6. 7. INFORMACE - Chemickotepelné zpracování kovů 

6. 7. 1. Stanovení a řízení uhlíkového poteciálu v nauhličujících atmosférách

Řízení nauhličujících procesů pro dosažení požadované hloubky cementace předpokládá měření uhlíkového potenciálu v pecní atmosféře během tepelného zpracování. 

Stanovení uhlíkového potenciálu může být prováděno přímými nebo nepřímými metodami.  

Přímé měření uhlíkového potenciálu ja založeno na vkládání folií z čistého železa, které jsou vystaveny působení pecní atmosféry po dobu 10-20 minut, v závislosti na síle folie a teplotě v peci. Potenciál je stanoven na základě analýzy složení nebo vážením a stanovením rozdílu v hmotnosti. Také je možno použít slabý vodič z čistého železa. Změna elektrického odporu odpovídá úrovni uhlíkového potenciálu.  
Tyto přímé metody stanovení uhlíkového potenciálu jsou nevhodné pro kontinuelní řízení nauhličování. Naštěstí existují nepřímé měřící metody. 

Nepřímé metody využívají analýzy pecní atmosféry. Úroveň uhlíkového potenciálu je vypočítávána Využívá se měření rosného bodu, měření koncentrace oxidu uhličitého infračerveným analyzátorem nebo stanovením parciálního tlaku kyslíku v pecní atmosféře. 

Vzhledem k velmi nízké koncentraci kyslíku a k vysoké teplotě pecní atmosféry je využíváno vlastností tuhých elektrolytů na bázi kysličníku zirkoničitého stabilizovaného oxidy ytria nabo vápníku.  
V současné době se stanovení uhlíkového potenciálu provádí především pomocí kyslíkových sond umístěných v peci pro tepelné zpracování. Sondy musí být schopny dosáhnout do pecního prostoru kde jsou vystaveny mechanickému a tepelnému namáhání s odpovídajícím nebezpečím. 

Zirkoniová keramika není otřesuvzdorná. Musí být věnována značná pozornost instalaci, nevyváženost ventilátoru může snížit životnost sondy. Měření může být zkresleno zbytky z oplachů, izolačními pastami, které jsou vnášeny do pece s obrobky. Tato rezidua se v peci odpařují a kondenzují v měřící cele. Zasazené elektrody a podcházející ventily s čístícím vzduchem mohou být dalšími zdroji chyb. 

Zkušenosti s malými měřícími komůrkami pro měření kyslíku umístěnými mimo pec vedly k zavrhnutí těchto měřících metod. Tyto metody nevedly k úspěchu, protože teplota v měřici cele byla příliš vysoká. Měřený plyn dále reagoval a sazení bylo nevyhnutelné. 

Použití tuhých elektrolytů v automobilovém průmyslu pro řízení spalo-vacího poměru vedlo k miniaturizaci kyslíkových sond. Vzhledem k označování spalovacího poměru řeckým písmenem lambda začaly být tyto  
kyslíkové sondy označovány jako lambda nebo L-sondy. 

Díky velkému vyráběnému množství je v současné době k dispozici velmi robustní kyslíková sonda s vemi příznivou cenou. Tyto příznivé vlastnosti vedly k testování využitelnosti těchto sond v pecích s cementačními atmosférami.


PROCON-CL,  a.s.,  Jižní 2140,  470 01 Česká Lípa,  Tel/Fax:  487823277,  487823672,  E - mail: procon@clnet.cz