DE2141164A1 - Vorrichtung zum Messen der Konzentration des in flüssigen Metallen aufgelösten Sauerstoffs - Google Patents

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD · Dipl.-lng. H. BERKIfNFELD, Patentanwälte, Köln

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 12. AUgUSt 1971 VA// Name d. Anm. THE BROKEN HILL PRO

PRIETARY COMPANY LIMITED

Vorrichtung zum Messen der Konzentration des in flüssigen Metallen aufgelösten Sauerstoffs

Die Erfindung betrifft wegzuwerfende Eintauchvorrxchtungen, welche in situ die Konzentration des in flüssigen Metallen aufgelösten Sauerstoffs bestimmen und welche nachstehend als Sauerstoffsonden bezeichnet werden, die als eine Hilfe bei der Regelung der Desoxidation bei Stahlgewinnungsverfahren dienen. Diese .Sonden sind so ausgebildet, daß sie den äußerst zerstörenden Bedingungen der Anwendung in Stahlgewinnungsanlagen lange genug „iderstand leisten, um eine einzige Messung oder vielleicht eine luOihe von Messungen in rascher Folge zu erhalten, wenn die Bedingungen derart sind, daß sie ein wiederholtes Eintauchen ermöglichen, ohne daß die Sonde abgekühlt wird oder der Stahl in einen mit einem feuerfesten Material überzogenen Mantel eindringt, der die Sonde während der Messungen schützt, wobei die Sonden dann weggeworfen werden.

In der Beschreibung der Patentanmeldung P 20 07 074.0-52 werden Sauerstoffsonden beschrieben, welche einen festen, Sauerstoffionen enthaltenden Elektrolyten verwenden, zum Beispiel ein feuerfestes Oxid oder Mischungen von Oxiden, in welchen die vorherrschende stromführende Einrichtung durch die Wanderung von Sauerstoffionen gebildet wird. Die Vorrichtung gemäß dieser Anmeldung ist gekennzeichnet durch ein mit mehreren Bohrungen versehenes Rohr aus feuerfestem Oxid, auf welches ein dünner, undurchlässiger, anhaftender Überzug eines festen, Sauerstoffionen leitenden Elektrolyten aufgebracht ist, durch eine poröse Metallschicht, die sowohl mit der Innenseite des festen Elektroly-

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ten als auch mit einem aus Edelmetall bzw. Edelmetalle gierung bestehenden Thermoelement in elektrischer-Berührung steht, wobei die poröse Schicht als eine Sauerstoffbezugselektrode dient, wenn dieselbe mit einem Stoff oder einer Mischung von Stoffen in Berührung steht, die ein bekanntes Sauerstoffpotential erzeugen, und durch einen Leiter, der während des Betriebes elektrischen Kontakt mit der Säuerstoff elektrode aufrecht erhält, welche durch den im geschmolzenen Metall aufgelösten Sauerstoff gebildet wird.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung oder Abänderung der Vorrichtung nach Anmeldung P 20 07 074.0-52, bei welcher ein Pfropfen des festen Elektrolyten verwendet wird anstelle eines Überzuges desselben.

Die Vorrichtung zum Messen der chemischen Aktivität oder der wirksamen Konzentration des Ina einem flüssigen Metall aufgelösten Sauerstoffs nacn Patentanmeldung P 20 07 074.0-52 ist genä£ der Erfindung gekennzeidinet durch ein mit mehreren Bohrungen versehenes Rohr aus feuerfestem Oxid, das an einem Lnde einen Hohlraum aufweist, durch ein aus einem Edelmetall bzw. einer Edelmetallegierung bestehendes Thermoelement, dessen Verbindungspunkt innerhalb des Hohlraums angeordnet ist, durch einen Pfropfen aus einem festen, Sauerstoffionen leitenden Elektrolyten, der das eine Ende des Rohres verschließt, durch eine poröse Metallschicht innerhalb des Hohlraumes, die sowohl mit der Innenseite des festen Elektrolyten als auch mit dem Verbindungspunkt des Thermoelements in elektrischer Berührung steht, wobei die poröse Schicht als eine Sauerstoffbezugselektrode dient, wenn dieselbe mit einem System in Berührung kommt, das ein bekanntes Sauerstoffpotential erzeugt, und durch einen Leiter, welcher während des Betriebes elektrischen Kontakt mit einer Elektrode aufrecht erhält, die durch den im flüssigen Metall aufgelösten Sauerstoff gebildet wird.

in dieser Beschreibung nachstehend genauer beschrieben wird, ist die Sauerstoffsonde gemäß der Erfindung zur Massenerzeugung

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^απ l'ür das Ilauptrohr der 2onde gewählte Unterlagsmaterial soll aus einem feuerfesten Oxid bestehen, wie zum Beispiel Aluminiumoxid oder Siliciumdioxid, das dem Hitzeschock natürlichen Widerstand leistet, oder das Rohr soll genügend kleine Abmessungen aufweisen, so daß jede Keigung zur Rißbildung infolge des Hitzeschocks auf ein Mindestmaß herabgesetzt ist. Außerdem muß das iiohr eine solche Zusammensetzung und Reinheit aufweisen, daß es keine wesentliche elektrische Leitfähigkeit unter den Bedingungen zeigt, die bei seiner Verwendung in geschmolzenem Stahl auftreten. Die in der Sonde verwendeten Materialien sollen vorzugsweise für die. Aufbringung durch Flamm- und/oder Plasmaspritzverfahren geeignet sein. Das feste Llektrolytmaterial soll für den Durchgang von Gasmoiekülen undurchlässig sein, das heißt der Pfropfen des festen Elektrolyten soll keinerlei Risse oder miteinander verbundene Poren für den leichten Durchgang von Molekülen aufweisen. Die thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Unterlagsmaterials und des festen Elektrolyten sollen derart sein, daß beide intakt bleiben, vährend der Abkühlung nach der Herstellung und während der raeclien .7 ie der erhitzung der Sonde, wenn dieselbe in flüssigen Stahl eingetaucht wird. Statt den festen Elektrolyten durch Flamm- und/oder Plasmaspritzverfahren aufzubringen, könnte derselbe auch in Form einer Aufschlämmung oder Paste des ülektrolytmaterials aufgebracht werden, oder in Form von Materialien, welche beim Trocknen und Brennen reagieren, um den erforderlichen genügend undurchlässigen Pfropfen des festen Elektrolyten zu bilden. Als fester Elektrolyt wi; vorzugsweise ein . feuerfestes Oxid oder eine Mischung von Oxiden mit kristalliner Struktur verwendet, so daß die vorherrschende stromführende Einrichtung innerhalb des festen Elektrolyten durch die Wanderung von Sauerstoffionen gebildet wird. Beispiele von für die Verwendung als fester Elektroryt geeigneten Materialien sind kubisches stabilisiertes Zirkonoxid, kubisches durchsetztes Thoriumoxid, kubisches stabilisiertes Hafniumoxid, Aluminiumoxid, Mischungen von Aluminiumoxid und Siliciumdioxid, wie Mullit, und Magnesium-

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oxid. Das Unterlagsrohr aus feuerfestem Oxid kann aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder anderen entsprechenden Oxiden oder aus Mischungen von Oxiden bestehen, welche einen hohen Widerstand gegen den Hitzeschock aufweisen und welche die Elektrizität nicht leiten.

Nachstehend werden zwei beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigt:

Fig. 1 im Längsschnitt eine wegzuwerfende Aufstecksonde für die Verwendung im Laboratorium,

Fig. 2 im Längsschnitt eine wegzuwerfende Sonde für die Verwendung in einer Stahlgewinnungsanlage und

Fig. 3 ein schematisches Diagramm eines Gesamtsystems der Sauerstoff sonde, welches die Sonde, die Lanze, das Verlängerungskabel und das Ablesegerät umfaßt.

