DE964183C

DE964183C - Anordnung des Messgeraetes zur Bestimmung der Temperatur von Schmelzen, insbesondere Schmelzen von Metallen bzw. Legierungen derselben

Info

Publication number: DE964183C
Application number: DESCH8864A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich Wil Rabenau
Original assignee: Karl Schmidt GmbH
Current assignee: Karl Schmidt GmbH
Priority date: 1952-02-23
Filing date: 1952-02-23
Publication date: 1957-05-16

Description

AUSGEGEBEN AM 16. MAI 1957

Sch 8864 IX /

Zum Messen und Überwachen der Temperatur von Schmelzen, insbesondere; von Metallschmelzen, werden bekanntlich in der Regel Thermoelemente benutzt. Wenn, auch die Handhabung dieser Instrumente im allgemeinen keine Schwierigkeit bereitet, kann ihre Anordnung zur Ermittlung der gewünschten Meßergebnisse nicht immer befriedigen, wenn es sich darum handelt, die Messungen bei Metallschmelzen,, die einen hohen Schmelzpunkt aufweisen, durchzuführen. So* sind besondere Maßnahmen dann erforderlich, wenn die Schmelze die Wandung des Tiegels angreift, wie dies z. B. bei Aluminium oder seinen Legierungen in Eisengefäßen, beobachtet werden kann.

Die Durchführung der direkten Messung und Überwachung der Temperatur von Schmelzen der Aluminiumlegierungen bedingt die Anwendung von Schutzmaßnahmen für das Thermoelement, wie z. B. die Anordnung von keramischen und/oder metallischen, Schutzhüllen. Da die Lebensdauer solcher schützenden Mäntel um die Lötstelle der Thermoelemente infolge der Löslichkeit bzw. Verzunderung oder Zerbrechlichkeit jedoch sehr klein ist und ein Wechsel der Schutzhülle demzufolge häufig erfolgen muß, wird das Meßverfahren umständlich, teuer und zeitraubend.

Da₁, wo· von Thermoelementen kein. Gebrauch, gemacht werden kann,, finden optische Meßgeräte Verwendung. So ist z. B. empfohlen worden, in die Wandung eines Kohlerohrofens, der zur Erzeugung von gesintertem Borkarbid dient, einen Kanal anzubringen und die Lichtwirkung des Werkstoffes

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einer Zwischenwand, die das Innere des Ofens gegenüber dem Kanal an dessen. Ende absperrt, als Maßstab für die jeweils in dem Ofen herrschende Temperatur zu benutzen.

Zum Bestimmen der Innentemperatur von technischen Öfen sind auch schon Thermoelemente verwendet worden, um die Temperatur eines starken Einsatzklotzes, der eine Bohrung durch die Ofenwand gegenüber dem Ofeninnern abschließt, auf

ίο der dem Ofeninnern. abgewendeten Seite zu ermitteln. Das Ergebnis kann jedoch nur ein. relativer Wert der tatsächlich im Ofeninnern herrschenden Temperatur sein.

Die zu schätzende Temperatur bei der Ermittlung von Relativwerten ist um so schwieriger, je weiter der Temperaturfühler von. der Wärmequelle entfernt ist. Daher sind die Ergebnisse"bei Thermoelementen, die in das Futter eines Ofens eingesetzt werden, das als Wärmeisoliermaterial den Durchgang der Wärme von der Wärmequelle zum Temperaturfühler stark erschwert, wesentlich unsicherer als im Falle, der Anordnung eines Thermoelementes in einem aus Naturgraphit mit Beimengungen bestehenden Schmelztiegel.

Eine andere Maßnahme zur Feststellung der Temperatur und 'deren. Überwachung von Metallschmelzen besteht darin, das Thermoelement in unmittelbarer Nähe der Heizfelge des Tiegels unterzubringen. Der Abstand von dieser Stelle bis zum geschmolzenen. Metall ist jedoch groß, und die Wärmeverluste können, nur nach den jeweils vorliegenden Erfahrungswerten geschätzt werden und schwanken mit dem Füllungsgrad des Tiegels, so· daß nur ungenaue Meßergebnisse aufgefunden werden können.

