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Ofen & Brand

Ofen & Brand

 
 
 

 

Porzellanbrand bei 1.400° C

Porzellan ist ein Endprodukt, dass erst durch die Verschmelzung von Rohstoffen unter großer Hitze zu einem Festkörper gedeiht. Diesen Prozess der Porzellanherstellung nennt man Porzellanbrand, der in unterschiedlichen Öfen und Herstellungsstufen erfolgen kann. Je nach Herstellungskompetenz, Land und Fertigungsanspruch können bis zu 5 Trocknungs- bzw. Brennvorgänge angewendet werden, dass Endprodukt in die jeweils gewünschte Festigkeit zu bringen. Allen unterschiedlichen Brennmethoden, Ofenarten und Trockungsvorstufen obliegen am Ende die grundsätzliche Einheit des Hartbrandes, der erst oberhalb einer Temperatur von 1.300 °C aus Keramik echtes Porzellan werden lässt.   

Wir erklären Ihnen, warum der Brand von Porzellan von hoher Bedeutung ist!

 


 

 

Ofenarten

Blockofen:

Blockofen

 

Tunnelofen:

Tunnelofen

Grundsätzlch stehen für die Porzellanherstellung - neben diversen Trockungskammern und Trocknungsmethoden - 2 Arten von Porzellanöfen für Verfügung, die den Glattbrand oberhalb von 1.300 ° C erreichen. Beider arten werden heute in modernen Anlagen Gas betrieben und mit Wärmerückgewiinungssystemen ausgerüstet. Der Porzellanbrand mit Kohle ist so gut wie ausgestorben und weicht modernen Ofenanlagen. Für den Glattbrand werden folgende Ofenformen eingesetzt.

 

Die Verwendung Tunnel- oder Blockofen obliegt im Wesentlichen der beabsichtigten Produktionsmengen, die sich wiederum aus den Herstellungskapazitäten der unterschiedlichen Herstellungsmethoden (Rollen/Drehen/Gießen/Pressen/Druckpressen) ergeben. Als Faustformel gilt: Je größer eine Fabrik oder je höher das Produktionsaufkommen gleichartiger Artikel unterschiedlicher Körperformen, desto eher ist der Einsatz eines Tunnelofens rentabel. In der chinesischen Porzellanindustrie trägt der Tunnelofen aber einen Spitznamen, der seine Nachteile in einem Wort beschreibt: The hungry Dragon (der hungrige Drache). Ein Tunnelofen lässt sich, je nach Bedarf, nicht einfach an- oder abschalten und muss permanent befeuert werden. Diese Notwendigkeit legt der Fabrik einen hohen Kosten- bzw. Produktionsdruck auf, jeden Tag und jede Stunde aufs Neue Porzellan für den Hartbrand dort einzuschieben. 

Der Einsatz eines, oder mehrerer Blocköfen hingegen kann zwar mit der Brenneffizienz eines Tunnelofens nicht konkurrieren, bietet aber dafür eine hohe Flexibilität bezüglich der herzustellenden Mengen. Ein Blockofen läßt sich analog der Auftragslage schnell und einfach an- und abschalten.

 


 

 

Brennkurven

Brennkurve_Tunnelofen

 

 

Gluehbrand-Tunnelofen

Als Brennkurve bezeichnet man die Zeitachse (X) im Verhältnis zur thermischen Befeuerung (Y), also eine Temperatur- Zeitachse. Diese kann je nach Ofenart, Fabrik und Umgebungsbedingungen sehr unterschiedlich ausfallen und stellt vielerorts auch ein kleines Betriebsgeheimnis dar. Die nachfolgende Grafik zeigt eine Brennkurve für Hartporzellan im Monobrand (Einmalbrand) in einem 78 Meter langen Gas-Tunnelofen mit aktiver Wärmerückgewinnung. Die Höchsttemperatur für den Hartbrand erreicht dieser Ofen nach 13 Stunden mit 1.370 ° C und "kühlt" dann die Ware bei 900 ° C langsam abfallend weitere 5 Stunden herunter. Den Prozess zwischen Stunde 9 (1.250 °) und 13 (1.370°) bezeichnet der Porzelliner als Glühbrand oder Durchsintern. 

 

Während man die unterschiedlichen thermischen Phasen in einem Blockofen zeitlich steuern und sehr individuell justrieren kann, muss der Tunnelofen in thermische Sektionen aufgeteilt und befeuert werden. Je nach Hersteller des Tunnelofens können hier erhebliche Toleranzen entstehen, die letztlich erheblichen Einfluss auf die Qualität des Porzellan nehmen.

