| Stahlband und seine
Oberflächenveredelung |
| Vortrag von Herrn Dipl. Ing. Gerhard Neba, ThyssenKrupp Stahl AG |
Einleitung
Qualitätsfeinbleche ohne jeglichen Oberflächenschutz würden schon nach kurzer Zeit korrodieren, d.h. an der Oberfläche bildet sich Rost. Die einfachste Art des Korrosionsschutzes ist die Behandlung der Feinblechoberfläche mit speziellen Korrosionsschutzölen. Diese Art des Korrosionsschutzes wird üblicherweise nur für den Transport und für die der Fertigung vorangestellten Lagerung der Walzprodukte angewendet, weil das Einölen nur einen temporären Schutz darstellt.
Aus warm- oder kaltgewalztem Feinblech hergestellte Fertigteile werden üblicherweise mit geeigneten Schutzlacken versehen, deren äußere Schicht dem Produkt gleichzeitig ein dekoratives Aussehen verleiht. Wird die Lackschicht mechanisch verletzt, entstehen auch hier wieder Korrosionsprodukte, insbesondere an feuchter Außenatmosphäre, in Seeklimaten oder in Anwesenheit von aggressiven Medien, wie z.B. Streusalz auf den Straßen im Winter.
Deutlich verbesserte Korrosionsschutzeigenschaften werden erreicht, wenn Stahlfeinblech nach der Produktion oberflächenveredelt wird. So gibt die Automobilindustrie heute bereits eine Langzeitgarantie ihrer verzinkten Karosserien gegen Durchrosten von 12 Jahren.
Die Erzeugung oberflächenveredelter Feinbleche ist insbesondere in den letzten 35 Jahren ständig gestiegen. Bei ThyssenKrupp Stahl werden heute bereits etwa 70 % der kaltgewalzten Feinbleche oberflächenveredelt.
Als Beschichtungsstoffe kommen Metalle oder Metalllegierungen sowie organische Stoffe zur Anwendung. Metallbeschichtungen können elektrolytisch oder im Schmelztauchverfahren hergestellt werden. Der gravierende Unterschied beider Verfahren bezogen auf das Produkt ist die deutlich geringere Metallauflage bei der elektrolytischen Beschichtung. Dem Feuerbeschichten sind hier physikalische Grenzen gesetzt. Die bei ThyssenKrupp Stahl angewendeten Verfahren werden später beschrieben.
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Beschichtungsmetalle, Produkte und Eigenschaften
Die bekanntesten Beschichtungsmetalle für Stahl sind: Zink und Zinklegierungen, Aluminium, Zinn, Blei, Chrom.
Chrombeschichtungen werden bei ThyssenKrupp Stahl nicht durchgeführt und werden nicht weiter beschrieben. Mit Zinn elektrolytisch beschichtete Feinstbleche im Dickenbereich von 0,10 mm bis 0,50 mm sind unter dem Namen Weißblech bekannt und werden meist in der Verpackungsindustrie eingesetzt für Konservendosen, Getränkedosen, außerdem als Behälter für Farben und dergleichen. Zinnbeschichtungen sind beständig gegen Lebensmittel und Obstsäfte. Weißblech wird bei der ThyssenKrupp-Tochter Rasselstein in Andernach hergestellt.
Zinküberzüge
Zinküberzüge bieten nach der Lackierung auch bei Beschädigung der Lack- oder Zinkschicht noch einen guten Korrosionsschutz infolge seiner kathodischen Schutzwirkung. Diese beruht darauf, dass Zink im Vergleich zum Eisen ein negatives Potential aufweist, es ist unedler. In Gegenwart eines Elektrolyten, z.B. Wasser, löst sich bevorzugt Zink und verhindert dadurch, dass Eisen in Lösung gehen kann. Damit ist auch ein Schutz der Schnittkanten gewährleistet.
Beim elektrolytischen Beschichtungsverfahren werden neben Reinzinkschichten auch Zink/Nickelbeschichtungen, Produktname NEURALYT, und Blei/Zinnbeschichtungen, Produktname NEURATERN, hergestellt.
Zink/Nickelbeschichtungen haben günstigere Korrosionsschutzeigenschaften als Zn-Beschichtungen. Blei/Zinnbeschichtungen zeichnen sich durch gute Beständigkeit gegen Kraftstoffe aus und finden überwiegend Einsatz im Automobilbau für die Kraftstofftankfertigung. Im Gegensatz zum Schmelztauchbeschichten kann das elektrolytische Beschichten sowohl nur auf einer als auch auf beiden Feinblechseiten durchgeführt werden.
Durch eine gezielte Wärmebehandlung kann die schmelztauchbeschichtete Reinzinkschicht in eine ZnFe-Schicht mit Eisengehalten zwischen 9 % und 11 % überführt werden. Dieses Produkt ist unter dem Namen GALVANNEALED bekannt. Der Produktname ist eine im Englischen gebildete Wortzusammensetzung aus galvanized = verzinkt und annealed = geglüht.
Vorteile: Galvannealed-Überzüge weisen eine sehr gute Lackhaftung und Beständigkeit gegen Lackunterwanderung bei Korrosionsbelastung (Steinschlag, Kratzer) auf. Beim Widerstandspunktschweißen ist eine höhere Standzeit der Schweißelektroden zu erreichen als bei feuerverzinktem Feinblech.
Nachteile: Die Umformbarkeit ist aufgrund der sehr spröden ZnFe-Schicht schlechter als im feuerverzinkten Zustand.
Beim Schmelztauchbeschichten werden neben Reinzink auch verschiedene Zinklegierungen eingesetzt:
- unter dem Handelsnamen GALFAN 5 %
Al, 95 % Zn.
Der Zinküberzug enthält neben Al geringe Mengen an Cer und Lanthan, die dem Schmelzbad zur Verbesserung der Benetzbarkeit der Stahloberfläche zugegeben werden.
Vorteile: Die Korrosionsbeständigkeit des ZnAl-Überzuges ist geringfügig besser als bei feuerverzinktem Feinblech.
Nachteil: Die Lackierbarkeit wird durch den hohen Al-Gehalt an der Oberfläche beeinträchtigt.
- unter dem Handelsnamen GALVALUME 55 % Al, 43,5 % Zn, 1,5 % Si.
Vorteile: In unlackiertem Zustand ist der Korrosionsabtrag geringer als bei feuerverzinktem Feinblech. Es liegt eine gute Beständigkeit gegen punktförmigen Korrosionsangriff vor.
Nachteile: Geringerer kathodischer Schutz der Schnittkanten gegenüber feuerverzinkten Feinblechen.
Aluminium
Mit Aluminium beschichtete Feinbleche werden unter der Handelsbezeichnung FAL produziert. Durch Zugabe von etwa 10% Si zur Al-Schmelze wird die Dicke der an der Grenzfläche Stahl-Metallschicht entstehenden spröden Legierungsschicht niedrig gehalten.
Vorteile: Der Korrosionsabtrag in der Fläche ist bei geringem kathodischen Kantenschutz geringer als bei feuerverzinktem Feinblech oder Galvalume. Die Oxydationsbeständigkeit wird durch den gut haftenden AlSi-Überzug deutlich verbessert, so dass FAL üblicherweise bis max. 700 °C einsetzbar ist.
Nachteile: Die Eignung für die Vorbehandlung und Lackierung entsprechend den Anforderungen der Automobilindustrie ist eingeschränkt. Die Schnittkanten sind bei korrosiver und oxidativer Beanspruchung nur unzureichend geschützt. Hohe Oberflächenansprüche sind nur bedingt erfüllbar. Die Haftung des Überzuges ist schlechter als die anderer schmelztauchbeschichteter Varianten.
Organische Beschichtungsstoffe
Flüssige Beschichtungsstoffe sind im wesentlichen Lacke. Feste Beschichtungsstoffe (Folien) auf Basis von Polyvinylchlorid (PVC) und auf Basis Polyethylen (PE). Organisch beschichtetes Material kommt in den Fällen zur Anwendung, in denen neben Korrosionsbeständigkeit ein dekoratives Aussehen gefordert wird. Der Erfolg des beschichteten Materials ist darauf zurückzuführen, dass den Kunden ein Material angeboten wird, das auf dem Weg zum Fertigprodukt keiner weiteren Oberflächenbehandlung mehr bedarf. Die Verarbeitung durch Schneiden, Biegen, Tiefziehen, Walzprofilieren usw. ist problemlos möglich. Der Verarbeiter kann auf eigene Lackieranlagen mit aufwendigen Nebenanlagen verzichten. Das unter der Handelsbezeichnung PLADUR bekannte Produkt besteht aus einer einbrennlackierten organischen Beschichtung. PLATAL ist ein Verbundmaterial aus dem Basiswerkstoff und einer hochwertigen Kunststoffbeschichtung. Das Produkt BONDAL ist ein körperschalldämpfender Verbundwerkstoff, bestehend aus zwei Stahlblechen mit viskoelastischer Kunststoffzwischenschicht.
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Typische Verwendungszwecke und Auflagendicken
Die typischen Verwendungszwecke oberflächenveredelter Feinbleche sind in Abbildung 1 dargestellt. In der Abbildung 2 sind die typischen Auflagendicken angegeben.
 Abbildung 1 |
 Abbildung 2 |
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Vormaterial für die Oberflächenveredelung
Für die genannten verschiedenen Oberflächenbeschichtungsverfahren kommen folgende Vormaterialvarianten in Frage:
Für die elektrolytischen Beschichtungsverfahren kaltgewalztes, bereits geglühtes und nachgewalztes (dressiertes) Band. Das bedeutet, dass die mechanischen Eigenschaften des Vormaterials durch das Oberflächenveredelungsverfahren nicht mehr verändert werden. An dieser Stelle muss erwähnt werden, dass nach der Kaltumformung das Material eine sehr große Härte und Festigkeit aufweist. Man bezeichnet diese Erscheinung als Kaltverfestigung. In diesem Zustand ist kaltgewalztes Material nicht zu verarbeiten. Erst durch einen anschließenden Glühprozess (Rekristallisieren) tritt eine Entfestigung ein. Nach einem leichten Nachwalzvorgang (Dressieren) erlangt das Material die entsprechenden mechanischen Eigenschaften.
Für die Schmelztauchbeschichtungsverfahren kommt überwiegend ungeglühtes, kaltgewalztes Band zum Einsatz. Der zur Erlangung der technologischen Eigenschaften erforderliche Glühprozess (Rekristallisation) findet in einem Durchlaufofen statt, der dem Beschichtungsprozess vorgeschaltet ist.
In geringen Mengen wird auch warmgewalztes, gebeiztes Band eingesetzt. Dieses Vormateial kann wegen der rauhen Warmbandoberfläche jedoch nur für Verwendungszwecke mit untergeordneten Oberflächenansprüchen eingesetzt werden.
Vormaterial für die organischen Beschichtungsverfahren sind in der Regel Bänder, die bereits metallisch beschichtet sind und entsprechende Korrosionsbeständikeit mitbringen. In kleineren Mengen kommt auch kaltgewalztes, geglühtes Material zum Einsatz. Beide Materialarten besitzen bereits vor dem organischen Beschichten die erforderlichen mechanischen Eigenschaften.
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Verfahren und Anlagen für die Oberflächenveredelung
Elektrolytische Beschichtung
Grundlagen
 Abbildung 3 |
Bei der elektrolytischen Metallabscheidung nutzt man die Eigenschaft von Metallsalzen, z.B. ZnSO4, sich in wässriger Lösung in positiv geladene Metallionen und negativ geladene Säurerestionen aufzuspalten. Wird nun ein Elektrodenpaar in diese Lösung, den Elektrolyten, getaucht und mit einer Gleichstromquelle verbunden, so wandern die positiv geladenen Metallionen zur negativen Elektrode, der Kathode, die negativ geladenen Säurerestionen zur positiven Elektrode, der Anode. Die an den Elektroden ankommenden Ionen entladen sich und scheiden sich als neutrale Atome ab oder gehen mit dem Lösungsmittel neue Reaktionen ein. Mit dem Stromtransport ist somit ein Stofftransport verbunden. Die an der Kathode abgeschiedene Metallmasse ist gemäß den Faradayschen Gesetzen
- proportional der durch den Elektrolyten
geflossenen Strommenge und
- abhängig vom Äquivalenzgewicht des betreffenden Elementes.
Während die Elektrizitätsmenge im Wesentlichen von der Auslegung und Einstellung der Gleichrichter abhängt, ist das elektrochemische Abscheidungsäquivalent eine Stoffkonstante des abzuscheidenden Metalls. Im Falle von Zink beträgt sie 1,22 g/Ah. Bei der elektrolytischen Bandveredelung findet der Beschichtungsprozess in sogenannten Beschichtungszellen statt.
 Abbildung 4 |
Das die Kathode bildende Katband ist mit dem Minuspol des Gleichrichters über sogenannte Stromrollen verbunden. Die Stromrollen besitzen hochverschleißfeste Edelstahlmäntel und müssen aufgrund der hohen Ströme, die über sie fließen, mit Wasser gekühlt werden. Andrückrollen sorgen dafür, dass das Band einen guten Kontakt zur Stromquelle erhält. Die Anoden sind auf beiden Seiten des Bandes in möglichst geringem Abstand vom Band angeordnet. Zum Einsatz kommen 2 Typen von Anoden:
- Lösliche Anoden, die aus dem
Beschichtungsmetall bestehen. Sie lösen sich proportional zum Beschichtungsstrom auf und
versorgen so den Elektrolyten mit Metallionen. Daraus folgt, dass verbrauchte Anoden in
bestimmten Zeitabständen ersetzt werden müssen.
- Unlösliche Anoden, die aus Bleilegierungen oder aus mit Edelmetallen beschichteten Titanplatten bestehen. Bei Verwendung unlöslicher Anoden müssen die Metallionen dem Elektrolyten von außen zugeführt werden. Der Spalt zwischen Anoden und Band ist mit Elektrolyt gefüllt.
Moderne, leistungsfähige Beschichtungssysteme sind durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
- Hohe Elektrolytströmung zwischen Anode und
Band zur Erzielung einer gleichmäßigen, feinkristallinen Struktur der Auflage.
- Gute Leitfähigkeit des Elektrolyten zur
Erhöhung der Abscheideleistung der Zelle.
- Geringer Abstand Anode-Band zur Senkung der Stromkosten.
Zur Anwendung kommen heute für die Zink- bzw. Legierungsabscheidung überwiegend schwefel- oder salzsaure Elektrolyte, die durch Zusatz von Leitsalzen, wie z.B. Natriumsulfat (Na2SO4) oder Ammoniumsulfat ((NH4)2SO4) eine gute Leitfähigkeit besitzen und Stromdichten >100 A/dm2 zulassen. Die gewünschte Schichtdicke wird über die Stromstärke und die Verweildauer des Bandes in den Beschichtungszellen eingestellt. Eine Verdoppelung der Schichtdicke bedeutet eine Halbierung des Durchsatzes.
Verfahrensalternativen
 Abbildung 5 |
- Waagerecht- oder Horizontalzelle
- Senkrecht- oder Vertikalzelle
- Radialzelle
Horizontal- und Vertikalzellen sind für ein- und beidseitiges Beschichten geeignet, während die Radialzelle nur einseitiges Beschichten zulässt.
Aufbau einer kontinuierlichen elektrolytischen Beschichtungsanlage
Der Aufbau einer el. Beschichtungsanlage ist in Abbildung 6 wiedergegeben. Alle Bandbehandlungsanlagen bestehen im wesentlichen aus Einlaufteil, Behandlungsteil und Auslaufteil. Zwei Abwickelhaspel und eine Schweißmaschine sorgen für die Herstellung eines Endlosbandes. Das ist erforderlich, weil das zu beschichtende Band kontinuierlich, d.h. ohne Zwischenstopp durch den Behandlungsteil gefahren werden muss, um gleichmäßige Beschichtungen zu garantieren und um Ausschuss zu verhindern. Zur Überbrückung der Stillstände im Einlauf für das Zusammenschweißen der Bänder und im Auslauf für das Trennen der Bänder und das Entfernen der Schweißnaht sind zwei Schlingenspeicher im Einsatz.
