Inhaltsverzeichnis

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Titelseite

Impressum

Vorwort zur vierten Auflage

Einleitung

In memoriam Dr. Peter Maaß

Autorenliste

1 Die Geschichte der Feuerverzinkung

1.1 Geschichtliche Entwicklung von Zink
1.2 Die Erfindung der Feuerverzinkung
1.3 Der wirtschaftliche Aufstieg der Feuerverzinkung
Literatur

2 Theoretische Grundlagen

2.1 Korrosionsschutzverfahren
2.2 Die Schichtbildung beim Feuerverzinken (Stückverzinken)
2.3 Korrosionsschutz durch Zinküberzüge
Literatur

3 Bau und Ausrüstungen von Feuerverzinkungsanlagen

3.1 Anlagenplanung und Ausführung
3.2 Anlagenlayout und Aufstellungsvarianten
3.3 Innerbetrieblicher Transport
3.4 Anlagen zur Oberflächenvorbereitung und Nachbehandlung
3.5 Trockenöfen
3.6 Verzinkungskessel aus Stahl
3.7 Verzinkungsöfen für keramische Kessel
3.8 Verzinkungskesseleinhausungen
3.9 Sonstige Ausrüstungen am Verzinkungskessel
3.10 Anlagen zur Luftreinhaltung
3.11 Anlagen für Sonderverfahren
Literatur

4 Betrieb von Feuerverzinkungsanlagen

4.1 Wareneingang, Lagerung, Auf- und Abrüstung
4.2 Technologie der Oberflächenvorbereitung
4.3 Technologie der Feuerverzinkung
4.4 Lagern von Chemikalien und Hilfsstoffen
4.5 Behandlung von Abfällen
4.6 Umweltschutz
4.7 Arbeitssicherheit
4.8 Managementsysteme in Feuerverzinkereien
Literatur

5 Anwendung der Feuerverzinkung

5.1 Eigenschaften feuerverzinkter Überzüge
5.2 Anwendungsmöglichkeiten und Beispiele für die Feuerverzinkung
5.3 Normen und Regelwerke zum Feuerverzinken
5.4 Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren und Fertigen
5.5 Fehlererscheinungen versus Abweichungen von normativen Vorgaben
5.6 Wirtschaftlichkeit der Feuerverzinkung
Literatur

6 Beschichten von feuerverzinktem Stahl – Duplex-Systeme

6.1 Grundlagen
6.2 Oberflächenvorbereitung des Zinküberzuges für die Beschichtung
6.3 Beschichtungsverfahren, Beschichtungsstoffe
6.4 Ausführungsfehler/Qualitätsabweichungen bei Duplex-Systemen
Literatur

Anhang A: Normenliste

Anhang B: Übersicht gesetzlicher Regelwerke

Anhang C: Arbeitshilfe zum Übergang von der ISO 9001:2008 auf die ISO 9001:2015

Anhang D: Physikalische Metallkonstanten der für die Feuerverzinkerei wichtigen Metalle

Anhang E: Spezifsche Schnellprüfmethoden zur Ermittlung der Art des Überzugmetalls und der Rohstofe

Anhang F: Formeln und Molekularmassen von Verbindungen für die Feuerverzinkerei

Stichwortverzeichnis

Endbenutzer-Lizenzvereinbarung

List of Tables

2 Theoretische Grundlagen

Tab 2.1 Übersicht Verzinkungsverfahren [2].
Tab 2.2 Parameter für die Auswahl der Verzinkungsverfahren für Stahl [2].
Tab 2.3 Silizium- und Phosphorgehalt üblicher Stahlsorten (warmgewalzt).
Tab 2.4 Übliche Legierungselemente in Zinkschmelzen nach [27].
Tab 2.5 Reduzierung der Dicke von Zinküberzügen durch Zusatz von Nickel bzw. Zinn zur Schmelze (445 °C, 15 min) [12–14].
Tab 2.6 Bimetallkorrosion von Zink an der Atmosphäre (C2; C3) bei metallleitender Verbindung mit einem anderen Metall in Abhängigkeit vom Metall und der Größe der gepaarten Flächen (in Anlehnung an DIN EN ISO 14713-1).
Tab 2.7 Einteilung der Umgebungsbedingungen in Anlehnung an DIN EN ISO 14713-1.
Tab 2.8 Chloridgehalt des Regenwassers in Abhängigkeit von der Entfernung zum Meer in den Niederlanden (zitiert in [49]).

3 Bau und Ausrüstungen von Feuerverzinkungsanlagen

Tab. 3.1 Übersicht der zeitlichen Regelung der Maschinenrichtlinie bzgl. Bestandsschutz.
Tab. 3.2 Abzusaugende Volumenströme im Bereich der Oberflächenvorbereitung.
Tab. 3.3 Kennwerte Filterelemente [14].
Tab. 3.4 Auswirkung der Regenerationsmethode auf die Verfügbarkeit des Filtermediums [18] bezogen auf den Luftdurchlass und die abgeschiedene Staubmenge. Abreinigung 1 Regeneration bei Vollastbetrieb, Abreinigung 2 Regeneration bei Teillastbetrieb, 1 – Anlieferungszustand (nicht regeneriert), 2 – Ausblasen mit Druckluft, 3 – Auswaschen mit 40 °C warmer Lösung.
Tab. 3.5 Beständigkeit von Filtermedien gegenüber Chemikalien, die in der am Verzinkungskessel abgesaugten Abluft enthalten sein können [19]. × - beständig, 0 – bedingt beständig, – nicht beständig.