 

 


 

 

Schwindung

Schwindung von Porzellan beim Brand

Die Schwindung von Porzellan ist eine zwnagsläufige Folge aus dem Sinterungsprozeß (feinkörnige keramische Stoffe werden erhitzt, wobei die Temperaturen unterhalb der Schmelztemperatur der Hauptkomponenten liegen, so dass die Form des Werkstückes erhalten bleibt). Dabei kommt es in der Regel zu einer Schwindung, weil sich die Partikel des Ausgangsmaterials verdichten und Porenräume aufgefüllt werden. Man unterscheidet grundsätzlich das Festphasensintern und das Flüssigphasensintern, bei dem es auch zu einer Schmelze kommt. Sinterprozesse besitzen große Bedeutung bei der Keramikherstellung („Sinterglaskeramik“) und in der Metallurgie („Sintermetalle“ und „Pulvermetallurgie“). Durch die Temperaturbehandlung des Sinterns wird aus einem fein- oder grobkörnigen Grünkörper, der in einem vorangegangenen Prozessschritt – beispielsweise mittels Extrusion – geformt wurde, ein festes Werkstück. Das Sintererzeugnis erhält erst durch die Temperaturbehandlung seine endgültigen Eigenschaften, wie Härte, Festigkeit oder Temperaturleitfähigkeit, die im jeweiligen Einsatz erforderlich sind.

Entgegen der ursprünglichen Formgebung kommt es während des Porzellanbrand zu einem Dimensionsverlust durch Schrumpfung bzw. Schwindung. Am Beispiel unseres Pasta-Tellers 26 cm zeigen wir auf dem obigen Bild, wie enorm der Entzug von Feuchtigkeit die Proportionen des Porzellan verändert. Auf dem Bild ist ein und der selbe Teller abgebildet! Unten vor dem Brand, nach der Erst-Trocknung und auf ihm stehend das fertige Endprodukt. Rund 15% an Größe hat der Teller während der Fertigung verloren! Diese Schwindung genau zu berechnen um am Ende eine Stapelschüssel oder einen rechteckigen Teller zu erhalten, bei dem einer so aussieht wie der andere, macht die Fertigung von Porzellan so anspruchsvoll. Der Modelleur einer Porzellanform ist in Wirklichkeit ein Kunsthandwerker mit ausgebildet mathematischen und physischen Fähigkeiten.

 

 


 

 

Trocknungsvorgänge

Trocknungsvorgang bei der Herstellung von Porzellan

Vor dem Porzellanbrand - nach der Formgebung muss die weiche Porzellanmasse trocknen, um den Artikel in die nächste Produktionsphase zu übergeben. Fälschlicher Weise wird dieser Prozess gerne als "Austrocknung" bezeichnet, was jedoch anlässlich des danach noch vorhandenen Feuchtigkeitsanteils - zumindest rein physikalisch - falsch ist. Fakt ist, dass das Porzellan zur Weiterverarbeitung in der II. Fertigungsstufe "lederhart" sein muss, damit man es weiter verarbeiten kann. Klimatisch haben Europäische Fabriken, besonders die Deutschen und Osteuropäische Porzellanindustrie einen Standortnachteil, denn die Umgebungswärme reicht nicht aus, das Porzellan in den gewünschten lederharten Zustand zu bringen. Trockenkammern, Bestrahlungsöfen oder Wärmestrassen werden hier eingesetzt, die Ersttrocknung vorzunehmen. In Asien bei Temperaturen von 40 °C und mehr kann die Sonne als natürliche Trocknungsquelle genutzt werden: Schon nach wenigen Stunden ist das Porzellan bis zum Stadium der Weiterverarbeitung ausgehärtet.

 

 


 

 

 

Vorbrandprüfung

Qualitätskontrolle

Besonders stolz sind wir über ein Verfahren aus dem Bereich der Qualitätskontrolle, welches wir zusammen mit unseren Produktionspartnern mit entwickelt haben: Die Vorbrandprüfung mittels Kerosin! Dieser zusätzliche Schritt lohnt sich vor allem bei Artikeln, die viel Brennplatz im Ofen einnehmen oder sehr aufwendig in ihrer Fertigung sind. Man bestreicht den Porzellanartikel im vorgeglühten oder im lederharten Zustand vollständig mit Kerosin und erkennt mit diesem Verfahren, ob sich Haarrisse oder Oberflächenschäden auf der Ware befinden. Diese Beschädigungen auf der Scherbe erkennt man üblicherweise erst nach dem Hartbrand in der Qualitätskontrolle, hat aber unnötig einen von vornherein mangelhaften Artikel "durch den Ofen geschoben" und damit teuren Brennplatz verschenkt. Der Kerosinanstrich macht diese Schäden schon vor dem Brand gut sichtbar und verfliegt rückstandslos beim Hartbrand im Ofen, ohne jegliche Rückstände zu hinterlassen.
 

