1.Šta je "tačka rose"? Šta kontrolira tačku rose kod žarenja hladnog valjanja?
Tačka rose odnosi se na temperaturu na kojoj vodena para u atmosferi počinje kondenzirati u tekuću vodu. Kod žarenja hladnog valjanja, tačka rose zapravo predstavlja sadržaj vode (parcijalni pritisak vodene pare) atmosfere peći.
Srž kontrole tačke rosišta je precizno upravljanje oksidacionim-redukcionim kapacitetom atmosfere peći-što je niža tačka rosišta (što je manji sadržaj vode), to je jača redukciona snaga atmosfere; što je viša tačka rosišta, to je jača oksidaciona moć. Za zaštitnu atmosferu (H₂+N₂), tačka rose se obično kontroliše između -40 stepeni i -60 stepeni kako bi se osiguralo da je atmosfera unutar stabilnog redukcionog područja gvožđa.
2. Zašto tačka rose direktno utiče na to da li površina trake oksidira?
Prema ravnotežnoj reakciji gvožđa, kiseonika i vodene pare:
Fe + H₂O ⇌ FeO + H₂
Konstanta ravnoteže za ovu reakciju je K=P(H₂O)/P(H₂).
Kada je P(H₂O)/P(H₂) veći od ravnotežne vrijednosti, reakcija se nastavlja udesno, a željezo se oksidira i formira željezni oksid (FeO).
Kada je P(H₂O)/P(H₂) niži od ravnotežne vrijednosti, reakcija se nastavlja lijevo, a željezni oksid se reducira u metalno željezo.
Budući da je P(H₂O) direktno određen tačkom rosišta, tačka rose određuje da li atmosfera "oksidira" ili "redukuje". Ako točka rose nekontrolirano raste, čak i uz uvođenje čistog vodika, čelik za traku i dalje može oksidirati, što rezultira "oksidacijskom bojom" ili "plavkastim" defektima.
3. Koje specifične nedostatke u kvalitetu može uzrokovati nepravilna kontrola tačke rošenja kod hladno-valjanih kolutova?
Boja površinske oksidacije: Kada je tačka rosišta previsoka, na površini trake se formira izuzetno tanak oksidni film, koji izgleda žuto, plavo ili sivo, što utiče na izgled i kasniju adheziju premaza.
Selektivna oksidacija: Za čelike koji sadrže legirajuće elemente kao što su silicijum, mangan i aluminij, prekomjerno visoke točke rose uzrokuju akumulaciju i oksidaciju ovih legirajućih elemenata na površini, formirajući oksidno „pričvršćivanje“ i ozbiljno pogoršavajući učinak premaza.
Dekarbonizacija: Kada je tačka rosišta previsoka, a temperatura je takođe visoka, vodena para u atmosferi reaguje sa ugljenikom u čeliku: C + H₂O → CO + H₂, što dovodi do dekarbonizacije površine, smanjujući površinsku tvrdoću i performanse zamora.
Karburizacija: Reverzna karburizacija se može dogoditi kada je tačka rose izuzetno niska i atmosfera koja sadrži ugljik-nenormalna, ali u stvarnoj proizvodnji, rizik od dekarbonizacije je češći.
4. Koje su razlike u zahtjevima za kontrolu tačke rosišta za različite vrste čelika?
Običan ugljični čelik (npr. CQ, DQ grade): Tačka rose od -30 do -40 stepeni je dovoljna da zadovolji osnovne zahtjeve površine, jer sadrži malo legirajućih elemenata i manje je sklon selektivnoj oksidaciji.
Čelik visoke-čvrstoće (sadrži Si, Mn): zahtijeva tačku rose manju ili jednaku -45 stepeni ili čak ultra niske tačke rose ispod -60 stepeni, kako bi se spriječilo akumuliranje i oksidaciju silicija i mangana na površini; u suprotnom će se tokom cinkovanja pojaviti "nepremazivanje" ili "loša adhezija premaza".
Automobilske vanjske ploče (IF čelik, čelik za pečenje-otvrdnjavanje): Tačka rose mora biti strogo stabilizirana na -50 stepeni do -60 stepeni, u kombinaciji sa atmosferom visokog sadržaja vodonika (veća ili jednaka 5% H₂), kako bi se osigurala površina vrhunskog kvaliteta s "bojom bez oksida + bez selektivnog oksida".
Silicijum čelik: Izuzetno osetljiv na tačku rose, obično zahteva tačku rose manju ili jednaku -50 stepeni da bi se izbegao uticaj oksidnog sloja na magnetna svojstva.
5. Kako možemo postići preciznu kontrolu i praćenje tačke rose u proizvodnji?
Zaptivanje tela peći: Oklop peći, otvori za valjak peći, sučelja termoelementa, zavari, itd., moraju biti strogo hermetički zatvoreni kako bi se sprečila infiltracija spoljašnjeg vlažnog vazduha; treba izvršiti redovne testove nepropusnosti (metoda održavanja pritiska ili detekciju curenja helijuma).
Mrežni mjerači rosišta: Ogledalni mjerači tačke rosišta ili kapacitivni mjerači tačke rosišta treba da budu instalirani na ključnim lokacijama kao što su grejna sekcija, sekcija za hlađenje i nos peći za žarenje kako bi se pratile vrednosti tačke rosišta u realnom vremenu i povezivale na automatizovani kontrolni sistem.
Kondicioniranje atmosfere:
Kada tačka rose poraste, protok zaštitnog gasa treba automatski da se poveća, ili sistem treba da se prebaci na izvor gasa sa nižim sadržajem vlage (kao što je razlaganje tečnog amonijaka u vodonik ili prečišćeni azot).
"Suha kutija" ili "zaptivka za suvi gas" treba da se instalira u oblasti peći kako bi se sprečilo da vlažni vazduh teče nazad u peć iz nosa peći.
Redovna kalibracija i održavanje: Mjerači tačke rosišta moraju se redovno kalibrirati, a sredstva za sušenje i filtere treba povremeno mijenjati kako bi se osigurala tačnost i pouzdanost podataka ispitivanja.