DE2909978B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Kohlenstoffpegels eines in einem Wärmebehandlungsofen reagierenden Gasgemisches - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Kohlenstoffpegels eines in einem Wärmebehandlungsofen reagierenden Gasgemisches

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Kohlenstoffpegels eines in einem Wärmebehandlungsofen reagierenden Gasgemisches, das durch Einführen eines kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoffes in einen Ofenraum entsteht, dessen Reaktionsprodukte sich nicht im Wassergasgleichgewiclu und nicht im Methangasgleichgewicht befinden und das einen Überschuß an Methan aufweist. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchftthrung dieses Verfahrens mit
s einer Meßeinrichtung aus einem im Ofenraum angeordneten Festkörper-Elektrolyten auf Zirkonoxydbasis und einer Temperatur-Meßeinrichtung.
Unter den bekannten Aufkohlungs-Verfahren gewinnen die Gasaufkohlung sowie das Karbon itrieren und
to Blankhärten in gleichartigen Ofenatmosphären zunehmende Bedeutung. Die Verfahren werden in Wärmebehandlungsöfen geschlossener Bauweise durchgeführt, die es gestatten, eine kontrollierte Atmosphäre bei einer bestimmten Reaktionstemperatur einzustellen und
is aufrechtzuerhalten. Die wesentliche Problematik des Gasaufkohlungsverfahrens besteht darin, die Übertragung des Kohlenstoffs von der Gasatmosphäre auf den Werkstoff Stahl geregelt durchzuführen, um reproduzierbare Aufkohlungsergebnisse an Werkstücken verschiedenen Grundkohlenstoffgehalts, verschiedener Legierung sowie verschiedener Formgebung zu erzielen.
Es ist bekannt, zur Ausbildung einer Ofenatmosphäre ein Brennstoff-Luft-Gemisch in den Ofenraum einzuführen, welches sich nicht im Gleichgewichtszustand befindet Durch entsprechende Mischung eines kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoffes und Luft kann man wirksame Kohlungsgase herstellen. Aufgrund der Tatsache, daß sich diese im Ofenraum nicht im Wassergasgleichgewicht und nicht im Methangasgleich-
jo gewicht befinden, ist es nachteiligerweise schwierig, den Kohlenstoffpegel zu erfassen und zu regeln. Es ist versucht worden, eine direkte Erfassung des Kohlenstoffpegels mit Hilfe von in den Ofenraum gehängten Folien- oder Drahtproben durchzuführen, die nach einer
J5 Behandlungszeit von etwa 30 Minuten aus dem Ofen genommen und sodann auf ihren Kohlenstoffgehalt untersucht werden. Die Kohlenstoffaufnahme der Probe kann auf diese Weise diskontinuierlich festgestellt werden. Eine automatische Prozeßkontrolle ist nicht möglich.
Aus der DE-OS 27 04 450 ist ein Verfahren zur Gasaufkohlung metallischer Werkstücke mit geregeltem C-Pegel bekannt, bei dem als Regelgröße der CH^Mengenanteil der Atmosphäre herangezogen
4) wird. Kombinativ kann als weitere Regelgröße das Sauerstoffpotential der Atmosphäre benutzt werden, welches mittels eines sauerstoffionenleitenden Festkörper-Elektrolyten auf ZrOrBasis ermittelt wird, der als solcher aus der älteren Patentanmeldung P 28 37 2727—45 bekannt ist Dieses Verfahren ermöglicht eine automatische Prozeßregelung, obwohl es auf der Nicht-Gleichgewichts-Einstellung der Ofenatmosphäre basiert Die Genauigkeit dieses Verfahrens unter verschiedensten betrieblichen Umständen ist jedoch verbesserbar.
Aufgrund der beschriebenen Nachteile wurde das seit Jahrzehnten bekannte einfache Verfahren zur Herstellung einer Aufkohlungsatmosphäre mit diskontinuierlicher direkter Erfassung des Kohlenstoffpegels durch Anwendung von Schutzgaserzeugern verdrängt, welche die Herstellung einer im chemischen Gleichgewicht befindlichen Ofenatmosphäre ermöglichen, deren Kohlenstoffpegel automatisch regelbar ist, indem indirekte Verfahren zur Prozeßkontrolle angewandt werden.
hi Dabei wird die Zusammensetzung der der Gasphase als Indikator für den Kohlenstoffpegel zugrundegelegt. Basis hierfür ist allerdings das Vorhandensein eines chemischen Gleichgewichtes der Ofenatmosphäre, um
unter Anwendung der bekannten chemischen GJeichgewichtsbeziehungen temperaturabhängige Kenngrößen zu erhalten, die der Prozeßkontrolle zugrundegelegt werden können. Hierbei ist es bekannt, die Werte für Kohlenraonoxyd, Kohlendioxyd, Wasserstoff und Wasser aus der Ofenatmosphäre heraus laufend zu übermitteln und zu überwachen und auf der Basis dieser Regelgrößen auf den Kohlenstoffpegel zu ziehen.
