DE1598540C - Device for determining the activity, in particular of oxygen, in metallic baths - Google Patents
Device for determining the activity, in particular of oxygen, in metallic bathsInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur trolyten aus dem Schutzrohr bewirkte räumlicheThe invention relates to a device for trolytes brought about from the protective tube spatial
Bestimmung der Aktivität, insbesondere von Sauer- Trennung der wirksamen Kontaktstelle des Elek-Determination of the activity, in particular of acid separation of the effective contact point of the elec-
stoff in metallischen Bädern. In neuerer Zeit ist man trolyten, das ist die freie Stirnseite des Elektrolyten,fabric in metallic baths. In recent times one is trolyten, that is the free face of the electrolyte,
bemüht, sich von den konventionellen Methoden von dem Schutzrohr, vermeidet die Ausbildung einertries to move away from the conventional methods of the protective tube, avoids the formation of a
zur Bestimmung von Elementen, insbesondere von 5 Reaktionskette Schutzrohr—Schmelze—Elektrolyt,for the determination of elements, in particular of 5 reaction chain protection tube - melt - electrolyte,
Sauerstoff, in metallischen Bädern zu lösen. Vor die das Meßergebnis verfälschen würde,Oxygen, to be dissolved in metallic baths. In front of which the measurement result would be falsified,
allem die bislang gebräuchlichen Sauerstoffbestim- Eine solche Vorrichtung ermöglicht es ohne wei-all the oxygen determinations that have been used up to now.
mungen lassen zu wünschen übrig, da diese Be- teres, ausschließlich die Aktivitäten von in demComments leave a lot to be desired, since these are better things to do exclusively with the activities of in the
Stimmungen, wie auch die entsprechenden Bestim- schmelzflüssigen Metall befindlichen Sauerstoff undMoods, as well as the corresponding determining- molten metal and oxygen
mungen anderer Elemente, eine im Hinblick auf io solchen Elementen, die mit Sauerstoff in einemother elements, one with regard to io those elements which combine with oxygen in one
den Arbeitsablauf in Schmelzbetrieben zu lange Zeit definierten Zusammenhang stehen, zu ermitteln. Austhe workflow in smelting plants are related for too long a time. Out
beanspruchen. Insbesondere bei der Ermittlung des den so ermittelten eindeutigen Werten lassen sichclaim. In particular when determining the unambiguous values determined in this way,
Sauerstoffgehaltes mindert die für die Bestimmung die tatsächlichen Gehalte der interessierendenOxygen content reduces the actual content of those of interest for the determination
erforderliche Zeit den Aussagewert der Bestimmung, Elemente ohne weiteres herleiten. Die auf dieserequired time to derive the informative value of the determination, elements without further ado. The on this
da sich gerade die Sauerstoffgehalte in metallischen 15 Weise mögliche, eindeutige Schnellbestimmung vonsince it is precisely the oxygen content in a metallic 15 possible, clear rapid determination of
Bädern laufend ändern. Außerdem läßt die Genauig- Elementen, insbesondere von Sauerstoff, ist vonChange baths continuously. In addition, the Precision elements, especially oxygen, are of
keit der bekannten Analysenverfahren bei kleinen großem Nutzen bei der Überwachung und Steuerungability of the known analytical methods with small, large benefits in monitoring and control
Gehalten zu wünschen übrig. metallurgischer Prozesse.Kept much to be desired. metallurgical processes.
