Entwicklung einer Sonde zur Messung des Sauerstoffpartialdrucks in Glasschmelzen

Abstract

Die kontinuierliche Registrierung der Sauerstoffaktivität bzw. des Sauerstoffpartialdrucks in einer Glasschmelze stellt ein vorrangiges Problem der Glasschmelzführung zur definierten Einstellung des Oxidationszustandes der Glasschmelze dar. Es wird eine Sondenanordnung auf Festelektrolytbasis zur Bestimmung des Sauerstoffpartialdrucks in Glasschmelzen vorgestellt. Bei der Sauerstoffsonde handelt es sich um eine Verbundsonde, bestehend aus einem Pt/Rh-Rohr, das einseitig mit einer Festelektrolyt-Scheibe (stabilisiertes ZrO₂) gasdicht verschlossen ist. Die Verbundsonde zeichnet sich durch hohe Temperaturwechselbeständigkeit und mechanische Stabilität aus. An einer Boraxglasschmelze und einer Kalk-Natronsilicatglasschmelze wird die Funktionstüchtigkeit der Sonde erprobt, indem Gleichgewichtseinstellungen zwischen Glasschmelze und Ofenatmosphäre verfolgt werden. Ferner wird die Läuterwirkung von Arsenoxid als Funktion der Temperatur an Hand der Aufzeichnung des Sauerstoffpartialdrucks in der Glasschmelze demonstriert. Development of a probe for the measurement of oxygen partial pressure in glass melts The continuous recording of oxygen activity or oxygen partial pressure in a glass melt is a very important problem in defining the state of oxidation of the glass. A solid electrolyte probe for the determination of oxygen partial pressures in glass melts has been developed. The sealed probe is constructed from a Pt-Rh tube with a gas tight seal to a stabilized ZrO₂ disk at one end. The probe has good resistance to thermal shock and good mechanical stability. The effectiveness of the probe has been demonstrated in borax and soda-limesilica melts in which the approach to equilibrium between melt and furnace atmosphere was followed. The refining action of arsenic as a function of temperature was also demonstrated through measurement of the oxygen partial pressure in the melt. Mise au point d'une sonde permettant de mesurer la pression partielle d'oxygène dans les fontes de verre L'enregistrement continu de l'activité d'oxygène ou de la pression partielle d'oxygène dans les fontes de verre est un problème majeur lors de la conduite des fours quand il s'agit de maintenir l'état redoxydant de la fonte à une valeur donnée. On présente un montage utilisant une sonde à base d'électrolytes solides permettant la mesure de la pression partielle d'oxygène dans les fontes de verre. II s'agit d'une sonde composite composée d'un tube en Pt/Rh fermé d'un côté par un disque d'électrolyte solide (ZrO₂ stabilisé), ce qui le rend étanche aux gaz. Cette sonde se caractérise par une bonne résistance au choc thermique et une bonne stabilité mécanique. On a effectué des essais de fonctionnement de la sonde en contrôlant l'équilibre entre la fônte et l'atmosphère de fours de fusion d'un verre de borate de sodium et d'un verre silicosodocalcique. De plus, on met en évidence l'action d'affmage de l'anhydride arsénieux en fonction de la température en enregistrant la pression partielle d'oxygène dans la fonte.