 


 

 

 

Bisquitbrand

Bisquitbrand bei der Herstellung von Porzellan

Neben dem Monobrand (Einmalbrand) unterhalten viele Fabriken einen sog. Bisquitbrand als Vorstufe des Glattbrandes. Der Name bezeichnet den Zustand des Porzellan nach dem ersten Brennvorgang, dass sich dann in einem bisquitharten Zustand befindet. Im Dualbrandverfahren ist der Bisquitbrand der Erstbrand. Verwendung finden auch Namen wie Schrühbrand, Glühbrand oder Raubrand. 

Die Anordnung der Artikel im Ofen ist in dieser Brennphase noch unkritisch, die Teile können sogar auf- oder ineinander gestellt werden, während die Masse in den bisquitähnlichen Zustand hochgebrannt wird. Der empfohlene Temperaturauftrieb sollte bei einer hochwertigen Fabrik etwa 50° C pro Stunde betragen. Die Spitzentemperatur bei Hartporzellan beträgt  zwischen 800-1000 °C. Sie verleiht dem Scherben Festigkeit und macht ihn zugleich porös und somit aufnahmefähig für die Glasur, deren Zusammensetzung der des Porzellans ähnelt und die je nach Saugfähigkeit des Scherbens in dünn- oder dickflüssiger Form durch Besprühen oder einfaches Eintauchen aufgetragen wird. Nach dem Schrühbrand kann das Porzellan von unerwünschten Reststoffen, Nähten, Hauben etc. befreit werden. Dieser Bisquitzustand des Porzellan stellt die Vorstufe zur Glasur dar. 

 

 


 

 

 

Monobrand (Single Firing)

Monobrand bei der Herstellung von Porzellan

Viele Fabriken beherrschen dieses Herstellungsverfahren, in dem die Scherbe in einem (einmaligen) Brand durchsintert und ihr Endstadium erreicht. Der Monobrand erspart den Bisquitbrand. Angesichts hoher Energie- und Brennstoffkosten bedeutet dies eine erhebliche Kostenersparnis in der Fertigung. Nebenbei schont die Einsprarung eines kompletten Brennvorganges die Resourcen und die Umwelt. 

Über den Einsatz des Einmalbrandes sind die Gelehrten sehr unterschiedlicher Meinung! Anwender des Bisquitbrandes schimpfen den Einmalbrand eine "Billigproduktion" mit einer geringwertigen Porzellanqualität. Schon rein physikalisch betrachtet ist diese Behauptung jedoch grober Unsinn, denn am Ende muss Porzellan genormte, einheitliche Eigenschaften aufzeigen (Porosität/Dichte und Härte), die vom Doppelbrand jedenfalls nicht übertroffen werden. Richtig ist aber, dass die Formgebung der Artikel im Einmalbrand schwieriger ist, weil die Deformation der Porzellanmasse im Einmalbrand höheren Toleranzen ausgesetzt ist. Angesichts der ökologischen Situation und aufgrund der Weltklimaerwärmung sollten aber auch gerade die Deutschen Fabriken an einer Energieoptimierung mitarbeiten, anstatt ihre Brennmethode als das Zentrum der Weisheit zu verkaufen.  Unser Schaubild zeigt einen Wagen mit bisquit-harten Kaffeebechern unserer Kollektion vor der Glasur und dem Hartbrand.