Die Suche nach einer zeitunabhängigen Bestim- In der Patentschrift Nr. 21 673 des Amtes für
mungsmethode, insbesondere zur Bestimmung des 20 Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin ist zwar
Augenblicksgehaltes von Sauerstoff in metallischen schon eine Vorrichtung zur Durchführung von Gas-Bädern,
hat zur Einführung der elektrochemischen analysen bei erhöhten Temperaturen mit Hilfe gal-Aktivitätenermittlung
geführt. Die Ermittlung von vanischer Feststoffelektrolytelemente vorgeschlagen Aktivitäten in wäßrigen Lösungen mit Hilfe einer worden, bei der ein kompakter Elektrolyt in einem
galvanischen Kette ist seit langem bekannt. Durch 25 Trägerrohr gelagert ist. In diesem Falle ist aber
einen Kunstgriff ist es ermöglicht worden, ent- weder eine Abdichtung des Inneren des Trägerrohres
sprechende Ermittlungen in metallischen Bädern vorgesehen noch eine räumliche Trennung der freien
durchzuführen, indem man nämlich das schmelz- Stirnseite des Elektrolyten von dem Trägerrohr,
flüssige Metall zur Elektrode macht, in die ein hoch- Es sind verschiedene Ausführungsformen des
temperaturbeständiger Elektrolyt im Kontakt mit 30 Elektrolyten und des ihn umgebenden Schutzrohres
einer Vergleichselektrode eintaucht, von der ein . möglich. Bei der Auswahl geeigneter Stoffe, wie auch
Spannungsmeßgerät beaufschlagt wird, das an das bei der Formgebung, ist den beim Einsatz auftretenmetallische
Bad angeschlossen ist. Es werden jedoch den Beanspruchungen, wie sie insbesondere durch
auf diese Weise bei technischen Metallbädern noch die schroffen Temperaturwechsel ausgelöst werden,
keine einwandfreien Werte, insbesondere was die 35 Rechnung zu tragen.The search for a time-independent determination In patent no. 21 673 of the Office for mung method, in particular to determine the 20 invention and patent system in East Berlin, although the instantaneous content of oxygen in metallic already has a device for carrying out gas baths led to the introduction of electrochemical analyzes at elevated temperatures with the help of gal activity determination. The determination of vanic solid electrolyte elements has been proposed using an activity in aqueous solutions, in which a compact electrolyte in a galvanic chain has long been known. Is supported by 25 support tube. In this case, however, a trick has been made possible to either seal the interior of the support tube for determining determinations in metallic baths or to carry out a spatial separation of the free ones, namely by removing the melting end face of the electrolyte from the support tube,
There are various embodiments of the temperature-resistant electrolyte in contact with the electrolyte and the protective tube surrounding it of a comparison electrode, from which a. possible. In the selection of suitable materials, as well as a voltage measuring device is applied, which is connected to the metal bath that occurs during the shaping process. However, the stresses that are triggered in this way in technical metal baths, in particular, by the abrupt temperature changes, are not flawless values, especially those that have to be taken into account.
Aktivität des Sauerstoffes betrifft, ermittelt, da als Für den betriebllichen Einsatz hat sich eine VorFehlerquellen die über dem Metallbad befindliche richtung als zweckmäßig erwiesen, bei der ein sich Gasphase und gegebenenfalls auch die das Metallbad eintauchseitig konisch verjüngendes Schutzrohr vorbedeckende Schlacke das Meßergebnis beeinflussen. gesehen ist, in dem der Elektrolyt in Form eines Die Schlacke beeinflußt gegebenenfalls auch die 4° konischen Stopfens unter Federdruck in seiner End-Ermittlung der Aktivität anderer Elemente. Außer- lage gehalten wird. Es ist natürlich auch möglich, dem zerstört die Schlacke die Meßanordnung. den Elektrolyten in das Schutzrohr einzuschmelzen.Activity of the oxygen concerns, determined, since as for the operational use has a pre-sources of error the direction located above the metal bath proved to be useful, in which a Gas phase and optionally also the protective tube that tapers conically in front of the metal bath on the immersion side Slag influence the measurement result. is seen in which the electrolyte is in the form of a The slag may also influence the 4 ° conical plug under spring pressure in its final determination the activity of other elements. Is held out of position. It is of course also possible the slag destroys the measuring arrangement. to melt the electrolyte in the protective tube.
