Die continuirliche Etagenwanne zum Glasschmelzen in ihrer principiellen Begründung und Einrichtung; von F. Platenka in Göding. Mit Abbildungen auf Taf. VII [a.b/3]. Platenka's continuirlicher Etagen-Wannenofen. Das Schmelzen des Glases erfolgt hauptsächlich von der Oberfläche aus, weil die obere Lage des Glassatzes dem Angriff der Schmelzhitze am directesten ausgesetzt ist. Die Praxis lehrt deutlich, daß das Hinderniß, welches die geschmolzene Schicht der Oberfläche dem directen Angriff auf die tiefer liegenden Schichten entgegensetzt, schon hinreicht, um die Schmelzung dieser letztern wesentlich zu verzögern. Je tiefer die Schichten des Glassatzes also liegen, desto später gelangen sie zur Schmelzung. Daraus folgt, daß dasselbe Quantum Glassatz eher geschmolzen sein wird, wenn man dasselbe nach einander in dünnen Schichten einlegt, von denen man eine jede schmelzen läßt, ehe man eine neue einträgt, als wenn das ganze Quantum in dicker Lage auf einmal der Schmelzung ausgesetzt wird, oder allgemein ausgedrückt: Der Glassatz wird um so schneller schmelzen, je größer die der Hitze exponirte Oberfläche desselben ist. – Die Schmelzzeit ist eine Function der Oberflächendimensionen. Es ist also von wesentlichem Vortheil, den Glassatz nicht in jener bei Hafen üblichen Weise in dicken Lagen der Schmelzung auszusetzen, sondern vielmehr in breiten und seichten Schichten. Da außerdem die Schnelligkeit des Schmelzens den größten Einfluß auf Schönheit und Herstellungskosten des Glases übt, so war es naheliegend, diesen factischen Verhältnissen einen Ausdruck durch die Form des Schmelzgefäßes zu geben; man suchte die tiefen Hafen durch eine seichte Wanne zu ersetzen. Da man aber das Verhalten der Thonwände dieser Wannen bei einer längern Benützung nicht hinreichend in Rechnung gezogen und keine Vorsorge für eine mögliche Erneuerung der leidenden Theile genommen hatte, so blieb die Anwendung der Wanne beschränkt und war überhaupt nur für geringere Glassorten zulässig. Selbst der beste feuerfeste Thon gibt keine Schmelzgefäße, die nicht zusammenbrennen und schwinden, und welche nicht durch die Einwirkung der Basen des Glassatzes (Alkalien, Kalkerde und Metalloxyde) stark angegriffen werden. Besonders durch diesen letztern Umstand unterliegt das Schmelzgefäß der allmäligen Abnützung bis zu seiner gänzlichen Vernichtung und das darin schmelzende Glas der Verunreinigung. Erfahrungsmäßig ist die Dauer eines Hafens, je nach der Güte des zu seiner Herstellung benützten Thones und je nachdem mit kohlensauren oder schwefelsauren Flußmitteln darin geschmolzen wird, 6 bis 8 Wochen. Nach dieser Zeit ist seine Abnützung soweit vorgeschritten, daß es nicht rathsam ist, ihn länger zu verwenden, auch wenn er sonst noch keine Defecte zeigt. Um der erwähnten vernichtenden Einwirkung der schmelzenden Flußmittel entgegen zu arbeiten, wird das Thongefäß bekanntlich vor dem Eintragen des Glassatzes mit fertigem Glase ausgeschmiert (das sogen. Einglasen). Aber auch dieses Schutzmittel für die Thonmasse ist nicht absolut wirksam, und namentlich lehrt die Erfahrung, daß der Angriff noch weniger abgeschwächt wird, wenn während der Lösung der Flußmittel eine Verkühlung des Ofens oder des Schmelzgefäßes erfolgt. Gefäß und Glas werden dann gleichzeitig verdorben. Das Schmelzgefäß ist um so weniger schädlichen