CH639697A5 - Verfahren und vorrichtung zur regelung der aufkohlungswirkung einer ofenatmosphaere. - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur regelung der aufkohlungswirkung einer ofenatmosphaere. Download PDFInfo
- Publication number
- CH639697A5 CH639697A5 CH311578A CH311578A CH639697A5 CH 639697 A5 CH639697 A5 CH 639697A5 CH 311578 A CH311578 A CH 311578A CH 311578 A CH311578 A CH 311578A CH 639697 A5 CH639697 A5 CH 639697A5
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- furnace
- contact
- outer electrode
- purge gas
- solid electrolyte
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title claims 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 17
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 15
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 11
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 claims description 7
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
- G01N27/4175—Calibrating or checking the analyser
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0026—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment using an alternating circulation of another gas
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Bekannte Regeleinrichtungen vorgenannter Art sind entweder in den Ofenraum eingebaut oder die Ofenatmosphäre wird in einen beheizten Messraum eingeführt. In beiden Fällen besteht der Festkörper-Elektrolyt aus einer Wand aus stabilisiertem Zirkondioxid. Eine Seite dieser Wand steht mit einem Referenzgas mit bekanntem Sauerstoffgehalt (meist Luft) in Berührung und ist mit einer Elektrode leitend verbunden (nachfolgend Innenelektrode genannt). Die andere Seite dieser Wand steht mit der Ofenatmosphäre in Berührung und ist mit einer anderen Elektrode leitend verbunden (nachfolgend Aussenelektrode genannt). Die Elektroden bestehen meist aus Platin. Als Messstelle gilt die gemeinsame Berührungsstelle zwischen Elektrode, Zirkondioxid und Ofenatmosphäre bzw. Referenzluft.
Die Auswertung der Messwerte erfolgt nach empirisch ermittelten oder berechneten Tabellen oder Kurven, die den Zusammenhang zwischen der Spannung am Festkörper-Elektrolyt, der Ofenraumtemperatur und dem Kohlenstoffpegel der Ofenatmosphäre beinhalten.
Diese Kurven gelten für gewisse Ausgangsbrennstoffe, deren Zusammensetzung bekannt ist. Die Aufkohlungswirkung ergibt sich unter Einbeziehung der Behandlungszeit.
Eine nachteilige Eigenschaft dieses Mess- und Regelprinzips sind unerwünschte örtliche Gasreaktionen an den Elektroden, die durch deren katalytische Wirkung ausgelöst werden. Weiterhin kann der keramische Werkstoff des Fest-körper-Elektrolyten keinen Kohlenstoff lösen, wie dies bei den Werkstücken aus Stahl der Fall ist. Bei längerer Verweilzeit in einer Ofenatmosphäre mit hohem Kohlenstoffpegel scheidet sich an der Messstelle des Elektrolyten allmählich
Russ ab. Der abgeschiedene Russ wiederum übt eine katalytische Wirkung auf die weitere Kohlenstoffabscheidung aus. Dieser sehr langsam ablaufende und später sich durch auto-katalytische Wirkung rasch beschleunigende Vorgang stört die Messgenauigkeit.
Aufgabe der Erfindung ist es, die unerwünschte Beeinflussung der Messgenauigkeit durch Gasreaktionen an den Elektroden des Festkörper-Elektrolyten zu verhindern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst, indem die Aussenelektrode des Festkörper-Elektrolyten in wechselnder Folge einerseits mit der Ofenatmosphäre und andererseits mit einem nicht aufkohlend wirkenden Spülgas in Berührung gebracht wird.
Es hat sich gezeigt, dass eine sehr genaue Aufkohlungswirkung einer Ofenatmosphäre zu erzielen ist, wenn diese nur in gewissen Zeitabständen - dafür aber mit einer exakten Regelgrösse - überwacht bzw. korrigiert wird.
Bei einem im Ofenraum angeordneten Festkörper-Elek-trolyt strömt das Spülgas in den Ofenraum. Es muss daher die Art des verwendeten Spülgases den Qualitätsanforderungen der zu behandelnden Werkstücke angepasst werden. Bei der Wahl von Stickstoff als nicht aufkohlend wirkendes Spülgas tritt keinerlei Beeinflussung auf.
In den meisten Fällen kann ein entkohlend wirkendes Spülgas - z.B. Luft - angewandt werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 3 angeführten Merkmale gekennzeichnet.
Um möglichst schnell den augenblicklichen Zustand der Ofenatmosphäre oder des Spülgases zu erfassen, kann die Aussenelektrode so gestaltet sein, dass die Berührungsstellen von Aussenelektrode und Festkörper-Elektrolyt ohne Strömungsschatten vom Gas frei umströmt werden können. Dies ist beispielsweise gewährleistet, wenn die Aussenelektrode und der Festkörper-Elektrolyt sich an einer oder mehreren Stellen punktförmig berühren.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der schematisch eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur 1 eine in eine Ofenwandung eingesetzte Spülsonde im Schnitt.
Die dargestellte Messonde umfasst ein an einem Ende geschlossenes Röhrchen 1 aus stabilisiertem Zirkondioxid, an welchem innenseitig eine Innenelektrode 2 und aussen-seitig eine Aussenelektrode 3 befestigt sind. Im Bereich der Messstelle, die durch die gemeinsame Berührungsstelle zwischen den Elektroden mit dem Festkörper-Elektrolyten Zirkondioxid gebildet ist, bestehen beide Elektroden 2 und 3 aus Gold. Die Berührungsstelle der Aussenelektrode 3 mit dem Zirlcondioxidröhrchen 1 ist punktförmig ausgebildet, um eine freie Umströmbarkeit der Elektrode, ohne Strömungsschatten, zu gewährleisten. In den Bereich der Messstelle ist eine Leitung 4 zur Zuführung von Spülluft zur Aussenelektrode 3 herangeführt. Zur Förderung der Spülluft ist eine Pumpe P vorgesehen.
Der Festkörper-Elektrolyt 1 ist von einem Schutzrohr 6 umgeben. Das geschlossene Ende des Schutzrohres 6, welches in den Ofenraum 8 hineinragt, ist mit einer Mehrzahl von Öffnungen 7 versehen, die es ermöglichen, dass wechselweise einerseits Spülgas aus einem Messraum 9 im vorderen Bereich der Sonde in den Ofenraum 8 und andererseits die Ofenatmosphäre aus dem Ofenraum 8 in den Messraum 9 strömen kann. Die Zuführung des Spülgases zum Messraum 9 erfolgt über die an die Pumpe P angeschlossene Leitung 4. Um nach dem Spülvorgang die Messelektrode möglichst rasch wieder mit der Ofenatmosphäre in Berührung zu bringen, kann die Pumpe P wechselweise zur Absaugung der
2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
3
Ofenatmosphäre benutzt werden. Ein Distanzring 10 dient zum koaxialen Halten der geschlossenen Enden des Röhrchens 1 innerhalb des Schutzrohres 6.
Die oben beschriebene Vorrichtung wird zur Regelung der
639 697
Schutzgasatmosphäre bei der Wärmebehandlung von Stahl, insbesondere zur Regelung des Kohlenstoffpotentials bei der Einsatzhärtung (Aufkohlung) in Ein-, Mehrkammer- oder Durchlauföfen verwendet.
1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zur Regelung der Aufkohlungswirkung einer Ofenatmosphäre, wobei als Regelgrösse die elektrische Spannung eines sauerstoffionenleitenden Festkörper-Elektrolyten mit einer Aussen- und einer Innenelektrode dient, wobei die Aussenelektrode mit der Ofenatmosphäre und die Innenelektrode mit Luft oder einem anderen Stoff mit bekanntem Sauerstoffgehalt in Berührung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenelektrode des Festkörper-Elektrolyten in wechselnder Folge einerseits mit der Ofenatmosphäre und andererseits mit einem nicht aufkohlend wirkenden Spülgas in Berührung gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenelektrode mit einem entkohlend wirkenden Spülgas in Berührung gebracht wird.
3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein in den Ofenraum hineinragender stabförmiger Festkörper-Elektrolyt (1) mit einem Schutzrohr (6) umgeben ist, das einen Messraum von dem Ofenraum trennt, und dass das Schutzrohr zum Ermöglichen des wechselweisen Ausströmens eines Spülgases aus dem Messraum in den Ofenraum und des Strömens der Ofenatmosphäre aus dem Ofenraum in den Messraum mit mindestens einer Öffnung (7) versehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenelektrode und der Festkörper-Elektrolyt an allen ihren Berührungsstellen von der Ofenatmosphäre oder dem Spülgas ohne Strömungsschatten frei umströmt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenelektrode und der Festkörperelektrolyt sich an einer oder mehreren Stellen punktförmig berühren.
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH311578A CH639697A5 (de) | 1978-03-21 | 1978-03-21 | Verfahren und vorrichtung zur regelung der aufkohlungswirkung einer ofenatmosphaere. |
| DE19797907031U DE7907031U1 (de) | 1978-03-21 | 1979-03-14 | Messonde zur elektrochemischen ermittlung des sauerstoffpotentials einer ofenatmosphaere |
| DE19792909924 DE2909924A1 (de) | 1978-03-21 | 1979-03-14 | Messonde zur elektrochemischen ermittlung des sauerstoffpotentials einer ofenatmosphaere |
| JP54031204A JPS594660B2 (ja) | 1978-03-21 | 1979-03-19 | 炉内雰囲気の酸素電位を電気化学的に検出する測定器 |
| IT21144/79A IT1112977B (it) | 1978-03-21 | 1979-03-20 | Sonda per la determinazione elettrochimica del potenziale di ossigeno nellhatmosfera di un forno |
| FR7907144A FR2420757A1 (fr) | 1978-03-21 | 1979-03-21 | Sonde de mesure pour la determination electrochimique du potentiel d'oxygene de l'atmosphere d'un four |
| GB7910000A GB2017314B (en) | 1978-03-21 | 1979-03-21 | Measuring probe for the determination of oxygen potentials |
| ES478841A ES478841A1 (es) | 1978-03-21 | 1979-03-21 | Perfeccionamientos en sondas de mediacion para la determina-cion electro-quimica del potencial de oxigeno dentro de la atmosfera de un horno. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH311578A CH639697A5 (de) | 1978-03-21 | 1978-03-21 | Verfahren und vorrichtung zur regelung der aufkohlungswirkung einer ofenatmosphaere. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH639697A5 true CH639697A5 (de) | 1983-11-30 |
Family
ID=4248935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH311578A CH639697A5 (de) | 1978-03-21 | 1978-03-21 | Verfahren und vorrichtung zur regelung der aufkohlungswirkung einer ofenatmosphaere. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS594660B2 (de) |
| CH (1) | CH639697A5 (de) |
| DE (2) | DE7907031U1 (de) |
| ES (1) | ES478841A1 (de) |
| FR (1) | FR2420757A1 (de) |
| GB (1) | GB2017314B (de) |
| IT (1) | IT1112977B (de) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3118447C2 (de) * | 1981-05-09 | 1983-02-24 | Process-Electronic Analyse- Und Regelgeraete Gmbh, 7321 Wangen | Sauerstoffmeßsonde, insbesondere zum Erfassen des Sauerstoffgehaltes einer kohlenstoffhaltigen Atmosphäre |
| DE3209438C1 (de) * | 1982-03-16 | 1983-07-28 | Joachim Dr-Ing Wuenning | Verfahren und Messeinrichtung zur Bestimmung der Aktivitaet des Kohlenstoffes in Ofenatmosphaeren |
| JPS60233542A (ja) * | 1984-05-03 | 1985-11-20 | Ngk Insulators Ltd | 酸素分圧測定装置 |
| JPH09138216A (ja) * | 1995-11-15 | 1997-05-27 | Oriental Eng Kk | Ｏ２ センサ |
-
1978
- 1978-03-21 CH CH311578A patent/CH639697A5/de not_active IP Right Cessation
-
1979
- 1979-03-14 DE DE19797907031U patent/DE7907031U1/de not_active Expired