Die in FIg* 1 dargestellte Sonde besteht aus einem mit einer Doppelbohrung versehenen Rohr 4 aus Aluminiumoxid, das an einem Ende einen Hohlraum 5 aufweist« Der Verbindungspunkt 6 eines innerhalb des Hohlraums 5 angeordneten Thermoelements aus Platin bzw, Platin/13 % Rhodium steht in elektrischer Berührung mit einer durch Flammspritzen aufgebrachten Ablagerung 7 aus Chrommetall und,dessen Oxid» Diese Ablagerung steht in elektrischer Berührung mit einem durch Plasmaspritzen aufgebrachten Pfropfen 8 aus Zirkono3d,dj daa mit slner !Mischung von Calciumoxid und Mag- neslumosil-zl stabilisiert ist, Dsr Pfropfen füllt den Rest des Hohlraums 5 aus«, Das Rohr 4 ans Aluminiumoxid ist mit einer Schutzkappe 9 aus welchem £tahl bedeckt. Das Rohr 4 und dis . Schutzkspps 9 sind in einem abgeschrägten Pfropfen 10 aus feuerfestem Oxid mittels eines fsuarfssten- an der Luft abbindenden Zements 11 befestigt» Dar abgeschrägte Pfropfen 10 trägt ein isolie-ge-rend.es Stiltsrohr 12, das aus einem kurzen Stück eines PoIy-

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äthylenrohres "besteht, und dient außerdem zur Befestigung der ganzen Aufstecksondeneinheit in einem dünnwandigen Rohr 13 aus weichem Stahl, das mit einer Schicht 14 aus feuerfestem Oxid überzogen ist. Das Po^äthylenrohr 12 stützt Verlängerungsdrähte 15, 16 des Thermoelements ab, welche mit ihren aus Edelmetall bestehenden Gegenstücken etwas außerhalb des inneren Endes des Rohres 4 aus Aluminiumoxid verbunden sind. Die Verlängerungsdrähte 15, 16 sind isoliert mit Ausnahme kurzer Enden, welche durch vorher angeordnete Schlitze über die Wand des Polyäthylenrohres 12 gebogen sind, um die Verbindung mit Klemmen in entsprechenden Stellungen in einer Muffe in dem Ende einer Tauchlanze herzustellen.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist die Aufstecksondeneinheit 17 die gleiche wie in Pig. 1 mit der Ausnahme, daß die Schutzkappe 9 aus weichem Stahl der Fig. 1 durch ein zusammengebogenes Stahlrohr 18 ersetzt ist, welches eine unüberzogene Verlängerung eines später beschriebenen Schutzmantels 33 bildet. Diese Verlängerung kann mit einer Beizverbindung bestrichen werden, um das Anhaften von Schlacke auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Die Sonde 17 wird durch ein kurzes Stück 19 aus Siliciumdioxid oder einem anderen feuerfesten Glas abgestützt, um zu verhindern, daß das Aluminiumoxidrohr der Sonde bei turbulenten Meßbedingungen abgeschert wird. Die Sonde 17 ist mittels eines an der Luft abbindenden Zements 21 in einen keramischen Pfropfen 20 zementiert. Die Verlängerungsdrähte 22, 23 des Thermoelements werden durch ein Kunststoffrohr 24 abgestützt, um mit den Klemmen 25, 26 in einer Gummimuffe 27 in Berührung zu kommen, welche auch die Klemmenzapfen 28 trägt, damit das Verlängerungskabel 29 des Thermoelements bei 30 befestigt werden kann. Die Muffe 27 wird auf der Lanze 31 durch den Verriegelungsteil 32 aus Stahl festgehalten. Die Aufstecksondeneinheit ist in einem Stahlrohr 33 befestigt, das mit einer Schicht 34 aus feuerfestem Material bedeckt ist, um die hohle Stahllanze 31 zu schützen, während dieselbe in dem geschmolzenen Stahl' eingetaucht ist. Eine abgeänderte Anordnung verwendet ein verkürztes, mit feuerfestem Material

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überzogenes Stahlrohr 33» 34, welches die Aufstecksondeneinheit .trägt i und in der gleichen Weise wirkt, aber in welchem der größere Teil der Schutzhülse durch ein dickwandiges Kartonrohr ersetzt ist. Um einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Stahlrohr 33 und der Lanze 31 sicherzustellen, ist eine Federstahlklammer 35 bei 36 mit der Lanze verschweißt, wobei das freie Ende der Klammer 35 in einer durch die Wand der Lanze 31 hindurchgehenden Bohrung 37 angeordnet ist. Die Lanze 31 besteht aus einem Stahlrohr von üblicher Dicke und ihre Länge beträgt gewöhnlich je nach dem Ort der Messung 1,8 bis 4,8 m₀ An manchen Stellen, an denen es die Bedingungen nicht zulassen, daß die ψ Lanze unter einem spitzen Winkel in den Stahl eingetaucht wird, kann es notwendig sein, die Lanze mit einer Biegung zu versehen, um die Länge des feuerfesten Überzuges zu verringern, der erforderlich ist, um die Schlacke zu durchdringen und in das geschmolzene Metall einzutreten, wodurch die Vornahme der Messung erleichtert wird.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Gesamtsystem der Sonde ist die Sonde 17 durch einen mit feuerfestem Material überzogenen Stahlmantel 38 geschützt, während dieselbe in den flüssigen Stahl eingetaucht ist. Der Kontakt mit dem Stahl durch die Stahllanze 31 bis zum Lanzenhandgriff 39 ist durch die Linie 40 dargestellt, k Das Verlängerungskabel 29 des Thermoelements und die Stahlkontaktleitung 41 sind in einen Vierzapfenstecker 42 am Lanze nliandgriff 39 eingeführt. Ein Verlängerungskabel 43 führt die Signale von der Sauerstoffbezugselektrode und dem Thermoelement einem Ablesegerät 44 zu, welches die Signale verwendet, um die Temperatur und die Sauer stoff aktivität zu berechnen. Diese Werte v/erden am Ende der. Messung ziffernmäßig dargestellt.

Das Verfahren zur Massenherstellung der Sonden gemäß der Erfindung ist wie folgt:

Sine entsprechende Anzahl (beispielsweise 100) Rohre aus Aluminiumoxid mit einem Außendurchmesser von etwa 2,5 nun und einer

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Län~e von etwa. 40 mm sowie mit zwei Bohrungen mit einem Durchmesser von 0,7 mm und mit einem Hohlraum von 2,0 mm Tiefe an einem Ende weist eine verbleibende Wandstärke von etwa 0,5 mm auf. Jedes der Rohre ist mit einem Thermoelement aus Edelmetall versehen, das beispielsweise aus Platin bzw. Platin/13 % Rhodium besteht. Der Verbindungspunkt des Thermoelements ist in der Nähe des Bodens des Hohlraumes angeordnet und genügend Edelmetalldraht ragt aus dem anderen Ende des Rohres aus Aluminiumoxid heraus, um die Befestigung der Verlangerungsdrahte des Thermoelements zum Beispiel durch Punktschweißen oder Verdrehen zu ermöglichen. Die Rohre aus Aluminiumoxid werden dann dicht nebeneinander in einer Verbindungsklammer angeordnet, zum Beispiel in c-iner großen einstellbaren Schlauchklemme aus weichem Stahl, wobei die mit einem Hohlraum versehenen Enden in der gleichen Ebene liegen. Eine Schicht eines entsprechenden Metalls, wie zum Beispiel Chrom, mit einer Dicke von etwa 0,5 mm wird auf die mit einem Hohlraum versehenen Enden der Rohre beispielsweise durch Flamm- oder Plasmaspritzen aufgebrachte Die Spritzbedingungen sind derart, daß durch Oxidation des Metalls etwas 44e· Dichromtrioxid gebildet wird, so daß das gewünschte Metall/Metalloxid·= Bezugssystem entsteht. Ein Überschuß des aufgespritzten Metalls wird vom Rand des Hohlraums beispielsweise durch Schleifen mit einem mit der Hand gehaltenen schnellaufenden Diamantbohrer oder durch Kratzen mit einem entsprechenden ¥erkzeug entfernt;, während die Aluminiumoxidrohre noch festgeklemmt sind_o Nach Abnahme der Klammer v/erden die Rohre beispielsweise in einer entsprechend ausgebildeten Spannvorrichtung derart angeordnet, daß keines der mit einem Hohlraum versehenen Enden von zwei benachbarten Rohren in der gleichen Ebene liegt« Die Rohre werden dann wieder festgeklemmt und das restliche Volumen der Hohlräume wird beispielsweise durch Plasma- oder Flammspritzen mit einer Schicht oder einem Überzug eines Elektrolyten aus feuerfestem Oxid gefüllt, wie zum Beispeil mit Zirkonoxid₉ das mit einer Mischung aus Calciumoxid und Magnesiumoxid stabilisiert ist, bis sich der Überzug etwa 1 mm über die gereinigten Ränder der mit einem Hohlraum versehenen Enden hinaus erstreckte Nach der Abnahme sind die

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Rohre für die Vereinigung mit den Aufsteckeinheiten bereit, die ■ in den Figuren 1 und 2 dargestellt sind.

Einige der funktioneilen Erfordernisse der Sauerstoffsonden werden nunmehr erörtert. Der Überzug des festen Elektrolyten soll ' dünn genug sein, um der Rißbildung bei Erhitzung oder Abkühlung infolge Fehlanpassung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten Widerstand zu leisten, aber trotzdem dick genug, um die Bildung miteinander verbundener Poren in demselben zu verhindern. Bei optimalen Plasmaspritzbedingungen für einen gegebenen Elektrolyten, beispielsweise aus Zirkonoxid, das mit Kalk und Magnesium-

| oxid stabilisiert ist, auf einen Hauptteil aus rekristallisiertem Aluminiumoxid und eine feste Bezugselektrode aus gesintertem Chrom/Dichromtrioxid, ist es zum Beispiel möglich, die Betriebserfordernisse der Sauerstoffsonde mit einem Überzug mit einer Dicke von weniger als 2 mm zu erfüllen. Es ist von Interesse, zu bemerken, daß bei der vorliegenden Ausbildung die betreffenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Aluminiumoxid und stabilisiertem Zirkonoxid die Bildung einer verbesserten mechanischen Dichtung bei hohen Temperaturen begünstigen, sowie daß das Ausmaß, in welchem die Rohreinheit aus Aluminiumoxid und festem Elektrolyten während der Messung dem Hitzeschock unterworfen ist, bis zu einem gewissen Grad durch die Zusammensetzung und/oder Dicke des verwendeten Schutzüberzuges geregelt werden

w kann. Die in Fig. 2 dargestellte Stahlkappe 18 dient ebenfalls dazu, die Sauerstoffsonde beim Durchgang durch die Schlackenschicht auf ihrem Weg in das geschmolzene Metall zu schützen. Im elektrischen Stromkreis kommen die Verlängerungsdrähte 22, 23 (Fig. 2) des Thermoelements mit Klemmen in Eingriff, die aus entsprechenden Metallen auf der Innenseite der Gummimuffe 27 (Fig. 2) ausgebildet sind. Diese ist im Ende einer hohlen Lanze befestigt, die durch das Rohr aus weichem Stahl geschützt wir.d, welches auf seiner Außenseite mit einer Schicht aus feuerfestem Zement bedeckt ist. Die betreffenden Leitungen der Sauerstoffkonzentrationszelle und des Thermoelements werden vom Behälter weg durch die hohle Stahllanze zum Meßgerät gea?führt, wie in den

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Figuren 2.und 3 gezeigt ist.

Je. nach der beabsichtigten Anwendung der Sauerstoffsonde können die in. der oben beschriebenen V/eise hergestellten Rohre mit der in Pig. 1 dargestellten Schutzkappe 9 aus weichem Stahl versehen oder mit einem mit einem feuerfesten Überzug versehenen Stahlinantel vereinigt werden, bei welchem das in Fig. 2 dargestellte zusammengedrückte Ende des Stahlrohres 18 die Schlackenschutzkappe bildet. Die in Fig. 1 dargestellte Schutzkappe 9 aus weichem Stahl oder das in Fig. 2 dargestellte, mit einem offenen Ende versehene Rohr 19 aus feuerfestem Glas, das sich dem Rand des Rohres aus Aluminiumoxid nicht mehr als 3 mm nähert, können vorgesehen werden, um den Hitzeschock zu regeln oder um eine zusätzliche Abstützung für das Aluminiumoxidrohr zu bilden, wenn die Meßbedingungen turbulent sind.

Die Schutzmäntel, die beispielsweise zweckmäßig aus dünnwandigem Stahlrohr hergestellt v/erden können, das mit einem entsprechenden feuerfesten Zement überzogen ist, sind für verschiedene Meßstellen in veränderlichen Längen erforderlich, wie zum Beispiel 150 cm für k Martinöfen und basische Sauerstofföfen, 90 cm für elektrische Öfen und Gießpfannen sowie 60 cm für Trichter und Formen. Die Dicke und die Art des verwendeten feuerfesten Überzuges Izömien sich in Abhängigkeit von den Meßbedingungen verändern. Außerdem können sich die Dicke und die Art des Stahls sowie die Ausbildung der Schutzkappe, welche das Ende des Mantels verschließt oder die Spitze der Sauerstoffsonde bedeckt, in Abhängigkeit von der Schlacke und der Temperatur des Stahls verändern. In den meisten Fällen ist die robustere Art der Mantelkappc geeignet, das heißt das zusammengedrückte oder auf andere Weise verschlossene Ende des unüberzogenen Fortsatzes des Stahlrohres. An manchen Stellen, wo die Schlacken- und Metalltemperaturen hoch sind, kann es jedoch wünschenswerter sein, eine Kombination beider Arten der Schutskappe zu verwenden, nämlich eine erste, welche durch die Schlacke hindurchgeht und der Sonde ermöglicht, in den Stahl einzutreten, sowie eine zweite, welche

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den Hitzeschock der Sondenspitze verringert, sobald dieselbe in das flüssige Metall eintritt. An anderen Stellen, wo die Metalltemperatur niedrig und die Schlacke krustig ist, kann es notwendig sein, eine dünnere Kappe aus Stahl mit einem niedrigen Schmelzpunkt zu verwenden, welche ein abgeschlossenes Ende der Rohrverlangerung aufweist, um eine richtige Wirkungsweise der Sauerstoffsonde sicherzustellen. An noch anderen Stellen, zum Beispiel in Trichtern und Formen, wo die Metalltemperatur nahe dem Schmelzpunkt liegt, kann es notwendig sein, die Schutzkappe überhaupt wegzulassen.

Patentansprüche

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Claims (12)

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   zur Einsähe vom 12. AUgUSt 1971 VA// Name d. Ann,. THE BROKEN HILL PROPRIETARY COMPANY LIMITED

