Ein Hallofen ist eine Art von Schmelz- oder Metallveredelungsofen, der seit Mitte des 17. Jahrhunderts verwendet wird und häufiger als Offenherdofen bekannt ist. Es schmilzt metallhaltiges Erz, indem es heiße Gase in der Nähe des Ofendachs erzeugt, ohne dass das Metall jemals in direkten Kontakt mit der Brennstoffquelle kommt, die zum Erhitzen verwendet wird. Da ein Hallofen eine jahrhundertealte Konstruktion ist und einen begrenzten Temperaturbereich hat, wird er normalerweise zum Schmelzen von nichteisenhaltigen, weicheren Metallen als Eisen wie Kupfer, Aluminium und Zinn verwendet. Das Ofendesign wurde auch zum Schmelzen von Nickel und umweltschädlicheren Metallen wie Blei verwendet, was ihm einen negativen Ruf für die Menge an Luftverschmutzung eingebracht hat, die es erzeugen kann.
Industrieöfen können komplexe oder einfache Konstruktionen haben, je nach der genauen Temperaturkontrolle, die sie haben müssen, und den Erzarten, die sie verarbeiten. Der Hallofen ist ein eher einfaches Modell, das eine normalerweise rechteckige geschlossene Kammer mit einer Vertiefung in der unteren Mitte hat, die als Herd bezeichnet wird. Erhitzte Flammen oder heiße Gase werden von oben über den Herd geleitet, und Abgase werden dann durch einen oder mehrere Kamine entlang der anderen Seite aus dem Ofen geleitet. Wenn die heißen Gase und Flammen in die Ofenkammer geleitet werden, wirkt die gegenüberliegende Wand als Prallplatte, von der sie abprallen, um in der Kammer weiter zu zirkulieren. Eine der wichtigsten Konstruktionsanforderungen an einen Hallofen besteht darin, dass der Weg für den brennenden Brennstoff möglichst lang und frei von Hindernissen ist, da dies eine stärkere Erwärmung des Inneren und ein schnelles Schmelzen des Erzes ermöglicht.
Während sich ein metallurgischer Ofen auf jede der drei Arten der Wärmeübertragung zur Erzschmelze verlassen kann, von Leitung zu Konvektion und Strahlung, ist normalerweise die Leitung oder die Übertragung von Wärme von einer festen Oberfläche auf eine andere am effizientesten. Der Hallofen hingegen beruht fast ausschließlich auf Konvektion und Strahlung, bei der die Wärme durch die Umgebungsluft auf das Erz übertragen wird. Dies bedeutet, dass ein Hallofen zum Erhitzen und Schmelzen von Erz viel mehr Brennstoff benötigt als ein feuerfester Ofen, der auf die in Schamottesteinen gespeicherte Umgebungswärme zum Schmelzen von Metall angewiesen ist. Weichere Metalle wie Bronze oder Verbindungen wie Glas werden aufgrund ihres niedrigeren Schmelzpunktes in der Regel in einem Flammofen verarbeitet, obwohl in besonderen Fällen auch einige Halldesigns zur Verarbeitung von Stahl verwendet wurden.
Obwohl Verbesserungen des Hallofens, wie die Herstellung der Dachkonstruktion aus feuerfesten Ziegeln, um das Wärmeniveau zu erhöhen, ihn zu einer vielseitigeren Klasse von Prozessöfen gemacht haben, haben sie viel von ihrem jahrhundertealten Design beibehalten. Der Name des Nachhalls selbst kommt von der gewölbten Form zur Mitte des Daches, die es den heißen Gasen ermöglicht, nach oben zu fließen und dann wieder nach unten in die Ofenmitte zu prallen. Der oder die Kamine für Abgase befinden sich im Allgemeinen am tiefsten Punkt des Daches und der höchste Punkt des Dachbogens befindet sich unmittelbar über der Einleitstelle für das Feuer und die heißen Gase. Diese Änderungen haben den Temperaturbereich des Halls vergrößert Ofen, der der äußeren Dachkonstruktion eine Art längliches, walförmiges Aussehen verleihen kann.
Der Hallofen ist eine allgemeine Form des Pfützenofens, der das gleiche Prinzip der Erwärmung durch heiße Gase verwendet, um Eisenerz zu schmelzen. Ein primärer Einsatzzweck für Hallöfen ist ab 2011 jedoch das Schmelzen des Weichmetalls Blei zu Reinblei. Diese Öfen weisen mehrere potenzielle Schwachstellen auf, bei denen die Umgebung durch Blei verunreinigt werden kann. Dazu gehören der Ofenbetrieb unter Überdruck, Emissionen durch Staub- und Rauchlecks, da der Ofen keine vollständig geschlossene Kammer ist, und die Freisetzung von Blei in die Umgebung, wenn Erz in den Ofen trichtert und Schlacke oder reines Metall entfernt wird.