- 1979-03-14 DE DE19792909924 patent/DE2909924A1/de active Pending
- 1979-03-19 JP JP54031204A patent/JPS594660B2/ja not_active Expired
- 1979-03-20 IT IT21144/79A patent/IT1112977B/it active
- 1979-03-21 ES ES478841A patent/ES478841A1/es not_active Expired
- 1979-03-21 FR FR7907144A patent/FR2420757A1/fr active Pending
- 1979-03-21 GB GB7910000A patent/GB2017314B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES478841A1 (es) | 1979-07-16 |
| FR2420757A1 (fr) | 1979-10-19 |
| DE2909924A1 (de) | 1979-10-04 |
| IT7921144A0 (it) | 1979-03-20 |
| IT1112977B (it) | 1986-01-20 |
| GB2017314B (en) | 1982-07-07 |
| GB2017314A (en) | 1979-10-03 |
| DE7907031U1 (de) | 1979-09-06 |
| JPS54130191A (en) | 1979-10-09 |
| JPS594660B2 (ja) | 1984-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2138751C3 (de) | Vorrichtung zur Behandlung eines flüssigen Metalls, insbesondere von Aluminium | |
| DE1141850B (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung einer thermisch-chemischen Oberflaechenbehandlung von Rohren | |
| EP0156378A2 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Gasaufkohlung von Stahl | |
| EP2647988B1 (de) | Verfahren sowie Vorrichtung zur Messung des Sauerstoffgehaltes oder des Sauerstoffpartialdruckes in einem Messgas | |
| DE2237488C3 (de) | Vorrichtung zum Betrieb einer Entgasungskammer | |
| DE2710861C3 (de) | Verfahren zur Atomisierung von in einem Atomabsorptionsspektrometer zu untersuchenden Proben und Vorrichtung dieses Verfahrens | |
| DE2601658C3 (de) | Kühlvorrichtung für einen an der Ein- und Auslaßseite offenen Durchlaufofen zum Wärmebehandeln von Werkstücken | |
| CH639697A5 (de) | Verfahren und vorrichtung zur regelung der aufkohlungswirkung einer ofenatmosphaere. | |
| DE3146042A1 (de) | Verfahren zum einsatzhaerten metallischer werkstuecke | |
| DE3139622C2 (de) | Verfahren zur Gasaufkohlung von Stahl und Vorrichtung zu seiner Durchführung | |
| DE1621603A1 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen Oberflaechenbehandlung- und Anordnung zum Durchfuehren dieses Verfahrens | |
| DE4426225A1 (de) | Vorrichtung zur Überprüfung der Porosität von dünnen Gummiprodukten | |
| CH671303A5 (de) | ||
| DE2401626C3 (de) | Vorrichtung zum Entzundern eines metallenen Drahtes | |
| DE2606453C2 (de) | Vorrichtung zum Messen der Temperatur von mittels stromstarker Glimmentladung zu behandelnder Werkstücke | |
| DE1765219A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Abgleichen von Schichtwiderstaenden | |
| DE20110048U1 (de) | Gasentladungslaser mit Mitteln zur Entfernung von Gasverunreinigungen | |
| DE3346668C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Stoffpegels in einem Gas | |
| DE2127041A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Be Stimmung von Spurenelementen in festen Proben mittels optischer Emissions Spek trometne | |
| DE2620833C2 (de) | Einrichtung zum Überwachen von in einem zu untersuchenden Gas enthaltenen gasförmigen Spaltprodukten | |
| DE3826351A1 (de) | Verfahren zur bestimmung des kohlungspotentials in gaskohlungsoefen und vorrichtung dazu | |
| DE1583318B1 (de) | Verfahren zur Ermittlung des Kohlenstoffgehalts einer Stahlschmelze in einem Sauerstoffaufblaskonverter | |
| DE2219111A1 (de) | Waermebehandlungsverfahren und vorrichtung zu dessen durchfuehrung | |
| DE2629637A1 (de) | Verfahren zur herstellung von elektroden fuer blei-saeure-akkumulatoren | |
| AT386316B (de) | Plasmareaktor zum aetzen von leiterplatten |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |