[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Verzinkung von eisenbasierten
bzw. eisenhaltigen Bauteilen, insbesondere stahlbasierten bzw. stahlhaltigen Bauteilen
(Stahlbauteilen), vorzugsweise für die Automobil- bzw. Kraftfahrzeugindustrie, aber
auch für andere technische Anwendungsgebiete (z. B. für die Bauindustrie, den Bereich
des allgemeinen Maschinenbaus, die Elektroindustrie etc.), mittels Feuerverzinkung
(Schmelztauchverzinkung).
[0002] Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Feuerverzinkung
(Schmelztauchverzinkung) sowie eine diesbezügliche Anlage und darüber hinaus ein in
diesem Zusammenhang verwendbares Flussmittel und Flussmittelbad sowie deren jeweilige
Verwendung und darüber hinaus die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. in der
erfindungsgemäßen Anlage erhältlichen Produkte (d. h. feuerverzinkte Eisen- bzw. Stahlbauteile).
[0003] Metallische Bauteile jeglicher Art aus eisenhaltigem Material, insbesondere Bauteile
aus Stahl, erfordern anwendungsbedingt oftmals einen effizienten Schutz vor Korrosion.
Insbesondere Bauteile aus Stahl für Kraftfahrzeuge (Kfz), wie z. B. Pkw, Lkw, Nutzfahrzeuge
etc., aber auch für andere technische Bereich (z. B. Bauindustrie, Maschinenbau, Elektroindustrie
etc.), erfordern einen effizienten Korrosionsschutz, welcher auch Langzeitbelastungen
standhält.
[0004] In diesem Zusammenhang ist es bekannt, stahlbasierte Bauteile mittels Verzinkung
(Verzinken) gegenüber Korrosion zu schützen. Beim Verzinken wird der Stahl mit einer
im Allgemeinen dünnen Zinkschicht versehen, um den Stahl vor Korrosion zu schützen.
Dabei können verschiedene Verzinkungsverfahren eingesetzt werden, um Bauteile aus
Stahl zu verzinken, d. h. mit einem metallischen Überzug aus Zink zu überziehen, wobei
insbesondere die Feuerverzinkung (synonym auch als Schmelztauchverzinkung bezeichnet),
die Spritzverzinkung (Flammspritzen mit Zinkdraht), die Diffusionsverzinkung (Sherard-Verzinkung),
die galvanische Verzinkung (elektrolytische Verzinkung), die nicht-elektrolytische
Verzinkung mittels Zinklamellenüberzügen sowie die mechanische Verzinkung zu nennen
sind. Zwischen den vorgenannten Verzinkungsverfahren bestehen große Unterschiede,
insbesondere im Hinblick auf die Verfahrensdurchführung, aber auch im Hinblick auf
die Beschaffenheit und Eigenschaften der erzeugten Zinkschichten bzw. Zinküberzüge.
[0005] Das wohl wichtigste Verfahren zum Korrosionsschutz von Stahl durch metallische Zinküberzüge
ist die Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung). Dabei wird Stahl kontinuierlich
(z. B. Band und Draht) oder stückweise (z. B. Bauteile) bei Temperaturen von etwa
450 °C bis 600 °C in einen beheizten Kessel mit flüssigem Zink getaucht (Schmelzpunkt
von Zink: 419,5 °C), so dass sich auf der Stahloberfläche eine widerstandsfähige Legierungsschicht
aus Eisen und Zink und darüber eine sehr fest haftende reine Zinkschicht ausbilden.
[0006] Die Feuerverzinkung ist somit eine seit vielen Jahren anerkannte und bewährte Methode,
um Bauteile bzw. Komponenten aus Eisenwerkstoffen, insbesondere Stahlwerkstoffen,
vor Korrosion zu schützen. Wie zuvor geschildert, wird hierbei das typischerweise
vorgereinigte bzw. vorbehandelte Bauteil in ein flüssig-heißes Zinkbad eingetaucht,
wobei es zur Reaktion mit der Zinkschmelze und, daraus resultierend, zur Ausbildung
einer relativ dünnen, metallurgisch mit dem Grundwerkstoff verbundenen Zinkschicht
kommt.
[0007] Bei der Feuerverzinkung wird zwischen diskontinuierlicher Stückverzinkung (vgl. z.