Der Erfindung liegt einerseits die Aufgabe zu- Dazu ist es zweckmäßig, die Innenwandung desThe invention is on the one hand the task to- To this end, it is appropriate to the inner wall of the
gründe, den in das Metallbad eintauchenden Elek- Schutzrohres auszukehlen.reasons to groove the electrical protective tube immersed in the metal bath.
trolyten gegen Schlacke bzw. Atmosphäre abzu- 45 Insbesondere bei der Verwendung von Elektrolytschirmen und auf diese Weise die störende Beein- werkstoffen mit einem gegenüber dem Schutzrohr flussung durch diese Medien auszuschalten, und höheren Ausdehnungskoeffizienten erweist sich eine andererseits die Aufgabe, eine Verfälschung des Ausführungsform als zweckmäßig, bei der ein ein-Meßergebnisses durch die Reaktionskette Schutz- tauchseitig eingezogenes Schutzrohr und ein auf dem rohr—Schmelze—Elektrolyt zu vermeiden. 50 eingezogenen Rand des Rohres in dem Rohr mitTrolytes to protect against slag or atmosphere, especially when using electrolyte screens and in this way the disruptive interfering materials with one opposite the protective tube Eliminate flow through these media, and a higher coefficient of expansion turns out to be on the other hand, the task of falsifying the embodiment as expedient in the case of a one-measurement result through the reaction chain, protective tube drawn in on the immersion side and a protective tube on the Avoid pipe-melt-electrolyte. 50 retracted edge of the tube in the tube with
Die Aufgaben werden erfindungsgemäß mit einer Spiel lagernder, in feuerfester Masse . eingebetteterAccording to the invention, the tasks are performed with a game that is stored in a refractory mass. embedded
Vorrichtung zur Bestimmung der Aktivität, insbeson- Stopfen mit einem aus dem Rohr herausragendenDevice for determining the activity, in particular a stopper with a protruding from the tube
dere von Sauerstoff in metallischen Bädern, wobei Ansatz vorgesehen ist. Vorteilhafterweise ist dermore of oxygen in metallic baths, whereby approach is provided. Advantageously, the
das metallische Bad eine Elektrode darstellt, in die Stopfen im wesentlichen kugelförmig ausgebildet,the metallic bath represents an electrode in which the plugs are essentially spherical,
ein in einem feuerfesten, nicht ionenleitenden Schutz- 55 Die Vergleichselektrode, die mit dem Elektrolytenone in a fireproof, non-ion-conductive protective 55 The comparison electrode that contains the electrolyte
rohr angeordneter hbchtemperaturbeständiger Elek- in unmittelbarem Kontakt stehen muß, wird in wei-must be in direct contact with the high-temperature-resistant elec-
trolyt in Kontakt mit einer Vergleichselektrode ein- terer Ausgestaltung der Erfindung gebildet durchtrolyte in contact with a comparison electrode of a first embodiment of the invention formed by
taucht, von der ein Spannungsmeßgerät beaufschlagt einen die Verbindung zwischen dem Elektrolytendips, from which a voltmeter acts on the connection between the electrolyte
wird, das an das metallische Bad angeschlossen ist, und dem Spannungsmeßgerät herstellenden Drahtconnected to the metallic bath and the tension meter making wire
gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Elek- 6° aus ionenleitendem, hochhitze- und chemisch bestän-which is characterized achieved in that the electron 6 ° of ionically conductive, highly heat and chemical bestän-
trolyt aus dem Schutzrohr unter Abdichtung des- digem Material, beispielsweise aus einem Platindraht,trolyt from the protective tube with sealing of the material, for example from a platinum wire,
selben nach außen begrenzt herausragt. in Verbindung mit einem bei der Meßtemperatursame protrudes limited to the outside. in connection with one at the measuring temperature
Das Schutzrohr schirmt den bei der Messung in flüssigen oder gasförmigen Sauerstoffträger mitThe protective tube also shields the oxygen carrier when measuring in liquid or gaseous form
das Metallbad eintauchenden Elektrolyten gegen konstantem Sauerstoff-Partialdruck. Der gasförmigeElectrolytes immersed in the metal bath against constant oxygen partial pressure. The gaseous one
Schlacke bzw. Atmosphäre ab. Die Abdichtung stellt 65 Sauerstoffträger durchströmt dabei zweckmäßiger-Slag or atmosphere. The seal provides 65 oxygen carriers.
