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Oefen [5]

[746] Oefen zum Brennen von Ziegeln, Tonwaren, Kalk und Zement. Je nach der Art des Betriebes teilt man die Brennöfen in solche ein, die intermittierend, und in solche, die kontinuierlich im Betrieb sind; eine besondere Abteilung bilden sodann die Muffelöfen.

I. Brennöfen mit intermittierendem Betriebe.

Nach jedem Brande kommt der gesamte Inhalt der Oefen zur Abkühlung, und erst nachdem der Inhalt ausgefahren worden ist, kann mit der Neufüllung begonnen werden. Dies bedingt, daß auch die Außenwände, der Fußboden, eventuell die Decke mit zur Abkühlung kommen, und[746] demgemäß bei jedem Brande nicht nur der Ofeninhalt, sondern auch die Umschließungswände desselben frisch erwärmt werden müssen. Die in den fertig gebrannten Waren aufgespeicherte Wärme geht dabei meist auch unbenutzt verloren, wenn dieselbe nicht etwa zufällig zu Trockenzwecken oder zur Vorwärmung eines benachbarten Ofens benutzt werden kann.

1. In den Meileröfen werden die zu brennenden Waren lagenweise nebeneinander gestellt, auf jede Lage eine entsprechende Menge von seinem Brennmaterial, meist Steinkohlenklein, aufgestreut, dann eine zweite Lage von Steinen darüber, wieder Kohlenklein, nochmals Steine u.s.w., bis der ganze Haufen eine Höhe von 1,5–2,5 m erreicht hat; die Decke dieses Haufens wird ebenso wie die Seiten desselben mit Lehm abgedeckt und gut verstrichen. Zum Anzünden des Meilers werden am Boden einige kleine Kanäle ausgespart, in welche Holz eingelegt wird. Ist der Meiler fertig gepackt, so wird das Holz angesteckt, worauf sich auch die Kohlen entzünden und die Ziegel oder der Kalk (Zement wird in solchen Oefen nicht gebrannt) mehr oder (meistens) weniger gut gebrannt werden. Irgend ein Einfluß auf den Brennprozeß ist bei diesen Oefen ausgeschlossen. Die Güte des Brandes hängt zum größten Teile vom Zutat ab und von den Mengen und der Verteilung des Brennmaterials.

2. Die Feldöfen bestehen aus einer oder zwei einander gegenüberstehenden festen Wänden, in deren unterem Teil die Oeffnungen für das Einbringen des Brennmaterials angeordnet sind. An die Wände werden die zu brennenden Steine so eingesetzt, daß unten über der Sohle von den Einwurföffnungen des Brennmaterials aus Schürgassen frei bleiben, welche bei den mit zwei Wänden versehenen Oefen von Wand zu Wand reichen. Die offenen Seiten dieser Oefen werden gut mit Lehm verstrichen oder beim Brand von Ziegelsteinen. vorher dicht mit ungebrannten Steinen versetzt. Die Tiefe eines einschürigen Ofens soll nicht über 4,5 m, die eines zweischürigen nicht über 9 m betragen. Die Länge der Oefen richtet sich ausschließlich nach der Menge der jeweilig zu brennenden Waren. Derartige Oefen, welche naturgemäß sehr viel Brennmaterial zum Garbrand erfordern, werden in den Vereinigten Staaten noch oft angewendet [1], [4], [20].

3. Geschlossene Oefen ohne Schornstein. In der Art der Befeuerung den vorstehend genannten Feldöfen gleich, unterscheiden sie sich dadurch von ersteren, daß sie mit einer festen, gewölbten Decke versehen sind, wodurch es ermöglicht wird, das Feuer mehr zusammenzuhalten und demgemäß eine größere Hitze zu erreichen; auch ist eine bessere Verteilung der Feuergase im Ofeninnern dadurch zu erzielen, daß diejenigen Stellen, wo die Feuergase verhältnismäßig heißer austreten, durch Zudecken mit Steinplatten gänzlich abgeschlossen und die Feuergase gezwungen werden, eine andre Richtung im Ofeninnern einzuschlagen und andre Steine schärfer zu wärmen [4], [7], [19].

4. Geschlossene Oefen mit Schornstein. Bei den Brennöfen, welche keinen Schornstein besitzen, wird nur dann ein Feuer im Ofen zu unterhalten sein, wenn die Feuergase sich hauptsächlich von unten nach oben bewegen können; das Feuer wird aber schwach werden oder auch ganz erlöschen, wenn den Feuergasen zugemutet wird, eine andre Richtung einzuschlagen. Dies gilt namentlich für den Anfang des Brandes, wenn der Einsatz selbst noch nicht genügend vorgewärmt ist; es kommt hinzu, daß durch den mangelhaften Zug keine lebhafte Verbrennung stattfindet und daß demgemäß die Temperatur, welche in diesen Oefen erreicht werden kann, nur eine niedrige ist. Diese Uebelstände zu vermeiden, werden Schornsteine angewendet, welche einen lebhafteren Zug herbeiführen und es außerdem ermöglichen, die Feuergase nicht bloß von unten nach oben zu führen, sondern auch in horizontaler Richtung auf ziemlich weite Entfernungen zu leiten, ja es wird bei genügend hohem Schornstein möglich, den Feuergasen eine absteigende Richtung zu geben. Je nach dieser Flammenführung unterscheidet man Oefen mit aufsteigender Flamme, Oefen mit horizontaler Flammenführung (auch liegende Oefen genannt) und Oefen mit abwärtssteigender, über- oder rückschlagender Flamme.

a) Oefen mit aufsteigender Flamme. Dieselben erhalten im Grundriß Kreisform und auf das Gewölbe entweder einen Schornstein, oder es werden die Umfassungswände der oben offenen Oefen schornsteinartig verlängert. Soweit in denselben Ziegel und andre Tonwaren gebrannt werden, gestatten sie nur intermittierenden Betrieb; werden aber Kalk, Zement und Schamotte darin gebrannt, so lassen sie sich auch für kontinuierlichen Betrieb einrichten.