   PATENTANSPRÜCHE

   Vorrichtung zum Messen der chemischen Aktivität oder der v/irksamen Konzentration des in einem flüssigen Metall aufgelösten Sauerstoffs nach Patentanmeldung P 20 07 074.0-52, gekennzeichnet durch ein mit mehreren Bohrungen versehenes Rohr aus feuerfestem Oxid, das an einem Ende einen Hohlraum aufweist, durch ein aus einem Edelmetall bzw· einer Edelmetallegierung bestehendes Thermoelement, dessen Verbindungspunkt innerhalb des Hohlraums angeordnet ist, durch einen Pfropfen aus einem festen, Sauerstoff ionen .leitendes! Elektrolyten^ der das eine 2nde des Rohres verschließt_s dureh ©Ine poröse Metallschicht innerhalb des Hohlraumes, die sowohl mit des? Innenseite des festen Elektrolyten als auch mit dem Verbindungspunkt des Thermoelements in elektrischer Berührung steht, wobei die poröse Schicht als" eine Sauerstoffbezugselektrode dient, wenn dieselbe mit einem System in Berührung kommt, das ein bekanntes Sauerstoff potential erzeugt, und durch einen Leiter, welcher während des Betriebes elektrischen Kontakt mit einer Elektrode aufrecht erhält, die durch den im flüssigen Metall aufgelösten Sauerstoff gebildet wird.
2. 2. 'Wegzuwerfende Vorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr aus feuerfestem Oxid und ein Isolicrrohr, das die Leitungsdrähte der Bezugselektrode und des Thermoelements abstützt, in einen keramischen Pfropfen zementiert sind, um eine Aufstecksondeneinheit zu bilden, die in einem mit einem feuerfesten Material überzogenen Metallrohr angeordnet ist, welches beim Gebrauch einen elektrischen Kontakt

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   mit dem geschmolzenen Metall herstellt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Rohres aus feuerfestem Oxid aus dem keramischen Pfropfen herausragt, wobei der herausragende Teil durch eine Metallkappe geschützt ist, daß getrennte Klemmen für die aus Edelmetall und Edelmetallegierung bestehenden Drähte des Thermoelements vorgesehen sind, sowie daß entweder eine Verbindung für die Zuführung eines Gases zur Bezugselektrode vorgesehen ist, wenn ein Gas mit einem bekannten Sauerstoffpotential als das System verwendet wird, das ein bekanntes Sauerstoffpotential erzeugt, oder eine genügende Menge eines festen Stoffes vorhanden ist, um ein thermisch erzeugtes Sauerstoffbezugspotential zu liefern.
4. 4„ Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Elektrolyt ein feuerfestes Oxid oder eine Mischung von Oxiden mit kristalliner Struktur ist, so daß die vorherrschende stromführende Einrichtung innerhalb des festen Elektrolyten durch die Wanderung von Sauerstoffionen gebildet wird.
5. 5. Vorrichtung nach. Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Elektrolyt aus kubischem stabilisierten Zirkonoxid, aus kubischem durchsetzten Thoriumoxid, aus kubischem stabilisierten Hafniumoxid, Aluminiumoxid, Mischungen von Aluminiumoxid und Siliciumdioxid oder Magnesiumoxid besteht.
6. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr aus feuerfestem Oxid aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder anderen entsprechenden Oxiden oder aus Mischungen von Oxiden besteht, welche einen hohen \I±- derstand gegen den Hitzeschock aufweisen und welche die Elektrizität nicht leiten.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge-B 70/9 209841/0983

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   kennzeichnet, daß das mit dem geschmolzenen Metall in Berührung kommende Metallrohr, das mit einem dicken isolierenden Überzug aus feuerfestem Oxid versehen ist, aus Eisen, Stahl oder anderen eisenhaltigen Legierungen besteht, oder daß ein anderer elektrischer Kontakt mit dem geschmolzenen Metall hergestellt wird, so daß zairischen den verschiedenen in der Zelle eingeschlossenen elektrischen Leiternfeeine großen unbekannten thermoelektrischen Potentiale erzeugt werden, sowie daß der Kontakt mit dem flüssigen Metall aus Material besteht, welches auf" den Sauerstoffgehalt des flüssigen Metalls nicht einwirkt, der durch die Sauerstoffkonzentrationszelle angezeigt wird.
8. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Edelmetall bzw. Edelmetallegierung bestehenden Drähte des Thermoelements aus Platin bzw. Platin/Rhodium vorgefertigt werden.
9. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das System, welches ein bekanntes Sauers-toffpotential erzeugt, aus einer Mischung von Chrom und Dichronuiioxid besteht, Vielehe durch Flamm- oder Plasmaspritzen aufgebracht wird.
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