 

 


 
 
 

Jeder Zentimeter bringt Geld

Bestückter Ofenwagen bei der Herstellung von Porzellan

 

Es gibt eine Reihe von Fabriken, die ihren Scherben in einem einmaligen Brand in den gewünschten Endzustand versetzen können, sich also den Bisquitbrand ersparen. Angesichts der hohen Brennstoffkosten bedeutet dies eine erhebliche Kostenersparnis in der Fertigung. Über den Einsatz des Einmalbrandes sind die Gelehrten sehr unterschiedlicher Meinung! Anwender des Bisquitbrandes schimpfen den Einmalbrand eine "Billigproduktion" mit einer geringwertigen Porzellanqualität. Schon rein physikalisch betrachtet ist diese Behauptung jedoch grober Unsinn, denn am Ende muss Porzellan genormte, einheitliche Eigenschaften aufzeigen (Porosität/Dichte und Härte), die vom Doppelbrand jedenfalls nicht übertroffen werden. Richtig ist aber, dass die Formgebung der Artikel im Einmalbrand schwieriger ist, weil die Deformation der Porzellanmasse im Einmalbrand höheren Toleranzen ausgesetzt ist. Angesichts der ökologischen Situation und aufgrund der Weltklimaerwärmung sollten aber auch gerade die Deutschen Fabriken an einer Energieoptimierung mitarbeiten, anstatt ihre Brennmethode als das Zentrum der Weisheit zu verkaufen.  Unser Schaubild zeigt einen Wagen mit bisquit-harten Kaffeebechern unserer Kollektion vor der Glasur und dem Hartbrand.

 

 


 

 

Der Glattbrand / Endbrand

Bodenmarke Holst Porzellan

 

Im bisquitähnlichem Zustand wurde das Porzellan ausgeputzt, nachbearbeitet und glasiert. Nun erfolgt der Brennvorgang, der aus der noch feuchten, dunklen Masse das feine, helle, weiß scheinende Porzellan macht.  Während dieses Brennvorganges, auch Scharf-, Glatt- oder Garbrand genannt, verdichtet sich der Scherben im Temperaturbereich zwischen 1230 bis 1.400 ° C bis zur völligen Sinterung (Verglasung). Abhängig von der Atmosphäre im Brennofen kann das Porzellan offen gebrannt, oder muss bei kohlenstoffhaltigem Gas oder sehr dünnen Scherbenarten in Brennkapseln eingesetzt werden, damit keine schleierigen Rückstände wie Schlieren und Verneblungen auf dem Porzellan entstehen. Rotglühend überstehen die irdenen Grundstoffe die Befeuerung und unterliegen während dem Brand unglaublichen physischen Einflüssen. Die Qualität des Brennmittel spielt bei der optischen Anmutung von Porzellan eine wesentliche Rolle.   Der Garbrand dauert zwischen 18 und 40 Stunden, je nach eingebrachten Teilen und Art des Porzellanofens. Das rechte Schaubild oben zeigt einen mit Brennkapseln bestücken Ofenwaggon beim Einfahren in den Tunnelofen. Das Diagramm zeigt eine Glühbrand Brennkurze eines Kammerofens mit 8 m3, in dem wir unsere Löwenkopfterrinen befeuern. Diese relativ kleinen Brenneinheiten lassen sich individuell auf die Art und Beschaffenheit der Artikel einstellen und bieten eine weitaus höhere Flexibilität wie große Tunnelofenanlagen, leider aber auch erheblich teurer! Der Hauptanteil unserer Porzellankollektion (Massenfertigung) wird in einer 78 Meter langen, modernen und energieeffizienten  Ofenanlage gebrannt. Hinter der Ofentüre ist jedes Porzellan gleich! Egal ob mit - ohne, mit grüner oder blauer Bodenmarke, mit Wappen, Ornament, Schwertern oder Zepter, sie alle haben irdene Rohstoffe inne und einen Hartbrand von mehr als 1.250 ° C hinter sich.

 

Nun ist es fertig, das "weiße Gold"... Egal ob "Schlicht & Stark" Made in Turkey, China, Austria, Egypt oder Germany... Auch wenn es unsere Deutsche Porzellanindustrie kaum glauben mag, es besteht kaum ein Material- oder Fertigungsunterschied zwischen Tchibo und Manufakturware!


Mit dieser Erkenntnis erscheint plötzlich der Tchibo Preis von € 19,95 für ein Kaffeeservice 15 tlg. inklusive Mehrwertsteuer & Zoll schier unglaublich, wenn man im Ladenlokal auf der Prunkstrasse für genau diesen Betrag noch nicht einmal eine Untertasse erstehen kann.


Die Wertigkeit, die einwandfreie Qualität des makellosen Porzellan wird erst durch den Bodenstempel und durch die Qualitätssortierung erzielt; hinter der Ofentüre in der Produktion sind sie alle noch gleich! Erst der Bodenstempel verleiht der Scherbe das wahre "königlich", "preußische", edle, teure, moderne...