Viel verbreitet zum Brennen von Kalk, Zement und Schamotte bei intermittierendem Betrieb ist der Schachtofen; derselbe besteht aus einem ringförmigen Schacht A (s. Fig. 1), in welchen abwechselnd Brennmaterial und die zu brennende Ware eingeschüttet wird; abgeschlossen ist dieser Schacht unten durch den Rost B, welcher einerseits auf einem Eisenring C, anderseits auf einer Schiene D liegt. Die letztere lagert auf beiden Seiten auf kurzen Schienen, so daß nach beendetem Brand die Schiene D weggestoßen werden kann, wodurch die Roststäbe herabfallen, ebenso das gebrannte Material. Die Einbringung des Kalksteins oder der andern zu brennenden Waren geschieht durch die Tür F. Bei jedesmaligem Beginn der Einschüttung ist zunächst eine Lage von Holz, dann Kohle und hierauf erst das zu brennende Material einzuschütten, lagenweise mit Brennmaterial abwechselnd. Der Brennmaterialverbrauch ist sehr bedeutend, da bei jedem Brand die abgekühlten Mauern neu erwärmt werden müssen, auch das Anzünden mehr Brennmaterial erfordert und stets viel Wärme unbenutzt zum Schornstein G entweicht und die in den gebrannten Waren enthaltene Wärme verloren geht [10].

Zum Brennen von Ziegeln muß der Ofen so abgeändert werden, daß der Boden fest ist die Feuerungen befinden sich dann an der Seite, wo stets mehrere in Entfernungen von etwa[747] 1 m am Umfang angeordnet sind. Da die Feuergase das Bestreben haben, tunlichst rasch nach oben zu gelangen, so werden die am Boden, in der Mitte stehenden Waren in der Regel nicht genügend vom Feuer getroffen und bleiben ungar; um dies zu vermeiden, spart man in oder besser unter der Sohle Kanäle mit entsprechenden Oeffnungen in der Sohle aus, durch welche die Feuergase nach dem Ofen gelangen.

Sehr verbreitet sind diese Oefen mit aufsteigenden Flammen noch in der Porzellanindustrie. Dabei sind stets mehrere Oefen übereinander angeordnet, weil die Porzellanwaren mindestens zweimal gebrannt werden; der erste, sogenannte Biskuitbrand, ist schwächer als der zweite Glatt- oder Scharffeuerbrand. In Fig. 2 ist ein Porzellanofen, wie derselbe in Sèvres in Gebrauch ist, im Grundriß und Schnitt dargestellt. Es sind: a Feuerräume, b schachbrettartige Oeffnungen für den Eintritt der Flammen in den Brennraum, c Zugöffnungen für die Feuerungen, d Aschenräume, e Oefen zum Glattbrennen, f Verglühofen, g Türen zum Aus- und Einbringen des Porzellans, h Schornstein, i Verschlußklappe, k Kanäle, um die Hitze von den unteren Oefen nach den oberen hinzuleiten; im Fundament sind noch Kanäle ausgespart, um die Erdfeuchtigkeit von der Sohle des Brennofens abzuhalten. In der Umfassungswand des etwa 2,5–4 m weiten, kreisrunden Ofens sind je nach Größe desselben 4–7 besondere Feuerungen angelegt, durch welche eine tunlichst gleichmäßige Hitze im Ofen hervorgebracht wird. Zur Beobachtung des Brandes sind am Umfange des Ofens mehrere Schauöffnungen angebracht, durch welche hindurch das Feuer im Ofen und die aufgestellten Schmelzkegel, deren Niederschmelzen das Ende des Brandes anzeigt, gesehen werden können [7].

b) Brennöfen mit horizontaler Flammenführung. Die Oefen mit aufsteigender Flamme besitzen den Uebelstand, daß die dem Boden zunächst stehenden Waren das schärfste Feuer erhalten und deshalb leicht, namentlich bei unaufmerksamer Bedienung, zu scharf gebrannt werden und erweichen, wodurch sie nicht mehr imstande sind, die auf ihnen ruhenden Waren zu tragen. Bei Brennen von Kalk, Zement und Schamotte ist dies ohne große Bedeutung, da Zement und Schamotte doch zerkleinert werden, auch der Kalk keine regelmäßigen Stücke aufweisen muß. Zum Brennen von Tonwaren verwendet man besser für größeren Betrieb Oefen mit horizontaler, für kleineren Betrieb Oefen mit absteigender Flammenführung. Erstere haben fast immer eine längliche Grundrißform, wobei an der einen Schmalseite die Feuerungen, an der andern Seite der Abzug der Rauchgase angeordnet ist. Die Einkarrtür wird meistens in der Nähe des letzteren angelegt.

α) Die hierher gehörigen liegenden Töpferöfen sind etwa 1,2–2,0 m breit, 2,0–2,8 m lang und 1,2–1,5 m hoch. An der einen Schmalseite befindet sich die Feuerung, hinter welcher nach dem Ofeneinsatz zu eine durchbrochene Wand angeordnet ist; dieselbe soll die Feuergase tunlichst gleichmäßig verteilen und gleichzeitig Flugasche zurückhalten. An der andern Schmalseite ist der Abzug nach dem Schornstein [2], [4], [11].

