Titel: Dumesnil's neuer Gypsbrennofen.
Autor: Jacquelain,
Fundstelle: 1856, Band 141, Nr. XXII. (S. 93–100)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj141/ar141022

XXII. Neuer Gypsbrennofen, von Hrn. Dumesnil zu Mareuillès-Meaux.

Aus dem Bericht des Hrn. Jacquelain im Bulletin de la Société d'Encouragement, Januar 1856, S. 3.

Mit Abbildungen auf Tab. II.

Neuere Verfahrungsarten beim Gypsbrennen. – Gay-Lussac machte im Jahr 1829 die beiden Fundamentalbeobachtungen, welche seit 25 Jahren Verbesserungen im Brennen des Gypses und dessen Anwendung als erhärtete Masse (mittelst gebundenen Wassers) veranlaßt haben. Nach seinen Versuchen übersteigt die zum Gypsbrennen erforderliche Hitze 150°C. nicht, wenn man im Kleinen im Laboratorium operirt. Ferner hat derselbe gefunden, daß man es dem physischen Zustande des ungebrannten Gypses, d.h. seiner verschiedenartigen primitiven Härte, und nicht der Kreide welche er zufällig enthalten kann, zuschreiben muß, daß gewisse gute Gypsarten nach ihrer Vermischung mit dem Wasser die härtesten und dem Zerdrücken am meisten widerstehenden Massen geben.

Auch Professor Payen hat im Jahr 1831 viele Versuche über das Brennen des Gypses angestellt; er ist dabei zu folgenden Resultaten gelangt:

1) die geringste Temperatur, bei welcher der Gyps noch mit Vortheil gebrannt werden kann, jedoch weit langsamer, ist 80° C.;

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2) eine Temperatur von 110 bis 120° C. ist hinreichend, um dem Gyps sein Krystallisationswasser zu entziehen und ihn vollkommen zu brennen;

3) um das Brennen gleichartiger für alle Theilchen der Substanz zu machen und es zu verbessern, muß man im letztern Fall den Gyps als Pulver oder in kleinen Stückchen anwenden, daher man auch den bei der Gewinnung des Gesteins fallenden kleinen Schutt benutzen kann.

Die ganze industrielle Frage dreht sich darum, ob es zweckmäßiger und wohlfeiler ist den Gyps zertheilt zu brennen oder in Blöcken, wo dann mehr Brennmaterial erforderlich ist. Jedenfalls ist es aber nothwendig ein ganz gleichartiges Product zu erzielen, und nicht ein solches, welches aus einem Gemenge von gut und von schlecht gebranntem Gyps besteht.

Wie wir gesehen haben, reicht zum Brennen des Gypses, d.h. zum Austreiben seines Krystallwassers, eine Temperatur von 110 bis 120° C. hin; bei derselben ist aber ein pulverförmiger Zustand und ein Ausbreiten des Gypses in Schichten von 5 bis 6 Centimeter (2 bis 2 1/2 Zoll) nothwendig, und es müssen deren Oberflächen häufig erneuert werden, um eine gleichförmige Entwässerung aller Theile schneller zu erzielen.

Man hat deßhalb die Wärme der Gewölbe der Flamm- und der Verkohkungsöfen zum Gypsbrennen benutzt, deren strahlende Wärme sich ohne neuen Kohlenverbrand auf 120° C. erhalten läßt. Andererseits empfahl man den pulverisirten Gyps in cylindrischen Kesseln zu brennen, die auf gewöhnliche Weise von Oefen umgeben sind, welche mit Holz oder selbst mit Steinkohlen gefeuert werden.

Wegen der Notwendigkeit das Material oft zu wenden, kamen seit 1825 verschiedene Apparate in Gebrauch, bei denen der Gyps über einem Herde, welcher nur eine niedrige Temperatur entwickelte, eine regelmäßige Bewegung erhält. So wendete man eine archimedische Schraube an, welche das Gypspulver aufnimmt und es dann in einen geneigten Cylinder ausschüttet, der durch die Gase und den Rauch eines Ofens gefeuert wird, welche in umgekehrter Richtung des in Bewegung befindlichen Gypses im Cylinder circuliren; der Gyps kommt gebrannt am untern Ende des Cylinders heraus, während die Gase dort einströmen. – Darauf empfahl man, die am Fuß der Gypsbrüche aufgehäuften kleinen Gerölle in Cylindern zu brennen, welche sich regelmäßig um ihre große Achse drehen und mittelst Steinkohlen auf die erforderliche Temperatur erhitzt werden. Das Laden dieser Cylinder mit Gypsstücken geschieht durch einen Trichter oder Rumpf, der zu einer Schieberthür führt, die auf der Seite des Cylinders an seinem hintern Ende angebracht ist; der gebrannte Gyps wird |95| durch dieselbe auch herausgenommen, wobei aber die Lage des Cylinders eine entgegengesetzte von derjenigen seyn muß, welche er beim Laden einnimmt.

Um einen ununterbrochenen Betrieb beim Gypsbrennen zu erzielen, ließ man durch einen allgemeinen Trichter oder Rumpf den zerpulverten Gyps auf senkrechte Reihen kleiner Trichter fallen, welche unter einander an Zahnstangen befestigt waren, die den Zweck hatten, den Fall des Gypses bis zu seinem vollständigen Brennen zu verzögern. Das gebrannte Gypspulver fiel durch ein Ventil heraus und drei senkrechte gußeiserne Röhren führten die heißen Gase in den Mantel, welcher die Trichter umgab, um denselben zu erhitzen.

Endlich hat man als Verbesserung dieser Methoden das Brennen des Gypses mittelst überhitzter Wasserdämpfe versucht.

Mit dem Brennen des zerpulverten Gypses sind zwei wesentliche Nachtheile verbunden: der erste besteht darin, daß zum Zerpulvern des rohen Gypses eine weit bedeutendere mechanische Kraft erforderlich ist als zur Zerkleinerung des gebrannten Gypses. Der zweite Nachtheil ist, daß bei nebeligem und regnerischem Wetter der zerpulverte Gyps sehr schnell die atmosphärische Feuchtigkeit absorbirt und nach dem Anrühren zu Mörtel seine wesentlichste Eigenschaft einbüßt, nämlich seine Widerstandsfähigkeit gegen die Zerdrückung – ein Fehler, der bei Bauen natürlich vermieden werden muß.

Ein solcher Gyps kann daher nicht lange aufbewahrt werden, auch könnte man ihn nicht weit versenden, außer in dichten Fässern. Deßhalb ist diese Art des Brennens eigentlich nur für die Abfälle und den Schutt der Gypsbrüche anwendbar.

Das Brennen des Gypses in Pulverform scheint uns kein allgemeines Verfahren werden zu können, selbst wenn die Kosten der Zerkleinerung sehr gering sind. Es ist nämlich jetzt erwiesen, daß das Brennen des Gypses in kleinen Stückchen und als Pulver keinen andern Vortheil gewährt, als ein gutes Product zu liefern, welches mit dem in Stücken gebrannten und dann zur Mühle kommenden Gyps vermengt werden kann, ohne letzteren zu benachtheiligen.

Aeltere Verfahrungsarten beim Gypsbrennen. – Nach dem ältesten und rohesten Verfahren geschieht das Brennen des Gypses in einem von drei senkrechten Mauern umschlossenen Raum, der mit einer Bedachung zur Abhaltung des Regens versehen ist. Mit den größten Gypsstücken macht man gewölbte Canäle in dem Ofen oder Stadel, und darüber her stürzt man erst die größeren und dann die kleineren Stücke, so daß letztere oben liegen. In den Canälen werden nun Feuer angemacht |96| und dieselben langsam und regelmäßig unterhalten. Nachdem das Brennen beendigt ist, bedeckt man den Haufen mit rohen kleinen Gypsstückchen, verschließt die Canäle mit Steinen und überläßt das Ganze der Abkühlung.

Da das Holz in den meisten Gegenden, wo viel Gyps gebrannt wird, theuer ist, so hat man dasselbe meistens durch Steinkohlen ersetzt. Hin und wieder hat man zum Gypsbrennen die bei der Verkohlung der Steinkohlen oder des Torfs in Oefen verloren gehende Wärme benutzt; man leitet nämlich die aus diesen Oefen ausströmende Flamme zwischen die Gypsstücke, welche in zwei kleinen, symmetrisch über dem Gewölbe der Verkohlungsöfen angebrachten Brennöfen, eingesetzt sind; statt zweier kleinerer Gypsöfen hat man auch nur einen über jedem Verkohlungsöfen angebracht, oder einen sehr großen Brennofen über drei Verkohlungsöfen, welche nach einander in Betrieb gesetzt wurden.

Um einen gleichförmiger und besser gebrannten Gyps zu erhalten, versuchte man halbkreisförmige Oefen, in welchen der Gyps und das Brennmaterial in senkrechten und concentrischen Schichten mit einander abwechselten.

Endlich berücksichtigte man auch den Wärmeverlust welcher durch die Unterbrechungen beim Gypsbrennen veranlaßt wurde, und entwarf Ofenconstructionen für den continuirlichen Betrieb.

Die erste derselben besteht aus zwei, an eine gemeinschaftliche Mauer gelegten Oefen, welche durch Schieberthüren, die oben an der Mauer angebracht sind, mit einander verbunden werden können. Beide Oefen, die abwechselnd betrieben werden, sind in ihrer ganzen Ausdehnung durch ein halbcylindrisches Gewölbe begränzt. Man ladet und entleert durch Thüren, welche an den beiden Enden dieses Halbcylinders angebracht sind. Uebrigens sind längs der unteren Wände des Ofens Oeffnungen angebracht.

Eine zweite Constructionsart besteht in zwei cylindrischen Oefen, die einander auf einer ersten und einer zweiten Ebene entgegenstehen und hinlänglich geneigt sind, damit die Ladung regelmäßig durch die obere Oeffnung und in dem Maaß bewirkt werden kann, als der gebrannte Gyps durch die untere Oeffnung des Ofens herauskommt.

Ein drittes System ist nichts anderes als ein continuirlich betriebener conischer Ofen mit gewölbtem Rost, über welchem sich entweder eine gußeiserne Glocke mit zahlreichen Röhren, die nach der Peripherie des Ofens ausgehen, oder eine gußeiserne Säule befindet, welche letztere auf ihrem ganzen Umfange Oeffnungen hat, wodurch die Verbrennungsgase gleichförmig vertheilt werden.

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Dumesnil'sches Verfahren. – Wir beschreiben zuvörderst seinen Ofen mit Hülfe der Fig. 1 bis 3.

Fig. 1 ist der Grundriß desselben in der Ebene der Sohle.

Fig. 2 ist der senkrechte Durchschnitt desselben nach der Linie XY des Grundrisses.

Fig. 3 ist ein theilweiser senkrechter Durchschnitt des Ofens nach der Linie W des Grundrisses.

A Aschenfall, B Thüre desselben. C Rost. D Herd.

E, E Canäle, welche die Flamme und die Verbrennungsgase unter die Glocke leiten.

F, F Oeffnungen in dem unteren Umfange der Glocke, damit die Flamme ringsum regelmäßig abziehen kann. G Gewölbe der Glocke.

H gekrümmter Canal, durch welchen die Reißigbündel in den Herd gelangen.

I Grube, durch welche der Heizer mittelst der Leiter g, h bis zum Aschenkasten gelangen kann.

J Mauerwerk von feuerfesten Ziegelsteinen, welches die Sohle des Ofens bildet.

K conische Umfassungswände des Ofens.

L Gewölbe oder Kappe über jenen.

M Oeffnung, durch welche die größeren Gypsstücke in den Ofen geschafft werden; sie wird durch eine gußeiserne Thür mit Füllung (Fig. 3) verschlossen, die man außen vermauert.

N andere Oeffnung, welche durch einen doppelten Blechdeckel mit Füllung verschlossen wird; durch dieselbe bringt man die kleinen Gypsstücke in den Ofen.

O, O Essen zum Reguliren des Zuges.

P, P blecherne Esse mit Klappe Q, welche durch die schwache Kette U, U bewegt wird.

R, S, T Gypsstein-Schichten, die unteren die größten, die oberen die kleineren Stücke enthaltend.

Dieser Brennofen besteht eigentlich aus zwei verschiedenen Theilen. Der erste tritt 1,60 Meter tief in den Boden ein, und dient dem zweiten Theil als Fuß; er ist aus Ziegelsteinen aufgemauert und besteht aus einem Aschenkasten A, einem Rost C, einem Herde D, welcher die Form eines umgekehrten Kegels hat. Ein weiter Canal H führt zu dem Herde und erhebt sich oben um 50 Cent, über den Boden. Dieser Canal hat keinen andern Zweck, als das Einschüren der Reißigbündel zu erleichtern und dem Herbe stets eine mehr als hinlängliche Luftmenge zuzuführen.

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In 1,10 Met. Höhe über dem Rost ist der Herd mit einem Gewölbe von feuerfesten Ziegelsteinen versehen, und unter demselben sind acht gebogene Canäle E angebracht, durch welche die Flamme unter die Glocke strömt.

Der zweite Theil der ganzen Construction ist der eigentliche Ofen, welcher die Gestalt eines sehr steilen abgestumpften Kegels hat; er ist mit zwei Reihen platt liegender Ziegelsteine aufgeführt und äußerlich mit einem Gypsüberzuge versehen. Oben endigt dieser Kegel mit einem Gewölbe L von der Form eines Kugelschnittes, und auf dem höchsten Punkte ist eine weite blecherne Esse P angebracht, die von vier kleinen Zugessen O umgeben ist. Die große Esse ist mit einem Klappenventil versehen, während die kleineren mit thönernen Deckeln verschlossen werden können. Diese letzteren vier Essen dienen nur zur Verstärkung oder Verminderung des Zuges, wenn an einer Stelle des Ofens die Hitze zu niedrig oder zu hoch ist.

Es sind an dem Ofen zwei Oeffnungen an entgegengesetzten Seiten angebracht, die eine am Fuß der Umfassungsmauern, die andere im Gewölbe. Die erstere M dient zum Beginnen, die letztere N zur Beendigung der Ladung; durch die erstere wird auch der gebrannte Gyps ausgezogen.

Ein besonders wichtiger Theil, welcher das vollständige Brennen des sämmtlichen Gypses bezweckt, ist eine Glocke aus gebranntem Thon von 1 Meter Durchmesser. Sie ist an ihrem Umfange mit acht Oeffnungen F versehen, erhebt sich bis 70 Cent, über die Sohle und unmittelbar über den Canälen E. Die Flamme und die Verbrennungsgase strömen aus dem Herde bis zum Boden der Glocke, biegen sich dann, schlagen aus deren Oeffnungen F heraus und verbreiten sich gleichförmig durch die ganze Masse des Gypses, indem sie zuvörderst in die engen Canäle einströmen, welche beim Laden in den ersten Schichten ausgespart wurden.

Um diese gleichförmige Vertheilung der Wärme zu erhalten, beginnt man damit, eine erste Schicht aus großen Stücken von etwa 40 Centimeter Breite, 30 Cent. Höhe und 20 Cent. Dicke, auf die hohe Kante gestellt, in geraden Linien von dem Umfange der Glocke nach demjenigen des Ofenmantels, auf der Sohle aufzusetzen, indem man einen Zwischenraum von 5 Centimeter zwischen jeder Reihe läßt, so daß Canäle entstehen, welche in der Fortsetzung der Oeffnungen F und der Canäle E liegen. In der Querrichtung von zwei Reihen der ersten Schicht stellt man andere Stücke als zweite Schicht auf, und zwar eine Reihe mit geringer Neigung von der Peripherie nach der Mitte des Ofens und die folgende Reihe in umgekehrter Richtung.

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Ueber der zweiten Schicht beginnt man eine dritte, der ersten ähnliche, wobei man stets beachtet, daß die Fugen zweier über einander befindlichen Schichten nicht in einer senkrechten Ebene zusammenfallen, sondern diejenigen der ersten Schicht mit denen der dritten u.s.f. In etwa 20 Cent. Höhe über der Glocke beendigt man das Eintragen des Gypses durch die Thüre M, wohin die Arbeiter sich einen Rückzugsraum gelassen haben, und die Arbeit wird durch die Oeffnung N fortgesetzt. Dabei siebt man nur dahin, daß nach oben zu immer kleinere Stücke für die Schichten genommen werden; in der obern Schicht soll man daher nur nußgroße Stücke haben.

Ist die Charge eines Ofens vollendet, so entzündet man das Reißig auf dem Herde und zu gleicher Zeit einige Reißigstückchen auf der obersten Gypsschicht, um einen stärkern Zug zu erhalten, so daß die Flamme und die Gase aus dem Herde schnell zur Esse strömen.

Während der ersten vier Stunden unterhält man ein sehr mäßiges Feuer mittelst 4 Reißigbüscheln per Stunde; während der darauffolgenden acht Stunden unterhält man ein stärkeres Feuer mit der doppelten Anzahl von Reißigbüscheln. Nach Verlauf von zwölf Stunden, der längsten Dauer des Gypsbrennens, läßt man das Feuer abgehen, verschließt alle Oeffnungen und breitet auf der letzten Gypsschicht 5 bis 6 Kubikmeter Gypsgerölle aus. Dadurch wird der Zug möglichst verzögert und die erlangte Wärme kann noch zum Brennen eines Quantums pulverförmigen Gypses benutzt werden.

Nach einer zwölfstündigen Abkühlung wird der gebrannte Gyps durch die Thür M aus dem Ofen geschafft.

Um über die Vertheilung der Wärme in dem Ofen genaue Nachweise zu erhalten, ließ ich in die Wände desselben drei Löcher bohren: das erste 42 Cent., das zweite 1,45 Met. und das dritte 2,40 Met. über der Sohle. In jedes Loch wurde eine gezogene eiserne Röhre von 18 Millimeter Durchmesser horizontal eingesetzt; dieselbe war an dem einen Ende verschlossen und vorher auf ihrem Boden, mit etwas Sand versehen worden, um die Glasröhre aufzunehmen, welche das zur Temperaturbestimmung dienende Metall enthielt.

Nach Einführung der Röhren, welche in den Ofen 1,20 Meter tief, also bis auf ein Viertel seines Durchmessers, treten, verschloß man die in das Mauerwerk gemachten Oeffnungen und überließ die Röhren während einer Stunde der Einwirkung der Hitze. Darauf untersuchte man den Zustand des Metalles und begann den Versuch von Neuem, wobei man aber nach den Umständen die Ordnung des Uebereinanderliegens der |100| Röhren veränderte; nach Verlauf einer Stunde wurde wieder eine Untersuchung angestellt, wodurch man für jeden Punkt die Temperatur zwischen zwei Gränzen bestimmen konnte.

So hatte nach Verlauf einer Stunde in der untersten Röhre das Zink seinen Zustand nicht verändert, wogegen die Darcet'sche Legirung geschmolzen war. In der Mittlern Röhre war das Zinn und dann das Blei geschmolzen und zwar letzteres unvollständig. In der obersten Röhre war das Darcet'sche Metall geschmolzen, während die Schmelzung des Zinnes nicht vollständig war. Daraus folgt, daß die Temperatur der unteren und oberen Zonen 250° C. nicht überstieg, während sie in der Mittlern Zone fast 360° C. erreichte.

Während eines zwölf Stunden dauernden Brennens verbrauchte der mit 35 Kubikmetern Gypsgestein besetzte Dumesnil'sche Ofen nur 225 bis 200 Reißigbündel im Gesamtgewicht von 1960 bis 1600 Kilogr. und in Folge des vortrefflichen Zuges entweicht der aus der Esse strömende Rauch stets in schneeigen Wirbeln.

Wenn wir nun über die Kosten des Gypsbrennens in verschiedenen Arten von Oefen annähernde Ueberschläge machen, so finden wir, daß das Brennen in dem Dumesnil'schen Ofen eine Ersparung von 50 bis 60 Proc. gegen dasjenige in den älteren Oefen gewährt.

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