Was ist ein Nachhallofen?
Ein Nachhallofen ist eine Art Schmelz- oder Metallveredelungsofen, der seit der Mitte des 17. Jahrhunderts verwendet wird und der allgemein als Ofen mit offenem Herd bekannt ist. Es schmilzt metallhaltiges Erz, indem es in der Nähe des Ofendaches heiße Gase erzeugt, ohne dass das Metall jemals in direkten Kontakt mit der Brennstoffquelle kommt, mit der es erhitzt wird. Da ein Nachhallofen eine jahrhundertealte Konstruktion hat und einen begrenzten Temperaturbereich aufweist, wird er normalerweise zum Schmelzen von NE-Metallen verwendet, die weicher sind als Eisen, wie Kupfer, Aluminium und Zinn. Das Ofendesign wurde auch verwendet, um Nickel und umweltgefährdende Metalle wie Blei zu schmelzen, was ihm einen negativen Ruf für die Menge an Luftverschmutzung einbrachte, die es erzeugen kann.
Industrieöfen können komplexe oder einfache Konstruktionen aufweisen, die auf der genauen Temperaturregelung und den Erzarten, die sie verarbeiten, basieren. Der Nachhallofen ist ein recht einfaches Modell, das eine normalerweise rechteckige umschlossene Kammer mit einer Vertiefung in der unteren Mitte aufweist, die als Herd bekannt ist. Erhitzte Flammen oder heiße Gase werden von oben über den Herd geleitet, und die Abgase werden dann durch einen oder mehrere Abzüge entlang der anderen Seite aus dem Ofen geleitet. Während die heißen Gase und Flammen in die Ofenkammer geleitet werden, fungiert die gegenüberliegende Wand als Prallfläche, von der sie abprallen, um in der Kammer weiter zu zirkulieren. Eine der wichtigsten Konstruktionsanforderungen für einen Nachhallofen besteht darin, dass der Weg für den brennenden Brennstoff so lang und so frei wie möglich ist, da dies eine intensivere Erwärmung des Innenraums und ein schnelles Schmelzen des Erzes ermöglicht.
Während sich ein metallurgischer Ofen auf eine der drei Arten der Wärmeübertragung stützen kann, um Erz zu schmelzen, ist die Wärmeleitung oder die Übertragung von Wärme von einer festen Oberfläche auf eine andere in der Regel am effizientesten. Der Nachhallofen hingegen ist fast ausschließlich auf Konvektion und Strahlung angewiesen, bei denen die Wärme über die Umgebungsluft auf das Erz übertragen wird. Dies bedeutet, dass ein Hallofen viel mehr Brennstoff zum Erhitzen und Schmelzen von Erz benötigt als ein feuerfester Ofen, der sich auf die Umgebungswärme stützt, die in Schamottsteinen gespeichert ist, um Metall zu schmelzen. Weichere Metalle wie Bronze oder Compounds wie Glas werden in der Regel in einem Nachhallofen verarbeitet, da sie niedrigere Schmelzpunkte aufweisen. In Sonderfällen wurden jedoch auch einige Nachhallkonstruktionen für die Verarbeitung von Stahl verwendet.
Verbesserungen am Nachhallofen, wie die Herstellung der Dachkonstruktion aus feuerfestem Ziegelstein zur Erhöhung des Wärmeniveaus, haben sie zwar zu einer vielseitigeren Klasse von Prozessöfen gemacht, doch haben sie einen Großteil ihres jahrhundertealten Designs beibehalten. Der Name des Nachhalls selbst kommt von der gewölbten Form bis zur Dachmitte, die es ermöglicht, dass heiße Gase nach oben fließen und dann wieder in die Ofenmitte zurückprallen. Der Ort des Rauchabzugs oder der Rauchabzüge für Abgase befindet sich im Allgemeinen am tiefsten Punkt des Daches, und der höchste Punkt des Dachbogens befindet sich unmittelbar über dem Punkt, an dem das Feuer und die heißen Gase eingeleitet werden. Diese Änderungen haben den Temperaturbereich des Nachhalls vergrößert Ofen, der der äußeren Dachkonstruktion eine Art längliches, walförmiges Aussehen verleihen kann.
Der Nachhallofen ist eine allgemeine Form des Pfützenofens, bei dem das gleiche Prinzip der Erwärmung durch heiße Gase zum Schmelzen von Eisenerz angewendet wird. Eine Hauptanwendung für Nachhallöfen ab 2011 ist jedoch das Schmelzen des weichen Bleimetalls zu reinem Blei. Diese Öfen weisen mehrere potenzielle Schwachstellen auf, bei denen die Umgebung durch Blei kontaminiert werden kann. Dazu gehören der Betrieb des Ofens unter Überdruck, Emissionen, die durch Staub- und Rauchlecks verursacht werden, da der Ofen keine vollständig abgedichtete Kammer ist, und die Freisetzung von Blei in die Umwelt, wenn Erz in den Ofen geleitet und Schlacke oder reines Metall entfernt wird.