β) Die sogenannten Casseler Flammöfen haben eine Breite von 2–4 m, eine Länge von 3–8 m und eine Höhe von 1,5–2,5 m. Da bei diesen Oefen, namentlich den größeren, die in Nähe der Abzugsöffnung stehenden Waren nicht so scharf gebrannt werden als die an andern Stellen stehenden, so zieht man es vor, diese Teile des Ofens von Anfang an wegzulassen und die Grundrißform nach dem Schornstein zu keilförmig anzuordnen; aus demselben Grunde wird auch das Gewölbe nach der Abzugsöffnung zu gesenkt. Der Querschnitt verringert sich also nach dem Ende des Ofens zu. Diese Oefen werden in der Regel zu zweien nebeneinander angeordnet und erhalten dann einen gemeinsamen Schornstein. In Fig. 3 ist ein solcher Ofen im Grundriß und Längenschnitt dargestellt. Es bedeuten: A den Brennraum, B die Schildwände, C die Roste, D den Vorraum, von welchem die Roste befeuert werden, E die Einkarrtüren, F den Abzug nach dem Schornstein G; b sind Schieber zur Regulierung und Abstellung des Zuges, a kleine Verschlüsse in den Abzügen nach dem Schornstein, die nach beendetem Brande geöffnet werden, um zu verhindern, daß der Schornstein seine saugende Wirkung auf den Ofeninhalt weiter ausübe. Es ist letzteres namentlich dann nötig, wenn der Ofen zum Dämpfen benutzt wird. Das Gewölbe des Ofens ist noch mit einigen Oeffnungen versehen, welche zum Einfüllen von Brennmaterial dienen, um letzteres besser zu verteilen und einen gleichmäßigeren Brand zu erzielen, sowie um das Material für das Dämpfen, Dämpföl oder Reisig, nach beendetem Brande einzuwerfen [1], [4], [5].[748]

γ) Die periodischen Oefen mit Ringofenbefeuerung sind 15–20 m lange Casseler Oefen, bei denen die Befeuerung nur am Anfange des Brandes von der Kopfseite aus stattfindet. Ist der Einsatz daselbst hoch genug erhitzt, so wird auch von oben gefeuert, und dann mit dieser Befeuerung, dem Fortschreiten des Brandes gemäß, nach dem Abzüge der Rauchgase hin fortgefahren. Ist man beim Schornsteinabzug angelangt, so hört die Befeuerung auf, und sowie der Inhalt genügend abgekühlt ist, wird derselbe ausgefahren und neuer Einsatz zum Brand eingefahren. Auch diese Oefen erhalten Regulier- bezw. Absperrschieber in den Rauchzügen [4], [5], [21].

c) Oefen mit überschlagendem Feuer. Bei diesen Oefen tritt aus seitlich gelegenen Feuerungen die Flamme unter das Ofengewölbe, breitet sich hier aus und wird dann nach dem Boden gezogen, von wo sie in Kanälen zum Schornstein gelangt. Diese Oefen geben eine sehr gleichmäßige Verteilung der Hitze, erwärmen dabei die am höchsten stehenden Waren am meisten, die am Boden stehenden am wenigsten, so daß eine Erweichung der letzteren, während die oberen noch ungebrannt bleiben, nicht zu befürchten ist; eher tritt der Fall ein, daß die am Boden stehenden nicht scharf genug gebrannt sind, was aber dadurch, daß am Schlusse des Brandes die Flamme direkt nach dem Boden geleitet wird, vermieden werden kann. Näheres hierüber s. [3], S. 166. Der Grundriß dieser Oefen ist nicht immer kreisförmig, sondern vielfach auch rechteckig. Es sind dann meist die Feuerungen in den beiden Langwänden angeordnet. Vielfach im Gebrauch sind diese Oefen zum Brennen von Pflasterklinkern, Tonröhren und Verblendsteinen [4], [11], [16], [20].

Um die großen Vorteile, welche die Oefen mit überschlagendem Feuer besitzen, auch für das Brennen der feineren Tonwaren (Steingut, Porzellan m dergl.) ausnutzen zu können, sind neuerdings verschiedene derartige Oefen konstruiert und in die Praxis eingeführt worden. Es sind dies zunächst die neueren Steingut- und Porzellanölen im nordwestböhmischen Industriegebiet (Karlsbad und Umgebung) sowie neuere Ofenkonstruktionen der Kgl. Porzellanmanufaktur zu Berlin. Auch im Thüringer Porzellangebiet sind derartige Oefen seit etwa 10 Jahren zur Einführung gelangt nach Angaben von H. Unger in Coburg [23]. – Auch diese Oefen werden mehrstöckig, ähnlich den obenbeschriebenen Porzellanöfen von Sèvres, ausgeführt; eine einfachere, nur zwei Oefen übereinander enthaltende Konstruktion ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Am Umfang des im Grundriß kreisförmigen Ofens sind acht Feuerungen C angeordnet, zwischen denen je ein Abzugskanal g, der einerseits mit der Sohle des unteren Ofens durch Oeffnungen e und anderseits mit der Sohle des oberen Ofens durch Oeffnungen f in Verbindung steht. Inmitten des den unteren Ofen abschließenden Gewölbes, das den Fußboden des oberen trägt, befindet sich eine weitere Oeffnung i, durch welche die Rauch- und Feuergase direkt nach oben abziehen können. Dieser Abzug wird beim Anfeuern des Ofens benutzt, um einen stärkeren Zug herbeizuführen; sind der Inhalt und die Wandung des Ofens genügend vorgewärmt, so wird diese Oeffnung durch eine Schamotteplatte h geschlossen, und die Feuergase müssen nun den Weg durch die seitlich angeordneten Kanäle g nehmen, wobei sie den unteren Ofen A von oben nach unten, den oberen B von unten nach oben durchstreichen, k sind Schauöffnungen und D ist die Einkarrtür, welche nach Füllung des Ofens so mit Steinen zugesetzt wird, daß innerhalb derselben ein aufsteigender Kanal ausgespart bleibt, damit auch hier der Abzug nach oben erfolgen kann.

