Kalkovn

En kalkovn er en ovn, der anvendes til kalcinering af kalksten (calciumcarbonat) for at fremstille den form for kalk, der kaldes brændt kalk (calciumoxid). Reaktionsligningen for denne reaktion er: CaCO₃ + varme → CaO + CO₂

Reaktionen kan finde sted ved enhver temperatur over 840 °C, men anses generelt for at foregå ved 9000°C, hvor partialtrykket af CO₂ er 1 atmosfære. Normalt anvendes dog en temperatur på omkring 1000 °C, hvor partialtrykket af CO₂ er 3,8 atmosfærer,^[1] for at få reaktionen til at forløbe hurtigt.^[2] For høje temperaturer undgås, fordi de danner tungtbrændt kalk, som har en lav reaktivitet.

Læsket kalk (calciumhydroxid) kan fremstilles ved at blande brændt kalk med vand.

Eftersom kalk let kan fremstilles ved opvarmning af kalksten, må materialet have været kendt siden de tidligste tider, og alle de tidlige civilisationer anvendte det i mørtel til byggeri og som stabiliseringsmiddel i lerpuds og lergulve.^[3] Ifølge fund fra 'Ain Ghazal i Jordan, Yiftahel i Palæstina og Abu Hureyra i Syrien, som dateres til 7500–6000 f.Kr., blev kalk i den tidligste periode hovedsageligt anvendt som bindemiddel i gulve og i puds til vægbeklædning.^[4] Denne anvendelse af puds kan efterfølgende have ført til udviklingen af proto-keramik, der blev fremstillet af kalk og aske.^[4] I mørtel var ler det ældste bindemiddel.^[4] Ifølge fund fra Çatalhöyük i Tyrkiet blev lerjord snart efterfulgt af ler og dernæst af kalk i det 6. årtusinde f.Kr.^[4]

Kendskabet til kalkens værdi i landbruget går også langt tilbage, men anvendelsen i landbruget kunne først blive udbredt, da brugen af kul gjorde kalken billig^[5] i kulmineområderne i slutningen af 1200-tallet. En beskrivelse af anvendelsen af kalk i landbruget blev udgivet i 1523.^[6] De tidligste beskrivelser af kalkovne adskiller sig kun lidt fra de ovne, der blev anvendt til produktion i mindre målestok for et århundrede siden. Da landtransport af råstoffer som kalksten og kul var vanskelig i den førindustrielle periode, blev de transporteret ad søvejen, og kalk blev oftest fremstillet ved små havne langs kysterne. Mange bevarede ovne kan fortsat ses på kajområder langs Storbritanniens kyster.

Permanente kalkovne kan inddeles i to overordnede kategorier: batchovne, også kaldet intermitterende eller periodiske ovne, og udtagningsovne, også kaldet kontinuerlige ovne. I en batchovn blev der anlagt et nederste lag af kul, mens ovnen ovenover udelukkende blev fyldt med kridt. Ilden brændte i flere dage, hvorefter hele ovnen blev tømt for kalk.

I en udtagningsovn, som normalt var opført af sten, blev kridt eller kalksten lagt i skiftevis lag med træ, kul eller koks og antændt. Efterhånden som materialet brændte igennem, blev kalken taget ud gennem en udtagningsåbning nederst i ovnen. Yderligere lag af sten og brændsel blev tilført ovenfra.^[7][8]

Et fælles kendetegn ved de tidlige ovne var et æggebægerformet brændkammer opført af mursten med en luftåbning nederst, det såkaldte "øje". Kalkstenen blev knust, ofte med håndkraft, til nogenlunde ensartede stykker på 20–60 mm, mens mindre stenstykker blev frasorteret. Skiftevis kuppelformede lag af kalksten og træ eller kul blev opbygget i ovnen oven på ristejernene over øjet. Når ovnen var fyldt, blev den antændt forneden, hvorefter ilden gradvist bredte sig op gennem ovnens indhold. Når brændingen var afsluttet, blev kalken afkølet og raget ud gennem åbningen nederst. Fin aske faldt ud og blev frasorteret sammen med det fine restmateriale.

Kun sten i større stykker kunne anvendes, fordi ovnens indhold skulle kunne "ånde" under brændingen. Dette begrænsede også ovnenes størrelse og forklarer, hvorfor de alle havde omtrent samme størrelse. Over en vis diameter risikerede det halvbrændte materiale at styrte sammen under sin egen vægt og kvæle ilden. Ovnene fremstillede derfor altid mellem 25 og 30 ton kalk pr. brænding. Det tog typisk én dag at fylde ovnen, tre dage at brænde kalken, to dage at afkøle den og én dag at tømme ovnen. En samlet produktionstid på en uge var derfor normal. Brændingsgraden blev reguleret fra brænding til brænding ved forsøg og fejl ved at variere mængden af brændsel. På grund af de store temperaturforskelle mellem ovnens centrum og materialet tæt ved væggen blev der normalt fremstillet en blanding af underbrændt kalk, det vil sige kalk med et højt glødetab, korrekt brændt kalk og tungtbrændt kalk. Brændselsudnyttelsen var typisk lav, idet der blev anvendt mindst 0,5 ton kul pr. ton færdig kalk (15 MJ/kg).

Kalkproduktion foregik undertiden i industriel målestok. Et eksempel fandtes ved Annery i det nordlige Devon i England nær Great Torrington. Anlægget bestod af tre ovne, der var samlet i en L-form, og lå ved Torrington-kanalen og floden Torridge. Placeringen gjorde det muligt at transportere kalksten og kul til anlægget og den brændte kalk derfra i tiden, før der fandtes ordentligt befæstede veje.^[9]

Anlæg med syv ovne var almindelige. Et arbejdshold stod for fyldningen og et andet for tømningen, mens ovnene blev drevet på skift gennem ugen.

En sjældent anvendt ovntype var kendt som en "doven ovn".^[10]

• Wikimedia Commons har flere filer relateret til Kalkovn