DE3725614A1 - Tauchpyrometer - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Tauchpyrometer nach dem Oberbe
griff des Anspruchs 1.
Derartige Tauchpyrometer werden insbesondere für das Messen
der Temperaturen flüssiger Metalle verwendet.
Bei vielen industriellen und wissenschaftlichen Verfahren
ist eine Messung und Kontrolle extrem hoher Temperaturen
nötig. So ist beispielsweise die Messung der Temperatur ge
schmolzener Metalle für eine geeignete Verfahrensführung
bei der Metallherstellung wesentlich. Zwei der am meisten
verwendeten Geräte für die Bestimmung der Temperaturen
flüssiger Metalle sind das optische Pyrometer und die ent
fernbare Thermoelement-Lanze. Das optische Pyrometer ar
beitet nicht so genau, wie dies wünschenswert ist und kann
lediglich die Oberflächentemperatur des flüssigen Metalls
messen. Die bewegliche Thermoelement-Lanze ist ungenau. Sie
erlaubt nicht die kontinuierliche Messung der Temperatur
des flüssigen Materials und ihr Gebrauch wirft verschiedene
Sicherheitsprobleme für die Bedienungsperson, welche sie
benutzt, auf.
Als Folge der Nachteile sowohl des optischen Pyrometers als
auch der jeweils einsetzbaren Thermoelement-Lanze sind er
hebliche Anstrengungen zur Entwicklung eines Tauchpyrome
ters gemacht worden, das langzeitig ständig Meßwerte lie
fern soll. Bei einem Tauchpyrometer ist ein Thermoelement
in einem Rohr aus Metall mit hohem Schmelzpunkt einge
schlossen, welches mit einem keramischen Material, bei
spielsweise Aluminiumoxid Al2O3 oder einer Mischung aus
Aluminiumoxid und Chromoxid (Cr2O3) beschichtet ist. Die
Schichten schützen das Metallrohr gegenüber der flüssigen
Metallumgebung. Die Verwendung einer oder mehrerer kera
mischer Schichten ist jedoch nicht befriedigend, da eine
einfach oder mehrfach vorgesehene Keramikschicht zum Ab
splittern neigt mit der Folge, daß das flüssige Metall die
Metallhülse erreichen und angreifen kann. Die innere Me
tallhülse kann dem Angriff durch die Schlacke und/oder das
flüssige Metall nicht standhalten und wird zusammen mit dem
eingeschlossenen Thermoelement schnell zerstört. Das Meß
element, üblicherweise ein Edelmetall-Thermoelement, ist
teuer und es ist wünschenswert, dieses vielfach benutzen zu
können. Umhüllungen, welche für einen Schutz der Thermoele
mente entwickelt sind, haben zu einem langsamen thermischen
Meßverhalten geführt und dies macht die Entwicklungen für
zahlreiche Anwendungszwecke ungeeignet.
In einer älteren amerikanischen Anmeldung (US Serial No.
7 75 183 vom 12. September 1985) wird eine Schutzhülle für
ein Thermoelement beschrieben, welche schweren thermischen
Schocks widerstehen kann und welche eine gute Widerstands
fähigkeit gegenüber Korrosion und Erosion durch geschmol
zene Metalle aufweist. Obwohl die Standzeit dieser Schutz
hülle bereits relativ lang ist, ist es wünschenswert, die
Standzeit noch weiter zu verbessern.
Es ist insbesondere wünschenswert, die Fähigkeit des Pyro
meters zu verbessern, einen Vorheizzyklus in einer oxidie
renden Atmosphäre zu überstehen und die Schutzhülle in
einer festen Position zu montieren, daß sie im flüssigen
Metall und außerhalb der Berührung mit Schlacke bleibt,
solange die Wanne befahren wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tauchpyrome
ter mit einer Umhüllung zu schaffen, welche für eine mög
lichst lange Zeitdauer in einer Umgebung aus geschmolzenem
Metall eingesetzt werden kann. Dabei soll die Schutzein
richtung für das Thermoelement so ausgebildet sein, daß sie
thermischen Schocks widerstehen kann und dazu in der Lage
ist, aufeinander folgende Zyklen schneller Aufheizung und
Abkühlung zu überstehen. Das Tauchpyrometer soll in die
Seitenwand oder den Boden einer flüssiges Metall enthalten
den Wanne einbaubar sein.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des
Kennzeichnungsteils von Anspruch 1.
Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Tauchpyrometer ist gut zum Einbau in
die Seitenwand oder den Boden eines trichterförmigen Behäl
ters geeignet. Diese Anordnung erlaubt eine Verringerung
der Länge des Geräts und damit der Kosten. Außerdem verrin
gert das kürzere Gerät die durch das flüssige Metall auf
das Meßsystem ausgeübten Kräfte. Eine in der Seitenwand
oder im Boden erfolgende Montage erleichert die Instrumen
tierung und läßt die Oberseite des Behälters frei von
außenliegenden Drähten und Befestigungen.
Darüber hinaus ist die Anordnung des Thermoelements vor
dessen Einbau bekannt. Dies erlaubt eine größere Genauig
keit für das Extrapolieren der Temperaturen in anderen
Bereichen der Schmelze. Es besteht ein direkter Kontakt
zwischen der Schutzhülle und dem geschmolzenen Material.
Hierdurch wird ein schneller Wärmetransport und eine
schnelle Ansprechzeit erreicht.
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfin
dung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es
zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Umhüllung mit
innenliegendem Thermoelement,
Fig. 2 einen Teilschnitt durch das vordere Ende des
Tauchpyrometers mit verschiedenen aufge
brachten Schutzschichten,
Fig. 3 eine zu Fig. 2 analoge Darstellung mit zu
sätzlichen Außenschichten,
Fig. 4 einen Schnitt durch einen feuerfesten Zie
gel, der zum Einsatz in den Boden oder die
Seitenwand eines Behälters vorgesehen ist.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß ein endseitig geschlosse
nes Metallrohr 12 einen Innenraum (13) bildet, welcher das
Thermoelement 54 bzw. die Verbindungsstelle des Thermoele
ments enthält. Die Thermoelementendrähte 50 und 52 verbin
den den Anschlußkopf 52 mit der Verbindungsstelle 54 des
Thermoelements und werden in der Umhüllung 11 mittels einer
nicht dargestellten, zwei Bohrungen aufweisenden Isolierung
gehalten. Der Anschlußkopf 62 kann mit nicht dargestellten
Dichtungen versehen sein.
Das Metallrohr 12 wird durch bekannte Verfahren aus einem
Metall oder einer Metallegierung hergestellt, welche die
erforderlichen Eigenschaften aufweist, nämlich einen hohen
Schmelzpunkt und hohe Festigkeit gegenüber hohen Tempera
turen. Molybdän ist das Metall der Wahl zur Verwendung bei
sehr hohen Temperaturen, und zwar wegen seiner exzellenten
mechanischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen. Die
thermische Leitfähigkeit und die spezifische Wärme des Me
talls des Metallrohres steuern die Temperaturerhöhung im
Inneren des Metallrohrs und das Ergebnis sind milde Umge
bungsbedingungen für das Thermoelement. Es kann auch Molyb
dän verwendet werden, welches geringe Anteile von Titan und
Zirkon enthält. Die entsprechende Legierung hat den Vor
teil, daß ein stärkeres Metallrohr entsteht als wenn es
ausschließlich aus Molybdän besteht, weil die Legierung
eine Rekristallisation bei den interessierenden Tempera
turen verhindert.
