Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung der Zinkverdampfung beim Schmelztauchbeschichten eines Stahlbandes mit Zink oder Zinklegierungen.

Bei der kontinuierlichen Schmelztauchveredelung und speziell der Feuerverzinkung von Metallbändern tritt der Effekt der Sublimation des Beschichtungsmetalls auf. Dies ist besonders kritisch, da die Sublimation auch im Ofenraum der vorgelagerten Bandglühung und Oberflächenaktivierung stattfindet. In diesem Aggregat liegt üblicherweise eine Wasserstoff-/Stickstoffatmosphäre vor. Das Sublimat dringt gegen den Bandlauf zurück und lagert sich an kälteren Stellen im Ofen ab. Dieser Effekt wird durch die Anwesenheit von Wasserstoff gefördert. Dieser Effekt ist bekannt und führt mit zunehmender Sublimatbildung zu Oberflächenfehler auf dem zu beschichtenden Metallband.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass durch eine Zugabe von Feuchte bzw. von Kohlenmonoxid/-dioxid der Sublimationseffekt nachhaltig gehemmt und sogar unterdrückt werden kann.

Das Dokument DE 44 00 886 C2 beschreibt hierzu ein Verfahren zur Unterdrückung der Zinkverdampfung beim Schmelztauchbeschichten eines Stahlbandes mit Zink oder Zinklegierungen, wobei sich das Stahlband in einem Einlaufbereich unter einer Schutzgasatmosphäre aus einem Gemisch eines Inertgases mit Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxid als reduzierenden Gasen und zusätzlich Kohlendioxid befindet. Die Schutzgasatmosphäre soll bis 20 Volumenprozent Wasserstoff und bis 10 Volumenprozent Kohlenmonoxid enthalten oder es soll der Schutzgasatmosphäre 0,05 bis 8 Volumenprozent Co₂ zugemischt werden.

In dem Dokument EP 0 172 681 B1 wird ein Verfahren zur Unterdrückung der Entwicklung von Zinkdämpfen in einem kontinuierlichen Verfahren zur Heißtauchbeschichtung eines auf Eisen basierenden Metallbandes mit Zink- oder Zinklegierungen beschrieben, bei welchem das Band in einem Einlassbereich eingeschlossen ist. Dabei wird Wasserdampf in diesen Einlassbereich eingeleitet, um eine Atmosphäre aufrechtzuerhalten, die die Zinkdämpfe oxidiert, jedoch das Eisenband nicht oxidiert und die mindestens 264 ppm Wasserdampf und mindestens 1 Volumenprozent Wasserstoff enthält. Bevorzugt soll die Atmosphäre innerhalb des Einlaufbereichs 1 bis 8 Volumenprozent Wasserstoff und 300 - 4500 Volumen-ppm Wasserdampf enthalten, wobei der Abgleich mit einem inerten Gas bspw. Stickstoff erfolgt.

Die im Stand der Technik verwendeten Gase oder Gasgemische führen aber auch zu einer Oxidation der Metallbandoberfläche, die eine fehlerfreie Beschichtung erschwert. Auch diese Problematik, insbesondere bei der Feuchte, ist bei der Produktion von feuerverzinkten Metallbändern hinlänglich bekannt.

Die US 6,224,692 B1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Galvanisieren eines Metallbandes. Dabei wird das Metallband in ein Bad aus flüssigem Zink oder einer flüssigen Zinklegierung geführt, nachdem es zuvor einer Wasserstoff oder Inertgas-Atmosphäre ausgesetzt wurde, um eventuell auf der Oberfläche des Metallbandes vorhandene Restoxide zu entfernen.

Das Dokument US 4,862,825 beschreibt einen Abstreifprozess für ein Metallband, nachdem dieses ein Zinkbad durchlaufen hat. Nach dem Verlassen des Zinkbades wird das Metallband mit einem nicht oxidierenden Gas angeblasen, welches die Oxidation der noch frischen Zinkbeschichtung auf dem Metallband verhindern soll. Als Gas wird vorzugsweise Schwefelhexafluorid SF₆ verwendet.

Die japanische Druckschrift JP 07180014 offenbart ein Verfahren zum Unterdrücken einer Verdampfung von Zink an der Oberfläche eines Zink-Tauchbades zum Verzinken eines Metallbandes. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, die Oberfläche des Tauchbades durch Beaufschlagung mit gasförmigem Stickstoff auf 420°C bis 440°C abzukühlen. Dies führt vorteilhafterweise dazu, dass das Zink an der Oberfläche des Tauchbades nicht mehr verdampft und dass das Metallband nach Durchlaufen des Zink-Bades eine Zinkbeschichtung mit einer sehr guten Oberfläche aufweist.

Und schließlich betrifft japanische Druckschrift JP-A-279 730 ein Verfahren zum Schmelztauchverzinken eines Metallbandes mit unterdrückter Zinkbadoxidation im Bereich des Badeintritts. Die Zinkoxidation wird dadurch unterdrückt, dass in einen Ofenrüssel, durch welchen das Metallband in das Zinkbad eingeführt wird, Inertgas mit einer Dichte > 2kg/m² eingeleitet wird. Bei dem Inertgas handelt es sich um ein oder mindestens zwei der folgenden Inertgase Xenon, Krypton, Radon oder Schwefelhexafluorid. Diese Inertgase dienen hauptsächlich zur Vermeidung der Zinkoxidation. Die Verminderung einer Zinkverdampfung ist lediglich ein Nebeneffekt.

Xenon ist ein sehr teures Gas und deshalb für einen industriellen Massenbetrieb nicht einsetzbar.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Trenngas zum Unterdrücken einer Zinkverdampfung beim Schmelztauchbeschichten eines Metallbandes mit Zink oder mit einer Zinklegierung bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch das in dem Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst.

Die Verwendung von einem Gasgemisch bestehend aus Argon mit Beimischungen von Butan und/oder Propan als Trenngas bewirken vorteilhafterweise eine Unterdrückung der Zinksublimatbildung mit im Vergleich zu anderen bekannten Trenngasen geringen Kosten und ohne radioaktive Strahlung.

Die Erfindung wird in einer Figur 1 schematisch dargestellt. Anhand der Zeichnung ist erkennbar, dass das beanspruchte Gasgemisch in der Weise verwendet wird, dass beim normalen Betrieb keine hohen Gasmengen zur Eindüsung in den Ofenrüssel 1 erforderlich sind. In das im Behälter 6 befindliche Metallbad 2 taucht schräg der Ofenrüssel 1 ein, durch den das zu beschichtende Metallband 3 geführt ist. Das Metallband 3 taucht in das Metallbad bzw. Beschichtungsbad 2 ein, wird von der Umlenkrolle 7 umgelenkt und tritt bei 8 aus dem Metallbad aus. Oberhalb der Austrittsstelle sind Abstreifdüsen 9 angeordnet. In dem Ofenrüssel 1 befindet sich eine Trenngasschicht aus dem beanspruchten Gasgemisch zwischen der Oberfläche des Metallbades 2 und einem in dem Ofenrüssel üblicherweise verwendeten Gasgemisch 5, bestehend aus Stickstoff und Wasserstoff. Mit dem Einsatz eines Trenngases wird die Zinksublimation bei der kontinuierlichen Schmelztauchveredelung zumindest weitgehend reduziert bzw. ganz vermieden.