Einflüssen ausgesetzt, in je gleichmäßigerer Hitze dasselbe in den Grenzen seiner Feuerbeständigkeit erhalten wird. Ist es nun schon nöthig, die Poren der verhältnißmäßig dichten Thonflächen vor dem schädlichen Einfluß der Flußmittel zu schützen, so ist es doch gewiß geboten, auch jede Veranlassung zu vermeiden, die eine Zerreißung dieser dichten Schichten herbei zu führen geeignet ist. Eine einseitige Erhitzung neben anderseitiger Kühlung erträgt ein Schmelzgefäß ohne Schädigung seiner Dichtigkeit nicht. Es bleibt eben nichts weiter übrig, als die Schmelzgefäße allseitig mit Hitze zu umgeben und daneben eine Auswechslung derselben zu ermöglichen, wenn die unvermeidliche Abnützung dies nöthig macht. Diese Hauptbedingungen blieben bei den bisher gebauten Schmelzwannen ganz außer Acht. Sie wurden von Thonsteinen hergestellt, aber der gebotenen allseitig gleichmäßigen Erhitzung entgegen auf der Außenseite mit Luft gekühlt. Die Absicht, durch diese Abkühlung von außen auf der Innenseite eine Schutzdecke von erstarrtem Glase herzustellen, hat neben der Gefahr für die Cohäsion der Thonwandung etwas Widersprechendes in sich selbst. Abgesehen davon, daß durch die starke Kühlung doch jedenfalls ein bedeutender Theil der erzeugten Hitze ungenützt entführt wird, ist es nicht denkbar, daß so nahe neben einander in höchster Schmelzhitze flüssiges und durch Abkühlung erstarrtes Glas wirklich vorhanden sind. Die innere Erhitzung berührt die Thonwand sicher noch stark genug, um ein Zusammenbrennen der Innenseite zu bewirken, welchem die Kühlung der Außenseite in der Dicke der Wandung einen Widerstand entgegensetzt. Die Folge davon muß also eine Zerreißung der Innenseite der Schmelzwanne sein. Ueberhaupt ist es nicht gerathen, die Dauer des Schmelzgefäßes über eine gewisse Zeit auszudehnen, da durch seine allmälige Auflösung selbst bei größter Vorsicht zuletzt das sogen. Ringlichwerden und andere Verschlechterungen des Glases zum Vorschein kommen. Die 6 bis 8fache Dauer der eigentlichen Schmelzwanne gegenüber dem Hafen wäre also kein Vortheil, sondern eher eine Schädigung des Glasschmelzprocesses. Bei einer zu diesem Zwecke in Betrieb gesetzten Wanne habe ich beobachtet, daß der Angriff des Glases auf das Schmelzgefäß nur im Verlauf des Schmelzens durch die früher in Lösung kommenden Flußmittel bewirkt wird, während nach erfolgter Verbindung derselben mit der Kieselsäure das fertige Glas (selbst ein weicheres, mit Flußmittel übersetztes) sich nicht nur in dieser Richtung fast unschädlich verhält, sondern selbst bei einer Kühlung das Thongefäß nicht wesentlich alterirt. Diese Beobachtung, sowie das bekannte Verhalten der beiderseitig gleichmäßig erhitzten Hafen haben mich dahin geführt, der Wannenschmelze eine solche Einrichtung zu geben, daß für den Theil der Wanne, welcher den Schmelzsatz aufnimmt, worin also die Lösung der Flußmittel und deren Verbindung mit der Kieselsäure vor sich geht, Schutzgefäße geschaffen werden, die gleich den Hafen eine zeitweise Auswechslung erlauben. Daraus hat sich dann die Construction meiner Etagenwanne ergeben, welche die sämmtlichen besprochenen Vorgänge in Rechnung zieht, und deren Beschreibung ich hier nun folgen lasse. Aus den Abbildungen in Fig. 3 bis 5 (Horizontal-, Längen- und Querschnitt) geht hervor, daß die Etagenwanne eine Doppelwanne ist, eine