Unter einer reduzierenden Atmosphäre in einem Ofen versteht man eine Umgebung, in der der Sauerstoffgehalt deutlich reduziert ist und häufig durch andere Gase wie Wasserstoff, Stickstoff oder Kohlenmonoxid ersetzt wird. Diese Art von Atmosphäre ist in verschiedenen industriellen Prozessen von entscheidender Bedeutung, insbesondere in der Metallverarbeitung und in der Keramikindustrie, wo sie dazu beiträgt, Oxidation zu verhindern und bestimmte chemische Reaktionen zu fördern.
Metallbearbeitung:
In der Metallverarbeitung werden reduzierende Atmosphären in Glühöfen eingesetzt, um Spannungen in Metallen abzubauen, ohne Korrosion zu verursachen. Dies wird in der Regel durch die Verwendung eines nicht oxidierenden Trägergases wie Stickstoff oder Argon erreicht, das mit einem reduzierenden Gas gemischt wird. Die gängigste Methode ist die Verbrennung von Brennstoffen und die Einstellung des Verhältnisses von CO (Kohlenmonoxid) zu CO2 (Kohlendioxid). Diese Umgebung begünstigt Reduktionsreaktionen, bei denen Atome Elektronen gewinnen und ihre Oxidationsstufe verringern. Die Anwesenheit von Gasen wie Wasserstoff oder Kohlenmonoxid im Ofen wirkt als Reduktionsmittel, das den Sauerstoff von den Metalloberflächen entfernt und die Oxidation verhindert.Keramiken:
In der Keramikindustrie wird in Brennöfen eine reduzierende Atmosphäre geschaffen, indem die Sauerstoffzufuhr reduziert wird, was zu einer unvollständigen Verbrennung und einem Anstieg des Kohlenstoffgehalts führt. Bei hohen Temperaturen reagiert dieser Kohlenstoff mit Metalloxiden, die als Glasurfarbstoffe verwendet werden, entzieht Sauerstoff und bewirkt eine Farbänderung der Glasur, da das Metall in seinem nicht oxidierten Zustand erscheint. Dieser Prozess wirkt sich auch auf die Farbe der Tonmasse aus, insbesondere bei Steinzeug, dessen Eisengehalt unter diesen Bedingungen reagiert.
Gießereibetrieb:
In Gießereien besteht das Hauptziel darin, Eisenoxid in metallisches Eisen umzuwandeln. Dies geschieht in einer reduzierenden Atmosphäre, die aus einer Mischung aus Erdgas, Wasserstoff und Kohlenmonoxid besteht. Bei diesem Prozess wird nicht nur das Eisenoxid zu metallischem Eisen reduziert, sondern es entsteht auch Kohlendioxid als Nebenprodukt.Ofenatmosphären:
Die Art der Atmosphäre in einem Ofen hängt stark von der Art des Ofens und dem zu verarbeitenden Material ab. So haben z. B. kohlenstoffbeständige Öfen oft eine stark reduzierende Atmosphäre, während Gasöfen, die für hohe Temperaturen bestimmt sind, in der Regel oxidierende Atmosphären haben. Die Wahl der Atmosphäre kann sich auf den Schmelzpunkt und die Eigenschaften der feuerfesten Materialien auswirken.
