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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter August 14, 2013

Sensor für die Regelung der Kohlenstoffübertragung bei der Niederdruckaufkohlung∗

Sensor for carbon transfer control during low pressure carburising process
W. Gräfen, H. J. Berg, K. Seehafer and J. Zosel

Kurzfassung

Für die zeitnahe Regelung von Anlagen zur Niederdruckaufkohlung werden robuste Sensoren und Messsysteme benötigt, die ein Signal zu dem momentan in den Werkstof übergehenden Kohlenstof liefern. Für diese Applikation wurde ein coulometrischer Festelektrolytsensor auf der Basis von stabilisiertem Zirconiumdioxid eingesetzt, der die kontinuierliche Umsetzung eines Teilstroms des Ofenabgases mit Sauerstof ermöglicht. Untersuchungen mit diesem Sensor im Labor und an einer Einkammer-Anlage im Vergleich mit einem H2-Wärmeleitfähigkeitssensor (WLD) zeigen, dass der Titrationsstrom deutlich schneller reagiert als das Signal des WLD und nach einer Kalibrierung als direktes Maß für den Kohlenstofübergang herangezogen werden kann. Der Vergleich der mit dem coulometrischen Sensor online gemessenen integralen Kohlenstofübertragung mit dem oline bestimmten Kohlenstofproil der behandelten Werkstücke zeigt im Rahmen der erreichbaren Genauigkeit eine zufriedenstellende Übereinstimmung.

Abstract

The real time control of furnaces for low pressure carburizing requires rugged sensors and systems, which provide a signal correlated to the momentary carbon transfer into raw materials. A coulometric solid electrolyte sensor based on stabilized zirconia was developed and tested for this purpose, which enables the continuous titration of an aliquot of the exhaust low with oxygen. Investigations in the laboratory as well as on a single chamber furnace proof that the response time of the measuring system is signiicantly shorter than that of a H2 thermal conductivity detector and that an on-site calibration enables the interpretation of the coulometric signal as a direct measure for momentary carbon transfer. he comparison of the online measured integral transferred carbon mass with the oline analysed carbon proiles of the treated work pieces shows good agreement related to the achievable precision.


4 (Kontakt/Corresponding author)

Vortrag gehalten von Winfried Gräfen auf dem HK2012, 68. HärtereiKongress, 10.–12. Oktober 2012, Wiesbaden


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Online erschienen: 2013-08-14
Erschienen im Druck: 2013-04-25

© 2013, Carl Hanser Verlag, München

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