Nachteilig ist dabei, daß Generatoren für die Erzeugung eier verwendbaren, im chemischen Gleichgewicht befindlichen Gasgemische verwendet werden müssen. Nachteilig ist darüber hinaus, daß sich der Gleichgewichtszustand im Ofenbetrieb nicht aufrechterhalten läßt, da es zur Erhöhung des Kohlenstoff-Angebots notwendig ist, zusätzlich zu dem Gleichgewichtsgas einen kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoff in den Ofenraum einzuführen. Das dann im Ofenraum reagierende Gasgemisch erreicht das Wassergasgleichgewicht nur unzureichend und weist in jedem Fall einen Überschuß an Methan auf. In dem Augenblick, da im Ofen die aufkohlende Atmosphäre mit ausreichendem Kohlenstoffangebot bereitgestellt ist, ist der Gleichgewichtszustand, der für die bekannte Regelung notwendig ist, nicht mehr vorhanden. Der Reaktionsgrad des Gasgemisches im Ofenraum hängt von vielen variablen Faktoren ab, wie Ofentemperatur, Ofenraumgröße und Verweildauer des Gemisches, Gasumwälzung, katalytische Wirkung oder Rußbildung im Ofenraum, Art des Brennstoffes bzw. des vorhandenen Sauerstoffes, usw. Unter praktischen Bedingungen ist bestenfalls mit einer Annäherung an das Wassergasgleichgewicht zu rechnen. Ein erheblicher Überschuß von nicht reagierte! π Kohlenwasserstoff verbleibt auf jeden Fall. Damit kann der Kohlenstoffpegel des reagierenden Gasgemisches nicht mit der erforderlichen Genauigkeit durch die übliche Messung des COr oder H2O-Anteils der Ofenatmosphäre ermittelt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine indirekte kontinuierliche erhaltbare Meß- und Regelgröße fflr den Kohlenstoffpegel vorzuschlagen, mit der eine automatische Regelung in einfacher Weise und mit vorhandenen Einrichtungen bei wesentlich verbesserter Genauigkeit durchführbar ist
Die Aufgabe ist an einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Regelgröße aus dem Anteil der im Ofenraum vorhandenen Gaskomponente CO als erster Meßgröße, der elektrischen Spannung eines sauerstoffionenleitenden Festkörper-Elektrolyten als zweiter Meßgröße und der Ofentemperatur als dritter Meßgröße ermittelt wird. Anders als nach dem Stand der Technik, bei dem
is entweder der CH»-Mengenanteil der Ofenatmosphäre als Regelgröße benutzt wird oder der Kohlenstoffpegel einer Ofenatmosphäre nur bei chemischem Gleichgewicht anhand einer Funktion p2 (CO)/p(CO2) ermittelt werden kann, wird nach der Erfindung der Kohlenstoffpegel eines nicht im Gleichgewicht befindlichen reagierenden Gasgemisches festgestellt indem zusätzlich zu der Messung des CO-Niengenanteils als Meßgröße die elektrische Spannung eines sauerstoffionenleitenden Festkörper-Elektrolyten einbezogen wird, welche die noch in der Ofenatmosphäre vorhandene freie Reaktionsenthalpie repräsentiert.
