DE1648261A1

DE1648261A1 - Einrichtung zur kontinuierlichen thermoelektrischen Messung der Temperatur von korrodierenden Medien

Info

Publication number: DE1648261A1
Application number: DE1967M0075492
Authority: DE
Inventors: Bernd Natter; Egon Dr Pipitz; Rudolf Dr Rinesch; Karl Dr Sedlatschek; Gerolf Dr Strohmeier
Original assignee: Metallwerk Plansee GmbH
Current assignee: Metallwerk Plansee GmbH
Priority date: 1965-04-09
Filing date: 1967-09-09
Publication date: 1971-05-19

Description

Einrichtung zur kontinuicrlichen thermoelektrischen Messung der Temperatur von korrodierenden Medien Das Stammpatent Nr betrifft eine Einriolltung zur kontinuierlichen thermoelektrischen Messung der Temperatur von Korrodierenden Medien, insbesondere metallischen Schmelzen, die sich dadurch auszeichnet, dall sie Illit einciu metallkeramischen Me#körper ausgestattet ist, in den die die Hei#lötstellen der Thermome#drähte aufnehmenden Isolierungen, z. B. Schutzrohre, eingepreßt oder eingesintert sind.
Es hat sich gezeigt, daß bei den iln Stammpaten bescllriebenen Anordnungen die Temperaturen in den Schmelzen nicht in allen Füllen mit ausreichender Genauigkeit ermittelt werden konnten. Als Ursache dieses Mangels wurde die gute Wärmeleitfähigkeit des metallkeramischen Me#elementes erkannt, die cinen starken Wärmeflu# von der Metallschmelze zur Außenseite des behälters bewirkt. Die eigentliche Mestelle befindet sich infolgedessen in einem starken Temperaturgefälle und weist deshalb eine etwas tiefere Temperatur als die Schmelze auf.
Durch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gemä.ße dem Statumpatent wird auch unter ungtinstigen Bedingungen eine genügend genaue Messung der Temperatur der Schmelzen ormöglicht. Diese Erfindung besteht darin, daß der metallkeramische MeSkörper mit wärmeisolierenden keramischen oder metallkeramischen Massen gegen die kiihle Außenseite des die Metallschmelzen aufnehmenden Behälters abgedeckt ist.
Der metallkeramische Meßkörper kann dabei mit den wärmeisolierenden keramischen oder metallkeramischen Massen, deren Gehalt an metallischer Phaso 0-20 Vol.-% beträgt, direkt zusammengesintert sein.
Um zu vermeiden, daß in diesem Falle unzulässige thermische Spannungen beim Aufheizen oder Abkählen entstehen, ist es zweckmäßig, zwischen dem metallkoramischen Me#körper und der wärmeisolierenden Masse Übergangszonen anzuordnen, z.U. anzusintern, die in ihrer Zusammensetzung an die benachbarten Zonen angepaßt sind, Beispielsweise kann der metallkeramische Me#-körper aus 60 Vol.-% Molybdän und 40 Vol.-s Zirkonoxyd gebildet sein, Daran kann anschließend eine Zone folgen mit 45 Vol.-% Molybdän und 55 Vol.-% Zirkonoxyd, sowie eine weitere Zwischenzone it 30 Vol.-% Molybdän und 70 Vol.-% Zirkonoxyd. Die ebenfalls angesinterte keramische oder metallkeramische wärmeisolierende Zone kann dann aus reineiu Zirkonoxyd oder einem metallkeramischen Verbundstoff bestehen, der neben Zirkonoxyd noch bis zu 20 Vol.-% Molybdän enthält. An Stelle von Zirkonoxyd können natürlich auch andere ausreichend warmfeste Oxyde, z. 13. Aluminiumoxyd oder Magnesiumoxyd, verwendet werden.
Nach einer besonderen zweckInäßigen Ausführungsorm der Erfindung ist mit dem metallkoramischen Me#körper ein aus feuerfester Keramik bestehendes flohr verbunden, das innen mit keramischen oder njetalllceramischen, gut wärmeisolierenden Massen ausgefüllt ist, denen vorzugsweise Gettersubstanzen, zweckmä#ig in Pulverform, beigemengt sind.
In der Zeichnung (Fig. 1 und 2) sind beispielsweise Ausfiihrungsformen der Erfindung schematisch dargestellt.
Die gezeigten Temperaturme#einrichtungen sind in die Wandung eines zur Aufnahme von Eisen- und Stahlschmelzen bestimmten konverters eingebaut.
Fig. 1 zeigt eine Me#anordnung, bei der an don metullkeramischen Meßkörper 1 zwei Übergangs zonen 1 A und 1 b sowie die Isolierzone 1 c direkt angesintert sind.
Der eigentliclle Me#körper 1 besteht aus 60 Vol.-g Molybdän und im Rest aus Zirkonoxyd, das gegebenenfalls noch stabilisierende Zusätze, wie Calciumoxyd oder Magnesiumoxyd, enthalten kann. Die Übergangszone i a enthält 40 Vol.-% Molybdän und die Übergangszone t b 25 Vol.-% Molybdän. Die keramische Phase der Metallkeramischen Ubergangszonen kann entweder ebenfalls aus Zirkonoxyd oder einem anderen hochschmelzenden Oxyd gebildet sein. Die wärmeisolierende Masse 1 c ist im dargestellten Falle durch einen motallkeramischen Körper gebildet, der nur 10 Vol.-% an metallischer Phase, z.B. Molybdän, enthält. Die herstellung des aus mehreren Zonen gebildeten Körpers 1 kann in bekannter Weise nach pulvermetallurgischen Methoden vorgenommen werden, wobei die den einzelnen Zonen entsprechenden Pulvermischungen nebeneinander geschichtet, verpreßt und gesintert werden. Dabei können auch die Thermome#drähte 3 mit ihren Isolierungen 14 in den blenkörper l eingepre#t und eingesintert werden. Die lieilötstellen der Thermoelemente sind ebenfalls eingesintert und die Kaltlötstellen sind in dein Klemmkasten 4 angeordnet. Der wärmeisolierende Teil 1 c des Me#körpers wird durch das Kählsystem 5 auf niedriger Temperatur gehalten. Der Wasserkasten flir das Kählmittel ist in das Dauerfutter 8 des Konverters eingesetzt. In Fig. 1 ist ferner noch das Verschlei#futter 7, die Isolierschicht 9 und der Konverterpanzer 10 dargestellt.
Eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes zeigt Fig. 2. In diesem Falle ist der metallkeranische Meßkörper i mit dem Schutzrohr 19 aus hochwarmfester Keratuili fest verbunden. Die eigentliche wärmeisolierende Zone bestcht aus der hitzebeständigen keramischen Masse 20. Diese kann nach dem Einsetzen der Thermoelementschutzrohre 2 in Bohrungen des metallkeramischen Körpers 1 in das keramische Rohr 19 eingepre#t und eingesintert werden. Als keramische Masse 20 kann beispielsweise ein Hochtemperaturzement verwendet werden, der nach dem Einsetzen der Thermoelementschutzrohre eingestampft wird.
Es mu# damit gerechnet werden, das3 die isolierende keramische Masse 20 nicht ii:inier genügend gasdicht ist.
Dies könnte zur Folge haben, daß die Thermoelementdrähte infolge Luftzutrittes zerstört werden. Ein Weg, um dies zu vermeiden, besteht darin, daß ein Kählsystem vorgesehen wird, das mit neutralen oder reduzierenden Gasen arbeitet. Eine andere Mäglichkeit, die Thermoelementdrähte vor Oxydation zu schützen, wäre die, daß der keramischen Masse Stoffe beigemengt werden, die den Sauerstoff der eindiffundierenden Luft abfangen. Als t'angstoffe (Getter) sind in diesem Falle Metallpulver, z.B. Titan- und Zirkonpulver, geeignet.