Auch Metallrohre aus rostfreiem Stahl sind relativ befrie
digend zur Verwendung als innere Schutzhülle oder als Be
standteil der inneren Schutzhülle, wenn Temperaturen von
niedrigerschmelzenden Materialien gemessen werden sollen,
beispielsweise Aluminium oder Messing. Rostfreier Stahl hat
einen Kostenvorteil gegenüber Molybdän und aus diesem Grund
kann er in einigen Anwendungsfällen das Metall der Wahl für
das Metallrohr sein. Obwohl auch andere Metalle als Molyb
dän oder Molybdän-Legierungen für das Metallrohr verwendet
werden können, wie dies vorstehend erläutert wurde, wird
das Metallrohr 12 nachstehend zur Vereinfachung als Molyb
dänrohr angesprochen. Es ist selbstverständlich möglich,
auch andere geeignete Materialien anstelle von Molybdän
vorzusehen.
Obwohl Molybdän einen sehr hohen Schmelzpunkt aufweist,
oxidiert es bei hohen Temperaturen sehr rasch.
Molybdän wird auch durch chemisch aggressive Gase angegrif
fen, welche in der Umgebung einer Metallschmelze vorhanden
sind. Aus diesem Grund muß eine Schutzschicht verwendet
werden, um das Molybdänrohr gegenüber der Umgebung zu
schützen.
Die entsprechende Beschichtung umfaßt eine Vielzahl von po
rösen Schichten aus Keramik-Metall-Gemischen, welche auch
als "Cermet"-Schichten bezeichnet werden. Solche Keramik-
Metall-Gemisch-Schichten sind Aluminiumoxid-Chromoxid-
Molybdän, welche über ein Plasma-Sprühverfahren auf das
Metallrohr aufgebracht werden.
Fig. 2 zeigt den Aufbau der Beschichtung 14, welche aus
einer porösen Molybdän-Unterschicht 16 besteht, auf die
poröse Keramik-Metall-Gemisch-Schichten 18, 20 und 22 auf
gebracht sind, welche eine Mischung aus Aluminiumoxid-
Chromoxid-Molybdän enthalten. Dabei nimmt der Molybdänge
halt von der inneren zur äußeren Oberfläche in der Konzen
tration ab. Die äußere Schicht 24 besteht nahezu hundert
prozentig aus Aluminiumoxid-Chromoxid.
Das Aluminiumoxid-Chromoxid kann Chromoxid in einer Kon
zentration von ca. 10 bis 30 Mol% enthalten und vorzugs
weise enthält das Aluminiumoxid-Chromoxid-Pulver Chromoxid
im Bereich von ca. 20 Mol%.
Aluminiumoxid-Chromoxid, welches ca. 20 Mol% Chromoxid ent
hält, hat einen thermischen Expansionskoeffizienten von ca.
8 Teilen pro Million pro °C.
Das Molybdän hat einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
von annähernd 5,4 Teilen pro Million pro °C. Dies führt zu
einem Unterschied von 45% in den thermischen Expansions
koeffizienten zwischen Keramik und Molybdän.
Aluminiumoxid und Chromoxid können durch eine mechanische
Mischung von Aluminiumoxid- und Chromoxid-Pulver herge
stellt werden. Das bevorzugte Material ist jedoch ein Pul
ver, welches durch ein zusätzliches Brennen (secondary
firing) entsteht.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Umhüllung besteht
die erste poröse Schicht auf dem Molybdän-Träger aus Molyb
dän-Pulver. Nachfolgende Schichten haben eine abnehmende
Konzentration von Molybdän und eine zunehmende Konzentra
tion des Keramikanteils. Die äußere Schicht besteht zu
100 % aus Keramik. Da das Ausmaß der Veränderungen in den
Zusammensetzungen von Schicht zu Schicht nicht kritisch
ist, erfolgt bei einem bevorzugten Verfahren zur Herstel
lung des Tauchpyrometers die Konzentrationsänderung des
Molybdäns in einem geradzahligen Volumen/Prozent-Verhältnis
von der inneren Schicht zu den äußeren Schichten.
Während die Anzahl der Schichten aus Keramik-Metall-Gemisch
von 2 bis 10 betragen kann und vorzugsweise 3 bis 9, er
weist es sich jedoch, daß es nur geringe Vorteile mit sich
bringt, wenn man über fünf Schichten verwendet. Außerdem
steigen die Kosten zur Herstellung der inneren Hülle mit
der Anzahl der verwendeten Lagen.
Bei einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung der Umhül
lung besteht die Schutzschicht 14 aus fünf Schichten, be
ginnend mit 100 Vol% Molybdän in der ersten Schicht, ge
folgt von 75 bis 25 Vol% Keramik für die zweite Schicht,
50 Vol% Molybdän-50 Vol% Keramik für die dritte Schicht,
25 Vol% Molybdän-75 Vol% Keramik für die vierte Schicht
und 100 Vol% für die fünfte Schicht.
Die gesamte Dicke der verschiedenen Schichten kann von ca.
0,5 mm bis ca. 1 mm variieren.
Bei einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung des Tauch
pyrometers hat die poröse Molybdänschicht, die auf dem
Molybdänrohr liegt, ebenso wie jede der folgenden porösen
Keramik-Metall-Gemisch-Schichten eine Dicke von ca. 0,05 mm
bis 0,1 mm. Die äußere keramische Schicht hat eine Dicke
von ca. 0,40 mm bis 0,60 mm. Eine genaue Kontrolle der
Dicken der verschiedenen Schichten ist nicht wesentlich zur
Erzeugung einer inneren Hülle, welche keramischen Schocks
widerstehen kann. Bei einem bevorzugten Verfahren zur Her
stellung des erfindungsgemäßen Tauchpyrometers hat jedoch
jede der Schichten aus Molybdän und Keramik-Metall-Gemisch
annähernd die gleiche Dicke, beispielsweise ca. 0,07 mm.
Es ist wesentlich, daß die Keramik-Metall-Gemisch-Schichten
eine Porosität von ca. 4 bis ca. 33% haben. Der bevorzugte
Bereich der Porosität beträgt ca. 15 bis 30% und das Opti
mum liegt in der Größenordnung von 20 bis 25%. Die Wirkung
der Poren ist nicht vollständig geklärt, es ist anzunehmen,
daß die Poren die Ausdehnung des Materials in den Schichten
begünstigen, wenn diese einer Umgebung mit hoher Temperatur
ausgesetzt werden. Die Bestimmung der angegebenen Porosität
erfolgt durch optische Mikroskopie mit Hilfe üblicher
stereologischer Technik.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Erzeugung der gewünschten
Porosität besteht darin, daß man die Molybdän-Schicht, die
Keramik-Metall-Gemisch-Schichten und die Keramik-Schichten
mittels eines Plasma-Lichtbogen-Sprühverfahrens aufbringt.
Dieses Verfahren hat sich als besonders günstig erwiesen,
weil es die Kontrolle der kritischen Parameter, nämlich der
Oberflächenstruktur und der Porosität der Schichten, er
laubt. Der Porositätsgrad einer metallischen, keramischen
oder Keramik-Metall-Gemisch-Schicht beim Plasmasprühen wird
in erster Linie durch die Verfahrensparameter bestimmt.
Hierzu gehören die eingesetzte Energie für den Lichtbogen,
die zugeführte Pulvermenge, der Abstand und der Winkel der
Trägeroberfläche von dem Sprühstutzen und die Bewegungsge
schwindigkeit des Sprühstutzens über die Trägeroberfläche.
Der Energieeinsatz liegt üblicherweise im Bereich von ca.
15 bis 45 kW, das bevorzugte Energieniveau der eingesetzten
Energie beträgt ca. 30 bis 40 kW. Eine Absenkung der einge
setzten Energiemenge führt zu einer Vergrößerung der Poro
sität in der aufgebrachten Schutzschicht.
Die zugeführte Pulvermenge kann im Bereich von ca. 2,5 kg
bis 4,5 kg Pulver pro Stunde betragen. Eine Verminderung
der Pulverzuführrate verringert die Porosität der aufge
sprühten Schicht.
Der Sprühstutzen wird vorzugsweise in einem Abstand von ca.
5 cm bis ca. 16 cm von der Oberfläche des Trägers gehalten.
