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Als Oxydationsmittel dienen ferner Salpeter, weißes Arsen oder arsenige Säure; als Trübungsmittel für opake Glas [* 2] Knochenasche, Kryolith, Feldspat und Flußspat, [* 3] ferner Zinnoxyd, Arsensäure, Antimonsäure und Fluornatrium. Die beim Beschneiden von Tafel- und Spiegelglas entstehenden Abfälle (Schnittglas), die durch Bruch von Glasgefäßen entstehenden Scherben (Glasbrocken) und das im Ofen durch Platzen eines Tiegels ausgelaufene Glas (Herdglas) finden Verwertung, indem sie dem Gemenge zugesetzt werden. In neuerer Zeit, nach Einführung der verbesserten Ofensysteme und namentlich des Siemensschen Wannenofens, werden zur Herstellung von gemeinem Flaschenglas noch eine Anzahl roher Gesteinsarten verschmolzen, und zwar hauptsächlich Feldspat, Pechstein, Phonolith, Granit, Basalt, viele Laven und Hochofenschlacke.
Das Gemisch, das aus den für bessere Glassorten vorher gereinigten, gepulverten und in bestimmten Verhältnissen verwendeten Rohmaterialien hergestellt ist, heißt das Gemenge oder der Glassatz. Dieser läßt sich meist aus der Zusammensetzung des zu erschmelzenden Glas berechnen. Es ist dies eine Operation, die der Chemiker leicht ausführen kann; werden reine Rohmaterialien verwendet, so nimmt man den Oxyden des Glas äquivalente Mengen der Rohmaterialien, wobei allerdings zu berücksichtigen ist, daß gewisse Bestandteile des Glassatzes bei der hohen Temperatur, welche zum Schmelzen des Glas erforderlich ist, sich teilweise verflüchtigen.
Schmelzgefäße. Die Rohmaterialien werden möglichst fein gepulvert und gemischt und dann in die Schmelzgefäße, häufig unter Zusatz von Abfällen derselben Glassorte, eingetragen. Der Glassatz wird entweder in tiegelartigen Gefäßen, Glashäfen, oder in Wannen zu Glas geschmolzen. Man unterscheidet offene und geschlossene Häfen. Offene Häfen sind kreisrunde oder ovale, nach unten etwas verjüngte Gefäße (s. Tafel: Glasfabrikation [* 4] II, [* 1] Fig. 5), welche aus einem innigen Gemisch von plastischem Thon und gebranntem Thon, Chamotte (zum Teil aus Hafentrümmern entstammend), mit Wasser zu einer plastischen Masse geknetet, mit der Hand [* 5] aufgebaut werden. Der Thon muß feuerfest und kieselsäurereich sein. Die geschlossenen oder Haubenhäfen (Taf. II, [* 1] Fig. 8) werden angewendet, um leicht reduzierbare Bleigläser, die bei Zutritt der Flamme [* 6] geschwärzt würden, vor Einwirkung derselben zu bewahren.
Ehe die Schmelzgefäße in den Glasofen eingetragen werden, müssen sie etwa 8 Tage lang in eigens für diesen Zweck hergestellten Ofen (Temperöfen) vorgewärmt werden; man überträgt sie in glühendem Zustande in den eigentlichen Glasofen. Diese Operation ist eine der aufregendsten im Glasbetriebe, denn die Arbeiter sind dabei der quälenden Wirkung der vom Hafen wie von den Öfen [* 7] ausstrahlenden Wärme [* 8] ausgesetzt. Man durchbricht die Wände beider Öfen, 2–4 Arbeiter schieben ein dickes und breites Brett aus hartem Holz [* 9] unter den glühenden Hafen und übertragen denselben auf dem sofort in heller Flamme brennenden Brette zur offenen Stelle des Glasofens, schieben den Hafen in den weißglühenden Ofen und haben nachher noch große Mühe, den Hafen an die richtige Stelle der Ofenbank zu rücken. Gleich darauf wird die Lücke im Ofen wieder vermauert. Andere Hütten [* 10] verwenden statt des Holzbrettes eiserne Gabeln. Vor ihrer Verwendung werden die Häfen noch an ihrer Innenseite mit geschmolzenem Glas ausgestrichen (verglast). Die Haltbarkeit der Häfen ist sehr gering und dauert meist nur einige Wochen. Allzuschnelles Erkalten der Häfen bringt sie zum Springen.
Das Schmelzen des Glas beginnt kurze Zeit nach dem Eintragen des Satzes in den Hafen mit dem Erweichen und Schmelzen der Alkaliverbindungen, Soda und Pottasche geraten in Fluß und wirken ausschließend auf die Kieselsäure ein. Unter Entweichen von Kohlensäure bilden sich zunächst alkalireiche Silikate (Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2), die dann bei höherer Hitze, mit dem Kalk des Satzes vereint, lösend auf den Überschuß der meist als Sand vorhandenen Kieselsäure einwirken unter Bildung von sauren Doppelsilikaten.
Enthält der Satz Glaubersalz und Kohle statt Soda, dann wirkt Kohle zunächst reduzierend auf das Natriumsulfat (Glaubersalz) ein (Na2SO4+C=Na2SO3+CO) unter Bildung von Natriumsulfit. Letzteres wirkt bei hoher Temperatur wieder auf die Kieselsäure unter Bildung von Natriumsilikat und Entweichen von schwefliger Säure (Na2SO3+SiO2=Na2SiO3+SO2). Der weitere Vorgang ist derselbe, wie oben angegeben. Wird zu viel Kohle zugesetzt, so bildet sich Schwefelnatrium, das dem Glas einen unschönen Stich ins Gelbe erteilt.
Die anfangs sehr lebhafte Gasentwicklung bewirkt ein Aufschäumen der Masse, das zum Schlusse ganz aufhört. Während der Silikatbildung, dem Gemengschmelzen, wird möglichst stark geheizt. Bei fortdauernder Erhitzung während des Lauterschmelzens (Heißschürens) nimmt die Gasentwicklung allmählich ab und hört schließlich ganz auf. Der Ofen ist in heller Weißglut, das erschmolzene Glas dünnflüssig und fließt von der Pfeife ab, enthält aber meist noch kleine Gasbläschen.
Sowohl um diese zu entfernen, als auch um das Glas nochmals gut durcheinander zu rühren, spießt man einen wasserhaltigen Körper (etwa eine Kartoffel) auf ein Eisen [* 11] und fährt damit auf den Grund des Schmelzhafens; durch das schnelle Verdampfen des Wassers wird ein außerordentlich lebhaftes Aufschäumen der Masse bewirkt und so ein Sondern der Teile nach dem spec. Gewicht vermieden. Man bezeichnet diese Operation mit dem Ausdruck Blasen des Glas. Bei regelrechtem Verlauf der Schmelze muß eine am Ende des Heißschürens mit einem Eisenstab herausgenommene Glasprobe in dünnen Fäden von dem Stab [* 12] ablaufen und darf keine feinen Blasen zeigen. Um dem Glas die zur Verarbeitung erforderliche Konsistenz zu geben, wird der zweite Teil der Operation, das sog. Kaltschüren, begonnen. Dasselbe besteht darin, daß man das Feuer bedeutend mildert oder auch ganz entfernt und die Arbeitsöffnungen lüftet, sodaß die im Innern des Ofens herrschende hohe Temperatur wesentlich erniedrigt wird.
Die Bildung der gefährlichen Glasgalle (s. d.) wird bei den jetzigen Schmelzmethoden vermieden.
Glasöfen. Die beinahe ununterbrochene Weißglut, welche durch viele Monate im Glasofen aufrecht erhalten wird, und die dadurch bedingte Verflüchtigung eines – wenn auch kleinen – Teiles der Alkalisalze aus dem Glassatze, welche die Bestandteile der Ofenwand und Decke [* 13] angreifen und mit ihnen zu glasartigen Massen verschmelzen, machen eine sorgfältige Auswahl des Ofenmaterials sowie eine besondere Sorgfalt in der Herstellung des Mauerwerks unbedingt notwendig. Die ältern Glasöfen sind backofenartige Räume mit kreisrundem oder eckigem Querschnitt, in denen 4-12 Häfen an ¶
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den Wänden auf «Bänken» aufgestellt werden. Von einer unter der Sohle liegenden Rostfeuerung treten die Flammen in den Ofen ein, umspülen die Häfen und entweichen dann durch eine Reihe seitlich angebrachter Öffnungen entweder zunächst in die Kühl- oder Temperöfen oder direkt in den Schornstein. Taf. I, [* 14] Fig. 6 stellt einen runden, englischen Ofen für direkte Steinkohlenfeuerung im Durchschnitt dar. Das Feuer wird auf dem Rost D unterhalten; die zur Verbrennung erforderliche Luft tritt durch den Kanal [* 15] I in das Aschengewölbe H, wird dort angewärmt und streicht sodann durch den Rost nach oben.
Die sich bildende Flamme schlägt in den Ofen, bricht sich am Gewölbe [* 16] und entweicht durch die Füchse E in die Schornsteine. Zwischen je zwei Schornsteinen steht ein Hafen B, der durch ein mit dem Arbeitsloch A versehenes Hafenthor C eingesetzt wird. Als Brennmaterial wurde früher fast ausschließlich das Holz verwendet, welches eine lange rußfreie Flamme liefert. Heute noch ist in Venedig [* 17] Holz das wichtigste Brennmaterial. Ebenso wird Holz noch im Böhmerwald, Thüringerwald und im Bayrischen Wald als Brennstoff verwendet, später wurde das Holz vielfach durch die billigere Steinkohle ersetzt, seit etwa zwei Decennien wird aber immer mehr und mehr die Gasfeuerung [* 18] (s. d.) angewendet, die nicht nur eine bessere Führung der Flamme, das Erreichen höherer Temperaturen, sondern auch die Benutzung der verschiedenartigsten, selbst der schlechtesten Brennmaterialien gestattet.
Unter allen Konstruktionen von Glasöfen mit Gasfeuerung sind die von Friedrich Siemens am weitesten verbreitet. Sowohl für Hafen- als für Wannenbetrieb hat die Regenerativ-Gasfeuerung Anwendung gefunden, und gegenwärtig stehen Öfen beider Art in größern und auch kleinern Glashütten im Betriebe. Auf Taf. I, [* 14] Fig. 1 u. 2 ist ein Siemensscher Hafenofen mit Regenerativ-Feuerung dargestellt [* 14] (Fig. 1 ist ein Längsschnitt nach CD in [* 14] Fig. 2; [* 14] Fig. 2 ein Querschnitt nach AB in [* 14] Fig. 1). Auf der Ofensohle sind acht offene Häfen (auf jeder Längsseite vier) aufgestellt, die von der in der Längsrichtung fließenden Flamme umspült werden; vor jedem Hafen befindet sich ein Arbeitsloch a. Durch die mit Platten versetzten Öffnungen b kann das beim Leckwerden eines Hafens auf die Ofensohle fließende Glas entfernt werden.
Unter der Ofensohle befinden sich die Regeneratoren, die abwechselnd von Luft und Heizgasen durchströmt werden. Eine ganz hervorragende Verbesserung an seinen Glasöfen hat Fr. Siemens neuerdings durch Einführung des Heizverfahrens mit freier Flammenentfaltung angebracht. Diese Feuerungsart eignet sich sowohl für Hafen- als für Wannenöfen. Während man bisher die Glasschmelzöfen möglichst eng baute, um die Hitze zusammenzuhalten, baut Siemens dieselben jetzt weitläufiger mit einem hohen Raum über den Häfen, woselbst die Flamme frei, ohne Glas oder Wand zu berühren, verbrennt und das Glas, weniger durch Mitteilung als durch Strahlung der Flammen sowohl, als auch der Ofengewölbe erhitzt wird. Die Vorteile der neuen Feuerung bestehen in einer vollständigern Verbrennung des Gases im Ofen und in bedeutender Schonung der Wände und Schmelzgefäße.