B. DIN EN ISO 1461) und kontinuierlicher Band- und Drahtverzinkung (vgl. z. B. DIN
EN 10143 und DIN EN 10346) unterschieden. Sowohl das Stückverzinken als auch das Band-
und Drahtverzinken sind genormte bzw. standardisierte Verfahren. Kontinuierlich verzinktes
Stahlband und kontinuierlich verzinkter Draht sind jeweils ein Vor- bzw. Zwischenprodukt
(Halbzeug), welches nach dem Verzinken, insbesondere durch Umformen, Stanzen, Zuschneiden
etc., weiterverarbeitet wird, wohingegen durch Stückverzinken zu schützende Bauteile
zuerst vollständig gefertigt und erst danach feuerverzinkt werden (wodurch die Bauteile
rundum vor Korrosion geschützt werden). Stückverzinken und Band-/Drahtverzinken unterscheiden
sich zudem hinsichtlich der Zinkschichtdicke, wodurch sich - auch in Abhängigkeit
der Zinkschicht - unterschiedliche Schutzdauern ergeben. Die Zinkschichtdicke von
bandverzinkten Blechen liegt zumeist bei höchstens 20 bis 25 Mikrometern, wohingegen
die Zinkschichtdicken von stückverzinkten Stahlteilen üblicherweise im Bereich von
50 bis 200 Mikrometern und sogar mehr liegen.
[0008] Die Feuerverzinkung liefert sowohl einen aktiven als auch passiven Korrosionsschutz.
Der passive Schutz erfolgt durch die Barrierewirkung des Zinküberzuges. Der aktive
Korrosionsschutz entsteht aufgrund der kathodischen Wirkung des Zinküberzuges. Gegenüber
edleren Metallen der elektrochemischen Spannungsreihe, wie z. B. Eisen, dient Zink
als Opferanode, die das darunter liegende Eisen solange vor Korrosion schützt, bis
sie selbst vollständig korrodiert ist.
[0009] Bei der sogenannten Stückverzinkung nach DIN EN ISO 1461 erfolgt das Feuerverzinken
von meist größeren Stahlbauteilen und -konstruktionen. Dabei werden stahlbasierte
Rohlinge oder fertige Werkstücke (Bauteile) nach einer Vorbehandlung in das Zinkschmelzbad
eingetaucht. Durch das Tauchen können insbesondere auch Innenflächen, Schweißnähte
und schwer zugängliche Stellen der zu verzinkenden Werkstücke bzw. Bauteile gut erreicht
werden.
[0010] Die konventionelle Feuerverzinkung, insbesondere Tauchverzinkung, basiert insbesondere
auf dem Tauchen von Eisen- bzw. Stahlbauteilen in eine Zinkschmelze unter Ausbildung
einer Zinkbeschichtung bzw. eines Zinküberzugs auf der Oberfläche der Bauteile. Zur
Sicherstellung des Haftvermögens, der Geschlossenheit und der Einheitlichkeit des
Zinküberzuges ist vorab im Allgemeinen eine sorgfältige Oberflächenvorbereitung der
zu verzinkenden Bauteile erforderlich, welche üblicherweise eine Entfettung mit nachfolgendem
Spülvorgang, eine sich anschließende saure Beizung mit nachfolgendem Spülvorgang und
schließlich eine Flussmittelbehandlung (d. h. ein sogenanntes Fluxen) mit nachfolgendem
Trocknungsvorgang umfasst.
[0011] Aus Gründen der Prozessökonomie und der Wirtschaftlichkeit werden bei der Stückverzinkung
identischer oder gleichartiger Bauteile (z. B. Serienproduktion von Kfz-Bauteilen)
diese typischerweise für den gesamten Prozess zusammengeführt bzw. gruppiert (insbesondere
mittels eines gemeinsamen, beispielsweise als Traverse oder Gestell ausgebildeten
Warenträgers oder einer gemeinsamen Halte- bzw. Befestigungsvorrichtung für eine Vielzahl
dieser identischen bzw. gleichartigen Bauteile). Hierzu werden eine Mehrzahl von Bauteilen
am Warenträger über Haltemittel, wie z. B. Anschlagmittel, Anbindedrähte oder dergleichen
befestigt. Anschließend werden die Bauteile im gruppierten Zustand über den Warenträger
den einzelnen Behandlungsschritten bzw. -stufen der Feuerverzinkung zugeführt.