sicher, daß kein schmelzflüssiges Metall in das Innere weise das den Elektrolyten umgebende und abschir-make sure that no molten metal gets into the interior of the electrolyte surrounding and shielding
des die Vergleichselektrode enthaltenden Schutz- mende Schutzrohr als Spülmedium,the protective tube containing the reference electrode as flushing medium,
rohres dringt. Die durch das Herausragen des Elek- Für den betrieblichen Einsatz ist es erforderlich,pipe penetrates. Due to the protrusion of the elec- For operational use it is necessary
Claims (12)
Meßlanze od. dgl. die Vergleichselektrode über- Aus Fig. 2 sind weitere Einzelheiten des in die prüfend eingeschraubt, und die Verbindung zwischen Meßlanze 11 einschraubbaren Tauchkopfes aus dem Elektrolyten und der Vergleichselektrode durch io Fig. 1 ersichtlich. Das Schutzrohr 12, in der Regel eine Klemmverbindung hervorgerufen wird. Einer aus Quarz, verjüngt sich eintauchseitig, so daß der vorteilhaften Ausführungsform gemäß wird die als konischer Stopfen ausgebildete Elektrolyt 13 aus Klemmverbindung durch das verdrillte, in eine stirn- dem Schutzrohr 12 begrenzt herausragend darin seitig in den Elektrolyten vorgesehene zentrische hängen bleibt. An der Innenseite weist der Elektrolyt Bohrung eingeführte Ende der die Vergleichselek- 15 13 eine zentrale Bohrung 23 auf, in die das mit Hilfe trode mit dem Spannungsmeßgerät verbindenden einer keramischen Zweiloch-Perle 24 verdrillte Ende Leitung bewirkt. Zum Verdrillen des Leitungsendes 26 der Anschlußleitung 14 eingeführt ist. Unter Bebedient man sich zweckmäßigerweise einer kera- lassung von freiem Raum ist die Anschlußleitung 14 mischen Zweiloch-Perle. Diese Art der Verbindung zusätzlich durch ein Leitrohr 27 abgeschirmt, durch vermeidet jeden Kontakt der Vergleichselektrode mit 20 das der Zwangsumlauf des von oben zugeführten dem Schutzrohr. gasförmigen Sauerstoff trägers 16 bewirkt wird.that the parts of the device that continuously outgaseous oxygen carriers 16 have to be changed immediately, that is, the electrolyte is in contact with the electrolyte 13 and the protective tube, easy and quick to install, comparison electrode 14, 16. The measuring line 15 also proved can be dismantled. This object is achieved by a voltmeter 17 which, in a further embodiment of the invention, is indirectly connected to the metallic bath 21 in that the protective tube is placed in a manner known per se, namely via a contact with the metallurgical vessel 19, into a reference electrode carrying the reference electrode Holding magnets 18, is connected.
Measuring lance or the like over the comparison electrode. Further details of the immersion head, which can be screwed in from the electrolyte and the comparison electrode, can be seen from FIG. 2 through FIG. 1. The protective tube 12, as a rule, creates a clamp connection. One made of quartz tapers on the immersion side so that, according to the advantageous embodiment, the electrolyte 13, formed as a conical stopper, remains attached to the clamp connection through the twisted central protruding into an end protective tube 12, which is provided in the electrolyte on the side. On the inside of the electrolyte bore, the end of the comparison electrode has a central bore 23, into which the twisted end of a ceramic two-hole bead 24 connects with the aid of the electrode and the voltmeter. To twist the line end 26 of the connecting line 14 is inserted. If one expediently uses a clearance of free space, the connection line 14 is mixed with a two-hole bead. This type of connection is additionally shielded by a guide tube 27, which avoids any contact between the reference electrode and 20, which prevents the forced circulation of the protective tube fed from above. gaseous oxygen carrier 16 is effected.
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