Das Prinzip des vom Direktor der Kgl. Porzellanmanufaktur zu Berlin, Heinicke, konstruierten Ofens ist vorstehendem ähnlich, doch sind die Feuerungen tiefer angelegt, wobei die Feuergase in Kanälen nach dem Fußboden des unteren Ofens so hinführen, daß abwechselnd ein Kanal in der Mitte der Sohle, der Nachbarkanal am Umfang derselben in den Ofen mündet [9].

Die große Menge von Brennmaterial, welche alle diese Oefen erfordern, hat schon seit langer Zeit Veranlassung geboten, sich nach Konstruktionen umzusehen, durch deren Anwendung eine Brennstoffersparnis erzielt wird, ohne daß die Güte der gebrannten Waren darunter leidet. Diese Ersparnis wurde zuerst dadurch erreicht, daß man mehrere Oefen miteinander so verband, daß die Feuergase des einen Ofens nicht direkt in den Schornstein, sondern erst durch einen oder auch mehrere andre Oefen ziehen mußten. Brauchbar wurden diese Oefen aber erst dann, als man die Oefen gleich so aneinander baute, daß die Ueberleitung der Feuergase leicht und bequem vonstatten ging, d.h. als man von intermittierend betriebenen Oefen absah und zum Betrieb von kontinuierlichen Oefen überging.

II. Brennöfen mit kontinuierlichem Betrieb.

Man unterscheidet hier Brennöfen, in welchen das Feuer an derselben Stelle bleibt, während die zu brennenden Waren dem Feuer genähert und nach dem Garbrand von da wieder entfernt werden, und solche, bei denen die Waren stehenbleiben, während das Feuer fortgeführt wird.

A. Brennöfen mit feststehendem Feuer. Ziegel und andre Tonwaren müssen auf bewegliche Wagen gestellt werden, die man auf Schienen dem Feuer zuführt und dann wieder entfernt; Kalk, Zement u.s.w. können auch oben eingeworfen und lediglich durch ihr Gewicht dem Feuer zugeführt werden. Die kontinuierlichen Oefen zum Brennen von Kalk und Zement mit feststehendem Feuer können daher auch in Form von Schachtöfen gebaut werden, während die zum Brennen von Tonwaren eine langgestreckte, tunnelartige Form erhalten.

Ein Schachtofen für kontinuierlichen Betrieb ist in Fig. 6 dargestellt. Bei demselben sind die Feuerungen am äußeren Umfang angebracht, und zwar je nach der Größe des Ofens in[749] der Zahl von fünf bis acht. Zwischen je zwei solcher Feuerungen, aber etwa 1,5–2,5 m tiefer, befindet sich eine Auslaßöffnung c. In dem Rohmaterial angepaßten regelmäßigen Zeiträumen wird bei c ein entsprechendes Quantum gebrannter Kalk herausgezogen und darauf oben bei d ein weiteres Quantum frischer Kalksteine aufgegeben. Um besseren Zug zu erzielen, hat man die Oefen oben mit einer verschließbaren Haube versehen, welche durch einen Kanal mit dem Schornstein in Verbindung steht [6], [8], [10]. – Zum Brennen von Zement genügt die Wärme, welche die am äußeren Umfang angeordneten Feuerungen hervorbringen, nicht. Um das Rohmaterial in direktere Berührung mit dem Brennmaterial zu bringen, ohne die Vorteile des Herabgleitens der brennenden Materialien zu behindern, hat Karl Dietzsch den Schachtofen in seiner Höhenentwicklung gebrochen und auf diese Weise drei Zonen hergestellt, die sich im Aeußeren bezw. im Schnitt scharf unterscheiden, nämlich die Vorwärm-, die eigentliche Brenn- und die Abkühlungszone. In Fig. 7 ist ein solcher Ofen (Doppelofen) in Schnitt und Ansicht dargestellt. A ist der Vorwärmer, B der Schürraum, C der eigentliche Brennraum und D der Kühlraum. Das bei E aufgegebene Rohmaterial fällt nach unten, sobald im Schürraum das hocherwärmte nach dem Brennraum vorgezogen wird, und letzteres, welches bei F mit Brennmaterial gemengt wird, sinkt weiter nach unten, wenn fertiges Material unten bei D abgezogen wird. Das Brennmaterial wird von der Seite eingegeben; die obere Oeffnung über C dient nur dazu, etwa hängenbleibendes Zementmaterial herunterzustoßen. So große Vorteile dieser Ofen darbietet (welche auch die Ursache gewesen sind, daß derselbe »bedeutende Anwendung in der Portlandzementindustrie gefunden hat), so groß sind auch dessen Nachteile, deren wesentlichster darin besteht, daß der Zement in dem Zustande, in welchem er nahezu seine höchste Temperatur erreicht hat, durch Arbeiter bewegt werden muß, wobei diese der großen Hitze sowie den Kohlengasen ausgesetzt sind, welche beim Einschütten von Brennmaterial nur zum Teil durch den Vorwärmer, zu einem großen Teil aber direkt nach den Schüröffnungen entweichen [6], [8], [10]. – In Fig. 8 ist ein mit Gas gefeuerter Ofen, wie derselbe in der Tonwarenfabrik von Fr. Chr. Fickentscher in Zwickau i. S. Anwendung gefunden hat, im Querschnitt dargestellt. Das Gas gelangt aus dem Generator durch den Kanal a in den Kanal b, steigt von hier durch die Kanäle c aufwärts in die seitlichen Längskanäle d, aus welchen die Gase durch Oeffnungen in der Sohle in einen zweiten Kanal e strömen, wo sie mit Verbrennungsluft zusammenkommen. Die Entzündung der Gase erfolgt teilweise schon im Kanal, aus welchem die Flamme durch ein gemauertes Gitterwerk in den Brennkanal A tritt. Das Erwärmen der Verbrennungsluft geschieht im Mauerwerk des Ofens [1], [4]. – Neuerdings sind zum Brennen von Zement in den Vereinigten Staaten von Nordamerika eigenartige Oefen, die sogenannten Drehrohröfen, zur Anwendung gelangt. Das Prinzip derselben besteht darin, daß die zerkleinerte zu brennende Rohmasse in einen sich drehenden, zylinderförmigen, schwach geneigten Brennraum eingebracht wird, in dessen unteres Ende mit Hilfe eines künstlichen Luftstroms das Brennmaterial, wie Brennöl, pulverisierte Kohle oder Gas, eingeblasen wird, während am andern Ende das Rohmaterial in gleichmäßiger Menge regelmäßig zuzuführen ist. Die Schnelligkeit, mit welcher dieses zu brennende Material durch den Ofen geleitet wird, hängt von der Neigung und der Drehgeschwindigkeit ab [8]. Ein solcher Ofen ist in Fig. 9 im Längsschnitt dargestellt nach der Konstruktion von Hurry in Bethlehem und Seaman in Catasauqua, Vereinigte Staaten von Nordamerika, wie derselbe in den Werken der Atlas Cement Co. in Northampton, Penns., der größten Portlandzementfabrik der Erde, im Betrieb ist. A ist der Brennraum, eine Trommel, die auf den Rollen b mit Hilfe des Schneckengetriebes c, e, f rotiert; das tieferliegende Austrittsende des Brennraums reicht in eine Kammer D, auf deren geneigter Bodenfläche das aus A herausfallende fertiggebrannte Gut entlang gleitet und in die Fördertrommel F gelangt. Die Beschickung des Brennraums A mit zu brennendem Material geschieht durch das Rohr m. Die Verbrennung des Brennmaterials erfolgt in der Kammer G, in welche heiße Luft, zum Teil aus der Abkühlungskammer D durch das Rohr H und der Brennstoff durch die Pumpen eingeblasen wird. Der Drehrohrofen ist hauptsächlich dort am Platze, wo der Arbeitslohn hoch, das Brennmaterial aber billig und womöglich von Natur schon in feinverteiltem Zustande (Oel) vorkommt. Wir treffen die meisten Drehrohröfen daher in den Oeldistrikten Nordamerikas, also in den Staaten Pennsylvanien, Indiana, Michigan u.s.w.