4 Betrieb von Feuerverzinkungsanlagen

Tab. 4.1 Mögliche Verunreinigungen auf Metalloberflächen [1].
Tab. 4.2 Ausgangszustände (Rostgrade) von bisher unbeschichteten Stahloberflächen (Rostgrad) nach DIN EN ISO 8501-1 bis -2 bzw. DIN 55928.
Tab. 4.3 Vorbereitungsgrade für die primäre Oberflächenvorbereitung nach DIN EN ISO 12944.
Tab. 4.4 Flächenleistung verschiedener Verfahren zum Entrosten und Entzundern von unlegiertem Walzstahl [15].
Tab. 4.5 Beispiele für die Zusammensetzung alkalischer Reiniger.
Tab. 4.6 Wasserhärtebereiche.
Tab. 4.7 Vor- und Nachteile der Reinigung und Entfettung in Beizentfettungslösungen auf Basis von Salzsäure gegenüber in alkalischen Verfahrenslösungen.
Tab. 4.8 Wasserbedarf bei verschiedenen Spülprozessen (D = 400 m²/h, V = 0,080l/m²), 5%ige Entfettungslösung, Salzsäurebeize mit 125g/l Eisen und < 50g/l HCl [26].
Tab. 4.9 Gegenüberstellung wesentlicher Eigenschaften von Salz- und Schwefelsäure.
Tab. 4.10 Einfluss der Stahlbegleiter auf das Beizverhalten des Eisens [10, 48].
Tab. 4.11 Rautiefe unterschiedlich vorbehandelter Oberflächen von Stahlproben mit Siliziumgehalten von 0,08 und 0,12% [15].
Tab. 4.12 Dichte und Konzentrationsangaben zu Salzsäure.
Tab. 4.13 Fehler bei der Flussmittelbehandlung.
Tab. 4.14 Physikalische Eigenschaften von Stahl und Zink.
Tab. 4.15 Tauch- und Spritzbehandlung im Vergleich [71].
Tab. 4.16 Feste und flüssige Abfälle/Reststoffe aus Stückverzinkereien mit üblichen Einstufungen.
Tab. 4.17 Qualitätseinstufungen der Fa. Chemie Wocklum für die Entsorgung hocheisenhaltiger, zinkfreier Beizlösungen (frei von Schlamm und organischen Verunreinigungen) (Persönliche Mitteilung, Fa. Chemie Wocklum, Balve, 2015).
Tab. 4.18 Qualitätseinstufungen der Fa. Chemie Wocklum für die Entsorgung hochzinkhaltiger, eisenarmer Beizlösungen (frei von Schlamm und organischen Verunreinigungen) (Persönliche Mitteilung, Fa. Chemie Wocklum, Balve, 2015).
Tab. 4.19 Wichtige Prüfpflichten.
Tab. 4.20 Beispiele praktischer Maßnahmen zum Umweltschutz.
Tab. 4.21 Voraussetzungen für die Inbetriebnahme/den Betrieb von Lastaufnahmemitteln gemäß Maschinenrichtlinie und Produktsicherheitsverordnung.
Tab. 4.22 Güteklasse für Bindedraht nach Analysenwerte.
Tab. 4.23 Tragfähigkeit für Bindedraht für jeweils einen Anhängepunkt [79].
Tab. 4.24 Beispiele für Belastungen für Haken aus der Betriebspraxis.
Tab. 4.25 Struktur und Kernelemente der DIN EN ISO 9001:2015.

5 Anwendung der Feuerverzinkung

Tab. 5.1 Unterscheidung der Reaktivität von Stählen nach Silizium- und Phosphorgehalt in Kategorien in Anlehnung an DIN EN ISO 14713-2 (siehe auch Abschn. 2.2 dieses Buches).
Tab. 5.2 Beispielhafte Checkliste zur Prüfung der Anforderungen an die feuerverzinkungsgerechte Konstruktion und Fertigung in der Planungsphase.
Tab. 5.3 Mindestwerte für Entlastungsbohrungen.
Tab. 5.4 Mindestschichtdicke und Masse von Zinküberzügen auf Prüfteilen, die nicht geschleudert wurden (DIN EN ISO 1461).
Tab. 5.5 Mindestschichtdicke und Masse von Zinküberzügen auf Prüfteilen, die geschleudert wurden nach DIN EN ISO 1461.
Tab. 5.6 Kosten für Korrosionsschutz im Stahlbau aus [19].
Tab. 5.7 Schutzdauer feuerverzinkter Überzüge in unterschiedlichen Korrosivitätskategorien (Auszug aus DIN EN ISO 14713-2; Tabelle 2).

6 Beschichten von feuerverzinktem Stahl – Duplex-Systeme

Tab. 6.1 Flüssigbeschichtungsstoffe.
Tab. 6.2 Lösungsmittelgehalte (Orientierungswerte).
Tab. 6.3 Empfohlene Beschichtungssysteme für Zinküberzüge mit Flüssigbeschichtungsstoffen. GB – Grundbeschichtung, ZB – Zwischenbeschichtung, DB – Deckbeschichtung.
Tab. 6.4 Pulverbeschichtungsstoffe.
Tab. 6.5 Beispiele für Pulverbeschichtungssysteme auf feuerverzinktem Stahl (DIN 55633).

List of Illustrations

2 Theoretische Grundlagen

Abb. 2.1 Methoden, Maßnahmen und Verfahren des Korrosionsschutzes [1].