[0012] Der typische Verfahrensablauf beim konventionellen Stückverzinken mittels Feuerverzinkung
gestaltet sich üblicherweise wie folgt:
Zunächst werden die Bauteiloberflächen der betreffenden Bauteile einer Entfettung
unterzogen, um Rückstände von Fetten und Ölen zu entfernen, wobei als Entfettungsmittel
üblicherweise wässrige alkalische oder saure Entfettungsmittel zur Anwendung kommen
können. Nach der Reinigung im Entfettungsbad schließt sich üblicherweise ein Spülvorgang
an, typischerweise durch Eintauchen in ein Wasserbad, um ein Verschleppen von Entfettungsmitteln
mit dem Verzinkungsgut in den nachfolgenden Prozessschritt des Beizens zu vermeiden,
wobei dies insbesondere bei einem Wechsel von alkalischer Entfettung auf eine saure
Beize von hoher Bedeutung ist.
[0013] Anschließend erfolgt eine Beizbehandlung (Beizen), welche insbesondere zur Entfernung
von arteigenen Verunreinigungen, wie z. B. Rost und Zunder, von der Stahloberfläche
dient. Das Beizen erfolgt üblicherweise in verdünnter Salzsäure, wobei die Dauer des
Beizvorgangs unter anderem vom Verunreinigungszustand (z. B. Verrostungsgrad) des
Verzinkungsgutes und der Säurekonzentration und Temperatur des Beizbades abhängig
ist. Zur Vermeidung bzw. Minimierung von Verschleppungen von Säure- und/oder Salzresten
mit dem Verzinkungsgut erfolgt nach der Beizbehandlung üblicherweise ein Spülvorgang
(Spülschritt).
[0014] Nachfolgend erfolgt dann das sogenannte Fluxen (synonym auch als Flussmittelbehandlung
bezeichnet), wobei die zuvor entfettete und gebeizte Stahloberfläche mit einem sogenannten
Flussmittel, welches typischerweise eine wässrige Lösung von anorganischen Chloriden,
am häufigsten mit einer Mischung aus Zinkchlorid (ZnCl
2) und Ammoniumchlorid (NH
4Cl), umfasst. Einerseits ist es Aufgabe des Flussmittels, vor der Reaktion der Stahloberfläche
mit dem schmelzflüssigen Zink eine letzte intensive Feinstreinigung der Stahloberfläche
vorzunehmen und die Oxidhaut der Zinkoberfläche aufzulösen sowie eine erneute Oxidation
der Stahloberfläche bis zum Verzinkungsvorgang zu verhindern. Andererseits soll das
Flussmittel die Benetzungsfähigkeit zwischen der Stahloberfläche und dem schmelzflüssigen
Zink erhöhen. Nach der Flussmittelbehandlung erfolgt dann üblicherweise eine Trocknung,
um einen festen Flussmittelfilm auf der Stahloberfläche zu erzeugen und anhaftendes
Wasser zu entfernen, so dass nachfolgend unerwünschte Reaktionen (insbesondere die
Bildung von Wasserdampf) im flüssigen Zinktauchbad vermieden werden.
[0015] Die auf die vorgenannte Weise vorbehandelten Bauteile werden dann durch Eintauchen
in die flüssige Zinkschmelze feuerverzinkt. Bei der Feuerverzinkung mit reinem Zink
liegt der Zinkgehalt der Schmelze gemäß DIN EN ISO 1461 bei mindestens 98,0 Gew.-%.
Nach dem Eintauchen des Verzinkungsgutes in das geschmolzene Zink verbleibt dieses
für eine ausreichende Zeitdauer im Zinkschmelzbad, insbesondere bis das Verzinkungsgut
dessen Temperatur angenommen hat und mit einer Zinkschicht überzogen ist. Typischerweise
wird die Oberfläche der Zinkschmelze insbesondere von Oxiden, Zinkasche, Flussmittelresten
und dergleichen gereinigt, bevor dann das Verzinkungsgut wieder aus der Zinkschmelze
herausgezogen wird. Das auf diese Weise feuerverzinkte Bauteil wird dann einem Abkühlvorgang
(z. B. an der Luft oder in einem Wasserbad) unterzogen. Abschließend werden gegebenenfalls
vorhandene Haltemittel für das Bauteil, wie z. B. Anschlagmittel, Anbindedrähte oder
dergleichen, entfernt.
[0016] Im Anschluss an den Verzinkungsprozess kann üblicherweise eine zum Teil aufwendige
Nachbearbeitung oder Nachbehandlung erfolgen. Dabei werden z. B. überschüssige Zinkbadrückstände,
insbesondere sogenannte Tropfnasen des an den Kanten erstarrenden Zinks sowie Oxid-
oder Ascherückstände, welche an dem Bauteil anhaften, so weit wie möglich entfernt.
[0017] Ein Kriterium für die Güte einer Feuerverzinkung ist die Dicke des Zinküberzuges
in µm (Mikrometern). In der Norm DIN EN ISO 1461 sind die Mindestwerte der geforderten
Überzugsdicken angegeben, wie sie je nach Materialdicke beim Stückverzinken zu liefern
sind. In der Praxis liegen die Schichtdicken deutlich über den in der DIN EN ISO 1461
angegebenen Mindestschichtdicken. Im Allgemeinen haben durch Stückverzinken hergestellte
Zinküberzüge eine Dicke im Bereich von 50 bis 200 Mikrometern und sogar mehr.
[0018] Beim Verzinkungsvorgang bildet sich als Folge einer wechselseitigen Diffusion des
flüssigen Zinks mit der Stahloberfläche auf dem Stahlteil ein Überzug verschiedenartig
zusammengesetzter Eisen/Zink-Legierungsschichten. Beim Herausziehen der feuerverzinkten
Gegenstände bleibt auf der obersten Legierungsschicht noch eine - auch als Reinzinkschicht
bezeichnete - Schicht aus Zink haften, welche in ihrer Zusammensetzung der Zinkschmelze
entspricht. Wegen der hohen Temperaturen beim Schmelztauchen bildet sich auf der Stahloberfläche
somit zunächst eine relativ spröde Schicht auf Basis einer Legierung (Mischkristalle)
zwischen Eisen und Zink aus und darüber erst die reine Zinkschicht. Die relativ spröde
Eisen/Zink-Legierungsschicht verbessert zwar die Haftfestigkeit mit dem Grundmaterial,
erschwert aber die Umformbarkeit des verzinkten Stahls. Höhere Siliziumgehalte im
Stahl, wie sie insbesondere zur sogenannten Beruhigung des Stahls während dessen Herstellung
eingesetzt werden, führen zu einer erhöhten Reaktivität zwischen der Zinkschmelze
und dem Grundmaterial und infolgedessen zu einem starken Wachstum der Eisen/Zink-Legierungsschicht.
Auf diese Weise kommt es zur Bildung von relativ großen Gesamtschichtdicken. Hierdurch
wird zwar eine sehr lange Korrosionsschutzdauer ermöglicht, es erhöht sich jedoch
auch mit zunehmender Zinkschichtdicke die Gefahr, dass die Schicht unter mechanischer
Belastung, insbesondere lokalen schlagartigen Einwirkungen, abplatzt und die Korrosionsschutzwirkung
hierdurch gestört wird.
[0019] Um dem zuvor geschilderten Problem des Auftretens der schnell aufwachsenden, spröden
und dicken Eisen/Zink-Legierungsschicht entgegenzuwirken und auch geringere Schichtdicken
mit gleichzeitig hohem Korrosionsschutz bei der Verzinkung zu ermöglichen, ist es
aus dem Stand der Technik bekannt, der Zinkschmelze bzw. dem flüssigen Zinkbad zusätzlich
Aluminium zuzusetzen. Beispielsweise wird durch eine Zugabe von 5 Gew.-% Aluminium
zu einer flüssigen Zinkschmelze eine Zink/Aluminium-Legierung mit einer niedrigeren
Schmelztemperatur gegenüber reinem Zink erzeugt. Durch die Verwendung einer Zink/Aluminium-Schmelze
(Zn/Al-Schmelze) bzw. eines flüssigen Zink/Aluminium-Bades (Zn/Al-Bad) lassen sich
einerseits deutlich geringere Schichtdicken für einen verlässlichen Korrosionsschutz
realisieren (im Allgemeinen unterhalb von 50 Mikrometern); andererseits unterbleibt
die Ausbildung der spröden Eisen/ZinnLegierungsschicht, da das Aluminium - ohne sich
auf ein bestimmte Theorie festzulegen - sozusagen zunächst eine Sperrschicht auf der
Stahloberfläche des betreffenden Bauteils ausbildet, auf welche dann die eigentliche
Zinkschicht abgeschieden wird.