Unser Bestreben ist es, ein Sortiment mit dem Prädikat "Schlicht & Stark" zu realisieren, dass den Lieferanten "leben" und unsere Handelspartner "verdienen" und vor allem den Endkunden "erfreuen" lässt. Je mehr Menschen/Mitarbeiter von unserer Ware leben können, desto besser!


Dafür verwenden wir unseren Namen!

 

 

 

 

 


 

 

Eine Kuriosität zum Schluss

 

Aufgrund der Vielzahl von uns besuchter Fabriken sind wir im Jahr 2012 auf eine Spezialfabrik gestoßen, die "Gewindeporzellan" herstellen kann; also einen technischen Artikel, den Sie sich bitte vorstellen, wie eine Schraube mit Mutter - halt nur aus Porzellan. Diese Art der Porzellanfertigung findet sich bislang in keinem Lehrbuch der Welt. Wir nennen es übersetzt: Das Hammerpressen!


Dabei wird die Masse "flockenähnlich" aufbereitet und mit ca. 40% Feuchtigkeit versetzt. Das Flockenpulver wird in kleine Stahlform eingefüllt. Das spätere "Gewinde" wird durch einen Platzhalter in Form eines Stahlspieß, der auf einer kleinen Metallplatte aufgebracht ist, dann in die Stahlform eingebracht.


Durch bloßes Hämmern wird nun der Stahlspieß in der Form so lange verdichtet, bis das Material eine feste Konsistenz erlangt hat. Doch das besondere dieser Herstellungsart liegt wohl im Porzellanbrand, den man uns leider nicht verraten hat....


Wir sagen Klasse! So etwas haben wir vorher noch nie gesehen...

 
 
 

 

 

Impressum dieser Warenkunde

 

Das Impressum dieser Warenkunde sowie das Eigentum an allen Bildern und Videos obliegt Herrn Knud Holst, D-33790 Halle/Westfalen. Eine Vervielfältigung des Bild- und Tonmaterial, das Kopieren sowie das auszugsweise Kopieren ist nur mit vorheriger, schriftlicher Zustimmung gestattet. Zuwiderhandlungen werden strafrechtlich verfolgt!


Knud Holst, geb. 23.10.1964 hat "Porzellan" in Deutschland bei den Winterling Porzellanfabriken "von der Pieke auf" gelernt. Neben einer kaufmännischen Ausbildung gehörten viele berufsbegleitende Lehrgänge der Porzellanproduktion zu seinem fachlichen Rüstzeug. Er war dabei, als die ersten isostatischen Anlagen bei Winterling Porzellan Eschenbach montiert wurden und die traditionelle Fertigung auf modernste Produktionsabläufe umgestellt wurden. Nach der innerdeutschen Grenzöffnung 1989 waren Holst Junior und Holst Senior als Berater ostdeutscher Porzellanfabriken tätig, deren wirtschaftliche Integration in der Bundesrepublik zu begleiten.


Holst Junior installierte erstmals die Herstellung von Systemporzellan nach westdeutschem Standard  in einer ostdeutschen Porzellanfabrik unter Ausnutzung der handwerklichen Fertigungsmethode.


Mit dieser fachlichen Qualifikation ausgestattet führte Knud Holst Junior das elterliche Unternehmen, gegründet 1955 in Köln, fort und zählt heute zu einem kleinen Kreis elitärer Branchenspezialisten für Porzellan.


Porzellan zählt auch zu seinen privaten Leidenschaften. Dies führt ihn mehrmals im Jahr um die halbe Welt, die Projekte und Fertigungsabläufe von Holst Porzellan selbst zu begleiten. Bislang hat Knud Holst mehr als 400 Porzellanfabriken persönlich in Augenschein genommen und katalogisiert.


Er arbeitet eng mit den Partnerfabriken an seiner Kollektion, die Knud Holst abseits der Massenfertigung etablieren möchte.  Holst Porzellan ist Spezialist für Porzellan, dass keiner machen kann oder möchte, weil es handwerkliche Strukturen erfordert, die die großen Fabriken heute nicht mehr preisgerecht darstellen können.


Mit mehr als 1.000 Tonnen Porzellan pro Jahr hat Knud Holst die ehemals elterliche Handelsvertretung zu einer ernstzunehmenden Porzellanmarke im deutschsprachigen Raum gewandelt.

 

Zum Schluss möchten wir Ihnen noch den Lehrvideo der Porzellanfabrik Seltmann zeigen, der Ihnen vor allem die industrialisierte Porzellanfertigung näher bringt. Link hier: Seltmann Video, sowie den Imagefilm der Porzellanfabrik Tripits.