Bau eines Rohrofens bis 1300°C

[2bestyle]

In diesem Beitrag möchte ich zeigen, wie man ohne größeren Aufwand einen Rohrofen bis 1300° konstruiert.
Der Rohrofen basiert auf einer von Stefan entwickelten und erprobten Grundversion die in punkto Sicherheit und Zuverlässigkeit von mir optimiert wurde.

Das Kernstück des Ofens, also das Keramikrohr ist ein Phytagorasrohr mit 42mm Außendurchmesser und 33mm Innendurchmesser.
Dieses Rohr wird mit Kanthaldraht mit dem Durchmesser 1mm bewickelt. Die Leistung, die man Mithilfe der Länge (Wiederstand) des Drahtes festlegt ist auf 1800W bemessen.
Bei der Bewicklung ist die Gleichmäßigkeit sehr wichtig, damit der Ofen auch gleichmäßig heizt. Dazu ist es ratsam den Ofen in Sektionen zu unterteilen und z.B alle 10cm die erforderliche Wicklungszahl mit einer Drahtschlaufe fixiert. Außerdem sollte der Ofen vor dem Zementieren angeheitzt werden um eventuelle Kurzschlüsse zu entdecken und zu beseitigen.
Die Drahtenden sollten z.B mit Schlauchschellen fixiert werden.

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Zementiert werden die Wicklungen mit einer 1:1 Mischung von Magnesiumoxid und calciniertem Aluminiumoxid, die mit Wasser angedickt wurde.

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Bis dahin also nichts Neues. Nun ist es bei Stefans erstem Rohrofen so, dass die Enden der Kanthaldrähte einfach an den Enden des Rohrofens ins an Netzspannung angeschlossen werden müssen. Da wir nun jedoch mit PID Thermokontrollern ausgestattet sind wäre ein Kurzschluss hier sehr Folgenreich. Also müssen einige weitere Arbeiten erledigt werden.
Zunächst wird ein Edelstahlrohr auf die erforderliche länge gesägt. Dann wird ein Kabelkasten installiert.

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Die Vorder und Rückseite wird mit Ytongplatten, die eingeschoben werden können versehen.

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Die Kabeldurchführungen werden gebohrt und befestigt. Sie bestehen aus Teilen einer Gewindestange die mit Innenbohrung Versehen sind und gut entgratet werden müssen. Sie haben den Sinn die glasfaserisolierten Kupferleitungen vor beschädigung zu schützen, die die Bohrlöcher im Edelstahlrohr hervorrufen würden.

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Außerdem wird das Rohr mit zwei Schrauben versehen, mit denen man den Rohrofen an Stative anschließen kann.

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Ist alles gemacht werden an den Rohrenden noch jeweils 3 Winkel zum halten und zum Schutz des Ytongs angebracht.

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[2bestyle]

Dann wird das zementierte Rohr mit Keramikfaser umwickelt und in das Edelstahlrohr eingeschoben.

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Die Kanthaldrahtwicklugen werden mit den Kupferkabeln verbunden. Die Erdung wird am Gehäuse festgeschraubt. Die Endplatten werden gesichtert.
Zu guter letzt werden wird in dem Kabelkasten die Kupferkabel an einen Stecker angeschlossen. (Erde nicht vergessen!!)

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Nun kann der Ofen schon zum ersten Mal angeheitzt werden:

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Hier der Ofen mit angeschlossenem Thermocontroller:

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[Dm3]

Sehr schöne Anleitung, und sehr detailliert mit vielen sehenswerten Fotos ; )

[2bestyle]

Jo danke... Die Fotos gibts wie immer bis 15MP, falls es hierfür große Fotos eingefügt werden sollen.

[Butandiolmonoacrylat]

Sehr sauber - Homebau in Industriequalität. Sowas sieht man gerne

[bombjack]

Frage:

Wäre es möglich als Heizelement Kohlefasern zu benutzen wie z.B. http://www.2spi.com/catalog/spec_prep/carbon-fiber.shtml

Habe mal so ein Faserbündel bestellt und festgestellt, dass dieses Strom mit einem gewissen Widerstand leitet...hier http://www.hongeequartz.com/product1.htm wird ein Heizelement mit Kohlefaser beschrieben.

Allerdings ist fraglich ob die Zementierung ausreicht die Kohlefaser vor der Oxidation durch Sauerstoff beim Betrieb zu schützen, wenn ja sollte diese Art der Heizung auch sehr hohen (mehr als 2000°C) Temperaturen gegenüber tolerant sein.

bombjack

[Phil]

Dies sieht nach fiel Arbeit aus, ist sehr schön dokumentiert und tolle Photos. Ich schreibe da nur Toller Beitrag.

[cyberchemie]

Einige Fragen:

- Wie lange hast du für den Bau etwa gebraucht?
- Wie hoch war der Materialwert der Teile?
- Hast du alle benötigten Teile im Baumarkt erwerben können?

