Ofenatmosphäre

Metallurgy
Gasatmosphäre innerhalb des Ofenraumes. Bei brennstoffbeheizten Öfen bilden die Feuerungsabgase die Ofenatmosphäre, sofern diese mit dem zu erwärmenden Trockengut, Glühgut oder Schmelzgut in direkter Berührung stehen. Bei indirekter Beheizung, zum Beispiel in einer Muffel, die außen von den Feuerungsabgasen umspült wird, kann innerhalb dieser geschlossenen Kammer eine andere Atmosphäre (zum Beispiel Schutzgasatmosphäre) für das Wärmegut eingestellt werden. Bei elektrisch beheizten Öfen besteht die Ofenatmosphäre aus jenen Gasen, in denen sich das Wärmegut befindet (normalerweise Luft oder aber eine gesondert eingebrachte reaktive Gas- beziehungsweise inerte Schutzgasatmosphäre).

Im Falle einer Brennstoffbeheizung bestehen die Feuerungsabgase aus den gasförmigen Verbrennungsprodukten und den unverbrannten beziehungsweise nicht verbrennbaren Bestandteilen. Zu letzteren gehört auch der Stickstoff, der als Bestandteil der Verbrennungsluft zugeführt wird. Je nach Flammenführung unterscheidet man eine oxidierende, neutrale und reduzierende Ofenatmosphäre. Erfolgt die Verbrennung mit Luftüberschuss, bezeichnet man die Ofenatmosphäre als oxidierend, da sie noch unverbrannten Luftsauerstoff enthält. Bei einer Feuerung mit Luftmangel ist die Verbrennung unvollständig, und die Feuerungsabgase enthalten zwar keinen Sauerstoff mehr, wohl aber noch unverbrannte, reduzierend wirkende Brenngase. Falls bei der Verbrennung weder Luftmangel noch Luftüberschuss herrscht, sind in der Ofenatmosphäre kein Sauerstoff und keine unverbrannten Gase enthalten. Die Gasatmosphäre ist neutral.

Bei elektrischer Beheizung wird die Ofenatmosphäre mitunter auch als neutral bezeichnet, wenn sich das Wärmegut in der Luftatmosphäre befindet. Da die Luft aber ungefähr 23 % Sauerstoff enthält, ist eine derartige Ofenatmosphäre als oxidierend anzusehen. So muss beispielsweise das Blankglühen oxidierbarer Werkstoffe in einer sauerstofffreien Schutzgasatmosphäre vorgenommen werden. Eine neutrale Ofenatmosphäre ist daher nur dann gegeben, wenn sie weder oxidierende noch reduzierende Gase enthält.

Außerdem ist zwischen Ofen- und Behandlungsatmosphäre zu unterscheiden. Beim Glühen kann beispielsweise das Glühgut in oxidierende oder reduzierende Stoffe eingepackt sein, die unabhängig von der Ofenatmosphäre eine im Kontaktbereich des Wärmegutes andere Atmosphäre erzeugen. Das gleiche gilt auch für das Schmelzen. Die Badoberfläche kann mit sauerstoffabgebenden (oxidierenden) oder chemisch neutralen Stoffen oder mit Kohlenmonoxid bildenden (reduzierenden) Stoffen, zum Beispiel Holzkohle, abgedeckt sein. Im Bereich dieser Reaktionszone herrscht dann eine oxidierende beziehungsweise neutrale oder reduzierende Behandlungsatmosphäre, ungeachtet der sonst im Ofenraum bestehenden Ofenatmosphäre (oxidierendes Schmelzen, nichtoxidierendes Schmelzen). Die gasanalytische Bestimmung der Ofenatmosphäre geschieht mit dem Orsatapparat oder der Gaschromatographie.

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