Was ist ein Industrieofen?
Ein Industrieofen ist ein Gerät zum Erhitzen von Materialien.
Er wird im Allgemeinen dazu verwendet, hohe Temperaturen zu erzeugen und Materialien oder Gegenstände zu erhitzen. Bei den Materialien handelt es sich häufig um Metalle, wie z. B. Eisen.
Zwei typische Arten von Industrieöfen sind Elektroöfen und Verbrennungsöfen, wobei Verbrennungsöfen grundsätzlich als Heizöfen bezeichnet werden. Verbrennungsöfen verbrennen den Brennstoff unter Beimischung von Luft oder Sauerstoff, um hohe Temperaturen aufrechtzuerhalten und die Wärme in den Ofen zu übertragen.
Elektroöfen erhitzen das Material oft mit elektrischen Heizern oder Elektroden, während es auch einige berührungslose Heizöfen, wie z. B. die Induktionserwärmung, gibt.
Anwendungen von Industrieöfen
Industrieöfen werden in einer Vielzahl von Industriezweigen eingesetzt. Beispiele sind die Metallverarbeitung, die Glasherstellung und die Abfallbehandlung.
1. Metallverarbeitung
Sie werden bei Metallverarbeitungsprozessen wie dem Schmieden, Sintern und der Oberflächenbehandlung eingesetzt. Durch Erhitzen von Metallen auf die entsprechende Temperatur können ihre Form verändert, ihre Festigkeit erhöht und andere Verfahren durchgeführt werden. Sie können auch in Wärmebehandlungsverfahren eingesetzt werden, um die Eigenschaften von Metallen und Legierungen zu verbessern.
2. Glasherstellung
Öfen werden auch in der Glasherstellung verwendet. Beim Glasformen und -blasen werden Glasmaterialien auf hohe Temperaturen erhitzt und geschmolzen. Sie werden auch beim Brennen von Keramik verwendet, bei dem die Materialien auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden, damit sie kristallisieren und aushärten können.
3. Abfallbehandlungsanlagen
Schmelzöfen werden auch in Abfallbehandlungsanlagen eingesetzt. Die Abfälle werden bei hohen Temperaturen verbrannt, um ihr Gewicht zu verringern und gefährliche Stoffe abzubauen. Industrieöfen für die Abfallbehandlung können auch mit Zusatzgeräten zur Rückgewinnung wertvoller Metalle ausgestattet sein.
Funktionsweise von Industrieöfen
In Industrieöfen wird der Ofen durch eine Oxidationsreaktion zwischen Brennstoff und Sauerstoff erhitzt. Ein Industrieofen besteht u. a. aus den folgenden Elementen.
1. Ofenkörper
Der Ofenkörper ist der Raum, in dem die Verbrennung stattfindet, und besteht im Allgemeinen aus Ziegeln oder anderen hitzebeständigen Materialien. Bei sehr hohen Temperaturen kann die Metallstruktur, die den Ofenkörper trägt, ihren Schmelzpunkt erreichen, daher wird der Ofenkörper mit einem wassergekühlten Mantel betrieben, um ihn warm zu halten.
2. Brennstoffzufuhrsystem
Dieses System dient der Brennstoffzufuhr in das Innere des Ofens. Wenn die Temperatur in der Ofenkammer sinkt, wird die Brennstoffzufuhr erhöht, und das System ist für die zusätzliche Wärmezufuhr verantwortlich.
Es umfasst Brennstofftanks, Brenner, Brennstoffzufuhrleitungen, Ventile und Zündsysteme. Der Brennstoff wird im Brennstofftank zwischengelagert und z. B. über eine Zuleitung und ein Regelventil dem Brenner zugeführt. Das Zündsystem basiert im Allgemeinen auf einem Hochspannungslichtbogen zur Erzeugung eines Funkens, ähnlich wie bei einer Autokerze.
3. Sauerstoffzufuhrsystem
Dieses System liefert den für die Verbrennung erforderlichen Sauerstoff. Es umfasst Lufteinlässe und Gebläse und passt die Sauerstoffzufuhr an den Kraftstoff an, um eine vollständige Verbrennung zu gewährleisten. Wenn die Verbrennungseffizienz erhöht werden muss, kann der Sauerstoff direkt mittels verflüssigtem Sauerstoff zugeführt werden.
4. Temperaturregelungseinrichtung
Hierbei handelt es sich um einen Mechanismus zur Steuerung und Kontrolle der Temperatur im Inneren des Ofens. Die aktuelle Temperatur wird von einem Temperaturfühler, z. B. einem Thermoelement, gemessen, und die Solltemperatur wird von einem Anzeigegerät berechnet und an das Brennstoffzufuhrsystem weitergegeben.
5. Abgassystem
Hierbei handelt es sich um eine Vorrichtung zur Ableitung der Verbrennungsgase und der bei der Verbrennung entstehenden Abfälle. Sie besteht aus Abgaskanälen, Abgasventilatoren und Abgasreinigungsanlagen. Da die bei der Verbrennung entstehenden Abgase Ruß und Schwefel enthalten können, werden Abgasventilatoren eingesetzt, um die Abgaskanäle unter Unterdruck zu halten und Leckagen zu vermeiden, während die Rauchgasentschwefelung und andere Prozesse durchgeführt werden.
Arten von Industrieöfen
Neben den Verbrennungsöfen gibt es auch Elektroöfen und Vakuumöfen. Bei Industrieöfen wird ein Heizelement durch Luftenergie erhitzt. Die Wärme wird durch elektrischen Widerstand erzeugt und auf das Heizobjekt übertragen. Manchmal werden zur Metallerwärmung auch elektrische Induktionsöfen verwendet, die in einem Metallobjekt einen Induktionsstrom erzeugen und es erhitzen.
Vakuumöfen sind Industrieöfen, in denen die Erwärmung in einem Hochvakuum oder einer kontrollierten Atmosphäre stattfindet. Durch die Erwärmung im Vakuum lassen sich die Materialeigenschaften steuern und Oxidation und Verunreinigung vermeiden.
Weitere Informationen zu Industrieöfen
Veränderungen des Stahlmaterials in Industrieöfen
Wenn Stahlwerkstoffe nach der Entnahme lange Zeit brauchen, um abzukühlen, neigen sie dazu, ihre einheitliche Zusammensetzung zu verlieren, und sind als Werkstoffe nur noch schwer zu verwenden. Das Erhitzen in Industrieöfen regt daher die Bewegung der Metallelemente an und mildert die Ungleichmäßigkeit der Zusammensetzung.
Die Leistung von Stahlwerkstoffen wird auch durch die genaue Kontrolle von Kristallkörnern von wenigen Mikrometern und feinen Ausscheidungen von wenigen nm optimiert. Im Blockzustand sind die Körner und Ausscheidungen uneinheitlich und grob. Daher wird das Mikrogefüge durch wiederholtes Erhitzen und Abkühlen in den Industrieöfen auf ein feines und gleichmäßiges Gefüge vorbereitet.