[0020] Mit einer Zink/Aluminium-Schmelze feuerverzinkte Bauteile lassen sich daher problemlos
umformen, weisen aber dennoch - trotz der signifikant geringeren Schichtdicke im Vergleich
zu einer konventionellen Feuerverzinkung mit einer quasi aluminiumfreien Zinkschmelze
- verbesserte Korrosionsschutzeigenschaften auf.
[0021] Eine im Feuerverzinkungsbad eingesetzte Zink/Aluminium-Legierung weist gegenüber
Reinzink verbesserte Fluiditätseigenschaften auf. Außerdem weisen Zinküberzüge, welche
mittels unter Verwendung derartiger Zink/AluminiumLegierungen durchgeführter Feuerverzinkungen
erzeugt sind, eine größere Korrosionsbeständigkeit (welche zwei- bis sechsmal besser
ist als die von Reinzink), eine bessere Optik, eine verbesserte Formbarkeit und eine
bessere Lackierbarkeit auf als aus Reinzink gebildete Zinküberzüge. Überdies lassen
sich mit dieser Technologie auch bleifreie Zinküberzüge herstellen.
[0022] Ein solches Feuerverzinkungsverfahren unter Verwendung einer Zink/AluminiumSchmelze
bzw. unter Verwendung einer Zink/Aluminium-Feuerverzinkungsbades ist beispielsweise
bekannt aus der
WO 2002/042512 A1 und den betreffenden Druckschriftäquivalenten zu dieser Patentfamilie (z. B.
EP 1 352 100 B1,
DE 601 24 767 T2 und
US 2003/0219543 A1). Dort werden auch geeignete Flussmittel für die Feuerverzinkung mittels Zink/Aluminium-Schmelzbädern
offenbart, da Flussmittelzusammensetzungen für Zink/Aluminium-Feuerverzinkungsbäder
anders beschaffen sein müssen als solche für die konventionelle Feuerverzinkung mit
Reinzink. Mit dem dort offenbarten Verfahren lassen sich Korrosionsschutzüberzüge
mit sehr geringen Schichtdicken (im Allgemeinen deutlich unterhalb von 50 Mikrometern
und typischerweise im Bereich von 2 bis 20 Mikrometern) und mit sehr geringem Gewicht
bei hoher Kosteneffizienz erzeugen, weshalb das dort beschriebene Verfahren kommerziell
unter der Bezeichnung microZINQ®-Verfahren angewendet wird.
[0023] Allerdings verwenden Feuerverzinkungsverfahren des Standes der Technik, welche unter
Verwendung einer Zink/Aluminium-Schmelze bzw. unter Verwendung eines Zink/Aluminium-Feuerverzinkungsbades
arbeiten (wie z. B.
WO 2002/042512 A1) Flussmittel mit signifikanten Mengen an Bleichlorid, um eine gute Benetzbarkeit
in Bezug auf die Flussmittelbehandlung zu ermöglichen, sowie an Nickelchlorid, um
eine gute Temperaturbeständigkeit des Flussmittels zu bewirken, sowie gegebenenfalls
auch an anderen Übergangs- oder Schwermetallchloriden zur Erzielung weiterer gewünschter
Eigenschaften. Auch erfolgt die Einstellung des pH-Werts des Flussmittelbades im Allgemeinen
bei den Feuerverzinkungsverfahren des Standes der Technik mit Chlorwasserstoffsäure
(Salzsäure), was unter Umständen eine unerwünschte Wasserstoffversprödung des zu behandelnden
Metallsubstrats begünstigen kann.
[0024] Im Hinblick auf die Ausbildung der Zinkschicht und deren Eigenschaften hat sich also
gezeigt, dass diese über Legierungselemente in der Zinkschmelze maßgeblich beeinflusst
werden können. Als eines der wichtigsten Elemente ist hierbei Aluminium zu nennen:
So hat sich gezeigt, dass bereits mit einem Aluminiumgehalt in der Zinkschmelze von
100 ppm (gewichtsbasiert) die Optik der entstehenden Zinkschicht hin zu einem helleren,
glänzenderen Aussehen verbessert werden kann. Mit zunehmendem Aluminiumgehalt in der
Zinkschmelze bis 1.000 ppm (gewichtsbasiert) nimmt dieser Effekt stetig zu. Des Weiteren
hat sich gezeigt, dass sich - wie zuvor bereits geschildert - ab einem Aluminiumgehalt
in der Zinkschmelze von 0,12 Gew.-% eine intermetallische Fe/Al-Phase zwischen dem
Eisenwerkstoff und der Zinkschicht bildet, welche dazu führt, dass die sonst üblichen
Diffusionsprozesse zwischen Eisen und Zinkschmelze inhibiert werden und somit das
Aufwachsen der Zn/Fe-Phasen signifikant verringert wird; als Folge hiervon resultieren
deshalb ab diesem Aluminiumgehalt in der Zinkschmelze wesentlich dünnere Zinkschichten.
Schließlich hat sich gezeigt, dass grundsätzlich mit zunehmendem Aluminiumgehalt in
der Zinkschmelze die Korrosionsschutzwirkung der resultierenden Zinkschicht zunimmt;
Grundlage hierfür ist, dass die Al/Zn-Verbindungen schneller deutlich stabilere Deckschichten
bilden.
[0025] Bekannte Beispiele für die kommerzielle Verwendung von aluminiumhaltigen Zinkschmelzen
sind das sogenannte Galfan®-Verfahren und das vorgenannte microZINQ®-Verfahren mit
einem Aluminiumgehalt in der Zinkschmelze typischerweise im Bereich von 4,2 Gew.-%
bis 6,2 Gew.-%. Der Vorteil dieser Legierung liegt unter anderem darin, dass um den
Mittelwert von 5 Gew.-% eine eutektische Zusammensetzung des Al/Zn-Systems mit einem
Schmelzpunkt von 382 °C vorliegt, wodurch eine Verringerung der Betriebstemperatur
im Verzinkungsprozess ermöglicht wird.
[0026] Nachteilig bei der Verwendung von aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelzen
(Zn/Al-Schmelzen) ist jedoch die deutlich schwierigere Benetzbarkeit der zu verzinkenden
Eisen- bzw. Stahloberfläche mit der flüssig-heißen Zn/Al-Schmelze und die deutlich
sensiblere bzw. diffiziler zu handhabende Reaktion zwischen der Zn/Al-Schmelze und
der Eisen- bzw. Stahloberfläche des zu behandelnden Bauteils infolge der hohen Affinität
des Aluminiums zum Eisen. Dies führt zu der Notwendigkeit, dass - im Vergleich zu
einem Prozessablauf bei Verwendung einer reinen Zinkschmelze - erheblich höhere Anforderungen
an die Sauberkeit der Stahloberfläche nach den Reinigungsschritten und vor dem Eintauchen
in die Zn/Al-Schmelze gestellt werden. Zudem sind die Verwendung eines geeigneten
Flussmittels sowie eine Vorwärmung des Verzinkungsgutes erforderlich, damit die Reaktion
zwischen Schmelze und Grundwerkstoff und, damit einhergehend, die Ausbildung eines
homogenen, geschlossenen Zinküberzuges ablaufen kann.
[0027] Auch sind im allgemeinen bei der Verwendung von aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen
Zinkschmelzen (Zn/Al-Schmelzen) spezielle Flussmittel für die Flussmittelbehandlung
(Fluxbehandlung) erforderlich, welche oftmals nicht immer ökologisch kompatible bzw.