kleinere im Innern einer größern. Die kleinere Wanne abcd ist der Schmelzraum. Die größere Wanne zerfällt in den den Schmelzraum umgebenden Läuterungsraum kefl und in den daran stoßenden Arbeitsraum klgh. Mit dieser Anordnung wird bezweckt, den Schmelzraum in die Mitte, also in die größte Hitze, Läuterungs- und Arbeitsraum um diesen herum in die mäßigere Wärme zu legen, um damit die günstigsten Bedingungen für das Schmelzen und Läutern herzustellen und zugleich den Eigenschaften des Thones bei den resp. Umfassungen zu entsprechen. Aus gleichen Beweggründen umschließt die Kappe AB den Schmelz- und Läuterungsraum, während die Kappe BC den Arbeitsraum überdeckt, wo eine geringere Temperatur nöthig ist. Durch diese Trennung ist zugleich der Arbeitsraum gegen die Dämpfe geschützt, welche während der Schmelzung entwickelt werden, und die Möglichkeit, mittels des regulirbaren Feuercanals y die Hitze für den Arbeitsraum in geforderter Höhe von den Hauptsteven des Feuers bei x, x abzuzweigen. Am Boden der Schmelzwanne sind in den Wandungen Auslauföffnungen r und s angebracht, wodurch dieselbe mit der Läuterungswanne communicirt. Aehnliche Oeffnungen sind im Läuterungsraum in den Stöckeln o, m, k, q, n, l, am Boden der Wanne. Diese Stöckeln dienen hauptsächlich zur Verstärkung des Baues, schreiben aber zugleich dem sich läuternden Glase den Weg vor, auf welchem das reinste immer von Raum zu Raum durch die erwähnten Oeffnungen am Boden abfließt, bis es endlich vollkommen blank zum Arbeitsraum gelangt. In den Schmelzraum werden zur ausschließlichen Aufnahme des Glassatzes die Schutzrahmen t eingesetzt; sie ruhen auf 8cm hohen Unterlagen. Die Rahmen im Arbeitsraum v, die etwas tiefer sind, ruhen auf Unterlagen von nur 4cm Höhe und haben den Zweck, das rein in den Arbeitsraum gelangende Glas zu zwingen, von unten an den Arbeitsstellen aufzusteigen. Beide Arten Rahmen sind also für das Tiefersinken durch die Unterlagen beschränkt, während ihnen nach oben freie Bewegung gestattet ist. Der Schmelzraum ist für je zwei Rahmen mit einer Einlegeöffnung A zum Einlegen des Glassatzes versehen. Jede dieser Oeffnungen läßt sich aber zugleich durch Herausnehmen der Seitenstöcke 1 und 2 so viel erweitern, daß dadurch die Rahmen ausgewechselt werden können. Ebensolche Oeffnungen hat der Arbeitsraum. Sie dienen dort zum Ausarbeiten des Glases und zugleich zur Auswechslung der Rahmen. Ihre Anzahl richtet sich nach dem Bedürfniß, ob für die beabsichtigte Production mehr oder weniger Arbeitsstellen nöthig sind. Durch Fortsetzung der Abtheilungsstöckel p und i können in diesem Ofen auch zweierlei Gattungen Glas zu gleicher Zeit erzeugt werden. Bei der damit erzielten Trennung des Läuterungs- und Arbeitsraumes in zwei gesonderte Theile strömen die zwei Glassorten dann durch die Oeffnungen r und s nach verschiedenen Seiten ab, ohne auf ihrem Wege mit einander in Berührung zu kommen. Auf den Wandungen der Wanne sind Ringe w angebracht, um etwaige Schlüre von der Kappe aufzufangen und dieselbe nach außen abzuführen. Soll nun der auf obige Weise hergestellte Ofen in Betrieb gesetzt werden, so wird er zuerst, ganz wie die Hafen, eingeglast, indem man Glasbrocken darin schmilzt und mit dem Glase die betreffenden Flächen schmiert. Nachdem der Ueberschuß an Glas für diese Arbeit entfernt ist, wird sodann