 Abbildung 6 |
Beim el. Beschichten durchläuft das zu beschichtende Band folgende Behandlungsschritte:
Alkalische Reinigung
Vorraussetzung für die Erzielung gut haftender Metallschichten ist eine saubere Oberfläche des Kaltbandes. Diese wird erreicht durch Kombination von Spritz-, Bürst- und elektrolytischer Reinigung mit alkalischen Lösungen bei Temperaturen bis 80 °C.
Streckrichten
Der Streckrichter sorgt für eine gute Planlage des Bandes, die erforderlich ist, um bei dem möglichst geringen Abstand Anode-Band einen Kontakt (Kurzschluss) zu vermeiden und zum anderen die Stromkosten zu reduzieren.
Beizen
Die Oberfläche des gereinigten Bandes wird in einer sauren Beize für die nachfolgende Verzinkung aktiviert.
Elektrolytische Beschichtung
Die Anzahl der hintereinandergeschalteten Elektrolysezellen richtet sich nach der notwendigen Kapazität der Anlage. Zur Erzielung der gewünschten hohen Elektrolytströmung wird jede Zelle von einer starken Pumpe mit Elektrolyt versorgt.
Nachbehandlung
Elektrolytisch verzinkte Bänder können auf Wunsch des Kunden durch eine Nachbehandlung einen zusätzlichen temporären Korrosionsschutz erhalten. Phosphatiert, Phosphatiert und chromatgespült, chromatpassiviert. Zusätzlich ist eine Einölung aller Varianten möglich. Eine feinkristalline Zinkphosphatschicht bietet zusätzlichen Korrosionsschutz mit dem Vorteil, dass sie Öle und Fette absorbiert. Hierdurch wird die Umformbarkeit verbessert. Des Weiteren bildet sie für anschließende Lackierungen den Haftvermittler. Den Abschluss der Nachbehandlungszonen bildet ein Bandtrockner.
Schmelztauchbeschichten
Grundlagen
Das eingesetzte Band wird in einem Durchlaufofen gereinigt und rekristallisierend geglüht. Anschließend wird es schmelztauchveredelt, indem es durch ein schmelzflüssiges Metallbad geführt wird. Beim Durchgang des Bandes durch das Metallbad entsteht eine Legierungsschicht aus Eisen und dem Beschichtungsmetall. Darüber bildet sich die Metallschicht aus, deren Zusammensetzung der chemischen Analyse der Metallschmelze entspricht. Die Schichtdicke kann mit Luftabstreifdüsen geregelt werden.
Anlagen- und Verfahrenstechnik
Der prinzipielle Aufbau von Bandbehandlungsanlagen wurde bereits beschrieben.Der verfahrenstechnische Teil einer Feuerbeschichtungsanlage besteht im wesentlichen aus dem Ofenteil, dem Schmelzbad mit der Vorrichtung zur Einstellung der Metallauflagen sowie der Kühlung und Nachbehandlung und der Streck-Dressiereinheit zur Darstellung eines ebenen Bandes sowie zur Beeinflussung der Oberflächenrauheit und der mechanischen Eigenschaften. Je nach Anordnung der Ofen- und Bandspeicheranlage wird zwischen Horizontal- und Vertikalanlagen unterschieden, deren Bandläufe schematisch in Abbildung 7 und Abbildung 8 dargestellt sind.
 Abbildung 7 |
 Abbildung 8 |
Ofenteil
Feuerbeschichtungsanlagen stellen in ihrem Kern eine dem kontinuierlichen Glühverfahren für Feinbleche vergleichbare Verfahrenstechnik dar. Der Durchlaufofen besteht aus dem direkt beheizten Vorwärmer und den indirekt beheizten Reduktions- und Haltezonen sowie den nachfolgenden Kühlzonen. Am Ende der Kühlzonen ist der Ofen und die Metallschmelze mit einer Schleuse (Rüssel) verbunden. Im indirekt beheizten Ofenteil sowie in den Kühlzonen wird eine reduzierende Ofenatmosphäre bestehend aus etwa 12 % H2 Rest N2 eingestellt.
Die Temperaturführung der Bänder ist schematisch in Abbildung 9 dargestellt. Die sogenannten Glühkurven zeigen den Temperaturverlauf von Normalgüten in Abhängigkeit von der Beschichtungsart. Im Vorwärmer, auch Abbrennofen genannt, wird das Band rasch aufgewärmt und durch Abbrennen von Emulsionsrückständen vom Kaltwalzen gereinigt. Neue Anlagen werden bereits mit vorangeschalteten Reinigungsstrecken versehen. In den Reduktions- und Haltezonen findet eine weitere Bandtemperaturerhöhung statt. Das Band wird rekristallisierend geglüht, damit der beim Walzen kaltverfestigte Grundwerkstoff nach dem Durchlauf die erforderlichen technologischen Eigenschaften erhält. Gleichzeitig findet durch den H2-Anteil in der Ofenatmosphäre eine Reduktion der evtl. im Abbrennofen gebildeten Eisenoxide statt. In den nachfolgenden Kühlzonen wird das Band abgekühlt und tritt mit einer dem Schmelzbad entsprechenden Temperatur in das Metallbad ein.
 Abbildung 9 |
Schmelzbad
Zink- und Aluschmelzen üben auf Stahlschmelzgefäße starken Angriff durch Auflösen aus. Bei Schmelzen mit höheren Al-Gehalten werden heute teilweise induktiv beheizte Schmelzgefäße mit keramischer Auskleidung verwendet.
Während Stahlpötte mit Außenbeheizung auch in bestimmten Produktphasen gekühlt werden können, ist eine Kühlung bei keramisch zugestellten induktiv beheizten Pötten nicht möglich.
Einstellung der metallischen Auflage
Bis Ende der sechziger Jahre wurden zur Einstellung der Metallauflage die genuteten Sendzimir-Verzinkungsrollen eingesetzt mit dem Ergebnis ungleichmäßiger Metallauflagen. Eine wesentliche Verbesserung brachte das Düsenabstreifverfahren.
 Abbildung 10 |
Eine im Schmelzbad befindliche Umlenkrolle (Pottrolle genannt) sorgt für die Umlenkung des aus dem Rüssel ins Schmelzbad eintretenden Stahlbandes in senkrechte Richtung. Stabilisierungsrollen sorgen für einen planen, schwingungsfreien Durchgang des Bandes durch die über dem Schmelzbad befindliche Düsenabstreifvorrichtung. Beim Austritt aus dem Metallbad reißt das Band eine von der Bandgeschwindigkeit abhängige Metallmenge mit sich.
Diese liegt bei einem Mehrfachen der gewünschten Auflage. Von dieser "Übermenge" wird mit einem gerichteten Luftstrahl aus einer breiten Flachdüse soviel Metallschmelze abgestreift, bis die gewünschte Auflage auf dem Band verbleibt. Die Auflagendicke ist eine Funktion der Bandgeschwindigkeit, des Abblasdruckes und des Abstandes der Düsen vom Band. Das vom Band aus dem Bad ausgetragene Metall wird durch Zugabe fester Blöcke oder in Flüssigform ersetzt. Bei der Herstellung der Variante Galvannealed wird die gerade gebildete Zinkauflage in einem Senkrechtofen kurzfristig bei etwa 600 °C zur Umwandlung in eine ZnFe-Schicht nachgeglüht.
Abkühlen des beschichteten Bandes
Die Auflage des aus dem Metallbad kommenden Bandes ist flüssig und muss bis zur ersten Berührung einer Umlenkrolle erstarrt sein. Entsprechend ausgelegt ist beim Neubau die Höhe der ersten Umlenkrolle im Kühlturm und die zur Kühlung installierten Luft- und Wasserkühler, mit denen das Band auf nahezu Raumtemperatur abgekühlt wird.
Nachwalzen und Streckrichten
Das Nachwalzen erfolgt zum einen zur Einstellung der für die Verformung notwendigen technologischen Eigenschaften, zum anderen aber auch zur Verbesserung und Herstellung eines für das Lackieren notwendigen Oberflächenaussehens. Zur Erzielung einer guten Ebenheit ist dem Nachwalzgerüst eine Streckbiegeeinheit nachgeschaltet, in der das Band unter hohem Zug über Biegerollen mit kleinem Durchmesser bis zu 2 % gereckt wird.
