Laboröfen

Da in Laboren nur sehr kleine Mengen erhitzter Materialien oder Produkte verarbeitet werden müssen, müssen Laboröfen klein, kompakt, leistungsarm und dennoch vielseitig sein und einen großen Temperaturbereich abdecken.

In Laboratorien werden am häufigsten Rohr-, Schacht- (Tiegel-) und Muffelöfen eingesetzt. Bei Röhren-, Schacht- und Muffelöfen wird bei moderaten Temperaturen ein Heizdraht oder -band auf ein Keramikrohr oder eine Muffel (bei höheren Temperaturen Schamott und Korund) gewickelt und alles in einen Mantel mit massiver Wärmedämmung gelegt (Abb. 1).

Reis. 1. Rohrförmiger Laborofen

Rohrförmige Laboröfen sind in der Regel mit zwei Türen und einer Schalldämpfertür ausgestattet. Um zu verhindern, dass sich der Heizer während der Expansion aufgrund der Erwärmung bewegt und um einen Kurzschluss der Spule zu verhindern, sind Muffel und Rohre mit spiralförmigen Rillen versehen, in denen der Draht verlegt wird. Eine andere Möglichkeit, das Problem zu beheben, besteht darin, die Muffel oder das Rohr am Heizgerät mit einer Beschichtungsschicht (z. B. Schamott) zu überziehen.

Bei solchen Öfen ist die Heizung durch die Rohr- oder Muffelwand vom Arbeitsraum getrennt.Dies hat seine Vorteile, da die Heizung sowohl vor mechanischen als auch chemischen Einflüssen geschützt ist und die Unmöglichkeit des Schließens von Windungen mit erhitzten Teilen gewährleistet ist, jedoch zwischen Heizung und Arbeitskammer ein Temperaturunterschied von 150-200 °C entsteht zum Wärmewiderstand der Wand.

Da außerdem die Leistung von Laboröfen gering ist und die Heizungen aus Draht oder Band mit kleinen Querschnitten bestehen, können solche Öfen normalerweise mit Nichrom bis zu 800–900 ° C betrieben werden.

Für höhere Temperaturen werden Rohr- und Schachtöfen mit einem offenen Spiralheizer aus den Legierungen 0Kh23Yu5A (EI-595) und 0Kh27Yu5A (EI-626) hergestellt, der in den Kanälen eines Rohrs oder Schachts verlegt ist. Solche Öfen können bis zu 1200-1250 betrieben werden ° C. Eine Reihe von Strukturen von Rohr-, Schacht- und Muffelöfen bei 1200–1500 ° C werden mit Karborund-Heizgeräten (Abb. 2) und Molybdändisilizid hergestellt.

Reis. 2. Laborrohrofen mit Karbidrohrheizung

Bisher weit verbreitete Laboröfen mit Platinheizungen werden derzeit nicht hergestellt, da der Temperaturbereich von 1000 - 1300 ° C solcher Öfen derzeit durch Öfen mit günstigeren Heizungen aus den Legierungen 0X23Yu5A und 0Kh27Yu5A oder Karburund abgedeckt wird.

Für höhere Temperaturen waren früher und auch heute noch Öfen mit Kohle- oder Graphitheizung weit verbreitet.

Der gebräuchlichste Ofen besteht in seinem zentralen Teil aus einem Kohlerohr, das als Heizung dient. Der innere Teil des Rohrs ist der Arbeitsraum, in dem die zu erhitzenden Produkte oder Materialien platziert werden.

Die Enden der Rohre sind in kräftigen Schuhen aus Kohlenstoff- oder Gusseisen eingespannt, über die sie von einem Abwärtstransformator mit Spannung versorgt werden.Die Wärmedämmung bei so hohen Temperaturen besteht entweder aus Ruß, der den gesamten Raum zwischen Ofenkörper und Rohr ausfüllt, oder aus Keramik- oder Kohlenstoffsieben.

Da das Kohlenstoffrohr an der Luft intensiv oxidiert, ist der Ofenkörper hermetisch abgedichtet und der Ofen arbeitet in einer Atmosphäre aus Wasserstoff, Stickstoff oder im Vakuum. Wird der Ofen ohne Schutzatmosphäre betrieben, so wird die Lebensdauer des Kohlerohres in Stunden gemessen.

Die der Röhre zugeführte Spannung beträgt aufgrund des großen Querschnitts und damit des geringen Widerstands 20-30 V, daher sind die durch den Ofen fließenden Ströme groß und um die Stromversorgung zu erleichtern, wird die Röhre normalerweise immer neben dem Leistungstransformator platziert im selben Gehäuse.

Öfen mit Kohleheizung arbeiten bei Temperaturen von etwa 1500–1700 °C, mit einer speziellen Konstruktion können jedoch 2000–2100 °C erreicht werden.

Da Öfen mit einer Graphit-(Kohlenstoff)-Heizung umständlich zu bedienen sind und nicht in Fällen verwendet werden können, in denen eine Aufkohlung der erhitzten Materialien unerwünscht ist, haben in der Laborpraxis auch Öfen mit Molybdän- und Wolfram-Heizungen mit Sieben, Vakuum oder Wasserstoff weit verbreitet Verwendung gefunden.

Siehe auch zu diesem Thema: Elektrische Ausrüstung eines Bergbau-Elektroofens SSHOD