Bekanntlich gibt die elektrische Spannung eines sauerstoffionenleitenden Festkörper-Elektrolyten im Gleichgewichtszustand den Anteil sauerstoffhaltiger
jo Gase im Gasgemisch aa Es wurde erkannt, daß im reagierenden Zustand die Spannung zusätzlich noch die zur erreichbaren Gleichgewichtseinstellung notwendige freie Reaktionsenthalpie erfaßt Die freie Reaktionsenthalpie Δ G ist eine Funktion des Produktes der Faraday-Konstante F mit dem Elektrodenpotential E Sie beträgt
RT
4F
In pCO Mcamcn - In pCO
F i g. 1 erläutert den Zusammenhang: Auf der Ordinate ist die Spannung E des Festkörper-Elektrolyten dargestellt Die Meßwerte setzen sich zusammen aus einem Spannungsanteil für den Gleichgewichtszu- v> stand und einem Spannungs^nteil für die freie Reaktionsenthalpie Δ G. Auf der Abszisse sind die CO-Werte dargestellt Die senkrechte Linie in der Mitte über dem CO-Gleichgewichtswert kennzeichnet den Gleichgewichtszustand. Links davon sind die Glcichge- <-,o wichtsabweichungen zu kleineren CO-Meßwerten hin und rechts davon zu größeren CO-Meßwerten hin verzeichnet Der vorgenannte feste Zusammenhang zwischen der freien Reaktionsenthalpie, dem gemessenen CO-Wert und dem CO-Gleichgewichtswert gestat- ^ tet unter Zugrundelegung der erfindungsgemäß anzuwendenden Meßgrößen eine Umrechnung auf Gleichgewichtswerte. Die Ermittlung des Kohlenstoffpegels anhand der Gleichgewichtswerte als solche ist bekannt.
Zweckmäßigerweise wird das Verfahren der Erfin- ho dung derart durchgeführt, daß die drei Meßgrößen der Ofenatmosphäre gemessen werden, einem Rechner zur Ermittlung des Kohlenstoffpegels aus den drei Meßgrößen eingespeist werden und hiervon abhängig der Mengenstrom des in den Ofenrauin eingeführten hr> Brennstoffes und/oder der Luft verändert wird, bis Übereinstimmung d~s gemessenen Kohlenstoffpegels mit dessen Sollwert hergestellt ist, wozu dem Ofenraum ausschließlich Mengenströme von Brenngas und/oder Luft zugeführt werden. Hierdurch kann in einfacher Weise der Kohlenstoffpegel und damit die Geschwindigkeit der Aufkohlung, die Schichtdicke sowie die Kohlenstoffverteilung in der Randschicht automatisch geregelt werden. Durch den ständigen Vergleich der Meßgrößen über den Rechner mit dem vorgegebenen Sollwert des Kohlenstoffpegels wird über die Veränderung der Mengenströme eine ausgezeichnete Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Einstellung des Kohlenstoffpegels erzielt Die vorherige Aufberei.ung der Ofenatmosphäre in separaten Schutzgaserzeugern wirJ vermieden.
Die Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens weist eine erste Meßeinrichtung zur kontinuierlichen Ermittlung des CO-Gehaltes der Ofenatmosphäre, eine zweite Meßeinrichtung ans einem im Ofenrr »im angeordneten Festkörper-Elektrolyten auf Zirkonoxydbasis eine Temperatur-Meßeinrichtung sowie einen Rechner zur Ermittlung des Kohlenstoffpegels aus den drei Meßgrößen auf, über den ein Stellglied gesteuert ist, d;is den Mengenstrom des in den Ofenraum eingeführten Brennstoffes und/oder der Li ft bis zur Übereinstimmung des gemessenen Kohlenstoffpegels mit dessen Sollwert automatisch verändert. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sinrt in rlpn I lnipriininriirhnn
beansprucht.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt
Fig. I ein schematisches Diagramm, welches die -, Abhängigkeit der Spannung eines Festkörper-Elektrolyten von nicht im Gleichgewichtszustand befindlichen Ofenatmosphären verdeutlicht.
Fig. 2 die Zusammensetzung einer geregelten Ofenatmosphäre bei unterschiedlichem Reaktionsgrad, in
F i g. 3 die Auswertung von Meßwerten bei sich veränderndem Reaktionsgrad,
F i g. 4 eine Regelvorrichtung schematisch und
F i g. 5 eine Sauerstoffsonde im Schnitt einer Ofenwandung, ι >
Beispiel 1
Das cisic Beispiel bezieht sich auf eine Ofenatmosphäre, die aus einem Verbrennungsgasgemisch besteht, das hohe CO2- und H2O-Anteile aufweist und dessen Kohlenstoffpegel erheblich zu niedrig ist. Eine derartige Ofenatmosphäre kann durch Eindringen von Luft in den Ofenraum oder während eines Spülvorganges entstehen. Die Ofenatmosphäre soll durch Zugabe von Erdgas auf einen Kohlenstoffpegel von 0,62% C gebracht werden und befindet sich dann nicht im Zustand des chemischen Gleichgewichts. Es ergeben sich folgende Meßwerte der Ofenatmosphäre während der geregelten Zugabe von Erdgas: jn
Ofenraumtemperatur 9300C
Spannung
am Festkörper-Elektrolyten 1138 mV
CO-Volumenanteil 14,5%
COj-Volumenanteil 0,59%
HjO-Volumenanteil 1,7%
CH4-Volumenanteil 203%
HrVolumenanteil 25,0%
N>-Volumenanteil Rest
In F i g. 2 ist die Zusammensetzung der geregelten Ofenatmosphäre bei unterschiedlichem Reaktionsgrad dargestellt, wie er bei langer andauerndem Ofenbetrieb auftreten kann. Auf der Ordinate sind die Gasvolumenanteile der Ofenatmosphäre und die Spannung am Festkörper-Elektrolyten (Referenzgas Luft) verzeichnet Die Abszisse stellt den reagierenden Anteil gebundenen Sauerstoffs dar. Als Nullpunkt des reagierenden Sauerstoffantejls seien vorgenannte Meßwerte angenommen. Be: längerer Verweilzeit des Gasgemisches im Ofenraum oder unter dem Einfluß einer katalytischen Wirkung steigt der Reaktionsgrad, gekennzeichnet durch den reagierenden SauerstoffanteiL Der Sauerstoff wird von CO2 und H2O abgegeben und reagiert mit überschüssigem CH4 zu CO. Die Zunahme des CO-Anteils entspricht zahlenmäßig dem reagierenden Anteil gebundenen Sauerstoffs.
In F i g. 3 ist die Auswertung der Meßwerte bei sich veränderndem Reaktionsgrad dargestellt Auf der Ordinate ist der Kohlenstoffpegel verzeichnet, auf der Abszisse der gleiche reagierende Anteil gebundenen Sauerstoffs wie in F i g. 2.
Die Kurve zeigt den ermittelten Kohlenstoffpegel aus den CO- und COrAnteilen. Die gerade linie zeigt den Verlauf des Kohlenstoffpegels bei der erfindungsgemäßen Ermittlung aus dem CO-Anteil und der Spannung eines sauerstoffionenleitenden Festkörper-Elektrolyten
45
50 bei der angegebenen Temperatur. Der Vergleich zeigt deutlich die fehlerhafte Ermittlung iiuf Grund der C'O/COj-Mengenantetle gemäß Stand der Technik und die Unabhängigkeit des erfindiingsgemäßen Verfahrens von der Gleichgewichtseinstellung.
Die Auswertung der Mei3werte der Ofenatmosphhre ergibt folgende Kohlenstoffpegel:
nach dem bekannten Verfahren
unter Benutzung der gemessenen
CO-undCO2-Anteile 0,12% C
erfindungsgemäß unter Benutzung
des gemessenen CO-Anteils und
der Spannung des Festkörper-Elektrolyten 0.615% C
vergleichsweise unter Benutzung
des gemessenen CO2-Anteils und
der Spannung des Festkörper-Eiektroiyten 1,98% C
Eine Überprüfung dieser Werte anhand der Folienprobe ergab einen Kohlenstoffpegel von 0,62% C. Das Ergebnis läßt klar erkennen, daß das erfindungsgemäße Verfahren trotz erheblicher Abweichungen der Ofenatmosphäre vom Wassergasgleichgewicht und vom Methangleichgewicht und sich veränderndem Reaktionsgrad eine genaue Ermittlung des Kohlenstoffpegels gestatti.i. Bei dem tatsächlichen Kohlenstoffpegel dürfte nach dem Wassergleichgewicht bei einem CO-Anteil von 14,5% der CO2-Anteil nur 0,1% betragen. Der dem Gleichgewicht entsprechende Methan-Anteil beträgt bei 930" C Ofentemperatur 0,0065% CH4. Der tatsächlich vorhandene CH4-Anteil übersteigt diesen Wert um das über 3150fache.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden dem Ofenraum ausschließlich Mengenströme von Brennstoff und Luft zugeführt Der Vorteil liegt darin, daß zur Herstellung der Ofenatmosphäre weder ein Schutzgaserzeuger zur Aufbereitung eines Brennstoff-Luftgemisches noch Stickstoff aus einem Vorratsbehälter erforderlich ist. Neben diesen Einsparungen an apparativem Aufwand und Energie kann die Verbrennungswärme des Brennstoff-Luftgemisches im Ofenraum genutzt werden.
Nachfolgend beschriebenes zweites Beispiel bezieht sich auf diese bevorzugte Ausführungsform:
Beispiel 2
In einem Ofenraum mit einem Volumen von ca. 1 m3 werden bei 85O0C Mengenströme von
V„=2,0 m3 Erdgas und
55
60
65
eingeführt Gasgemisch ergibt
Das im Ofenraum reagierende
folgende Meßwerte:
Spannung 1133 mV
am Festkörper-Elektrolyt 17,2%
CO-Volumenanteil 0,115%
CO2-Volumenanteil 0,4%
H2O-Volumenanteil 4,5%
CH*- Volumenanteil 43,5%
H2-Volumenanteil Rest
N2-Volumenanteil
Die aus den Meßwerten ermittelten Kohlenstoffpegel betragen:
beim erfindungsgemäßen Verfahren:
CO + Elektrolyt 0,92% C
vergleichsweise:
aus CO ^ CO2 1,34% C
aus CO2 + Elfiktrolyt 1,60% C.
Der tatsächlich an mehreren Folienproben ermittelte Kohlenstoffpcgel beträgt durchschnittlich 0,925% C.
Fig.4 der Zeichnung zeigt eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens, die an einen Ofen I, der schematisch dargestellt ist, angeschlossen ist. Der Ofen 1 weist eine geschlossene Arbeitskammer 2 auf, in der Temperaturen von 800 bis 1100° C eingestellt werden können. An die Arbeitskammer 2 ist eine erste Meßeinrichtung 3 angeschlossen, mit der Meßgas aus der Ofenatmosphire abgezogen werden kann und einem CO-Änäij5äiür Zügcfuiifi würdeü kann, der lien CO-Mengenanteil der Ofenatmosphäre nach dem Infrarot-Absorptionsprinip ermittelt An den Ofen ist ferner eine zweite Meßeinrichtung 4, bestehend aus einem im Ofenraum 2 angeordneten Festkörper-Elektrolyten auf Zirkonoxydbasis angeordnet, dessen Außenelektrode 11 mit der Ofenatmosphäre und dessen Innenelektrode 10 mit Luft in Berührung steht, wie F i g. 5 der Zeichnung näher verdeutlicht. AJs Meßwert wird eine Spannung in mV erhalten.
An den Ofenraum 2 ist ferner eine dritte Meßeinrichtung 5 zur kontinuierlichen Ermittlung der Ofenraumterr.fieratur angeschlossen.
Sämtliche drei Meßgrößen werden in einen Rechner 6 zur Ermittlung des Kohlenstoffpegels eingespeist. Der Rechner ist ein seinem Anwendungszweck entsprechend programmierter elektronischer Baustein, der digital den Ist-Kohlenstoffpegel anzeigt Dies ist in der Zeichnung durch das Symbol % C ausgedrückt
An den Rechner 6 ist ein in Abhängigkeit vom Kohlenstoffpegel gesteuertes Stellglied 7 angeschlossen, das den Mengenstrom des in den Ofenraum eingeführten Brenngases und/oder der Luft bis zur Übereinstimmung des gemessenen Kohlenstoffpegels mit dessen Sollwert verändert In der Zeichnung ist die Leitungsführung für Luft sowie Propangas bzw. Erdgas schematisch dargestellt Die Zuführung erfolgt durch die Rohrleitung 8.
Im Prinzip besteht der Festkörper-Elektrolyt (zweite
Meßeinrichtung 4) gemäß Fig. 5 der Zeichnung aus einer Wand 9 aus stabilisiertem Zirkonoxyd. Eine Seite der Wand 9 steht mit einem Referenzgas mit bekanntem Sauerstoffgehalt, im vorliegenden Fall Luft, in Beriihrung und ist mit einer Elektrode 10 leitend verbunden, die nachfolgend Innenelektrode genannt wird. Die andere Seite der Wand 9 steht mit der Ofenatmosphäre im Ofenraum 2 in Berührung und ist mit einer anderen Elektrode Il leitend verbunden, die nachfolgend
ίο Außenelektrode genannt wird. Die Elektroden 10 und 11 bestehen aus Platinmetallen. Als Meßstelle gilt die gemeinsame Berührungsstelle 12 zwischen Elektrode,
Zirkonoxyd und Ofenatmosphäre bzw. Referenzluft. In der Ausführungsform der beschriebenen Vorrich-
tung ist die Außenelektrode 11 mindestens an der Berührungsstelle zum Elektrolyten aus einem elektrisch leitenden Element ausgeführt welches auf einen CH4-Zerfall nicht katalytisch wirkt. Hiermit ist in vorteilhafter 'Weise erzieit, daü eine örtlich an der Meßstelle weitergehende Reaktion gebundenen Sauerstoffs als dem CO-Wert der Ofenatmosphäre entsprechen würde, unterbunden ist
Die spezielle Ausführung der nicht katalytisch wirkenden Elektrode 11 an der Berührungsstelle zum Festelektrolyten 9 besteht aus einem elektrisch leitenden Stoff, der mindestens 80 Gewichtsprozent eines Elements enthält, bei dem die d-Niveaus der besetzten Elektronenschalen vollständig mit 10 Elektronen besetzt sind. Derartige Elemente sind beispielsweise
jo Kupfer, Silber, Gold oder Palladium. Mit einem solchen Festkörper-Elektrolyten sind bei langer Lebensdauer sehr genaue Meßwerte erzielbar.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige Vorrichtung sind neu, da sie erstmals eine genaue kontinuierliche Messung des Kohlenstoffpegels in nicht im Gleichgewichtszustand befindlichen Gasgemischen ermöglichen. Das Verfahren der Erfindung ist äußerst fortschrittlich, da es durch einfache Zumischung von Brennstoffen zu einem gebundenen oder freien Sauerstoff — vorzugsweise Luft — enthaltende; Gasgemisch in einem Ofenraum die Anhebung und Regelung des Kohlenstoffpegels gestattet Energieverbrauchende Einrichtungen zur Herstellung regelbarer, im Gleichgewichtszustand befindlicher Ofenatmosphären entfallen. Weiterhin können handelsübliche Brennstoffe ohne definierte Zusammensetzung verwendet werden.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;
1. Verfahren zur Regelung des KohJenstoffpegels eines in einem Wärmebehandlungsofen reagierenden Gasgemisches, das nach dem Einfahren eines kohlenwasserstoffhajtigen Brennstoffes in dem Ofenraum entsteht, dessen Reaktionsprodukte sich nicht im Wassergasgleichgewicht und nicht im Methangasgleichgewicht befinden und das einen Überschuß an Methan aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelgröße aus dem Anteil der im Ofenraum vorhandenen Gaskomponente CO als erster Meßgröße, der elektrischen Spannung eines sauerstoffionenleitenden Festkörper-Elektrolyten als zweiter Meßgröße und der Ofenraumtemperatur als dritter Meßgröße ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Meßgrößen der Ofenatmosphäre gemessen werden, einem Rechner zur Ermittlung des fCohienstoffpegeis aus den drei Meßgrößen eingespeist werden und hiervon abhängig der Mengenstrom des in den Ofenraum eingeführten Brennstoffes und/oder der Luft verändert wird, bis Übereinstimmung des gemessenen Kohlenstoffpegels mit dessen Sollwert hergestellt ist, wozu dem Ofenraum ausschließlich Mengens;röme von Brenngas und Luft zugeführt werden.
3. Vorricht ung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 mit einer Meßeinrichtung aus einen im Otenraum angeordneten Festkörper-Elektrolyten auf Zirkonoxybasis und einer Temperatur-Meßeinrichtung, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung (3) zur kontinuierlichen Ermittlung des CO-Gehaltes der Ofenatmosphäre sowie einen Rechner (6) zur Ermittlung des Kohlenstoffpegels aus den drei Meßgrößen der Meßeinrichtungen (3,4, 5) über den ein Stellglisd (7) gesteuert ist, das den Mengenstrom des in den Ofenraum (2) eingeführten Brennstoffes und/oder der Luft bis zur Obereinstimmung des gemessenen Kohlenstoffpegels mit dessen Sollwert automatisch verändert
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (3) zur Messung des CO-Mengenanteils der Ofenatmosphäre ein Infrarot-Analysator ist
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenelektrode (11) der aus dem Festkörper-Elektrolyten bestehenden Meßeinrichtung (4) mit der Ofenatmosphäre über einen elektrisch leitenden Stoff in Verbindung steht, der mindestens 80 Gewichtsprozent eines Elements enthält, bei dem die d-Niveaus der besetzten Elektronenschalen vollständig mit 10 Elektronen besetzt sind, und der auf den Zerfall von Methan nicht katalytisch wirkt und daß die Innenelektrode (10) der Meßeinrichtung (4) mit Luft in Berührung steht
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