Abb. 2.2 Übersicht der Verfahren des passiven Korrosionsschutzes [1].
Abb. 2.3 Zustandsschaubild Eisen-Zink [3].
Abb. 2.4 Aufbau eines im Schmelztauchverfahren bei etwa 450 °C hergestellten Zinküberzuges auf silizium- und phosphorarmem Stahl (< 0,02 Masse% Al), klassischer Schichtaufbau. η = 0,08% Fe, ζ = 6,0–6,2% Fe, δ₁ = 7,0–11,5% Fe, Γ = 21–28% Fe (im Bild nicht sichtbar, da langsame Bildungsgeschwindigkeit).
Abb. 2.5 Gebiete mit linearem Schichtwachstum (schraffiert) [3].
Abb. 2.6 REM-Aufnahme mit aneinandergereihten Porenketten im Zinküberzug, wie sie für absorbierten, molekularen Wasserstoff typisch sind [9].
Abb. 2.7 Dicke der Überzüge in Abhängigkeit von der Tauchdauer [10–12, 15]. (a) Stahl im Niedrigsilizium-Bereich, (b) Stahl im Sandelin-Bereich, (c) Stahl im Sebisty-Bereich, (d) Stahl im Hochsilizium-Bereich.
Abb. 2.8 Dicke der Überzüge in Abhängigkeit der Tauchdauer bei 500 °C Schmelzetemperatur [9–12, 15].
Abb. 2.9 Dicke der Überzüge in Abhängigkeit von der Tauchdauer und -temperatur [10–12, 15]. (a) Stahl im Niedrigsilizium-Bereich, (b) Stahl im Sandelin-Bereich, (c) Stahl im Sebisty-Bereich, (d) Stahl im Hochsilizium-Bereich.
Abb. 2.10 Dicke der Überzüge in Abhängigkeit vom Siliziumgehalt im Stahl bei 10 min Tauchdauer [10–12, 15].
Abb. 2.11 Detail der Abb. 2.10 – Dicke der Überzüge in Abhängigkeit vom Siliziumgehalt im Stahl bei 10 min Tauchdauer im Normaltemperaturbereich [10–12, 15].
Abb. 2.12 Aufbau der Zinküberzüge im Normaltemperaturbereich [10–12, 15]. (a) Zinkschicht auf Niedrigsilizium-Stahl; Verzinkungsparameter: 460 °C, 10 min, (b) Zinkschicht auf Sandelin-Stahl; Verzinkungsparameter: 460 °C, 10 min, (c) Zinkschicht auf Sebisty-Stahl; Verzinkungsparameter: 445 °C, 5 min, (d) Zinkschicht auf Sebisty-Stahl; Verzinkungsparameter: 460 °C, 10 min, (e) auf Hochsilizium-Stahl; Verzinkungsparameter: 445 °C, 5 min.
Abb. 2.13 Mischstrukturen auf einem Stahl mit 0,028% Si.
Abb. 2.14 Aufbau der Zinküberzüge bei Verzinkung um 500°C [8–10]. Zinkschichtaufbau auf Baustählen bei einer Verzinkungstemperatur von 500 °C, Verzinkungsdauer 10 min.
Abb. 2.15 Aufbau der Zinküberzüge, Verzinkungstemperatur 562 °C, Verzinkungsdauer 90 s [16–18]. (a) Zinkschicht auf Niedrigsilizium-Stahl, (b) Zinkschicht auf Sebisty-Stahl, (c) Zinkschicht auf Hochsilizium-Stahl.
Abb. 2.16 Gesamtübersicht der Gefügeausbildungen beim Feuerverzinken von Stückgut für phosphorarme Baustähle in konventioneller Zinkschmelze (Verzinkungsdauer > 5 min) nach [12, 15]. Anmerkung: Zwischen den einzelnen Strukturbereichen existiert real ein Übergangsverhalten, was zum benachbarten Auftreten unterschiedlicher Schichtstrukturen und damit auch unterschiedlicher Schichtdicken führen kann (Mischstrukturen).
Abb. 2.17 Spalt zwischen Stahl und Zinküberzug (stark vergrößertes Detail aus Abb. 2.12a) [9].
Abb. 2.18 Wirkung von Silizium und Aluminium in üblichen Baustählen auf deren Wasserstoffgehalt nach dem Beizen in Salzsäure, zusammengestellt nach Messungen in [12–14, 19].
Abb. 2.19 Zinkreiche Seite des Zustandsschaubildes Fe/Zn mit Markierung des Phasenbereichs, der bei Schmelzetemperaturen zwischen 530 und 620 °C beim Feuerverzinken relevant ist [12–14].
Abb. 2.20 Einfluss von Blei und Wismut auf die Oberflächenspannung nach [10, 30].
Abb. 2.21 Reduzierung der Überzugsdicke auf Sandelin-Stahl durch Zusatz von 0,054% Ni zur Zinkschmelze (Stahl mit 0,08% Si, 445 °C, 5 min). (a) Konventionelle Schmelze, Schichtdicke des Zinküberzuges etwa 190 μm, (b) legierte Schmelze mit Nickelzusatz, Schichtdicke des Zinküberzuges etwa 60 μm.
Abb. 2.22 Korrosionsverlust von Zink in Abhängigkeit vom pH-Wert der angreifenden Lösung (HCl/NaOH) nach [46].
Abb. 2.23 Zusammenhang zwischen Zinkabtrag durch Korrosion und SO₂-Gehalt der Atmosphäre nach [51].