B. Kontinuierliche Brennöfen mit fortschreitendem Feuer. Bei dem zuerst angewendeten Verfahren wurden mehrere intermittierende Oefen hintereinander angelegt, und man leitete die Feuergase des im Vollfeuer befindlichen Ofens nach dem nächststehenden,[750] im Vorwärmen begriffenen. Da die Feuergase hierbei sowohl einen verhältnismäßig weiten Weg zurücklegen als auch außerdem mehrmals die Richtung wechseln mußten, war die Ersparung an Brennmaterial nicht bedeutend, und die Konstruktion wurde so kompliziert, daß man bald wieder von dem Verfahren absah. Der erste praktisch brauchbare kontinuierlich betriebene Ofen zum Brennen von Ziegeln, Tonwaren u.s.w. ist der durch Baumeister Friedr. Hoffmann im Jahre 1858 erfundene Ringofen. Derselbe besteht im wesentlichen aus einem ringförmig in sich selbst zurückkehrenden Ofenkanal (Brennkanal), von außen an verschiedenen Stellen zugänglich und verschließbar, im Innern an gleich vielen Stellen mit abstellbaren Abzügen in den Schornstein versehen. Wird ein Zugang von außen und ein Abzug zum Schornstein im Innern geöffnet, so entwickelt sich zwischen beiden Stellen ein nach dem Schornstein gerichteter Luftzug, der an den im Ofenkanal zu brennenden Waren (Steine u.s.w.) vorbeistreicht, die dem Zugang nächstgelegenen abkühlt, das zwischen Zugang und Rauchabzug um die zu brennenden Waren befindliche Feuer anfacht und die dem letzteren entzogene Wärme zur Vorwärmung andrer hinter dem Feuerherd liegender, demnächst zu brennender Waren auszunutzen gestattet. Die dem offenen Zugang nächstgelegenen Waren werden durch die Abkühlung zum Herausnehmen geeignet und können durch frische (ungebrannte) ersetzt werden u.s.w., so daß das Ausnehmen und Einsetzen der Waren ohne Unterbrechung möglich ist. Die ersten Ringöfen hatten einen kreisförmigen Grundriß; neuerdings ist die beliebteste Grundrißform jene eines länglichen Rechteckes mit abgerundeten Ecken wie in Fig. 10. Hier sind: A der in sich selbst zurückkehrende Brennkanal; B der Rauchsammler; cc die Rauchfüchse, welche durch die Glocken d abgeschlossen oder geöffnet werden können; D der Schornstein; E ein oberer Schmauchkanal, der mittels der Kanäle ff um den Schornstein herumgeführt ist; aa die Oeffnungen zum Einbringen des Brennmaterials; bb die Oeffnungen zur Ueberführung der warmen Luft von den abkühlenden Kammern nach dem Schmauchkanal bezw. von da nach den vorzuwärmenden Abteilungen.