soviel Bruchglas eingelegt, daß das davon geschmolzene Glas 5cm hoch an den Schutzrahmen hinaufreicht, worauf mit dem Einlegen des Glassatzes in 10cm hohen Schichten begonnen werden kann. Es ist ersichtlich, daß bei dieser Einrichtung der eingelegte Glassatz durch die Schutzrahmen und den untern Abschluß derselben aus reinem Glase von den übrigen Theilen des Ofens vollkommen getrennt ist. Ist er an dieser Stelle geschmolzen, so sinkt das gebildete Glas durch sein Gewicht hinab und wird durch das allmälige Abarbeiten im Arbeitsraum genöthigt, von dort aus seinen Weg durch den Läuterungsraum zum Arbeitsraum einzuschlagen. Bei diesem Vorgange befinden sich die Schutzrahmen in ganz ähnlichen Verhältnissen, wie früher die Hafen. Gleichmäßig von Hitze umgeben und frei in ihrer Bewegung können sie zusammenbrennen und schwinden, ohne irgendwie gehindert zu sein. Da auch der starke Druck von innen, welchen die Hafen durch die Glasmasse erleiden, bei den Schutzrahmen fortfällt, so sind sie sogar in einer noch viel günstigern Lage als jene. Das fertig gebildete Glas kommt nun zunächst mit den Wandungen der Schmelzwanne in Berührung, welche den Angriffen des Glases nicht mehr ausgesetzt ist, weil eben das Stadium der eigentlichen Schmelzung, das für den Thon so gefährlich ist, dort schon überschritten ist. Es bleibt aber noch übrig zu untersuchen, wie weit die Widerstandsfähigkeit der Wanne unter diesen Umständen geht. Es ist schon an sich klar, daß die Wandungen der Wanne, da sie von dem fertigen Glase vollständig gedeckt sind, viel weniger der Hitze exponirt sind als die Schutzrahmen. Man wird also schon bei der Zusammensetzung der Thonmasse diesen günstigen Umstand in Rechnung ziehen können. Dennoch wird durch die Hitze des Glases selbst ein Zusammenbrennen des Thones nicht zu vermeiden sein. Eine solide Verankerung ist deshalb vorgesehen, um mit Hilfe der Stöckel die Wanne von außen nach innen zusammenzupressen. Nehmen wir trotzdem an, daß in den Wandungen ein Sprung erfolgt sei und sehen wir zu, wie die Verhältnisse bei einer solchen Gefahr liegen. Es ist dafür nöthig, auf den Verlauf des ganzen Vorganges näher einzugehen. Wie schon erwähnt, lagert sich das reinste Glas an den tiefsten Stellen ab. Ein solches Glas hat bekanntlich auch eine viel größere Fähigkeit, weiter zu fließen als unreines Glas. Da nun an den Arbeitsstellen für das von oben abgearbeitete Glas durch die Einrichtung der Rahmen daselbst ein Nachfließen nur von unten erfolgen kann, so entsteht eine langsame Strömung am Boden der Wanne, während in allen übrigen Theilen derselben bei dem allseitigen gleichen Druck Ruhe, der sogen. todte Punkt, herrscht. Nehmen wir nun an, daß ein Springen der Wandung eintrete, z.B. an der gefährlichsten Stelle, an der Arbeitsraumseite (wie natürlich von oben nach unten), so kann außer dem Glase, das etwa den Spalt füllt, ein Weiterströmen nicht stattfinden, weil kein Anlaß dazu vorhanden ist, denn das Glas dahinter befindet sich in der Ruhe auf dem todten Punkt. Dasselbe gilt noch mehr für alle Sprünge der andern Wannentheile; sie bleiben ohne allen Nachtheil für den ganzen Verlauf. Nach dem Obigen wird es klar sein, daß die principiellen Grundlagen der Etagenwanne derartig sind, daß, wie in den Hafen, die Erzeugung jeder, auch der feinsten Glassorte darin zulässig ist. Die ganze Combination ist sehr einfach, bedarf also geringer Kosten zu ihrer Ausführung. Hand in Hand damit geht ein verhältnißmäßig kleiner Verbrauch an Brennmaterial. Diese Oefen bieten also eine bedeutende Verringerung der Anlage sowie Betriebskosten und sind leichter zu unterhalten als andere Einrichtungen zum Glasschmelzen. Alle diese Vortheile treten bei kleinerm Betriebe ebenso hervor wie bei Massenproductionen; die Construction der Etagenwanne ist also überall gleich empfehlenswerth. Daß die Schnelligkeit des Schmelzens für die Herstellungskosten des Glases großen Vortheil bringt, ist bekannt genug; aber auch die Qualität des Glases gewinnt bei schneller Schmelzung, weil dann weniger Gelegenheit für seine Verringerung gegeben ist als bei längerer Schmelzdauer. Außerdem ist es nicht zu unterschätzen, daß dann auch die Verflüchtigung der Alkalien geringer ist als sonst, also auch die nachtheilige Wirkung dieser Verflüchtigung auf die Ofentheile sich wesentlich vermindert. Um nochmals das Rationelle der ganzen Combination deutlich in die Augen springen zu lassen, möge hier eine Wiederholung einiger wesentlicher Punkte folgen, sowie eine Erörterung der verschiedenen damit erreichten Vortheile. – Zunächst ist also durch die geringe Dicke jeder aufgegebenen Satzschicht von nur 10cm gegenüber der sonst üblichen Dicke von 30cm eine so große Berührungsfläche des Satzes mit der Schmelzhitze im Verhältniß zu seinem Volum gegeben, daß die Schmelzung in meiner Etagenwanne schneller erfolgt als bei irgend einer der bisherigen Einrichtungen. Da ferner der Betrieb continuirlich ist, so fallen alle die Nachtheile und Verluste fort, welche bei der einfachen Wanne und den Hafenöfen mit der Unterbrechung des Processes im Ganzen und dem nothwendigen Wechsel der Temperatur im Einzelnen z.B. beim Abgehenlassen verbunden sind. Wenn wir beim Abgehenlassen den Zeitverlust für Abkühlung und Wiederwärmen nur auf 4 Stunden anschlagen, so repräsentirt dies schon allein einen Geldverlust, der in Jahresfrist leicht einige Tausend Gulden betragen kann. Ungeachtet bleibt dabei die namhafte Schädigung des Ofens durch solche gewaltsame Temperaturwechsel. Ebenso können Verluste an Glas, welche auch beim vorsichtigsten Betriebe von Hafenöfen nicht zu vermeiden sind, und die ebenfalls jährlich Tausende kosten, bei der Etagenwanne nicht eintreten. Zieht man ferner in Rechnung, daß der Schmelzraum der Etagenwanne bei doppelter Ausbeute mindestens ein Dritttheil kleiner ist als der Hafenofen, der Aufwand an Brennmaterial sich also demgemäß vermindert, so dürfte es einleuchten, daß es kaum ein Ofensystem gibt, das an Zweckmäßigkeit meiner Etagenwanne gleichkäme. Daß beim Betriebe, wie bei allen Oefen mit continuirlichem Gange, eine gleichmäßig geregelte Vertheilung der Arbeit eintritt und demgemäß die Leistungen der Arbeiter sich steigern, ist zwar selbstverständlich, indeß will ich diesen Umstand zu erwähnen nicht unterlassen, weil es ein Vortheil ist, welcher in diesem Falle ebenfalls mit der ganzen Anordnung des Schmelzprocesses zusammenhängt. Nachdem ich nun hiermit die Principien und die Einrichtung meiner Etagenwanne dargelegt habe, darf ich hoffen, dieselbe bei vorurtheilsfreier Prüfung von den Fachgenossen als einen Fortschritt in der Glasfabrikation anerkannt zu sehen. (Die Glashütte, 1876 S. 253.)