3 Bau und Ausrüstungen von Feuerverzinkungsanlagen

Abb. 3.1 Verfahrensablauf beimStückverzinken (Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf).
Abb. 3.2 Geradliniger Durchlauf der Bauteile (Quelle: Scheffer Krantechnik GmbH, Sassenberg, mit Erlaubnis).
Abb. 3.3 Geradliniger Durchlauf mit seitlich positioniertem Rüstbereich und mit Kreisringbahn (Quelle: Scheffer Krantechnik GmbH, Sassenberg, mit Erlaubnis).
Abb. 3.4 U-Förmiger Durchlauf der Bauteilemit Verschiebebrücken (Quelle: Scheffer Krantechnik GmbH, Sassenberg).
Abb. 3.5 Längliche Aufstellungsvariante mit Tunneltrockner und Doppeltauchungen (Quelle: Scheffer Krantechnik GmbH, Sassenberg; mit Erlaubnis).
Abb. 3.6 T-förmiger Durchlauf mit getrennten Rüstbereichen und Drehweichen (Quelle: Scheffer Krantechnik GmbH, Sassenberg, mit Erlaubnis).
Abb. 3.7 Traverse an einer Hub-Senk-Station hängend (Quelle: Scheffer Krantechnik GmbH, Sassenberg;mit Erlaubnis).
Abb. 3.8 Gitterkorb für Stabmaterialhalbzeug.
Abb. 3.9 Traggestell mit Steckriegel.
Abb. 3.10 Traverse mit Kettenaufhängung mit Schlupf.
Abb. 3.11 Hakenaufhängung.
Abb. 3.12 Brückenkran (Quelle: Scheffer Krantechnik GmbH, Sassenberg, mit Erlaubnis).
Abb. 3.13 Stapelkran (Quelle: Scheffer Krantechnik GmbH, Sassenberg, mit Erlaubnis).
Abb. 3.14 Verteilerkrane im Einsatz im Bereich einer eingehausten Oberflächenvorbereitung (Quelle: Scheffer Krantechnik GmbH, Sassenberg, mit Erlaubnis).
Abb. 3.15 Fahreinheit an einer Ein-Schienen-Kranbahn (Quelle: Scheffer Krantechnik GmbH, Sassenberg, mit Erlaubnis).
Abb. 3.16 Katze an einer Drehweiche (Quelle: Scheffer Krantechnik GmbH, Sassenberg, mit Erlaubnis).
Abb. 3.17 Verschiebebrücken (Quelle: Scheffer Krantechnik GmbH, Sassenberg, mit Erlaubnis).
Abb. 3.18 Beispiel für einen Rüttler (Quelle: Scheffer Krantechnik GmbH, Sassenberg, mit Erlaubnis).
Abb. 3.19 Kettenförderer, z. B. in einem Trockentunnel (Quelle: Scheffer Krantechnik GmbH, Sassenberg, mit Erlaubnis).
Abb. 3.20 Transportwagenmit Traverse für den Längstransport in das benachbarte Hallenschiff (Quelle: Scheffer Krantechnik GmbH, Sassenberg, mit Erlaubnis).
Abb. 3.21 Computersimulation einer Verzinkungsanlage in 3-D (Quelle: Scheffer Krantechnik GmbH, Sassenberg, mit Erlaubnis).
Abb. 3.22 Behälterrandausführung eines KVK-Beizbehälters (ohne Schweißnaht) (Quelle: Koerner Chemieanlagenbau Ges.m.b.H., Wies, Österreich, mit Erlaubnis).
Abb. 3.23 Überlaufwehr zum Abskimmen der Öle und Fette an der Flüssigkeitsoberfläche (Quelle: Koerner Chemieanlagenbau Ges.m.b.H., Wies, Österreich, mit Erlaubnis).
Abb. 3.24 Säureverrohrung einer modernen Beizerei (Quelle: Koerner Chemieanlagenbau Ges.m.b.H., Wies, Österreich, mit Erlaubnis).
Abb. 3.25 Heizplatte mit natürlicher Umwälzung (Quelle: Koerner Chemieanlagenbau Ges.m.b.H., Wies, Österreich, mit Erlaubnis).
Abb. 3.26 Aufgrund mangelnder Reinigung stark verkrustete Heizplatte (Quelle: Koerner Chemieanlagenbau Ges.m.b.H., Wies, Österreich, mit Erlaubnis).
Abb. 3.27 Prinzipzeichnung Traversenbewegungseinrichtung (Quelle: Koerner Chemieanlagenbau Ges.m.b.H., Wies, Österreich, mit Erlaubnis).
Abb. 3.28 Schematische Darstellung einer gekapselten Oberflächenvorbereitung (Quelle: Koerner Chemieanlagenbau Ges.m.b.H., Wies, Österreich, mit Erlaubnis).
Abb. 3.29 Gekapselte Einhausung von außen (a) und von innen (b) (Bilder: Koerner Chemieanlagenbau Ges.m.b.H., Wies, Österreich, mit Erlaubnis).
Abb. 3.30 (a) Patentiertes KVK-Abdichtungssystem (b) und mangelhafte Abdichtung (Bilder: Koerner Chemieanlagenbau Ges.m.b.H., Wies, Österreich, mit Erlaubnis).
Abb. 3.31 Schema einer kontinuierlich arbeitenden Spülwasseraufbereitung (Quelle: RAM-Engineering + Anlagenbau GmbH, Gelsenkirchen, mit Erlaubnis).
Abb. 3.32 Stoffflussschema eines realen Enteisenungsprozesses für eine Spülwasserenteisenung einer Verzinkerei mit 25 000 t Jahresproduktion (Quelle: RAM-Engineering + Anlagenbau GmbH, Gelsenkirchen, mit Erlaubnis).
Abb. 3.33 Schema einer diskontinuierlich arbeitenden Flussmittelaufbereitung (Quelle: RAMEngineering + Anlagenbau GmbH, Gelsenkirchen, mit Erlaubnis).
Abb. 3.34 Schema einer kontinuierlich arbeitenden Flussmittelaufbereitung (De-Iron-Unit) (Quelle: RAM-Engineering + Anlagenbau GmbH, Gelsenkirchen, mit Erlaubnis).
Abb. 3.35 Kontinuierlich arbeitende Flussmittelaufbereitung auf Basis von Kaliumpermanganat (Quelle: RAM-Engineering + Anlagenbau GmbH, Gelsenkirchen, mit Erlaubnis).
Abb. 3.36 Durchlauftrockenofen mit Traversenlängstransport. 1 – Umluftradialventilator, 2 – Rollentragkette, endlos, 3 – Traverseneingabe, verschließbar, 4 – stationärer Deckel, 5 – Abluftleitung, 6 – Abgasleitung zum Schornstein, 7 – Wärmetauscher, 8 – Abgasleitung vom Verzinkungsofen, 9 – Zusatzbrenner, 10 – Traversenentnahme, verschließbar mittels Schiebedeckels/Klappdeckels.
Abb. 3.37 Durchlauftrockenofen mit Traversenquertransport. 1 – Umluftradialventilator, 2 – Traverseneingabe, verschließbar, 3 – Stationärer Deckel, 4 – Abluftleitung, 5 – Abgasleitung zum Schornstein, 6 – Wärmetauscher, 7 – Traversenentnahme, verschließbar mittels Schiebedeckel, 8 – Abgasleitung vom Verzinkungsofen, 9 – Zusatzbrenner.
Abb. 3.38 Verzinkungskessel (Quelle: W. Pilling Kesselfabrik GmbH & Co. KG, Altena, mit Erlaubnis).
Abb. 3.39 Verzinkungskessel mit ausgestelltem Rand (Quelle: W. Pilling Kesselfabrik GmbH & Co. KG, Altena, mit Erlaubnis).
Abb. 3.40 Örtliche Verteilung der Wärmezufuhr im Verzinkungskessel nach Bablik (Quelle: Zink KÖRNER GmbH, Hagen, mit Erlaubnis).
Abb. 3.41 Verzinkungsofen mit Umwälzbeheizung. 1 – Brenner, 2 – Umwälzer, 3 – Verzinkungskessel, 4 – Abgasführung, 5 – Ausmauerung.
Abb. 3.42 Verzinkungsofen mit Flächenbrenner. 1 – Fasermattenauskleidung, 2 – Bodenisolierung, 3 – Verzinkungskessel, 4 – Abgaskanal, 5 – Flächenbrenner.
Abb. 3.43 Verzinkungsöfen mit Impulsbrenner. 1 – Stahlprofilstützkonstruktion, 2 – Kesselabstützung, 3 – Isolierung, 4 – Kontroll- und Regeleinheit, 5 – Schaltschrank, 6 – Impulsbrenner, 7 – Gas- und Luftdruckregler, 8 – Verzinkungskessel.