Die Porosität der aufgebrachten Schicht wächst mit einem
Anwachsen der Distanz zwischen Sprühstutzen und Träger.
Der Winkel der aufgesprühten Teilchen beträgt, bezogen auf
eine senkrecht zu dem zu besprühenden Teil liegende Achse,
bis zu 30°, der bevorzugte Winkelbereich liegt zwischen 0°
bis ca. 10°. Die Porosität wächst mit dem Auftragswinkel.
Die Auftragsgeschwindigkeit des Sprühstutzens auf der Trä
geroberfläche kann von ca 10 cm bis ca. 30 cm pro Sekunde
betragen. Die Porosität wächst mit der zunehmenden Auf
tragsgeschwindigkeit.
Bei einem bevorzugten Verfahren wird der Träger beim Be
sprühen gedreht. Eine typische Drehgeschwindigkeit beträgt
ca. 600 Umdrehungen pro Minute für einen rohrförmigen
Träger von ca. 1,25 cm.
Zum Ausführen des Beschichtungsverfahrens sollte der Träger
aufgeheizt werden, vorzugsweise auf eine Temperatur im Be
reich von ca. 90°C bis ca. 260°C. Obwohl eine Änderung der
Trägertemperatur den Porositätsgrad verändern kann, er
scheint dieser Einfluß eher gering.
Auch die Art und Stärke der Plasmagase haben geringe Aus
wirkungen auf die Steuerung des Porositätsgrades. Übliche
Gase sind ein Gemisch aus Stickstoff und Wasserstoff im
Volumen-Verhältnis Stickstoff zu Wasserstoff von ca. 4:1
bis ca. 8:1. Typische zweckmäßige Ausströmraten betragen
70 bis 100 Liter pro Minute für Stickstoff und 8,6 bis 17
Liter pro Minute für Wasserstoff.
Die Behälter zur Aufnahme flüssigen Metalls können durch
einen gasbefeuerten Vorheizzyklus ohne Metall im Behälter
gehen. Wenn keine Schutzhülle für die Umhüllung vorgesehen
ist, könnte die Oxidationswirkung der Gasflamme die Umhül
lung beschädigen und die Standzeit in der Schmelze verkür
zen. Damit die Keramik-Metall-Gemisch-Schicht und die Kera
mik-Schicht geschützt werden, umfaßt der äußere Bereich als
aufzuarbeitende oder zu opfernde Blättchen eine innere
Schicht aus gieß- oder schmelzfähigem Zirkonoxid und eine
abdeckende äußere Schicht 32 aus faserförmigem
Aluminiumoxid.
Die Dicke dieser Schichten ist nicht kritisch und eine
Schicht von ca. 0,25 mm Dicke ist geeignet. Nach Aufbringen
der Deckschichten aus Zirkonoxid und Aluminiumoxid wird die
gebildete Schutzhülle 26 für ca. 12 Stunden auf ca. 200°C
gehalten.
Dieses System kann auch lange Eintauchzeiten bei hohen Tem
peraturen aushalten, weil die Umhüllung 11 nicht in einem
Vorheizzyklus beschädigt wird und nicht einer Schlacken
schicht ausgesetzt ist. Die zu opfernden Schichten 32 und
34 sind üblicherweise am Ende des Vorheizzyklus zerstört,
werden zu dieser Zeit aber auch nicht länger benötigt.
Bei einem bevorzugten Verfahren zum Herstellen des Tauch
pyrometers ist mindestens eine Schicht aus Bornitrid
zwischen der Keramikschicht 24 und den zu opfernden
Schichten 32 und 34 vorgesehen. Fig. 3 zeigt Bornitrid als
Schichten 38 und 30. Das Bornitrid kann dadurch aufgebracht
werden, daß man eine wässrige Suspension des Bornitrids bei
Raumtemperatur auf die Keramikschicht aufsprüht, die Be
schichtung lufttrocknet und dann bei einer Temperatur von
ca. 370°C trocknet. Bei einem bevorzugten Verfahren zum
Aufbringen eines Bornitrid-Überzugs wird eine Vielzahl von
dünnen Schichten mit Lufttrocknung zwischen jeder dünnen
Schicht aufgebracht, wobei der endgültig beschichtete Trä
ger bei Temperaturen von ca. 370°C getrocknet wird. So kön
nen beispielsweise fünf Schichten von jeweils 0,05 mm Dicke
verwendet werden, um auf diese Weise eine Gesamtdicke der
Bornitrid-Beschichtung von 0,25 mm zu erhalten. Geeignete
wässrige Suspensionen von Bornitrid, welche anorganisches
Bindemittel wie beispielsweise Aluminiumoxid enthalten,
sind handelsüblich.
Bei einem bevorzugten Verfahren zum Aufbringen von
Bornitrid werden mindestens zwei Schichten aus Bornitrid
auf die äußeren porösen Schichten mit einer Zwischenschicht
von Aluminiumoxid-Chromoxid zwischen den Bornitridschichten
aufgebracht.
Die Schichten können aufgebracht werden, indem man zunächst
eine Suspension aus Bornitrid über die Aluminiumoxid-Ober
schicht aufsprüht, um damit eine dünne Schicht aus Borni
trid auf der Aluminiumoxid-Chromoxid-Schicht zu bilden. Das
Bornitrid wird luftgetrocknet und erhitzt und dann wird
eine dünne Schicht aus Aluminiumoxid-Chromoxid im Plasma-
Lichtbogen-Verfahren auf das Bornitrid aufgesprüht. Wie
vorstehend erläutert wurde, ist das Bornitrid so behandelt
worden, daß die nachfolgende Beschichtung von im Plasma-
Sprühverfahren aufgebrachtem Aluminiumoxid-Chromoxid darauf
haften wird. Auf diesen Schritt folgt das Aufbringen einer
weiteren Bornitridschicht. Es können auf diese Weise so
viele Schichten aufgebracht werden, wie dies nötig er
scheint. Das Bornitrid erlaubt offensichtlich den benach
barten Keramik-Schichten, sich bei ihrer Expansion in
Längsrichtung zu bewegen. Hierdurch entstehen Gleiteffekte,
welche keine größeren Beanspruchungen der benachbarten
Keramikschichten zur Folge haben. Da die äußeren Schichten
infolge ihrer Erosion in der Schmelze zerstört werden,
übernehmen die inneren Schichten die Schutzaufgabe. Dieser
Vorgang verläuft, bis zu die opfernde Schicht verbraucht
ist. Nachdem die zu opfernden Schichten entfernt sind,
wirkt die Schutzumhüllung mit ihren darunter befindlichen
porösen Schichten, die intakt bleiben, weiterhin.
Andere Materialien, wie Aluminiumoxid-Chromoxid haften
nicht gut auf einem Träger aus Bornitrid, ohne daß die
Bornitrid-Schicht zur Verbesserung der Haftung behandelt
worden ist. Bei einer solchen Behandlungsart ist das Bor
nitrid mit einer Schicht aus nassem Bornitrid versehen und
Aluminiumoxid-Chromoxid-Pulver wird auf die nasse Bor
nitrid-Schicht aufgesprüht oder aufgebürstet.
Danach wird Aluminiumoxid-Chromoxid im Plasma-Sprühverfah
ren auf den erhaltenen Träger aufgesprüht. An dieses Ver
fahren kann sich das Aufbringen jeweils einer Lage von
Aluminium-Chromoxid auf eine Bornitrid-Schicht anschließen.
Die vorbeschriebene Technik führt zu einem Tauchpyrometer,
welches lange Eintauchzeiten überstehen kann, weil es die
einzelnen Schichten schützt.
