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Kobaltverbindungen
(Schmalte und
Kobaltoxyd) zum
Blaufärben;
Uran gibt in
Bleiglas reines, völlig durchsichtiges
Gelb, in Kalikalk
glas
eine etwas getrübte, durch
Fluoreszenz
[* 3] grünlich schimmernde, gelbe Färbung.
Kupferoxyd färbt blaugrün, wird aber meist
neben
Chromoxyd angewandt, dessen Gelbgrün es dämpft und blauer macht. Bei Gegenwart von reduzierenden Agenzien wird das
Kupferoxyd in
Oxydul verwandelt, welches eine leuchtend blutrote Färbung gibt.
Durch eine besondere Behandlung geht das mit
Kupferoxydul gefärbte
Glas unter reichlicher Kristallausscheidung in
Aventurin
über.
Chromoxyd erzeugt eine lebhafte gelblichgrüne
Farbe (Annagrün). Die Schwerlöslichkeit des
Chromoxyds benutzt man zur
Herstellung von Chromaventurin.
Silber färbt
Glas hellgelb bis orange, wird aber nur selten zu Färbungen
in der
Masse benutzt.
Gold
[* 4] gibt das prachtvolle
Rubinglas.
Zinnoxyd macht das
Glas trübe
(Alabasterglas) bis völlig opak und weiß.
Eisenoxydul erzeugt eine bouteillengrüne, Eisenoxyd eine gelbe Färbung. In verschiedenen Verhältnissen gemengt, vermögen die Oxyde des Eisens alle Färbungen des Glases hervorzurufen. Die durch Eisenoxydul gefärbten Gläser werden im Sonnenlicht gelb, indem stets vorhandenes schwefelsaures Natron Eisenoxyd und Schwefelnatrium bildet. Durch Erhitzen geht die Reaktion wieder zurück. Einigermaßen erwünscht ist das Eisen [* 5] nur im Bouteillenglas, da seine leicht schmelzbaren Silikate die erhärtende Wirkung der Thonerde zum Teil paralysieren. Kohle erzeugt Schwefelmetalle, durch welche das Glas gelb bis braun wird.
Die Rohmaterialien werden in gut zerkleinertem Zustand nach bestimmten Verhältnissen sorgfältig gemischt und dann unter Zusatz von Glasbrocken, welche die Glashütten aufkaufen, sortieren und reinigen oder auch aus eignem Abfall sammeln, eingeschmolzen.
Zum Einschmelzen dienen die Glashäfen, welche aus schwer schmelzbarem Thon unter Zusatz von Schamotte und Hafenscherben dargestellt werden, von rundem oder elliptischem Querschnitt, nach dem Boden zu verjüngt sind und etwa 60-600, ja bisweilen 2500 kg Glas fassen, oben offen oder (für Bleiglas) gedeckt, nach oben zu durch eine seitlich mit kurzem Hals versehene und durch diese mit der Arbeitsöffnung des Ofens in Verbindung stehende Kuppel gegen den innern Ofenraum völlig abgeschlossen sind.
Häfen für kontinuierlichen Betrieb bestehen aus drei Abteilungen, indem an der der Arbeitsöffnung des Ofens zugewandten Seite des Hafens durch eine doppelt gekrümmte, nach unten und vorn geneigte Wand ein Stück des Innenraums abgesondert ist, während der übrige, im Horizontalschnitt sichelförmige Raum des Hafens durch eine von der erwähnten Scheidewand bis zur gegenüberliegenden Hafenwand gehende zweite Wand in zwei gleiche Teile geteilt wird. In der einen dieser Abteilungen wird das Gemenge der Rohmaterialien eingeschmolzen, die geschmolzene Masse steigt vom Boden durch ein Rohr empor, ergießt sich in die zweite Abteilung, wird auf diesem Weg sehr stark erhitzt, läutert in der zweiten Abteilung, sinkt zu Boden und tritt durch eine unten angebrachte Öffnung in die dritte Abteilung, aus welcher sie bei der Verarbeitung entnommen wird.
Die Öfen, [* 6] in welchen die Häfen erhitzt werden, sind stehende Flammöfen, fassen 6-10 Häfen und müssen Raum enthalten, um Arbeitsstücke von jeder Form und Große wiederholt darin erweichen zu können, ohne sie mit den Wänden, Häfen etc. in Berührung zu bringen. Bei der empfindlichen Natur des Glases braucht man ein möglichst reines und klares, von Asche- und Kohlenteilen reines Feuer, wie es am leichtesten durch Holz [* 7] erzeugt wird. In neuerer Zeit hat die Notwendigkeit der Brennstoffersparnis zur Benutzung von Stein- und Braunkohlen und Torf geführt.
Holzfeuerung findet man gegenwärtig noch im Böhmerwald, im Bayrischen Wald, in einigen deutschen Mittelgebirgen, wie im Thüringer Wald, und im süddeutschen Oberland. Textfig. 1, 2, 3 zeigen einen Glasofen für Holzfeuerung. Auf dem Fundament ff erheben sich zu beiden Seiten die massiven Mauerkörper, der äußere a a und der innere b b, welche eine langgestreckte Grube c (Piepe, Tonne) umgrenzen. Mit letzterer stehen die Feuerungen x y in Verbindung. Diese dienen zur Erzeugung, die Tonne als Raum zur Entwickelung der Flamme. [* 8]
Die Häfen h h stehen in zwei Reihen auf dem Mauerkörper b b (den Bänken). Die aus c aufsteigende Flamme schlägt zunächst zwischen den beiden Häfenreihen, also durch die Gasse e durch, verbreitet sich in dem Arbeitsraum g g bis an das Deckengewölbe i i und nimmt durch die zugleich zum Ausarbeiten des Glases dienenden Öffnungen o o in den Seitenmauern n n ihren Ausweg. Die Öffnungen r r werden nur beim Auswechseln der Häfen benutzt. Das Holz, am besten Nadelholz in 10 cm breiten und halb so
[* 1] ^[Abb.: Fig. 1-3. Glasofen für Holzfeuerung.] ¶
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dicken Scheiten, wird zunächst in Gerüsten über dem Ofen im Dachgebälk der Hütte stark gedörrt und dann, wie in [* 9] Fig. 4 (Taf. II) ersichtlich, benutzt. Die Feuerung besteht aus den beiden Räumen A und B, welche durch die Thonplatte a a mit der runden Öffnung θ voneinander getrennt sind. A ist durch die Thonplatte C i verschlossen; der Raum B hat nach außen eine weitere Öffnung, bei welcher der Luftzutritt durch die Platte d mit der Öffnung x geregelt wird. Solange der Ofen in Betrieb ist, steht der ganze Feuerraum in lebhafter Rotglut, und sobald ein Scheit durch die Öffnung o eingeschoben wird, daß es frei in den Feuerraum hineinragt, wird es schnell in eine mächtige Flamme und einen Kohlenrückstand aufgelöst.
Die Kohlen fallen auf den Rost a und durch θ nach B, wo sie nun weiter verbrennen. Während das Scheit an dieser Schüre verzehrt wird, bedient der Arbeiter die zweite Schüre und kehrt zur ersten zurück, um sofort ein neues Scheit durch o einzuschieben. Gegenwärtig benutzt man bei dieser alten Ofenkonstruktion gewöhnlich eiserne, mit Thon gefütterte Thüren und eiserne Roste. Bei dem deutschen Ofen [* 9] (Fig. 5, Taf. II) wird auf der größten Schüre A mit grobem, auf der andern Schüre B mit dünn gespaltenem Holz geschürt.
Die durch die Schüröffnungen o o eingeschobenen Scheite liegen mit dem einwärts gekehrten Ende auf Bogenstücken b d f, zwischen welchen bei g g h h sich die Kohlen sammeln. Durch E E x x y wird der Luftzutritt zu dem Raum C C geregelt. Bei Steinkohlenfeuerung braucht man zur Erzielung einer mächtigen, heißen Flamme große Roste, welche die ganze Länge des Ofens durchsetzen oder wenigstens den größten Teil desselben für sich in Anspruch nehmen. Den größten Fortschritt in den Ofenkonstruktionen brachte die Einführung der Gasfeuerung [* 10] (s. d.), durch welche aus geringwertigen Brennstoffen ein ebenso reines Feuer erzielt wird wie aus Holz.
Namentlich hat der Siemenssche Regenerativgasofen große Verbreitung gefunden und bezeichnet den Beginn einer neuen Ära für die Glasindustrie. Man hat an demselben drei Teile zu unterscheiden: den Generator, den Schmelzofen [* 11] mit dem Verbrennungsherd und die Regeneratoren. Der Generator richtet sich in seiner Form nach dem zur Heizung [* 12] benutzten Brennmaterial. Textfig. 6 zeigt den für Kohlen und festen Torf bestimmten, räumlich vom Schmelzofen getrennten, stets außerhalb des Hüttengebäudes aufgestellten Generator. In diesen wird alle 2-4 Stunden das Brennmaterial durch Füllöffnungen g eingebracht; es stürzt auf die schiefe Ebene b b und auf den Treppenrost c c und staut sich vor diesem im untersten Teil des Generators.
Bei der dicken Schicht des Brennmaterials findet eine unvollkommene Verbrennung und auf der schiefen Ebene b b nur eine trockne Destillation [* 13] desselben statt. Zur Regulierung der Verbrennung sind bei o und h kleine, für gewöhnlich verschlossene Öffnungen angebracht, durch welche Schürstangen eingeführt werden können. Eine Eigentümlichkeit dieses Generators besteht in der Zuführung von Wasser aus x durch das Rohr n n nach dem Trog u, aus welchem Wasserdampf aufsteigt, um sich mit dem glühenden Brennmaterial in Kohlenoxyd und Wasserstoff umzusetzen.
Die im Generator B entwickelten brennbaren Gase [* 14] entweichen durch l, steigen im Rohr D auf und strömen durch die Rohrleitung und den Kanal [* 15] E zum Glasofen. Bevor dieselben nun aber in den Verbrennungsraum gelangen und hier mit zugeführter Luft verbrennen, passieren sie ebenso wie die letztere die Regeneratoren, welche kurz zuvor durch die aus dem Ofen abströmenden Verbrennungsprodukte erhitzt worden sind. Die Heizgase und die Luft nehmen hierbei eine sehr hohe Temperatur an; allmählich aber kühlen die Regeneratoren ab, und nun wird die ganze Zugrichtung im Ofen umgekehrt: durch die abgekühlten Regeneratoren strömen von jetzt an wieder die Verbrennungsprodukte, während die Generatorgase und die Luft durch das zweite Paar der Regeneratoren geleitet werden, durch welches bis dahin die Verbrennungsprodukte gegangen waren. Diese Umkehrung der Zugrichtung wird durch besondere Wechselklappen erreicht. Die Regeneratoren sind Kanalerweiterungen, welche mit einem aus feuerfesten Steinen hergestellten Netzwerk [* 16] gefüllt sind. [* 9] Fig. 7, 8, 9 (Taf. I) zeigen einen Hohlglasofen mit stehenden Regeneratoren. Der Kanal G [* 9] (Fig. 7) ist das dem Ofen zugekehrte Ende des Kaminkanals, das bei A mit dem offenen untern Ende des Gas-, bei a mit demjenigen des Luftwechselklappenrohrs kommuniziert.
Mit diesem Rohr steht über A der vom Generator kommende Gaskanal in Verbindung, und aus diesem wird das Gas je nach der Stellung der Wechselklappe nach B oder B' geleitet, wobei im ersten Fall B', im entgegengesetzten Fall B mit dem Kamin kommuniziert. Ebenso wird bei a die Luft mit Hilfe der Wechselklappe entweder nach b oder nach b' dirigiert und auch hier im ersten Fall b', im zweiten Fall b mit dem Kamin in Verbindung gebracht. Auf dem heller schraffierten Teil des Horizontalquerschnitts [* 9] (Fig. 7) ruht nun der eigentliche Ofen. Über den als gleich-
[* 9] ^[Abb.: Fig. 6. Siemensscher Regenerativgasofen für Kohlen- und Torffeuerung.] ¶
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zeitiger Gas- und Luftzuzug zusammengehörigen Kanälen C' und c' sowie C und c befindet sich zunächst je ein sich über die halbe Länge des Ofens erstreckendes Paar Regeneratoren, von denen die rechts von der Mittellinie liegenden D' und D in die Gas-, die links liegenden d' d in die Luftzuführung des Ofens eingeschaltet sind. Steigen nun Gas und Luft, ersteres durch Öffnungen im Gewölbe [* 18] des Kanals C', letztere in derselben Weise aus c', in die Räume D' und d' auf, so werden sie auf ihrem Weg durch das heiße Steinnetzwerk erhitzt, bevor sie aus den Hälsen E' e' in die durch Zwischenwände getrennten Feuerzüge F' f' der Ofensohle und aus diesen in den Schmelzraum treten.
Die Züge kommunizieren unten sämtlich mit einer der zu beiden Seiten des Ofens zwischen den Regeneratoren gelegenen Kammern H' und H (Glastaschen), die aus dem Schmelzraum etwa abfließendes Glas aufnehmen und flüssig erhalten; sie sind durch die Vorsatzkuchen h' h geschlossen und durch die Formsteine i' i vor Abkühlung geschützt. Durch die Mauerung der Sohle, auf welcher die Häfen stehen, zieht sich ein Kanalsystem K' K' K K, dessen horizontale Leitungen mit ihrem einen offenen Ende außerhalb der Ofenmauerung beginnen, mit dem andern in die an beiden Breitseiten des Ofens errichteten Kamine K' K münden.
Diese Kanäle bezwecken eine Abkühlung der Herdsohle. An den Breitseiten liegen noch die Hafenthore l, in der Mauerung der Langseite vor jedem Hafen die Aufbrechlöcher mit ihren Vorsetzkuchen m m, über diesen die Formsteine mit auf ihnen ruhenden, ihre Breite [* 19] vergrößernden Eisenplatten sowie die die Arbeitslöcher n n umschließenden Ringsteine. Die Umkehrung der Zugrichtung im Ofen wird etwa halbstündlich wiederholt. Bei dem neuern Siemensschen Wannenofen fallen die Häfen ganz fort, und die passend vertiefte, ausgehöhlte Ofensohle bildet das das Glas aufnehmende Schmelzgefäß.
Der Ofen besitzt ebenfalls Regenerativgasfeuerung, und die Wanne ist ähnlich wie der Hafen für kontinuierlichen Betrieb in drei Kammern geteilt, so daß ein kontinuierlicher Betrieb ermöglicht und das in dem Ofen, der sich besonders für Massenfabrikation eignet, fertig gemacht werden kann. [* 17] Fig. 10 (Taf. I) zeigt einen Vertikalschnitt desselben. Unter dem hintern Teil desselben A befinden sich die Regeneratoren, von denen in der [* 17] Figur das eine Paar D D' sichtbar ist.
Sie kommunizieren mit zwei zu beiden Seiten des Ofens sich lang hin erstreckenden Kanälen, von denen einer mit dem Gas-, der andre mit dem Luftgenerator verbunden ist. Aus diesen Kanälen treten Gas und Luft in gesonderten Partialströmen durch die Zuleitungen h h in den Ofen, entzünden sich in demselben bei ihrem Zusammentreffen, und die Verbrennungsprodukte ziehen durch die an der gegenüberliegenden Seite des Ofens mündenden Kanalöffnungen des zweiten Regeneratorpaars ab. Unter der Sohle des Ofens ist ein Hohlraum f f ausgespart, der am vordern Teil des Ofens mit der freien Luft, am hintern Teil mit den Luftkanälen g kommuniziert. In diesem Hohlraum findet ein fortwährender Luftwechsel statt, welcher eine Überhitzung des Wannenbodens verhindert.
In dem Raum A, der durch eine mit kühlenden Luftzügen versehene Zwischenwand abgegrenzt ist, wird das durch a aufgegebene Gemenge geschmolzen; das rohe Glas tritt, durch b b aufsteigend, in den Läuterraum B und muß hierbei in dünner Schicht über die Brücke [* 20] strömen, auf welcher es sehr stark erhitzt wird. In B vollzieht sich die Läuterung, und das reine Glas tritt nun unter der zweiten Scheidewand durch c in den nicht mehr mit eigner Feuerung versehenen Arbeitsraum C, aus welchem es von den Arbeitslöchern d d aus verarbeitet wird; e e sind kleine Löcher in der Außenwand und dienen zum Vorwärmen der Pfeifen.