Abb. 3.44 Verzinkungsofen mit Induktionsbeheizung. 1 – Bodenisolierung, 2 – Verzinkungskessel, 3 – Seitenisolierung, 4 – Induktionsspule.
Abb. 3.45 Verzinkungsofen mit Widerstandsbeheizung. 1 – Heizplatte, 2 – Bodenisolierung, 3 – Verzinkungskessel, 4 – Zusatzisolierung, 5 – Elektroinstallationsraum.
Abb. 3.46 Tauchbrennerbeheizung für Verzinkungskessel (Quelle: Zink KÖRNER GmbH, Hagen, mit Erlaubnis).
Abb. 3.47 Keramischer Verzinkungsofen. 1 – Heizdeckel, 2 – Isolierung, 3 – Zinkschmelze, 4 – keramische Wanne, 5 – Brenner, stirnseitig, 6 – Barriere.
Abb. 3.48 Verzinkungsofen mit Rinneninduktor. 1 – Stahlkonstruktion, 2 – keramische Auskleidung, 3 – Induktorelektroinstallation, 4 – Induktoraufhängung, 5 – Induktorwechsel, 6 – Gasanschluss Aufheizvorgang.
Abb. 3.49 Verzinkungskesseleinhausung.
Abb. 3.50 Verzinkungskesseleinhausung (Querbeschickung). 1 – Rolltor 1, 2 – Rolltor 2, geöffnet, 3 – Türen, 4 – Gummiprofilabdichtung (Quelle: BeluTec Vertriebsgesellschaft mbH, Lingen, mit Erlaubnis).
Abb. 3.51 BeluTec-Einhausung bis 24 m lang für Querdurchlauf mit Absaugung, (a) vollständig geöffnetes Rolltor, (b) halbgeöffnetes Rolltor (Quelle: BeluTec Vertriebsgesellschaft mbH, Lingen, mit Erlaubnis).
Abb. 3.52 Verzinkungskesseleinhausung, kranverfahrbar. 1 – Hubwerk, 2 – Seitenklappe, stationär, 3 – Verzinkungskessel, 4 – Brüstung, stationär, 5 – Mittelteil, senkrecht verschiebbar, 6 – Elektrokettenzug, 7 – Oberteil, fest am Kran, 8 – Absaugkanal, 9 – 2-Träger-Brückenkran (Quelle: Pneumotec GmbH & Co. KG, Issum, mit Erlaubnis).
Abb. 3.53 Verzinkungskesseleinhausung für einen längsstehenden Verzinkungsofen. 1 – Drehantrieb, 2 – Halogenstrahler, 3 – Klapptüre, 4 – Rechteckrohr-Eckstützen, 5 – Hubtür, 6 – Elektrokettenzug, 7 – Absaugstutzen, 8 – Durchfahrschlitz mit Bürstenabdichtung (Quelle: Pneumotec GmbH & Co. KG, Issum, mit Erlaubnis).
Abb. 3.54 Hilfsmittel zur Reinigung der Oberfläche der Zinkschmelze.
Abb. 3.55 Hartzinkgreifer mit Hartzinkformen (Kokillen) zur Aufnahme des Hartzinks (Quelle: Zink KÖRNER GmbH, Hagen, mit Erlaubnis).
Abb. 3.56 Hartzinkschaufel (Quelle: W. Pilling Kesselfabrik GmbH & Co. KG, Altena, mit Erlaubnis).
Abb. 3.57 Zinkpumpe (Quelle: W. Pilling Kesselfabrik GmbH & Co. KG, Altena, mit Erlaubnis).
Abb. 3.58 Schematische Darstellung einer Feuerverzinkungslinie (Stückverzinkerei) und der möglichen Emissionen.
Abb. 3.59 Be- und Entlüftungsanlage.
Abb. 3.60 Grenzkurve für den Betriebspunkt von Salzsäurebeizen nach VDI 2579 [6].
Abb. 3.61 Randabsaugung. (a) Schematische Darstellung der Randabsaugung mit Blasschleierklappen, (b) Randabsaugung mit Blasschleierklappen.
Abb. 3.62 Verzinkungskesseleinhausung. (a) Verzinkungskesseleinhausung, schematische Darstellung, (b) Verzinkungskesseleinhausung.
Abb. 3.63 Luftwechselrate L_R in Abhängigkeit vom Rauminhalt bzw. Volumen E_v der an einem Verzinkungskessel zu installierenden Einhausung.
Abb. 3.64 Schematisches Beispiel eines Abluftwäschers (Quelle: Koerner Chemieanlagenbau Ges.m.b.H., Wies, Österreich, mit Erlaubnis).
Abb. 3.65 Prinzip des Rückhaltesystems mit Abreinigung durch Druckluftstoß (Impuls), bei dem das Filtermedium in der Filtrationsphase von außen nach innen durchströmt wird.
Abb. 3.66 Prinzip eines Patronenfilters mit Abreinigung durch Druckstoß (Impuls), bei dem das Filtermediumin der Filtrationsphase von außen nach innen durchströmt wird.
Abb. 3.67 Prinzip des Rückhaltesystemsmit mechanischer Abreinigung und Spülluftunterstützung, bei demdas Filtermediumin der Filtrationsphase von innen nach außen durchströmt wird.
Abb. 3.68 Filterelementbauarten [11, 12]. (a) Schlauch, (b) Tasche, (c) Patrone.
Abb. 3.69 Schematische Darstellung der Abreinigungsverfahren für Schlauchfilter [17].
Abb. 3.70 Schematische Darstellung der Abreinigungsverfahren für Patronenfilter.
Abb. 3.71 (a) Schematischer Aufbau eines Gewebes und (b) eines Nadelfilzesmit Stützgewebe.
Abb. 3.72 Ausführungsbeispiele und Kennwerte von Nassabscheidern [21].
Abb. 3.73 Zusammenhang zwischen Filtrationsflächenbelastung b_f in m³ (m² h) ^–1 und der Staubart.
Abb. 3.74 Leistungsbedarf verschiedener Regelverfahren [24]. p_n = Leistungsbedarf bei = 100%, P = Leistungsbedarf bei =< 100%
Abb. 3.75 Arbeitsweise eines Frequenzumformers.
Abb. 3.76 Nomogramm zur Ermittlung der Schornsteinhöhe.
Abb. 3.77 Diagramm zur Ermittlung des Wertes J.
Abb. 3.78 Filteranlage, Kompaktbauweise (Quelle: Niederhausen, Voerde). 1 – Deflektorhaube, 2 – Regenhaube, 3 – Reinglasleitung, 4 – Inspektionstüren oben, 5 – Inspektionstüren vorn, 6 – Steigleiter, 7 – Rohgasleitung.
Abb. 3.79 Filteranlage (Quelle: Hosokawa Mikro Pul, Köln). 1 – Filterschlauchwechsel von oben, 2 – Abluftschornstein, 3 – Wartungsbühne, 4 – Reingasleitung, 5 – Messbühne, 6 – Steigleiter, 7 – Staubsammelbehälter.
Abb. 3.80 Filteraufbau/Filterfunktion (Quelle: Niederhausen, Voerde). 1 – Rohgasprallschacht, 2 – Rohgaskammer, 3 – Staubsammeltrichter, 4 – Staubbehälter, 5 – Stützkorb, 6 – Filterschlauch, 7 – Venturi-Düse, 8 – Reingaskammer, 9 – Druckluftblasrohr, 10 – Magnetventile, 11 – Druckluftverteilrohr, 12 – Differenzdruckmessgerät, 13 – Ventilator, 14 – Kompressor, 15 – Nachkühler, 16 – Wasserabscheider, 17 – Feinfilter, 18 – Manometer, 19 – Absperrventil, 20 – Impulssteuergerät, 21 – Staubabscheidungsphase, 22 – Filterschlauchabreinigungsphase.
Abb. 3.81 Automatische Kleinteilverzinkung. 1 – Füllstation, 2 – Verzinkungskorb, 3 – Verzinkungsofen, 4 – Zinc Elephant, 5 – Zentrifuge, 6 – Wasserbad.
Abb. 3.82 Roboterschleuderverzinkungsanlage. 1 – Zuführförderband, 2 – Schwingförderrinne mit Wägeeinrichtung, 3 – Schleuderkorbabgabe und -übernahme, 4 – Roboter 2, 5 – Roboter 1, 6 – Zinkascheabstreifer, 7 – Überbadzentrifuge, 8 – Verschlussmantel Zentrifuge, 9 – Verzinkungsofen mit Rinneninduktor, 10 – Rinneninduktor
Abb. 3.83 Automatische Rohrverzinkungsanlage. 1 – Oberflächenvorbereitungsanlage, 2 – Rohrzuteilvorrichtung, 3 – Trockenofen, 4 – Regelstrecke, 5 – Filteranlage, 6 – Verzinkungsofen, 7 – Rohrausziehmaschine, 8 – Dampfausblasstation