Oberflächenschutz
Zum temporären Schutz gegen eine Oxidation (Weißrost) können die Bänder chromatiert oder geölt werden.
Leistung und Bandgeschwindigkeit
Die obere Leistungsgrenze wird zum einen bestimmt von der maximal möglichen Glühleistung des Ofens, zum anderen stellt die maximal mögliche Anlagengeschwindigkeit, insbesondere bei dünnen Bandabmessungen, die andere Leistungsgrenze dar. Die Zusammenhänge zeigt Abbildung 11.
 Abbildung 11 |
Organisches Beschichten
Grundlagen
Kaltgewalztes, elektrolytisch- oder schmelztauchveredeltes Band wird in einem kontinuierlichen Arbeitsgang gereinigt, chemisch vorbehandelt und durch Walzauftrag von flüssigen, organischen Beschichtungsstoffen mit anschließender Wärmetrocknung bzw. Wärmevernetzung oder durch Laminieren von Kunststofffolien beschichtet.
Anlagen- und Verfahrenstechnik
Den Aufbau einer Bandbeschichtungsanlage zeigt Abbildung 12.
 Abbildung 12 |
Ein- und Auslaufteil sind etwa baugleich wie die zuvor beschriebenen Anlagen. Die Bandreinigung erfolgt im Spritzverfahren mittels alkalischer Lösungen und kann durch Bürstmaschinen unterstützt werden.
Chemische Vorbehandlung
Im Spritzverfahren werden nach der Bandreinigung Grenzschichten aus komplexbildenden Schwermetallen (Chrom, Kobalt, Nickel) aufgebracht, mit dem Ziel der Verbesserung der Haftung und der Vermeidung korrosiver Unterwanderung des Verbundsystems.
Beschichtungsteil
Die übereinander angeordneten Beschichtungsmaschinen (Coater) dienen in der oberen Ebene dem ein- oder beidseitigen Auftrag der Grundierungslacke (Haftvermittler), und in der unteren Ebene dem ein- oder beidseitigen Auftrag der Decklacke. Der Auftrag der flüssigen Beschichtungsstoffe (Lacke) erfolgt über Auftragswalzen im Zwei- oder Drei-Rollenverfahren im Mitlaufprinzip oder im Gegenlaufprinzip.
 Abbildung 13 |
Ofenteil
Die je Coater nachgeschalteten Öfen dienen der Wärmebehandlung der Flüssigbeschichtungen, bestehend aus den Teilschritten Lösemittelentfernung und Lackhärtung (Vernetzung). Die Öfen sind gasbeheizt. Die mit Lösemitteln (Kohlenwasserstoffe) beladene Ofenabluft wird thermischen Nachverbrennungsanlagen zugeführt, in denen die Kohlenwasserstoffe bis auf minimale Restgehalte durch Verbrennung vernichtet werden.
Kühlteil
In den der Ofenanlage nachgeschalteten Kühlern wird das beschichtete Band mittels Wasser auf Raumtemperatur abgekühlt.
Zusatzeinrichtungen
Laminier- und Prägemaschine zum Prägen von Plastisollacken, zum Auftragen von Dekor- und Schutzfolien sowie zum Laminieren von zwei Metallbändern mit eingeschlossener organischer Zwischenschicht (BONDAL).
Schutzfolienmaschine zum Aufbringen von selbstklebender kaltlaminierter Schutzfolie.
Elektrostatische Einölmaschine und Wachseinrichtung zum Aufbringen von flüssigem Wachs als Profilierhilfe bei der Verarbeitung oder zum Aufbringen von Korrosionsschutzöl.
Lieferformen
Die kleinste Erzeugungseinheit ist in der Regel in allen beschriebenen Verarbeitungsstufen ein Großcoil. Das Gewicht ist breitenproportional und beträgt ca. 18 t bei einer Breite von 1000 mm. Als Lieferform aller Materialvarianten stehen den Kunden Tafeln, Rollen und Spaltband zur Verfügung. Diese Lieferform wird durch Teilen von Großcoils an entsprechenden Anlagen in den Zurichtungsbetrieben hergestellt. Über die Verpackung dieser Liefereinheiten wird in meinem Folgevortrag berichtet.
Dipl. Ing. Gerhard Neba
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