisenoxyd des Tones reduziert und gleichzeitig Kohlenstoff als graphitähnliche Masse in den Poren ausgeschieden wird. Die Folgen dieses Vorganges, dessen Wirkung durch Einführung von flüssigen Kohlenwasserstoffen, wie Teer oder sogen. Dämpföle oder Erlen- bezw. Kiefernreisig in den glühenden Einsatz und dann dichten Abschluß des Ofens gegen Eindringen von Luft, auf das äußerste gesteigert wird, sind ein schieferblaues, mehr oder weniger silberglanzartiges Aussehen der eingesetzten Ware. Dieses Verfahren wird besonders am Niederrhein und in Holland geübt, um die so beliebten, silbergrauen Dachfalzziegel herzustellen. Zum Brennen nebst nachfolgendem Dämpfen wird ein Ofen ähnlich dem früher geschilderten Casseler-Ofen verwendet (Fig. 55). Hauptsache dabei ist, daß er möglichst rasch und durchaus dicht geschlossen werden kann, sobald das Dämpföl von oben durch die Kühllöcher im Gewölbe oder das Reisig auf den Rosten aufgegeben ist.