unerwünschte Schwermetallverbindungen (üblicherweise Schwermetallchloride) enthalten,
insbesondere Blei- und/oder Nickelchlorid, gegebenenfalls aber auch Cobalt-, Mangan-,
Zinn-, Antimon- und/oder Bismutchlorid, welche erforderlich sind, um nachfolgend eine
einwandfreie Feuerverzinkung zu gewährleisten, insbesondere ohne Fehlstellen auf den
verzinkten Bauteilen. Bei diesen speziell für die Feuerverzinkung mit aluminiumlegierten
bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelzen (Zn/Al-Schmelzen) konzipierten Flussmitteln soll
das Bleichlorid insbesondere die Oberflächenspannung reduzieren und auf diese Weise
die Benetzbarkeit der zu behandelnden Bauteiloberfläche mit der flüssigen Zn/Al-Schmelze
verbessern, während das Nickelchlorid die Temperaturbeständigkeit des Flussmittels
insbesondere im Hinblick auf die der Flussmittelbehandlung üblicherweise nachgeschalteten
Trocknung verbessern soll.
[0028] Dennoch verbleibt bei der Verwendung von aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen
Zinkschmelzen (Zn/Al-Schmelzen) nach dem Stand der Technik, insbesondere bei Einsatz
der aus dem Stand der Technik bekannten Flussmittel, eine hohe Sensibilität gegenüber
artfremden Verunreinigungen, wie z. B. Fetten und Ölen, welche in den vorgeschalteten
Reinigungsstufen entweder nicht gelöst werden oder aus einer Verschleppung durch die
Reinigungsstufen hindurch trotz Spülprozessen herrühren. Denn in den dem eigentlichen
Verzinkungsvorgang vorlaufenden Vorbehandlungsschritten ist die vollständige Entfernung
aller artfremden und arteigenen Verunreinigungen (wie z. B. Fetten und Ölen, Keimen,
Oxidationsrückständen etc.) von der Stahloberfläche erforderlich, wobei hierfür üblicherweise
mehrere alkalische Entfettungsbäder sowie saure Beizbäder durchlaufen werden, wobei
in den den jeweiligen Entfettungs- und Reinigungsbädern nachgeschalteten, üblicherweise
mehrfachen Spülstufen die alkalischen bzw. sauren Medien abgespült werden, um eine
Verschleppung in den jeweils folgenden Prozessschritt zu vermeiden. In der Praxis
zeigt sich jedoch, dass es unter den Gegebenheiten des Verzinkungsprozesses, insbesondere
mit großen Volumina der Vorbehandlungsbäder, hohen Durchsätzen verschiedenster zu
verzinkender Bauteile mit teils sehr hoher Varianz an vorliegenden Oberflächenzuständen
im Anlieferungszustand etc., gerade bei der Verwendung von aluminiumlegierten bzw.
aluminiumhaltigen Zinkschmelzen (Zn/Al-Schmelzen) nach dem Stand der Technik immer
wieder zu Fehlstellen auf dem Verzinkungsgut kommt, welche typischerweise auf eine
unzureichende Reinigung gegebenenfalls in Verbindung mit einer nur unzureichend wirksamen
Flussmittelbehandlung zurückzuführen sind.
[0029] Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem besteht daher in der Bereitstellung
eines Verfahrens zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung), insbesondere von eisenbasierten
bzw. eisenhaltigen Bauteilen, vorzugsweise stahlbasierten bzw. stahlhaltigen Bauteilen
(Stahlbauteilen), unter Verwendung einer aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten
Zinkschmelze sowie einer betreffenden Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens und
darüber hinaus eines im Rahmen des Verfahrens einsetzbaren Flussmittels bzw. Flussmittelbades,
wobei die zuvor geschilderten Nachteile des Standes der Technik zumindest weitestgehend
vermieden oder aber wenigstens abgeschwächt werden sollen.
[0030] Insbesondere soll ein solches Verfahren bzw. eine solche Anlage bzw. ein solches
Flussmittel(bad) bereitgestellt werden, welche(s) gegenüber herkömmlichen, unter Verwendung
einer aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Zinkschmelzen betriebenen Feuerverzinkungsverfahren
bzw. -anlagen bzw. Flussmittel(bäder)n eine verbesserte Prozessökonomie und/oder einen
effizienteren, insbesondere flexibleren und/oder zuverlässigeren, insbesondere weniger
fehleranfälligen Prozessablauf und/oder eine verbesserte ökologische Kompatibilität
ermöglicht.