[2bestyle]

1)Ich habe ungefähr ne Woche an zwei Öfen gebaut... natürlich nicht den ganzen Tag wie ich halt Zeit hatte.
2)Der Matrialwert der Teile liegt bei knapp 150€.
3)Nein natürlich nicht, das Edelstahlrohr ist von Ebay, die Keramikfaser und die Rohre auch, die kann man aber auch bei Schubashop oä. kaufen.

[2bestyle]

Allerdings ist fraglich ob die Zementierung ausreicht die Kohlefaser vor der Oxidation durch Sauerstoff beim Betrieb zu schützen, wenn ja sollte diese Art der Heizung auch sehr hohen (mehr als 2000°C) Temperaturen gegenüber tolerant sein.

Naja das Problem bei Kohleöfen ist nicht nur die Oxidationsbeständigkeit der Heizelemente sondern auch die Isolierung und das Arbeitsrohr. Beide würden 2000° nicht aushalten. Außerdem lohnt sich ein selbstbau kaum, da man für Kohleöfen einen sehr leistungsfähigen Transformator braucht

[Butandiolmonoacrylat]

Leistungsfähiger Transformator? Die beste Stromquelle sind wohl Inverter-Schweißgeräte. Sie sind günstig, effizient und machen locker mal 200Ampere bei 20-30Volt. Ja und man kann den Strom regulieren. Geräte bis 100Ampere sind auch an einer normalen Steckdose zu betreiben 

MFG

[Zoidberg1977]

Hallo zusammen,

ich bin momentan dabei mir einen Ofen zu bauen der ziemlich genau dem hier beschriebenen entspricht,
er ist nur ein bisschen größer und länger. Ich habe auch ein Pythagorasrohr welches mit 1mm Kanthaldraht umwickelt wird.
Zur Isolierung/Fixierung dieses Drahts würde ich gerne auch die beschriebene Mischung aus Magnesiumoxid und Aluminiumoxid mit Wasser
verwenden. Allerdings scheint es da verschiedene Sorten von Aluminiumoxid und Magnesiumoxid zu geben. Wenn man das falsche verwendet
bekommt man scheinbar Probleme mit der Festigkeit, siehe hier:

http://www.versuchschemie.de/hartmut.php?t=9256&postdays=0&postorder=asc&start=60

Da ich von Chemie nicht wirklich Ahnung habe wollte ich fragen, wo man die richtigen Zutaten beziehen kann, die
auch für den Ofen hier verwendet wurden.  Ich weiß das Thema hier ist schon was älter, aber
vielleicht hat 2bestyle ja einen Link wo er die Sachen gekauft hat, das wäre super !!!
Das was ich so gefunden habe ist:

http://www.s3-chemicals.de/Salze--Salz--Komplex--Komplexverbindung/Oxid--Oxide/Magnesiumoxid--reinst--Applichem.html

und

http://cgi.ebay.de/Poliermittel-Basis-Aluminiumoxid-2-kg-/110705165925?pt=Goldschmiedewerkzeug&hash=item19c68ac665

Ich habe allerdings keine Ahnung ob das die "richtigen" Sorten Aluminiumoxid bzw. Magnesiumoxid sind.

Schönen Gruß
Thomas

[Butandiolmonoacrylat]

Hey Thomas,

schau doch mal dort http://www.tkc-keramik.de/werkstoffe.html
die haben alles an HT-Oxiden da und können auch super beraten.

Gruß

[Stefan]

Kauf dir feinpulvriges Aluminiumoxid von Keramik-Kraft und schweres Magnesiumoxid von Kremer.
Ich würde heute allerdings eher feuerfesten Zement zum Einbetten der Heizwicklung nehmen weil diese Oxidpulvermischung wirklich total leicht abbröselt.

Was mir mal eingefallen ist: Magnesiumoxid mit einer isopropanolischen Lösung von Aluminiumtriisopropylat zu einer Paste anrühren und damit die Heizwicklung bestreichen. Das Al(O-iPr)3 hydrolysiert dann mit der Luftfeuchtigkeit zu einem festen Al(OH)3-Gel welches das MgO bindet. Beim Aufheizen sollte dies dann zu einer festen Al2O3-Matrix dehydratisieren welche dem ganzen Halt verleiht.
Nur eine Idee, noch nie ausprobiert...
Ethanolische Kieselsäureethylester-Lösung ist nämlich ein kommerzielles Festigungsmittel für bröckelnde Wandfarben und Putze da diese mit Luftfeuchtigkeit zu Kieselsäuregel hydrolysiert. Gibts bei Kremer fertig zu kaufen. Eignet sich aber für den Rohrofen nicht da Kanthaldraht sich nicht mit freiem SiO2 verträgt, daher die Idee das Aluminium-Analog zu nehmen.

[Caesiumhydroxid]

Hallo,

könntest du, 2bestyle, vllt. die technischen Daten des Thermocontrollers angeben? Diese wären für mich recht interessant


Grüße