Claims

P a t e n t a n 5 s p p r r ii c h e 1. Einrichtung zur kontinuierlichen thermoclektrischen Messung der Temperatur von korrodierenden Medien, insbesondere metallischen Schmelzen, die mit einem metallkerarniselien me#körper ausgestattet ist, in den die die Hei#lötstellen der Thermome#drähte anfnelmenden Isolierungen, z.B. ß. Thermoelemon tschutz rohr, eingeprellt oder eingesintert sind, nach Patent Nr......... (Ant et, 3si).

dadurch gekennzeichnet, daß der metallkeramische Meßkörper mit wärmeisolierenden keramischen oder metallkeramischen Massen (Zonen) gegen die kühle Außenseite dos die Metallschmelzen aufnehmenden Behälters abgedeckt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den metallkeramischen Me#körper eine wärmeisolierende keramische oder metallkeramische Masse angesintert ist, deren Gehalt an metallischer Phase 0 - 20 Vol.-% beträgt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß zwischen dem Meßelement und der wärmeisoliercnden Masse eine oder mehrere metallkeramische Übergangszonen angeordnet, z.B. angesintert sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da# mit dem metallkeramischen Me#körper ein aus feuerfestor Keramik bestehendes Rohr verbunden ist, das innen mit keramischen oder metallkeramischen, gut warmeisolierenden Massen ausgefüllt ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß den keramischen Massen im Innern des Rohres Gettersubstanzen, zweckmäßig in Pulverform, beigemengt sind.

L e e r s e i t e