1.Kaj je "rosišče"? Kaj nadzoruje rosišče pri žarjenju s hladnim valjanjem?
Točka rosišča se nanaša na temperaturo, pri kateri začne vodna para v ozračju kondenzirati v tekočo vodo. Pri žarjenju s hladnim valjanjem rosišče dejansko predstavlja vsebnost vode (parcialni tlak vodne pare) v atmosferi peči.
Jedro nadzora rosišča je natančno upravljanje oksidacijske-redukcijske zmogljivosti atmosfere peči-nižje ko je rosišče (nižja vsebnost vode), močnejša je redukcijska moč atmosfere; višje kot je rosišče, močnejša je oksidacijska moč. Za zaščitno atmosfero (H₂+N₂) je treba rosišče običajno nadzorovati med -40 stopinj in -60 stopinj, da se zagotovi, da je atmosfera znotraj stabilnega redukcijskega območja železa.
2. Zakaj rosišče neposredno vpliva na oksidacijo površine traku?
Glede na ravnotežno reakcijo železa, kisika in vodne pare:
Fe + H₂O ⇌ FeO + H₂
Ravnotežna konstanta za to reakcijo je K=P(H₂O)/P(H₂).
Ko je P(H₂O)/P(H₂) višji od ravnotežne vrednosti, se reakcija nadaljuje v desno in železo oksidira v železov oksid (FeO).
Ko je P(H₂O)/P(H₂) nižja od ravnotežne vrednosti, reakcija poteka v levo in železov oksid se reducira v kovinsko železo.
Ker je P(H₂O) neposredno določen z rosiščem, rosišče določa, ali ozračje "oksidira" ali "reducira". Če se rosišče nenadzorovano dvigne, tudi z dodajanjem čistega vodika, lahko jekleni trak še vedno oksidira, kar povzroči "oksidacijsko barvo" ali "modrikaste" napake.
3. Katere posebne napake v kakovosti lahko povzroči neustrezen nadzor rosišča v hladno valjanih zvitkih?
Površinska oksidacijska barva: Ko je točka rosišča previsoka, se na površini traku oblikuje izredno tanek oksidni film, ki je rumen, moder ali siv, kar vpliva na videz in poznejši oprijem premaza.
Selektivna oksidacija: Pri jeklih, ki vsebujejo legirne elemente, kot so silicij, mangan in aluminij, previsoke točke rosišča povzročijo, da se ti legirni elementi kopičijo in oksidirajo na površini, kar povzroči "pripenjanje" oksida in močno poslabša učinkovitost prevleke.
Razogljičenje: Ko je rosišče previsoko in je tudi temperatura visoka, vodna para v atmosferi reagira z ogljikom v jeklu: C + H₂O → CO + H₂, kar povzroči površinsko razogljičenje, zmanjšanje površinske trdote in odpornost proti utrujenosti.
Naogljičenje: Do obratnega naogljičenja lahko pride, ko je rosišče izredno nizko in je atmosfera,-ki vsebuje ogljik, neobičajna, vendar je pri dejanski proizvodnji tveganje za razogljičenje pogostejše.
4. Kakšne so razlike v zahtevah za nadzor rosišča za različne vrste jekla?
Navadno ogljikovo jeklo (npr. razred CQ, DQ): rosišče od -30 stopinj do -40 stopinj zadostuje za izpolnjevanje osnovnih površinskih zahtev, saj vsebuje malo legirnih elementov in je manj nagnjeno k selektivni oksidaciji.
Jeklo z visoko-trdnostjo (vsebuje Si, Mn): zahteva rosišče, manjše ali enako -45 stopinj ali celo zelo nizke točke rosišča pod -60 stopinj, da se prepreči kopičenje in oksidacija silicija in mangana na površini; v nasprotnem primeru bo med cinkanjem prišlo do "nepremazanja" ali "slabega oprijema premaza".
Zunanje plošče za avtomobile (če jeklo, jeklo, ki se utrjuje-): rosišče mora biti strogo stabilizirano na -50 stopinj do -60 stopinj v kombinaciji z atmosfero z visoko vsebnostjo vodika (več kot ali enako 5 % H₂), da se zagotovi površina najvišje kakovosti z "brez oksidne barve + brez selektivne oksidacije".
Silikonsko jeklo: Izjemno občutljivo na rosišče, običajno zahteva rosišče manj kot ali enako -50 stopinj, da preprečimo, da bi oksidna plast vplivala na magnetne lastnosti.
5. Kako lahko dosežemo natančen nadzor in spremljanje rosišča v proizvodnji?
Tesnjenje ohišja peči: ohišje peči, vstopne odprtine za valje peči, vmesniki termočlenov, zvari itd. morajo biti popolnoma nepredušni, da se prepreči infiltracija zunanjega vlažnega zraka; izvajati je treba redne preskuse zrakotesnosti (metoda zadrževanja tlaka ali odkrivanje puščanja s helijem).
Spletni merilniki rosišča: Zrcalni merilniki rosišča ali kapacitivni merilniki rosišča morajo biti nameščeni na ključnih lokacijah, kot so grelni del, hladilni del in vrh peči kalilne peči, da spremljajo vrednosti rosišča v realnem času in se povežejo z avtomatiziranim nadzornim sistemom.
Kondicioniranje atmosfere:
Ko se točka rosišča dvigne, je treba hitrost pretoka zaščitnega plina samodejno povečati ali pa naj sistem preklopi na vir plina z nižjo vsebnostjo vlage (kot je razgradnja tekočega amoniaka v vodik ali prečiščen dušik).
V območju peči je treba namestiti "suho škatlo" ali "suho plinsko tesnilo", da preprečite, da bi vlažen zrak pritekel nazaj v peč iz nosu peči.
Redna kalibracija in vzdrževanje: merilnike rosišča je treba redno kalibrirati, sušilna sredstva in filtre pa je treba občasno zamenjati, da zagotovite točnost in zanesljivost podatkov o preskusu.