Frequently asked questions

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Welche Heizleiter gibt es und für welche Temperaturen?

Wie verhalten sich die Heizleiter in verschiedenen Gasatmosphären?

Näheres zu Molybdändisilizid Heizleitern?

Welche Arten von Isolierwerkstoffen werden verwendet?

Näheres zu Hochtemperatur-Isolierwerkstoffen aus Keramikfasern?

Temperaturmessung

Verschiedene Ofenkonzepte

Steuerung- und Regelung

Kermikrohre

Prozessvisualisierung- und überwachung

 

Welche Heizleiter gibt es und für welche Temperaturen?
Für widerstandsbeheizte Öfen kommen eine Reihe unterschiedlicher Materialien in Frage. Einen Überblick über die verschiedenen Werkstoffe gibt die Tabelle unten. Für Temperaturen bis 1400°C werden Metallegierungen auf Basis NiCr und FeCrAl verwendet. Heizleiter aus Siliziumcarbid können bis 1600 °C eingesetzt werden. Darüber hinaus werden in erster Linie Heizleiter aus Molybdändisilizid verwendet. Der Werkstoff Lanthanchromit konnte sich aufgrund vielfältiger technischer Probleme nicht durchsetzten. Der Temperaturbereich bis etwa 2100 °C kann nur von Heizleitern aus Zirkonoxid abgedeckt werden. Dieses Material kann jedoch auf grund seiner physikalischen Eigenschaften erst ab ca. 800 °C als Heizleiter verwendet werden. Zirkonoxid Heizstäbe müssen also vorgeheizt werden. Heizdrähte aus Platin und Platinlegierungen werden mittlerweile recht selten verwendet.

Werkstoff	Tmax in Luft [°C]
NiCr	1200
CrFeAl	1400
SiC	1600
Pt	1500
PtRh	1800
MoSi2	1800
La2CrO2	1900
Mo(W)Si2	1900
ZrO2	2100

 

Wie verhalten sich die Heizleiter in verschiedenen Gasatmosphären?
Für Heizleiter aus metallischem Draht gelten in etwa folgende maximalen Temperaturen für den Betrieb in Gasatmosphären:

Atmosphäre	Tmax [°C]
Wasserstoff	1000
Stickstoff	1150
Endogas	1050
Exogas	1150
Chlor, Fluor, Alkali	greifen alle Legierungen an

Maximale Anwendungstemperaturen für MoSi2 Heizleiter in unterschiedlichen Gasatmosphären:

Atmosphäre	Tmax [°C]
Luft, CO2, H2O, O2	1800
N2, Ar, He	1700
H2 feucht	1500
H2 trocken	1400
Exogas	1700
Endogas	1400
Ammoniak	1450

 

Näheres zu Molybdändisilizid Heizleitern?
Diese Heizleiter bestehen aus einem Glühteil mit Anschlußenden. Die gebräuchlichste Form ist die U-Form. Optimale Betriebsbedingungen sind nur bei freier, vertikaler Aufhängung in einem definierten Abstand von der Ofenwand gegeben. Oberhalb von 900 °C bildet sich auf der Heizleiteroberfläche eine dichte, dünne Schicht aus SiO2, die das darunterliegende MoSi2 vor Oxidation schützt. Im diskontinuierlichen Betrieb kann diese Schicht, vor allem in der Abkühlphase, aus verschiedenen Gründen abplatzen. Beim nächsten Aufheizzyklus bildet sie sich jedoch erneut, so daß der Schutzcharakter erhalten bleibt.

 

Welche Arten von Isolierwerkstoffen werden verwendet?
Zur Isolierung von Hochtemperaturöfen können entweder feuerfeste Steine oder keramische Faserwerkstoffe verwendet werden. Bei Feuerfeststeinen kommen Feuerleichtsteine oder in speziellen Fällen auch dichte schmelzgegossene Steine in Frage. Bei der Verwendung von Steinmaterial wird der Vorteil der höheren mechanischen Festigkeit und Korossionsbeständigkeit gegenüber keramischen Faserwerkstoffen von einer Reihe von Nachteilen begleitet, wie z.B. hohe Masse, höhere Wärmeleitfähigkeit, aufwendige Deckenkonstruktion etc.

 

Näheres zu Hochtemperatur-Isolierwerkstoffen aus Keramikfasern?
Die Verwendung von keramischen Faserwerkstoffen führt zu Öfen mit sehr schnellen Aufheiz- und Abkühlzyklen. Zum Einsatz gelangen weiterentwickelte Faserwerkstoffe auf der Basis von Aluminiumoxid.

Technische Daten von zwei Faserwerkstoffen für Hochtemperaturisolierung:
Max. Anwendungsgrenztemperatur [°C]	1700	1800
Rohdichte [kg/m3]	400	400
Biegefestigkeit [N/mm2]
Nach dem Brenne bei 1600 °C	1,6	1,8
Lineare Schwindung {%]
Nach 24 h bei 1600 °C	-0,2	-0,1
Nach 24 h bei 1700 °C	-1,5	-0,3
Nach 3 h bei 1750 °C	-1,8	-0,5
Wärmeleitfähigkeit [W/mK] bei 1600°C	0,41	0,41
Chemische Analyse [Gew%]
Al2O3	84	87
SiO2	16	13
Glühverlust	5	5
Mineralogische Zusammensetzung
(hauptphasen)	a-Al2O3 Mullit	a-Al2O3 Mullit