Die Standzeit eines Tauchpyrometers kann noch weiter da
durch verlängert werden, daß man das Innere des Metallrohrs
12 mit einer nicht dargestellten, einerseits geschlossenen
Keramikröhre ausfüllt, welche in den Zeichnungen nicht dar
gestellt ist. Dabei ist das Thermoelement innerhalb der
Keramikröhre angeordnet. Der Vorteil dieses Aufbaus liegt
darin, daß das Thermoelement selbst dann geschützt wird,
wenn die Schmelze das innere Metallrohr erreicht und an
greift.
Zwar kann das Keramikrohr keine rauhen Behandlungen oder
ein zusätzliches Eintauchen vertragen, und zwar wegen des
direkten Thermo-Schocks nachdem sich das innere Rohr in der
Schmelze auflöst, es kann jedoch für lange Zeiten in be
stimmten Schmelzen überleben.
Fig. 4 zeigt das Tauchpyrometer mit den zu opfernden
Außenhüllen aus Zirkonoxid 32 und faserförmigen Aluminium
oxid 34, welche in einer konischen röhrenförmigen Hülle 38
angeordnet sind, welche wiederum innerhalb eines feuer
festen Steins 41 befestigt ist. Das Tauchpyrometer wird
mit Aluminiumoxid-Vergußmasse 39 in der rohrförmigen Hülle
38 fixiert, welche vorzugsweise aus rostfreiem Stahl be
steht.
Das gießfähige oder schmelzbare Aluminiumoxid wird in die
Hülle um das Thermoelement eingebracht und bei Temperaturen
von 200°C bis 350°C für 12 bis 40 Stunden gebrannt. Der
feuerfeste Stein 41 wird in der Seitenwand oder im Boden
eines Behälters unter Verwendung bekannter Einsetztechniken
angebracht und es werden elektrische Verbindungen zu dem
Anschlußkopf 62 hergestellt.
Claims (8)
1. Tauchpyrometer mit einer Umhüllung für ein Temperatur
meßelement,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umhüllung ein einseitig geschlossenes Metallrohr
(12) aufweist, auf dem mehrere Schutzschichten (16; 18;
20; 22) angeordnet sind und mindestens zwei Schutz
schichten (18; 20; 22) Keramik-Metall-Gemische enthal
ten, welche aus Aluminiumoxid-Chromoxid-Molybdän beste
hen, wobei die Konzentration des Molybdäns in den Kera
mik-Metall-Gemisch-Schichten von den inneren zu den
äußeren Schichten hin abnimmt, und daß eine Keramik
schicht (24) von im wesentlichen reinem Aluminiumoxid
-Chromoxid die äußerste Keramik-Metall-Gemisch-Schicht
(22) bedeckt, wobei jede der Keramik-Metall-Gemisch-
Schichten und die Keramikschicht eine Porosität von ca.
4% bis ca. 33% aufweist, wobei ferner eine zum Aufar
beiten vorgesehene Schutzhülle (32; 34) mindestens einen
Teil der Umhüllung abdeckt und diese Schutzhülle eine
Zirkonoxid-Schicht (32) aufweist, die von einer Schicht
(34) aus faserförmigem Aluminiumoxid bedeckt ist.
2. Tauchpyrometer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umhüllung mindestens eine Schicht (28; 30) aus
Bornitrid enthält.
3. Tauchpyrometer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umhüllung und die Schutzhülle (32, 34) durch
eine Schicht (28; 30) aus Boronnitrid getrennt sind.
4. Tauchpyrometer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß es innerhalb einer rohrförmigen Hülse (38) mit feu
erfestem Vergußmaterial (39) festgelegt ist und daß die
rohrförmige Hülse (38) innerhalb eines feuerfesten
Steins (41) montiert ist.
5. Tauchpyrometer nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die rohrförmige Hülse (38) konisch ausgebildet ist
und aus rostfreiem Stahl besteht.
6. Tauchpyrometer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das einseitig geschlossene Metallrohr (12) von einer
keramischen Hülse (38) umschlossen ist.
7. Tauchpyrometer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das einseitig geschlossene Metallrohr (12) Molybdän
enthält.
8. Tauchpyrometer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Metallrohr (12) aus rostfreiem Stahl besteht.
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