Bei den Wannenöfen unterscheidet man solche für periodischen und solche für kontinuierlichen Betrieb. Die erstern finden gegenwärtig wenig Anwendung. Der vorzüglichste Ofen der letztern Art, der Siemenssche hufeisenförmige Wannenofen mit freier Flammenentfaltung, ist in Taf. I, [* 14] Fig. 3, 4 u. 5 durch zwei Vertikalschnitte und einen Horizontalschnitt dargestellt. Die Wanne selbst ist durch Querwände in die Abteilungen W1, W2 und W3 geteilt. In jeder dieser Abteilungen kann eine andere Glassorte abgeschmolzen werden. Generatorgas und Luft treten, in den Regeneratoren R1, R2 [* 14] (Fig. 4) vorgewärmt, bei a in den Ofen, ziehen als lebhafte Flamme über der halbkreisförmigen Wanne hin und entweichen bei a' durch R3 und R4 in die Esse, oder sie treten bei a' (aus den Regeneratoren R3 und R4) ein und entweichen bei a in umgekehrter Richtung.
Die Kanäle g und l ( g1 und 11) dienen dazu, abwechselnd Generatorgas und Luft den Regeneratoren zu oder die Verbrennungsgase von diesen fort in die Esse zu führen. Die Wände und der Boden der Schmelzwanne werden, um sie vor der allzuraschen Zerstörung durch die Hitze zu schützen, durch Kanäle k1, k2 und c, in denen frische Luft hindurchstreicht, beständig gekühlt. Bei z wird der Glassatz in die Wanne eingetragen, schmilzt dort, das Glas fließt gegen die Mitte zu (woselbst die größte Hitze herrscht), wird dort geläutert und gelangt endlich in ziemlich reinem Zustande bei den Arbeitsöffnungen d an. Daselbst wird das Glas durch gesteigerte Luftzufuhr in den Kanälen c und bei den Öffnungen d kühler gehalten, damit es die zum Formen geeignete Zähflüssigkeit erhält. Um die Läuterung zu vervollständigen, werden sog. Schiffchen s vor den Arbeitsöffnungen in die Glasmasse eingesetzt.
Taf. II, [* 14] Fig. 9 stellt ein derartiges Schiffchen in Vertikal- und Horizontalschnitt dar. Die Abteilung B erhält durch eine oder mehrere Abteilungen C das Glas aus der Wanne. Indem das Glas über die Wand nach B fließt, wird es dicht an die Oberfläche geführt, hier der Hitze ausgesetzt und dadurch noch einmal geläutert. Aus A wird das Glas verarbeitet. Das ganze Schiffchen ist aus Chamotte hergestellt und schwimmt infolge seines geringen spec. Gewichts auf der Glasmasse.
Die verschiedenen Ofensysteme ergeben sehr verschiedene Betriebsresultate. Während in den ältern Öfen mit direkter Feuerung zum Abschmelzen von 1 Ctr. Glas 8 Ctr. Holz oder 3–4 Ctr. Stückkohle verbraucht wurden, kommt man in Siemensschen Regenerativöfen mit 1 Ctr. Holz oder 0,5 bis 0,75 Ctr. Steinkohlen oder 2 Ctr. Torf aus. In ältern Ofen waren minderwertige Brennmaterialien, wie Torf und Braunkohle, ganz ausgeschlossen, bei den mit Gasfeuerung betriebenen Öfen werden dieselben in großen Massen angewendet.
Man erzielt eine viel reinere, von Ruß und Flugstaub freie Flamme, die sich leicht regeln und je nach Bedarf als Oxydations- oder Reduktionsflamme verwenden läßt. – Welche Vorteile der Hafenofen mit freier Flammenentfaltung gegenüber den ältern Hafenöfen mit Regenerativ-Feuerung bietet, zeigt Siemens durch die folgenden Angaben: Ein Ofen älterer Bauart mit 10 Häfen und siebenstündigem Betrieb erzeugte monatlich 70–80000 Flaschen. Die Häfen hielten ungefähr 3 Wochen, der Ofen selbst etwa 3 Monate. Nachdem dieser Ofen durch Vergrößerung der Heizkammer dem neuen Heizverfahren entsprechend umgebaut war, lieferte derselbe bei neunstündiger Arbeitszeit 130–140000 Flaschen monatlich, der Ofen hielt 3 Jahre, die Häfen etwa 6 Wochen.
Verarbeitung des Glas. Früher wurden beinahe alle Glassorten an der Pfeife geblasen. Heute kann ¶