Der Betrieb dieses Ringofens mit einer Trockenetage neben dem Ofen in Höhe des oberen Fußbodens und einer über demselben ist folgender: Angenommen, die Abteilung 6 sei im Vollfeuer, so befinden sich die hinter derselben liegenden Abteilungen 5, 4 ... 16 in Abkühlung, die vor derselben liegenden 7, 8 ... 12 in Vorglut; Abteilung 13 wird geschmaucht, Abteilung 14 wird eingefahren und Abteilung 15 ausgefahren; die Rauchglocken d der Abteilungen 13, 12 und 14, eventuell noch eine mehr, sind gezogen, um die Rauch- bezw. Schmauchgase nach dem Schornstein D abzuführen; die Befeuerung erfolgt durch die Heizrohre a der Abteilung 6 (d.h. durch Einstreuen des Brennmaterials in die glühenden Steinmassen von oben); die betreffenden Deckel werden nach jedesmaligem Einfüllen sofort wieder geschlossen und bleiben wie alle übrigen Heizdeckel geschlossen; das Brennmaterial verbrennt, sowie es mit den glühenden Steinen in Berührung kommt; hinter der Abteilung 12 ist ein Schieber, ebenso hinter der Abteilung 13, so daß die in letzterer stehenden Steine zwischen zwei Schiebern sich befinden und daher einerseits von den Rauchgasen nicht getroffen, anderseits aber auch keine Nebenluft von größerem Umfange erhalten können. Diese Abteilung wird zum Zwecke der Vorwärmung ihres Inhalts vorgeschmaucht, was in der Weise geschieht, daß sie mit dem Schmauchkanal E in Verbindung gebracht wird. Hierzu dienen eiserne, unten offene Blechröhre, welche auf eine oder mehrere Heizrohrreihen der Abteilung und auf die korrespondierenden Rohre b des Schmauchkanals gelegt werden; auf einer der kühlenden Abteilungen 17 oder 18 werden ebensolche Rohre aufgelegt. Nun saugt der Schornstein die Luft aus der Abteilung 13 an; die Luft kann sich bequem nur aus dem Schmauchkanal E ersetzen, in welchen warme Luft aus der Abteilung 17 tritt, die Steine vorwärmend. (Man erhält schönere Ware, wenn die zu brennenden Steine bereits auf etwa 100° vorgewärmt sind, ehe sie mit den Rauchgasen in Berührung kommen.) Ist die Abteilung 6 gargebrannt, so werden die vorhergehenden Abteilungen erwärmt sein, damit sie in schärfere Hitze kommen bezw. in Garbrand genommen werden können; es wird eine Kammer mit frischen Steinen gefüllt, eine andre wird entleert sein, und die Abteilung 16 wird ausgefahren werden können. Es sind dann die Schmauchrohre eine Abteilung weiter vorzuschieben, ebenso die Schieber. – Letztere wurden im Anfang aus Eisen angefertigt,[751] bald aber zeigte sich als vorteilhafter, dieselben aus einem verbrennbaren Stoffe anzufertigen; man ließ sie im Ofen und sorgte nur dafür, daß sie zur richtigen Zeit verbrannten, was lediglich dadurch geschieht, daß man dieselben zerreißt, wodurch der eindringende heiße Luftstrom sie bald zerstört.

Außer dem Schmauchkanal, dessen Einführung ein wesentlicher Vorteil beim Betriebe des Ringofens war, sind im Laufe der Zeiten noch verschiedene Veränderungen an demselben, namentlich aber bei der Art der Einsetzung der Steine, der Heizschächte, auf denen das Brennmaterial verbrannt wird, vorgenommen worden, wodurch der Betrieb ein vollkommener wurde. Es ist ganz unmöglich, hier alle diese Aenderungen anzuführen oder gar zu beschreiben. Die Heizschächte werden so aus den zu brennenden Steinen aufgebaut, daß treppenförmige Absätze entstehen, auf welchen das Brennmaterial ähnlich wie auf einem Treppenrost verbrennt. Im Anfange setzte man diese Roste quer zum Ofenkanal, später stellte man dieselben in der Längsrichtung desselben; letzteres hatte den Vorteil, daß man diese Heizschächte permanent stehen lassen konnte, ohne daß das Aus- und Einfahren der zu brennenden Waren dadurch gehemmt wurde. Die Heizschächte werden in einem solchen Fall aus schärfer gebrannten oder noch besser aus Schamottesteinen errichtet.

Um weitere Verunreinigung der Waren durch Flugasche zu vermeiden, hat Hädrich feste Heizwände angeordnet, welche so den Ofen quer durchsetzen, daß das Brennmaterial, welches ebenfalls von oben eingeworfen wird, zwischen zwei Wände gelangt, zwischen denen ein Treppenrost erbaut ist; die zur Verbrennung nötige Luft tritt von unten aus zu dem Treppenrost und dann oben unter dem Gewölbe in die zu brennende Abteilung. – Ganz beseitigt kann dieser Aschenanflug jedoch nur durch Anwendung der Gasfeuerung werden, soweit man es nicht vorzieht, einen Muffelofen zu gebrauchen.

In Fig. 11 ist der Querschnitt und ein Teil des Grundrisses eines Gasringofens, System Escherich, dargestellt. A ist der Brennkanal, bei dem an Stelle der Heizschächte Tonrohre b b aus Schamotte, die seitlich mit kleinen Oeffnungen versehen sind, eingesetzt werden. Die Zuführung des Gases erfolgt durch den Gaskanal c, der von einem Generator gespeist wird; die Verbindung dieses Kanals mit den Gasrohren erfolgt durch transportable eiserne Rohre a a, welche seitlich mit Stutzen versehen sind, die über die Gasrohre bb herübergreifen und durch Klappen reguliert werden können. B ist der Rauchsammler, E der Fuchs und D ein Schmauchkanal. ff sind Schaulöcher zur Beobachtung des Feuers. Ist eine Reihe gargebrannt, so wird das Gasüberführungsrohr weggenommen, die entsprechenden Oeffnungen geschlossen und das Rohr eine oder mehrere Heizrohrreihen weiter versetzt, nachdem daselbst die Rohre geöffnet wurden [21], Jahrg. 1891, Nr. 9; 1879, S. 72.