Zur Herstellung des Glases beschickt man die stark erhitzten Häfen mit dem Gemenge der Rohmaterialien, füllt nach dem Niederschmelzen weiteres Rohmaterial nach und setzt, wenn auch dieses geschmolzen ist, Glasbrocken hinzu, um den Hafen vollständig zu füllen. Die beim Schmelzen sich ausscheidende Glasgalle besteht im wesentlichen aus schwefelsauren Alkalien, enthält oft auch bedeutende Mengen von schwefelsaurem Kalk und wird abgeschöpft oder durch Umrühren mit Holz oder Zusatz von Kohle in schwefligsaures Salz [* 21] verwandelt, welches von dem Glas aufgenommen wird.
Reinere Materialien liefern sehr wenig Galle. Nach Beseitigung derselben bringt man den Ofen auf die höchste Temperatur (Heißschüren), um das Glas dünnflüssig zu machen. Es steigen dann alle noch eingeschlossenen Glasbläschen an die Oberfläche empor, die Masse kommt in lebhafte Bewegung und gewinnt dadurch erheblich an Homogenität. Gleichzeitig setzen sich bei dieser Läuterung ungelöste Körper und Klümpchen in dem Hafen zu Boden, und schließlich bewirkt man noch lebhaftes Aufwallen durch Umrühren mit frischem Holz, durch Einwerfen von Arsenik oder durch Niederstoßen einer Kartoffel in das Glas. Nach beendigter Läuterung, welche etwa 4-6 Stunden erfordert, folgt das Kaltschüren, d. h. ein Ablassen der Ofentemperatur, bis das Glas denjenigen Grad von Zähflüssigkeit erreicht hat, welcher zum Verarbeiten erforderlich ist. Dabei sinkt aber die Temperatur des Arbeitsraums über den Häfen zu tief, und man muß von neuem feuern (Glut machen), um während der Ausarbeitung eine helle Rotglut zu erhalten.
Formgebung.
Das fertige Glas unterliegt in allen Fällen einer formgebenden Behandlung, und zwar beginnt diese entweder erst nach langsamem völligen Erstarren der Masse (optisches Glas, Flüsse), [* 22] oder in noch halbflüssigem, zähem Zustand des Glases (vor der Pfeife oder mit der Zange [* 23] bearbeitetes Glas), oder endlich schon bei hoher Temperatur und dünnflüssigem Zustand der Masse (gegossenes und gepreßtes Glas).
Das zu optischen Zwecken bestimmte Flintglas muß vollkommen farblos u. sehr homogen sein. Durch Steigerung des Bleioxydgehalts auf 43-44,5 Proz. erhält es hohes spezifisches Gewicht u. Lichtbrechungsvermögen; der Gehalt an Kieselsäure beträgt etwa ebensoviel und der Natron- (oder Kali-) Gehalt 11-11,75 Proz. Man schmelzt das Flintglas aus sehr reinem Sand (früher Feuerstein, engl. flint, daher der Name), Mennige, Pottasche, oft unter Zusatz von salpetersaurem Bleioxyd, erhitzt das fertige Glas zuletzt bis zu vollkommenster Dünnflüssigkeit, rührt dann, um Entmischung, zu der dies Glas stark neigt, zu vermeiden, mit einem Thoncylinder, der an einem Eisenstab befestigt ist, bis es sehr zähflüssig geworden ist, läßt es möglichst schnell bis auf dunkle Rotglut erkalten (um der Entglasung [* 24] vorzubeugen) und verschließt dann alle Öffnungen des Ofens, um die weitere Abkühlung auf 6-8 Tage auszudehnen. [* 17] Fig. 11 (Taf. II) zeigt Bontemps' Ofen zur Darstellung von optischem Glas Derselbe gleicht einem stehenden Cylinder mit halbkugelförmigem Gewölbe E. In seiner Mitte befindet sich die Bank A, an zwei gegenüberliegenden Seiten je eine Feuerung mit ihrem Rost a. Der Ofenzug wird durch seitlich in der Höhe H und l die Außenmauer durchbrechende, mit den niedrigen, unter einem ¶