Schließlich ist auch schon zur Unterbringung des Thermoelementes bei Grauguß ti egeln eine augenartig gestaltete Wulst in der Wandung vorgesehen worden, in deren Bohrung das Meßgerät eingeführt wird. Aber auch diese Anordnung reicht nicht aus, um sichere Meßwerte zu ermitteln, weil immer noch der Wärmeverlust zu groß ist. Es besteht aber auch keine Möglichkeit, die Tasche zur Aufnahme des Thermoelementes noch mehr an die Schmelze heranzubringen, weil zu hohe Spannungen im Tiegelwerkstoff auftreten. Die gleichen Nachteile werden sich auch dann zeigen., wenn bei aus Graphit bestehenden Schmelztiegeln in derselben Weise verfahren wird. Bei Graphittiegeln ist im übrigen mit dem Auftreten noch höherer Spannungen zu rechnen, so> daß die Übertragung der bekannten Gestaltung von Graugußtiegeln auf Graphittiegel von vornherein ausscheidet.

Um die Nachteile der bekannten Einrichtung und bisher angewendeten Verfahren zur Ermittlung der Temperatur bei Schmelzen, insbesondere solchen von Metallen bzw. Metallegierungen, zu vermeiden und insbesondere auch eine stetige Überwachung durchführen zu können, werden erfindungsgemäß ein oder auch mehrere Thermoelemente in die Wandung des Graphittiegels bei dessen. Herstellung mit eingeformt, wobei die Thermolötstelle möglichst nahe der Schmelze gelegt werden soll, wie beispielsweise möglichst nahe am Boden des Tiegels und möglichst nahe seiner Innenwand. Die Thermolötstelle und die Schmelze sind nur durch eine verhältnismäßig dünne Graphitwand voneinander getrennt. Der Wärmeverlust durch die letztere ist so gering, daß er in der Regel vernachlässigt werden kann oder mit großer Sicherheit schätzbar ist.

Die große Genauigkeit einer solchen .Meßgeräteanordnung ist vorwiegend dadurch bedingt, daß sich die Thermolötstelle direkt im Wärmefluß der Wärmequelle befindet und störende Luftzwischenräume ausgeschlossen sind.

Bei der Herstellung eines Graphitschmelztiegels, wie er hier in Rede steht, wird so vorgegangen, daß zunächst aus Naturgraphit, also aus einer mit Beimengungen von Ton versehenen Graphitmasse, die demzufolge eine äußerst geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist, bei Raumtemperatur ein Schmelztiegel nach den Methoden, der Töpferei geformt wird. Bei diesem Vorgang werden ein oder mehrere Thermoelemente mit in die Wandung des Tiegels eingeformt. Nach dem Trocknen erfolgt ein Brennen des Graphittiegels bei etwa, 1200⁰ C.

Die Abbildung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel. Sie zeigt einen Schmelztiegel im Quer- schnitt.

Während bisher das Meßinstrument in unmittelbarer Nähe der Heizfelge des Schmelztiegels angebracht wurde, wird erfindungsgemäß bei einem aus Graphit hergestellten Schmelztiegel α das Thermoelement b mit eingeformt. Die Thermolötstelle c liegt, wie die Darstellung erkennen läßt, möglichst tief und möglichst nahe der Innenwand des Tiegels.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung des Meßgerätes zur Bestimmung der Temperatur von Schmelzen, insbesondere Schmelzen von Metallen bzw. Legierungen derselben, in Schmelztiegeln aus Naturgraphit, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Thermoelemente (b) in die Wand des Schmelztiegels - (α-) bei dessen Herstellung -mit eingefo>rmt sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermolötstelle (c) möglichst nahe am Boden des Tiegels (α) und seiner Innenwand zu liegen kommt.

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In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 807 335, 405 149, 828 894;

»Archiv für technisches Messen«, V 8244— 1; »Industrial Heating«, Dezember 1944, S. 2038; »Temperature its measurement and control«, 1941, S. 203.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen