Rys. 1. Widok hali produkcyjnej współczesnej cynkowni na przykładzie FAM Grupa Kapitałowa S.A. Zakład Rawa Mazowiecka
Najczęściej w rozważaniach dotyczących mechanizmu tworzenia się powłoki cynkowej pomijany jest przebiegający jednocześnie z procesami dyfuzji proces rozpuszczania powstających faz międzymetalicznych Fe-Zn w kąpieli metalicznej. Ma on istotne znaczenie dla procesu wzrostu powłoki i zależy od wielu czynników będących poza kontrolą prowadzącego proces. Odnosi się to głównie do procesów transportu masy
w ciekłym cynku na drodze dyfuzji oraz konwekcji naturalnej w kąpieli, a także jej mechanicznego mieszania (konwekcji wymuszonej) [4, 5].
Teoretyczne opracowanie mechanizmu rozpuszczania dyfuzyjnego usystematyzował Nernst [6]. Według jego teorii, rozpuszczanie na granicy ciało stałe – ciecz odbywa się
z udziałem nieruchomej warstwy cieczy, bezpośrednio przylegającej do ciała stałego, przez którą dyfundują substancje w kierunku powierzchni rozdziału. Dyfuzyjna teoria Nernsta rozpatruje przebieg rozpuszczania w następujących po sobie dwóch etapach:
- tworzenia warstewki adhezyjnej nasyconej produktem reakcji
- dyfuzji substancji reagującej poprzez tę warstewkę do powierzchni fazy stałej i równoczesnej dyfuzji produktu reakcji od powierzchni fazy stałej w głąb roztworu.
Szybkość tworzenia się warstewki adhezyjnej jest nieskończenie duża w porównaniu z szybkością dyfuzji stanowiącą drugi etap rozpuszczania. O szybkości całego procesu rozpuszczania będzie więc zawsze decydowała szybkość dyfuzji. Teoria Nernsta nie daje wyników ilościowych charakteryzujących procesy złożone, ponieważ nie uwzględniono w niej również hydrodynamicznego przebiegu zjawisk rozpuszczania. W przypadku zaś rzeczywistych procesów, do których zaliczamy cynkowanie ogniowe, oprócz rozpuszczania na drodze dyfuzji substratów, występują również ruchy konwekcyjne w ciekłym stopie cynku. Ilość substancji rozpuszczanej, która jest odprowadzana przez dyfuzję od granicy faz w głąb roztworu, może być natychmiast uzupełniana przez proces konwekcji. Tak więc teoria Nernsta posiada swoje ograniczenia, co wcale jednak nie umniejsza równorzędnej z dyfuzją reaktywną roli rozpuszczania w kształtowaniu zanurzeniowej powłoki cynkowej.
Komentarze (0)