4 Betrieb von Feuerverzinkungsanlagen

Abb. 4.1 Übersicht zu den wichtigsten Verfahren der Oberflächenvorbereitung und Nachbehandlung [2].
Abb. 4.2 Einflussgrößen auf das Reinigen und Entfetten der Stahlbauteile.
Abb. 4.3 Beizblasen im Stahlblech.
Abb. 4.4 Schlackenzeile im Stahl als Ursache für Beizblasen [14].
Abb. 4.5 Diagramm: Bestimmung der Oberfläche bei Stahlblech bis 20 mm Materialdicke [33].
Abb. 4.6 Die Oxidformen des Eisens in einer Zunderschicht [48].
Abb. 4.7 Mischungskreuz [26].
Abb. 4.8 Abhängigkeit der Beizzeit von der Zusammensetzung der Salzsäurebeize bei 20 °C, sogenanntes „Kleingarn-Diagramm“ [52].
Abb. 4.9 KVK-Beizkurve für Salzsäurebeizen beim Feuerverzinken (Quelle: Koerner Chemieanlagenbau Ges.m.b.H. Wies, Österreich, mit Erlaubnis).
Abb. 4.10 Nomogramm zum Zusammenhang von Dichte, Eisen- und Salzsäuregehalt bei 20°C.
Abb. 4.11 Dichte vom SystemFlusssäure-Wasser bei 20°C [15].
Abb. 4.12 Dichte einer wässrigen Zinkchloridlösung bei 20°C [15].
Abb. 4.13 Das binäre SystemZnCl2∕NH4Cl nach Hachmeister [63].
Abb. 4.14 Aufbringen von Schmelztauchüberzügen auf Band im kontinuierlichen Durchlauf, schematisch. 1 – Abhaspelvorrichtung, 2 – Antriebsrolle, 3 – Schere, 4 – Schweißmaschine, 5 – Ausgleichsschlingengrube, 6 – Treibrolle, 7 – Glühofen, a, b, c, 8 – Umlenkrolle, 9 – Metallschmelze, 10 – Richtmaschine, 11 – Aufwickelhaspel, 12 – Transportband, 13 – Sortierung und Stapelung (Quelle: Gemeinschaftsausschuss Verzinken e. V., Düsseldorf).
Abb. 4.15 Schliff durch einen Zinküberzug auf bandverzinktem Feinblech, Überzugdicke ca. 30μm (Quelle: Institut für Korrosionsschutz Dresden).
Abb. 4.16 Temperaturverlauf innerhalb einer beheizten Kesselwand bei verschiedenen Wärmedurchgängen.
Abb. 4.17 Schematische Darstellung einer Nachbehandlungsanlage im Tauchverfahren [71] (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, mit Erlaubnis).
Abb. 4.18 Schematische Darstellung einer Nachbehandlungsanlage im Spritzverfahren [71] (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, mit Erlaubnis).
Abb. 4.19 Abhängigkeit der Säurekonzentration zur Temperatur, innerhalb der schraffierten Fläche wird der Grenzwert von 10 mg/m³ sicher eingehalten.
Abb. 4.20 Betreten des Beckenrandes (zumal noch in Gummistiefeln) ist verboten.
Abb. 4.21 Betriebsanweisung: Oberflächenvorbereitung (Beispiel).
Abb. 4.22 Persönliche Schutzausrüstungen in Feuerverzinkereien. 1 – Erforderlich bei allen Tätigkeiten, bei denen durch herabfallende, umfallende oder fortgeschleuderte Gegenstände, durch pendelnde Lasten und durch Anstoßen an Hindernisse Kopfverletzungen auftreten können. Im Kesselbereich ggf.Schutzhelme mit Gesichtsschutz aus Plastik oder Drahtgewebe einsetzen. Für Mitarbeiter, die normale Schutzhelme nicht tragen können, gibt es spezielle Schutzhelme mit Versehrtenausstattung. 2 – Je nach Betriebsbedingungen gegebenenfalls Säureschutzanzug oder Säureschutzhemd, 3 – mindestens schwerentflammbare Schutzschürzen (besser: zusätzlich hitzereflektierend), 4 – Schutzbrille, 5 – je nach Betriebsbedingungen; z. B. in Schlosserei beim Schleifen, 6 – möglichst mit durchtrittsicherer Sohle, 7 – auch leicht abwerfbare Gamaschen oder überfallende, schwerentflammbare Flosen,8 – je nach Betriebsbedingungen, 9 – Bereitstellung bei Beurteilungspegel über 80 dB(A); Benutzungspflicht bei Beurteilungspegel ab 85 dB(A), 10 – Bereithalten geeigneter Atemschutzgeräte, wenn die Möglichkeit besteht, dass in Sonderfällen die AGW-Werte überschritten werden.
Abb. 4.23 Unfachmännisch repariertes Kettenauge (unzulässig).
Abb. 4.24 Verstellter Notausgang.
Abb. 4.25 Gefährlich gestapeltes Verzinkungsgut.
Abb. 4.26 Organisationsablaufschema: Wechselwirkung der Prozesse beim Feuerverzinken [75].
Abb. 4.27 Produktprüfplan (systematisch) [76].
Abb. 4.28 Prozessablaufplan [76].

5 Anwendung der Feuerverzinkung

Abb. 5.1 Härteverlauf eines Zinküberzuges (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.2 Kantenflucht tritt beim Feuerverzinken nicht auf (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.3 Hohlprofile sind Innen wie Außen vor Korrosion geschützt (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.4 Feuerverzinken ist wirtschaftlich bei Erst- und Folgekosten (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.5 Umweltproduktdeklaration „Feuerverzinkte Baustähle“ (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.6 Metallbaukonstruktionen werden besonders häufig feuerverzinkt (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.7 Freibewitterte Stahlbauten gehören zu einer Hauptanwendung des Feuerverzinkens (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.8 Fassadenbekleidung, Unterkonstruktion und Verbindungsmittel aus feuerverzinktem Stahl (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.9 Feuerverzinkter Stahl in der regenerativen Energieerzeugung oder für Energieverteilnetze – hierbei kann sich ein Strommast auch mal als Kunstobjekt sehen lassen (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.10 Breites Anwendungsspektrum in der Verkehrstechnik von der feuerverzinkten Schutzplanke bis zu feuerverzinkten Straßenausrüstungen (z. B. Laternenmaste) (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.11 Feuerverzinkter Betonstahl macht Stahlbetonbauten dauerhafter, wie beispielsweise Brücken und Weißbetonflächen (Beispiel rechts: Fassade vom Bundeskanzleramt in Berlin) (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.12 In der Landwirtschaft kommt feuerverzinkter Stahl im Stall- und Landmaschinenbau zum Einsatz (Quelle links: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf; Quelle rechts: Firma Fliegl, Mühldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.13 Im Maschinenbau kommt die Feuerverzinkung vielfältig zur Anwendung (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.14 Bei Anwendungen im Fahrzeugbau setzt die Feuerverzinkung seit einigen Jahren Maßstäbe (Quelle links: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf; Quelle rechts: Schmitz Cargobull, Horstmar, mit Erlaubnis).
Abb. 5.15 Duplex-Systeme kommen nahezu in allen Einsatzbereichen zur Anwendung (Quelle links: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf; Quelle rechts: Seppeler Holding und Verwaltungs GmbH & Co. KG, Rietberg, mit Erlaubnis).
Abb. 5.16 Verschweißte und feuerverzinkte Vierkantrohre aus unterschiedlichen Baustählen zusammengesetzt (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.17 Sperrige Teile verteuern das Verzinken und können die Qualität nachteilig beeinflussen (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.18 Ausbildung von Aufhängemöglichkeiten und Zulauf- und Entlüftungsöffnungen (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.19 Schematischer Verlauf der Streckgrenze des Stahls bei Temperaturerhöhung und Spannungsanteilen, die zum Verzug führen können (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.20 Konstruktion aus Rechteckhohlprofilen, die in der Zinkschmelze als Folge fehlender Bohrungen auseinandergerissen wurde (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.21 Größe und Anzahl von Durchfluss- und Entlüftungsöffnungen.
Abb. 5.22 Verschiedene Möglichkeiten für die Entlüftung von Rohrkonstruktionen (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.23 Beispiel für Fehlverzinkung infolge falsch platzierter Durchflussöffnung (Ausgeschlepptes Zink) (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.24 Fehlstellen im Zinküberzug in einem Behälter, die durch fehlerhaft angeordnete Durchfluss-/Entlüftungsöffnungen verursacht werden (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.25 Große und schwere Behälter sollten möglichst mit Aufhängeösen versehen werden (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.26 Zusatzmaßnahmen zum Abdichten von Wärmetauschern, die nur außen feuerverzinkt werden (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.27 Entlastungsbohrung bei Überlappung und Freischnitte (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.28 Mindestabmessungen von Freischnitten (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.29 Übersicht der Fehler- und Oberflächenerscheinungen an feuerverzinkten Stahlteilen [14–16].
Abb. 5.30 Typische Oberflächenerscheinung von feuerverzinktem Stahl (hier mit Zinkblume) (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.31 Weißrosterscheinung auf der feuerverzinkten Oberfläche durch dauerhafte Feuchtigkeitseinwirkung infolge nicht fachgerechter Lagerung (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.32 Schichtdickenmessung mit einem magnetinduktiven Handmessgerät (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.33 Starkes Aufwachsen von Zinküberzügen an blecheben geschliffenen Schweißnähten als Folge eines hohen Siliziumgehaltes in der Schweißnaht (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).
Abb. 5.34 Die Ausbesserung mit Zinkstaubbeschichtungen mittels Pinsel ist praxisbewährt und zu empfehlen (Quelle: Institut Feuerverzinken GmbH, Düsseldorf, mit Erlaubnis).

