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Bislang wird die Temperatur von flüssigen Metallen in Gießereien und Stahlwerken mit Messlanzen ermittelt. Dazu werden diese in die Schmelze eingetaucht. Nach jeder Messung ist die Messsonde zu ersetzt. Neben den permanenten Verbrauchskosten ist ein Problem, dass der ermittelte Messwert der Tauchmessung von dem Bediener sprich der Eintauchstelle und der Eintauchtiefe abhängig ist. Ein weiterer entscheidender Nachteil ist, dass die  Messung nicht direkt beim Gießen in die Form sondern nur vorher  im Ofen oder der Gießpfanne durchgeführt werden kann.  Entscheidend für den Gießprozess ist jedoch die Temperatur, mit der das flüssige Metall in die Form gegossen wird. Bei einer zu heißen Schmelze besteht die Gefahr, dass die Kerne zerstört werden. Da mit sinkender Temperatur sich die Fließeigenschaft der Schmelze ändert, besteht insbesondere bei komplexeren Gussteilen bei einer zu kalten Temperatur die Gefahr, dass nicht mehr alle Hohlräume gefüllt werden und sich Lunker bilden.

Als Alternativ zur Tauchtemperaturmessung hat KELLER MSR ein stationäres Messsystem auf Basis der Infrarotmessung entwickelt. Es ermittelt berührungslos und verschleißfrei die Temperatur von flüssigen Metallen. Das sogenannte CellaCast System ist in der Lage, die Temperatur des Gießstrahls direkt im Abgießprozess zu erfassen und für jedes gegossene Werkstück die Temperatur zu ermitteln und zu protokollieren. Bei  zahlreichen  Kunden hat sich das seit 3 Jahren auf dem Markt befindliche  System bewährt. Auf Wunsch der Anwender hat KELLER MSR das System weiter entwickelt und bietet es jetzt auch als mobiles Gerät an. Ein portables Gerät ist flexibler und universeller insbesondere beim Handguss, wenn sich die Gießposition ständig ändert, einsetzbar.

Bei der berührungslosen Temperaturmessung von flüssigen Metallen besteht die Schwierigkeit, dass sich auf der Oberfläche sehr schnell Schlacke und Oxide bilden. Diese verändern die Strahlungseigenschaft und führen bei Einsatz eines Standardgerätes zu einer fehlerhaften Temperaturanzeige.  

Das Besondere an dem CellaCast PT 183 ist eine spezielle Analyse- und Filterfunktion. Diese ist in der Lage, die Strahlung der sauberen Stellen herauszufiltern. Dadurch wird ausschließlich die korrekte Temperatur der blanken Schmelze ermittelt.

Die weitere technologische Besonderheit des CellaCast PT 183 ist das rechteckige Messfeld. Es wird auf optische Weise d.h. ohne mechanische Komponenten realisiert. Üblicherweise sind Pyrometer mit einem runden Messfeld ausgestattet. Das manuelle Ausrichten auf den Gießstrahl aus sicherer Messentfernung wird erst durch das rechteckige Messfeld wirklich praktikabel und bedeutet eine wesentliche Erleichterung für den Bediener. Das Messobjekt darf beim Quotienten-Pyrometers auch kleiner als das Messfeld sein und sich beliebig innerhalb des Feldes bewegen. Erst dadurch wird eine sichere Messung beim Befüllen der Gießpfanne oder beim Gießen in die Form möglich, da sich die Position des Gießstrahls durch den Kippwinkel der Pfanne ändert.

Über die im Durchblick-Visier eingeblendete Messfeldmarkierung lässt sich das Gerät sehr einfach und schnell auf das heiße Metall ausrichten. Die Messentfernung ist über ein Schneckengewinde präzise von 0,4 m bis unendlich einstellbar. Zum Schutz des Auges vor der hellen Strahlung ist im Okular ein stufenlos einstellbares Polfilter integriert. Die erweiterte Pupillendistanz lässt auch die Bedienung mit Brille und Helm zu. Das Quotientenmessverfahren des CellaCast PT 183 sorgt dafür, dass die Messung nicht durch Staub und Dampf gestört wird.

Eine SLI (Signal Level Indicator) Funktion überwacht permanent die Signalstärke der empfangenen Infrarot-Strahlung. Sollte die Messung bei zu starker Störung durch Dampf und Staub, bei einem zu kleinen Gießstrahldurchmesser oder bei einem zu großen Messabstand nicht mehr möglich sein, unterbindet die Fgunktion die Ausgabe eines falschen Messwertes. Eine weitere technische Neuheit ist die im Durchblick-Visier eingeblendete Ampelanzeige. Sie signalisiert dem Bediener, ob eine Messung möglich und der zulässige Messabstand unter den Messbedingungen eingehalten wird.  

Die Bedienung des Pyrometers ist denkbar einfach. Nach dem Einschalten des Gerätes und der Ausrichtung auf den Gießstrahl startet und beendet eine ATD (Automatic Temperature Detection) Funktion die Messwerterfassung völlig automatisch. Nach wenigen Sekunden signalisiert ein akustisches Signal das Ende der Messung. Der Temperaturwert erscheint auf der rückseitigen Digitalanzeige.

Zur automatischen Aufzeichnung einer Folge von Gießvorgängen, lässt sich das CellaCast PT 183 auf ein Stativ montieren und über die USB-Schnittstelle die Temperaturwerte zu einem PC übertragen. Mit der zum Lieferumfang gehörenden Software CellaMevis werden die Messwerte mit Datum und Uhrzeit abspeichern. Durch die Auswertung der Temperaturen aller gegossenen Teile einer Gießpfanne lässt sich so das Abkühlverhalten der Schmelze in der Gießpfanne genau ermitteln, um so beispielsweise den Zustand der Ausmauerung zu prüfen.

Der Messbereich beträgt 650 – 1700 °C. Damit ist das CellaCast PT 183 für Eisen- und Nichteisen-Schmelzen an sämtlichen Stellen in einer Gießerei und im Stahlwerk wie Kupolofenrinne, Vorherd, Schmelz- und Warmhalteofen, Transportpfanne und Gießpfanne einsetzbar.

Fazit: Mit dem CellaCast PT 183 ist es erstmalig möglich, die Temperatur von jedem einzelnen Gussteil direkt beim Gießen  sehr schnell und einfach zu überprüfen. Neben der Einsparung der Messsonden liegt daher ein weiteres großes Einsparpotenzial des Einsatzes eines Pyrometers in der Reduzierung von Ausschussteilen. Erst durch eine gezielte Kontrolle der minimal zulässigen Gießtemperatur kann der Gießprozess rechtzeitig gestoppt und dadurch die Produktion von fehlerhaften Werkstücken direkt vermieden werden.  Damit amortisieren sich die Anschaffungskosten schon nach kurzer Zeit.



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Kontaktperson:
Albert Book
Division Manager
KELLER MSR Infrared Thermometer Solutions
Tel.: + 49 5451 85320
E-Mail: albert.book@keller-its.de

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Portables Pyrometer zur verschleißfreien Temperaturmessung von flüssigen Metallen