Auf andre Weise hat Georg Mendheim die Befeuerung der Brennöfen mit Gas erzielt. Derselbe ist von dem ununterbrochenen Kanal abgegangen und hat einzelne Kammern hintereinander gelegt, welche durch kleine Kanäle miteinander verbunden sind. In Fig. 12 ist ein solcher Ofen im Längenschnitt und Grundriß dargestellt. In den Gasgeneratoren aa wird das Gas erzeugt, welches in den Kanal b eintritt, von dem aus es mittels der Ventile c¹ und c² nach den Längskanälen d¹ und d² geleitet wird, um von hier aus durch Oeffnung der betreffenden Ventile in diejenige Ofenkammer zu gelangen, welche befeuert werden soll. Angenommen, es sei dies Kammer 8. In der Sohle derselben befindet sich eine Anzahl Oeffnungen, durch welche Gas und Luft gemeinschaftlich in den Brennraum eintreten. Der Luftstrom hat die bereits fertig gebrannten Kammern 4, 5, 6, 7 sowie deren mittels kleiner Oeffnungen ff durchbrochene Zwischenwände passiert und hierbei eine sehr hohe Temperatur angenommen, welche die sofortige Entzündung des Gases und eine bedeutend stärkere Wärmeentwicklung beim Brennen bewirkt. Aus Kammer 8 gelangt die abgehende Flamme durch die Oeffnungen ff der Scheidewand nach Kammer 9, von da durch den Kanal g nach Kammer 10 der andern Reihe und dann nach Kammer 11, welche durch kleine Blechschieber von Kammer 12 getrennt und durch Oeffnen des Rauchventils mit dem Rauchkanal h und dem Schornstein i verbunden werden kann. Der weitere Betrieb ist wie beim Ringofen. Falls die Gase nicht im Fußboden, sondern in einer gewissen Höhe in den Brennraum eintreten sollen, so werden das Gas und die Verbrennungsluft nicht in Kanälen nach dem Fußboden, sondern nach den Seitenwänden geleitet und treten von da aus, etwa kurz unterhalb des Gewölbes, in den Brennraum; ein Unterschied in der Befeuerungsweise ist damit nicht verbunden [1], [4], [7].[752]

III. Muffelöfen.

Dürfen die zu brennenden Waren nicht in unmittelbare Berührung mit den Rauchgasen kommen, so werden dieselben entweder in Kapseln eingesetzt, in welchem Fall irgend einer der vorhergehend beschriebenen Oefen benutzt werden kann, oder die Waren sind in Muffeln oder Muffelöfen zu brennen. Bei den letzteren wird das Feuer nicht frei in den Brennraum geleitet, sondern umspielt denselben oder durchstreicht ihn in Röhren. Auch diese Oefen werden intermittierend oder kontinuierlich betrieben.

a) Muffelöfen mit intermittierendem Betriebe sind gewölbt und mit Schornstein versehen; sie werden in beliebiger Grundrißform, rechteckig oder rund, erbaut.

In Fig. 13 ist ein solcher Muffelofen in Grundriß und Querschnitt dargestellt, und zwar letzterer in verschiedenen Höhen, so daß die Konstruktion der einzelnen Mauerschichten deutlich ersichtlich wird. Im Querschnitt sind die durchschnittenen Mauerteile schraffiert; in den Schichtenplänen sind diejenigen Teile des Ofenmauerwerkes schräg schraffiert, durch welche die Feuer- und Rauchgase vom Feuerherd ab nach aufwärts steigen. Der Ofen ist mit sechs Feuerungen versehen, die in gleichen Abständen am Umfange desselben verteilt sind. Die Führung der Feuergase erfolgt bei diesem Muffelofen so, daß die Hitze tunlichst gleichmäßig nach dem Innern des Ofens wirken kann. Das Brennmaterial wird auf dem Planrost a verbrannt und die Feuer- und Rauchgase streichen dann über die Feuerbrücke b nach den senkrecht nach oben führenden Feuerzügen cc. Letztere befinden sich in der Umfassungsmauer des Ofens; die Trennungswand nach dem Innern desselben, die nur ¹/₄ Stein stark ist, wird durch zahlreiche Bindersteine mit dem Hauptteile der Umfassungsmauer so verbunden, daß die einzelnen senkrechten Kanäle auch untereinander in Verbindung stehen. Diese Verbindung ist auch an der Einkarrtür hergestellt; zu diesem Zweck sind die senkrechten Kanäle c nach der Laibung der Tür mit einzelnen entsprechend großen Oeffnungen pp versehen, die Schicht um Schicht mit Bindersteinen abwechseln. Die Einkarrtür wird, nachdem die zu brennende Ware völlig eingefahren ist, zunächst mit einer ¹/₄ Stein starken Wand, bündig mit der innern Laibung des Ofens, zugesetzt und dann mit entsprechend weitem Zwischenraum q die eigentliche Verschlußwand vorgemauert. Die Bindersteine, welche die Muffelwand mit dem Hauptmauerwerk des Ofens verbinden, bestehen, wie aus dem Grundrisse in Höhe der Linien A, B, C, D und E zu ersehen ist, aus hochkantig gestellten Steinen, die in Abständen von etwa 3 Stein Entfernung angeordnet sind; würde in dieser Weise bis an das Gewölbe heraufgemauert, so würde das untere Gewölbe, das den Abschluß des Ofens nach den Rauch- und Feuergasen zu bewirken hat, kein genügendes Widerlager finden; um an dieser Stelle ein solches zu schaffen (der Hauptgewölbeschub wird durch starke eiserne Bänder, die um den Ofen herumgelegt sind, aufgenommen), werden oben die Bindersteine enger gelegt und selbst breiter genommen, so daß der freie Raum für die Feuergase etwas verengt wird (s. die Grundrisse in Höhe der Linien F, G und H). Die Feuergase breiten sich dann im Raum d zwischen den beiden Gewölben aus und gelangen im Schacht F nach unten, wo sie zunächst unter dem geschlossenen Fußboden in einem niedrigen, sich unter die ganze Sohle hin erstreckenden Räume gg, in dem sich kleine, regelmäßig verteilte, den Fußboden tragende Pfeiler befinden, nach der Außenwand und von dort in Schlitzen hh nach einem zweiten gleichgebildeten Räume i, schließlich nach dem Schachte kk gelangen, von wo sie durch Kanal l nach dem Schornstein entweichen. Zur Beobachtung des Brandes sind am Umfange des Ofenmauerwerks einige Schauöffnungen angeordnet, die in bekannter Weise verschlossen werden. Zur Abführung des Schmauches sowie zur Erleichterung der Abkühlung des Ofens steht das Innere desselben durch einige ringförmige, durch beide Gewölbe hindurchreichende Oeffnungen mm mit dem Freien in Verbindung; während des Großfeuers sind diese Oeffnungen selbstverständlich durch Schamotteplatten zu verschließen. Eine weitere Oeffnung n befindet sich im äußeren Gewölbe unmittelbar über dem Schachte F; diese dient zur Reinigung desselben von Ruß und Asche und ist für gewöhnlich ebenfalls durch eine Schamotteplatte verschlossen [3], [4], [14], [17].[753]

b) Muffelöfen mit kontinuierlichem Betrieb wurden zuerst von Augustin konstruiert (D.R.P. Nr. 31924). In Fig. 14 geben wir den Querschnitt und einen Teil des Grundrisses. Der Ofen besteht aus zwei nebeneinander liegenden, an den Enden durch Querkanäle verbundenen Brennkanälen, die in einzelne Kammern geteilt sind. In den einzelnen Kammern sind Heizständer s n aufgemauert aus 5 cm Harken Schamotteplatten, die in Verbindung stehen mit horizontalen Kanälen cc im Unterbau. Diese Heizständer gehen also von der Sohle des Brennkanals bis an das Gewölbe herauf und bestehen aus je drei einzelnen Röhren. Das Gas steigt in der mittelsten Heizrohre in die Höhe, mischt sich hierbei mit Luft, die aus den abkühlenden Kammern durch ebenfalls unterirdisch angelegte Kanäle a nach diesen Röhren gelangt, und verbrennt dabei; die Feuergase ziehen dann nach unten und in weiteren Kanälen nach dem nächsten Ofen, ohne hierbei jedoch mit dem Wareneinsatz in Berührung zu kommen. Es ist selbstverständlich, daß jeweilig nur eine Kammer mit Gas befeuert wird, während die andern Kammern in Vorglut oder Abkühlung begriffen sind. – Eine andre Konstruktion, bei der die horizontale Flammenführung beibehalten worden, ist von R. Hielscher (D.R.P. Nr. 89444) angegeben worden [21], Jahrg. 1897, Nr. 3.

Sämtliche Oefen müssen innen mit so hartgebranntem Material verkleidet werden, daß dasselbe durch den Brand nicht leidet.

Literatur: [1] Bock, O., Die Ziegelfabrikation, Weimar 1894. – [2] Brömse, Fr., Die Ofen- und Glasurfabrikation, Weimar 1896. – [3] Dümmler, K., Die Ziegel- und Tonwarenindustrie in den Vereinigten Staaten von Amerika und auf der Columbus-Weltausstellung in Chicago, Halle a. S. 1894. – [4] Ders., Handbuch der Ziegelfabrikation, Halle a. S. 1900. – [5] Eckhardt, A., Beachtenswerte Gesichtspunkte bei Anlage periodischer Ziegelöfen, Halle a. S. 1883. – [6] Heusinger von Waldegg, Die Kalkziegel- und Röhrenbrennerei, Leipzig 1889. – [7] Kerl, B., Handbuch der gesamten Tonwarenindustrie, Braunschweig 1879. – [8] Naske, K., Die Portlandzementfabrikation, Leipzig 1903. – [9] Neuere Oefen der Königl. Porzellanmanufaktur zu Berlin, Berlin 1896. – [10] Schoch, K., Die moderne Aufbereitung und Wertung der Mörtelmaterialien, Berlin 1896. – [11] Schumacher, W., Die keramischen Tonfabrikate, Weimar 1884. – [12] Tenax, B.P., Die Steingut- und Porzellanfabrikation, Leipzig 1879. – [13] Wipplinger, L., Die Keramik, Wien 1897. – [14] Bourcy, E., Traité des arts céramiques, Paris 1897. – [15] Foy, J., Céramique des constructions, Paris 1883. – [16] Lambert, G., Art céramique, Paris 1865. – [17] Léfevre, L., La céramique du bâtiment, Paris 1897. – [18] Lejeune, E., Guide du briquetier, 3. Aufl., Paris (ohne Jahreszahl). – [19] Malepeyre, M.F., Nouveau manuel complet du briquetier, Paris 1883. – [20] Davis, C.T., A practical treatise on the manufacture of bricks, tiles, terra-cotta etc., Philadelphia 1889. – [21] Deutsche Töpfer- und Zieglerztg., Halle a. S. 1870 ff. – [22] Notizblatt des Deutschen Vereins für Fabrikation von Ziegeln, Tonwaren, Kalk und Zement, Berlin 1865 ff. – [23] Patentbeilage der Deutschen Töpfer- und Zieglerztg., Jahrg. 1899, S. 19. – [24] Sprechsaal, Koburg 1868 ff. – [25] Tonindustrieztg., Berlin 1876 ff. – [26] Moniteur de la céramique, de la verrerie et Journal du céramiste et du chaufournier (réunis), Paris 1870 ff. – [27] British Clayworker, London 1893 ff. – [28] Brick, Chicago 1894 ff. – [29] Clay Record, Chicago 1890 ff. – [30] Clayworker, Indianapolis 1884 ff.

Dümmler.

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.

Fig. 4 und 5.

Fig. 6.

Fig. 7., Fig. 8.

Fig. 9.

Fig. 10.

Fig. 11.

Fig. 12.

Fig. 13.

Fig. 14.