6 Beschichten von feuerverzinktem Stahl – Duplex-Systeme

Abb. 6.1 Zulässiger Mindestabstand (a) zwischen zwei Bauteilen in Abhängigkeit von der Höhe (h) nach DIN EN ISO 12944-3.
Abb. 6.2 Zulässiger Mindestabstand (a) zwischen einem Bauteil und einer angrenzenden Fläche in Abhängigkeit von der Höhe (h) der Bauteile nach DIN EN ISO 12944-3.
Abb. 6.3 Gesweepter Zinküberzug (matt).
Abb. 6.4 Überschliffener Zinküberzug (Quelle: A. Schneider, Altenbach).
Abb. 6.5 Hochdruckwasserstrahlen(Quelle: A. Schneider, Altenbach).
Abb. 6.6 Praktisch angewandte übliche Technologie der Oberfächenvorbereitung für Flüssigbeschichtungsstofe.
Abb. 6.7 Pulverbeschichtung mit geringer Kantenabdeckung (Kantenfucht) (Quelle: IKS Dresden, mit Erlaubnis).
Abb. 6.8 Blasen in der Pulverbeschichtung als Folge von Defekten im Zinküberzug (Quelle: IKS Dresden, mit Erlaubnis).
Abb. 6.9 Beschichtungsenthaftung im Zinkaschebereich
Abb. 6.10 Blasenbildung im Zinkaschebereich
Abb. 6.11 Unterschichtdicke der Beschichtung im Hartzinkbereich
Abb. 6.12 Einzelne Zinkspitzen Handlauf Geländer
Abb. 6.13 Flächige Zinkspitzen Bauteiloberseite
Abb. 6.14 Entgraten von Bohrungen
Abb. 6.15 Entfernung von Zinkverdickungen
Abb. 6.16 Mechanische Beschädigung durch Anschlagmittel
Abb. 6.17 Detail Zinkfahnen beschichtet
Abb. 6.18 Ansicht nicht verputztes Gitter
Abb. 6.19 Ausbesserung Schweißnaht
Abb. 6.20 Ausbesserung mechanische Beschädigung
Abb. 6.21 Ausbesserung Schnittkanten
Abb. 6.22 Detail Zinkabplatzungen
Abb. 6.23 Bauteil mit Zinkabplatzungen
Abb. 6.24 Schliffbild Zinküberzug vor dem Sweepen
Abb. 6.25 Schliffbild Zinküberzug nach dem Sweepen
Abb. 6.26 Rissbildung in der Beschichtung
Abb. 6.27 Abplatzung der Beschichtung vom Riss ausgehend
Abb. 6.28 Abplatzungen visuell ungeschädigter Beschichtungen bei mechanischer Beanspruchung
Abb. 6.29 Größerflächige, fortschreitende Beschichtungsenthaftung
Abb. 6.30 Rissbildung in der Beschichtung
Abb. 6.31 Beschichtungsenthaftung vom Riss ausgehend, unterfahrbare Beschichtung
Abb. 6.32 Flächige Beschichtungsabplatzung vom Zinküberzug
Abb. 6.33 Beschichtungsabplatzung, Unterfahr barkeit, Weißro stbildung
Abb. 6.34 Spritschatten der Beschichtung
Abb. 6.35 Beschichtungsabplatzungen, Zinkkorrosion unter der geschlossenflächigen Beschichtung
Abb. 6.36 Rissbildung Beschichtungsverdickung Schweißnaht
Abb. 6.37 Beschichtungsläufer, Verdickungen mit Abplatzungen
Abb. 6.38 Erhebliche Überschichtdicke, geschlossenflächige Enthaftung
Abb. 6.39 Überschichtdicke mit Beschichtungsverklebung bei mechanischer Beanspruchung
Abb. 6.40 Flächige Blasen am Bauteil
Abb. 6.41 Geschlossene Blasen
Abb. 6.42 Offene Blasen mit erkennbarer Pore
Abb. 6.43 Schliffbild Pore im Zinküberzug

Vierte Auflage

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Vorwort zur vierten Aufage

Durch Feuerverzinken wird auf Stahl zum Zwecke des Korrosionsschutzes ein Zinküberzug im Schmelztauchverfahren aufgebracht. In Deutschland werden dadurch jährlich ca. fünf Mio. Tonnen Stahl mit steigender Tendenz dauerhaft vor Korrosion geschützt.

Das Stückverzinken nach DIN EN ISO 1461, eine Verfahrensvariante des Schmelztauchverzinkens bei der die Bauteile nach der Fertigung im Tauchprozess verzinkt werden und dadurch einen vollständigen Zinküberzug erhalten, ist Gegenstand dieses Buches. Neben den hervorragenden mechanischen Eigenschaften führen derartige Zinküberzüge bei Freibewitterung über Jahrzehnte zu einem wartungsfreien Korrosionsschutz. Dieses Eigenschaftsprofil erschießt der Stückverzinkung vielseitige Anwendungen mit Schwerpunkten im Gewerbe-, Wohnungs- und Industriebau, im Stahl-, Verkehrs-, Fahrzeug- und Maschinenbau, in der Energietechnik, Landwirtschaft und vielen anderen mehr.

Der Mitbegründer der industriellen Feuerverzinkung, Professor Dr. Heinz Bablik, hat in seinem 1941 erschienenen Buch „Das Feuerverzinken“ erstmals umfassend grundlegende, wissenschaftliche Erkenntnisse über dieses Fachgebiet dargelegt, in die Praxis überführt und veröffentlicht. Das Buch ist seit den 60er-Jahren des letzten Jahrhunderts vergriffen.

Die Herausgeber und Mitautoren dieses Handbuches schließen nahtlos an die Arbeit von Bablik an. Sie haben jahrzehntelange theoretische und praktische Erfahrungen auf dem Gebiet der Feuerverzinkung sowie der dazu gehörenden Anlagentechnik gesammelt und setzen sich dafür ein, dass dieses Wissen von den Anfängen bis zur Gegenwart erhalten bleibt und fortgeschrieben wird.

Mit der 4. Auflage dieses Handbuches wollen die Autoren dieses interessante Fachgebiet in dem „Handbuch Feuerverzinken“, das 1970 erstmals und danach 1993 und 2008 erschienen ist sowie in vier Sprachen übersetzt wurde, dem technischen Fortschritt anpassen und auch einen Blick in die Zukunft werfen. Seit dem Erscheinen der letzten Auflage 2008 sind auf dem Gebiet der Stückverzinkung zahlreiche neue, auch europäische Normen und Vorschriften erschienen. Aber auch auf den Gebieten der Wissenschaft und Technik, der Nachhaltigkeit, Arbeitssicherheit und des Umweltschutzes ist die Zeit für die Feuerverzinkung nicht stehen geblieben.

Sowohl die Grundlagen als auch die neuen Sachverhalte wollen die Autoren praxisbezogen einem breiten Leserkreis vermitteln, vor allem aber dem technischen Personal in den Feuerverzinkereien sowie Konstrukteuren, Ingenieuren und denen, die auf den Gebieten Feuerverzinken und Korrosionsschutz im Bauwesen, Stahl- und Metallbau, der Landwirtschaft sowie vergleichbaren Gebieten als Anwender des Verfahrens tätig sind.

Die wissenschaftlichen, aber vorwiegend praktischen Ausführungen in diesem Buch repräsentieren den breiten fachlichen und praktischen Erfahrungsschatz der Herausgeber und des gesamten Autorenteams.

Eine wesentliche Grundlage für diese 4. Auflage bildet das Engagement der bisherigen Mitherausgeber Dr. Peter Maaß und Dr. Peter Peißker sowie die Arbeiten der folgenden, vorhergehenden und jetzt nicht mehr aktiven Autoren der 1.-3. Auflage: S. Astermann, H.-J. Böttcher, Dr .W. Eibisch, W. Friehe, H. Hesse, G. Hoffmann, Dr. C.-L. Horstmann, L. Hörig, J.-P. Kleingarn, Dr. R. Köhler, C.-L. Kruse, J. Marberg, R. Martin, R. Mintert, G. Neumann, M. Petters, G. Scheer, W. Simon, Prof. Dr. Schwenk, M. Thiele und A. Wiegand.

Abschließend möchten wir uns bei dem Verlag bedanken, der uns auch bei der 4. Auflage unbürokratisch unterstützt hat. Ein besonderer Dank gilt vor allem Herrn Dr. Preuß, Frau Dr. Wüst, Frau Noatsch, Frau Möws, sowie deren Kollegen für die gute Zusammenarbeit.

Leipzig/Mettmann, April 2016

Peter Peißker und Mark Huckshold

Einleitung

Das Feuerverzinken ist ein volkswirtschaftlich bedeutungsvolles Korrosionsschutzverfahren für Stahlanwendungen vielfältigster Art und Weise. Von den Gesamtaufwendungen an Zink für den Korrosionsschutz durch Zinküberzüge entfallen weltweit ca. 95% auf das Feuerverzinken, davon ca. 35% auf das in diesem Buch beschriebene diskontinuierliche Feuerverzinken entsprechend der Norm DIN EN ISO 1461 (Stückverzinken), die übrigen 65% auf das kontinuierliche Feuerverzinken von Stahlbreitband und Draht. Circa 4% entfallen auf das galvanische Verzinken und der Rest auf andere Verfahren, z. B. Spritzverzinken und Sherardisieren.

Die in den letzten 20–30 Jahren deutlich zurückgegangene atmosphärische Korrosionsbelastung führt in den meisten Anwendungsbereichen von stückverzinktem Stahl zu einem wartungsfreien Korrosionsschutz, da Korrosionsschutzdauer und der Nutzungszeitraum der Erzeugnisse oft identisch sind. Diese Eigenschaft gepaart mit hoher mechanischer Robustheit des Zinküberzuges verleiht diesem Verfahren und seinen Produkten einen hohen Stellenwert im schweren Korrosionsschutz.

In den sechs Abschnitten des Buches werden Grundlagen vermittelt und die Voraussetzungen aufgezeigt, die zur Erzielung normgerechter Zinküberzüge notwendig sind. Das umfasst u. a. die Bereiche Verfahrens- und Anlagentechnik zum Feuerverzinken, die technischen und gesetzlichen Vorgaben zum Betreiben von Feuerverzinkungsanlagen sowie Informationen zu Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten der Feuerverzinkung und Konstruktions- und Fertigungsvorgaben für Anwender des Verfahrens. Alle Sachverhalte werden detailliert beschrieben und vielfach mit Abbildungen, Diagrammen und Tabellen untersetzt und illustriert.

Beginnend mit einer geschichtlichen Einleitung zur Entwicklung der Feuerverzinkung werden die theoretischen Grundlagen zur Feuerverzinkung und zum Korrosionsschutz praxisnah dargestellt. Dem schließen sich die drei Hauptkapitel dieses Buches an.

Ersteres konzentriert sich auf die Anlagentechnik und beschreibt alle baulichen und ausrüstungstechnischen Aspekte einer Feuerverzinkerei. Diese hat sich durch den technischen Fortschritt der letzten Jahre wesentlich verändert. Je nach Produktgruppe gibt es heute beispielsweise gekapselte, teil- und vollautomatisierte Verzinkungsanlagen. Diese Entwicklung trägt zu einer wesentlichen Steigerung der Produktivität bei.

Das dann folgende Kapitel beschreibt unter der Überschrift „Betrieb von Feuerverzinkungsanlagen“ alle technologischen Sachverhalte, die insbesondere für die tägliche Arbeit im Unternehmen relevant sind. Hierbei stehen zum einen die wirtschaftlichkeits- und qualitätsorientierte Steuerung der einzelnen Prozesse und zum anderen die Umsetzung der gesetzlichen Bestimmungen im Bereich Arbeits-, Gesundheits- und Umweltschutz im Vordergrund. Auch auf dem Gebiet der Verfahrenstechnik Feuerverzinken werden zahlreiche produktionssteigernde, praktische Erfahrungen und Neuentwicklungen aufgezeigt. Im Vordergrund steht dabei der Einsatz von Techniken, bei denen keine Abwässer und Abfälle anfallen, sondern durch Kreislaufwirtschaft alle anfallenden Stoffe der Wieder- und Weiterverwertung intern und extern zugeführt werden können. Aktuelle Themen wie Energieeinsparung, Emissions- und Immissionsschutz sowie Recycling und Nachhaltigkeit werden mit betrachtet.

Ein weiterer Abschnitt befasst sich mit der Anwendungsbreite der Feuerverzinkung und mit den für den optimalen Korrosionsschutz notwendigen Konstruktions- und Fertigungsanforderungen. Dieses Kapitel richtet sich in erster Linie an Planer, Ingenieure und Schlosser, Metall- und Stahlbauer, die den Korrosionsschutz Feuerverzinken anwenden und einsetzen.

Neben der Feuerverzinkung werden abschließend auch ergänzende Systeme in Form von Duplex-Systemen beschrieben. Dabei wird der Zinküberzug durch zusätzliche organische Beschichtungssysteme weiter veredelt. Dazu werden die Verfahrensvarianten Nass- und Pulverbeschichten betrachtet und ausführlich behandelt. Die geeigneten Beschichtungsstoffe und die dazugehörige Oberflächenvorbereitung werden erläutert und Fehlerquellen bei der Applikation verständlich aufgezeigt.

Ein umfassender Anhang mit vollständigen Verweisen auf technische Normen und gesetzliche Regelwerke zum Feuerverzinken schließt dieses Fachbuch ab.