[0031] Insbesondere soll ein solches Verfahren bzw. eine solche Anlage bzw. ein solches
Flussmittel(bad) ohne den Einsatz signifikanter Mengen an Schwermetallverbindungen,
insbesondere Schwermetallchloriden, wie insbesondere Blei- und/oder Nickelchlorid,
aber gegebenenfalls auch anderen Schwermetallchloriden, wie Cobalt-, Mangan-, Zinn-,
Antimon- und/oder Bismutchlorid, im Rahmen der Flussmittelbehandlung auskommen und
damit eine verbesserte ökologische Kompatibilität aufweisen, aber dennoch zuverlässig
gewährleisten, dass eine effiziente und fehlerfreie Verzinkung der behandelten Bauteile
erfolgt.
[0032] Zur Lösung des zuvor geschilderten Problems schlägt die vorliegende Erfindung - gemäß
einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein Verfahren zur Feuerverzinkung gemäß Anspruch
1 vor; weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind Gegenstand der diesbezüglichen Verfahrensunteransprüche.
[0033] Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung - eine Anlage zur Feuerverzinkung gemäß dem diesbezüglichen
unabhängigen Anlageanspruch; weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage sind Gegenstand der diesbezüglichen Anlageunteransprüche.
[0034] Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein Flussmittelbad zur Flussmittelbehandlung
von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren)
gemäß dem unabhängigen Flussmittelbadanspruch; weitere, insbesondere besondere und/oder
vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Flussmittelbades sind Gegenstand
des diesbezüglichen Unteranspruchs.
[0035] Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung - eine Flussmittelzusammensetzung zur Flussmittelbehandlung
von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren)
gemäß dem unabhängigen Flussmittelzusammensetzungsanspruch; weitere, insbesondere
besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Flussmittelzusammensetzung
sind Gegenstand des diesbezüglichen Unteranspruchs.
[0036] Ebenfalls betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem
fünften bzw.
sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung - die Verwendung des erfindungsgemäßen Flussmittelbades
bzw. der erfindungsgemäßen Flussmittelzusammensetzung gemäß dem unabhängigen Verwendungsanspruch;
weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen
Verwendung sind Gegenstand des diesbezüglichen Unteranspruchs.
[0037] Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem
siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw.
in der erfindungsgemäßen Anlage erhältliches feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes)
Eisen- oder Stahlbauteil gemäß dem diesbezüglichen unabhängigen Anspruch (Produktanspruch
bzw. product-by-process-Anspruch); weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte
Ausgestaltungen dieses Erfindungsaspekts sind Gegenstand der diesbezüglichen Unteransprüche.
[0038] Es versteht sich bei den nachfolgenden Ausführungen von selbst, dass Ausgestaltungen,
Ausführungsformen, Vorteile und dergleichen, welche nachfolgend zu Zwecken der Vermeidung
von Wiederholungen nur zu einem Erfindungsaspekt ausgeführt sind, selbstverständlich
auch in Bezug auf die übrigen Erfindungsaspekte entsprechend gelten, ohne dass dies
einer gesonderten Erwähnung bedarf.
[0039] Bei allen nachstehend genannten relativen bzw. prozentualen gewichtsbezogenen Angaben,
insbesondere relativen Mengen- oder Gewichtsangaben, ist weiterhin zu beachten, dass
diese im Rahmen der vorliegenden Erfindung vom Fachmann derart auszuwählen sind, dass
sie sich in der Summe unter Einbeziehung aller Komponenten bzw. Inhaltsstoffe, insbesondere
wie nachfolgend definiert, stets zu 100 % bzw. 100 Gew.-% ergänzen bzw. addieren;
dies versteht sich aber für den Fachmann von selbst.
[0040] Im Übrigen gilt, dass der Fachmann - anwendungsbezogen oder einzelfallbedingt - von
den nachfolgend angeführten Bereichsangaben erforderlichenfalls abweichen kann, ohne
dass er den Rahmen der vorliegenden Erfindung verlässt.
[0041] Zudem gilt, dass alle im Folgenden genannten Werte- bzw. Parameterangaben oder dergleichen
grundsätzlich mit genormten bzw. standardisierten oder explizit angegebenen Bestimmungsverfahren
oder andernfalls mit dem Fachmann auf diesem Gebiet an sich geläufigen Bestimmungs-
bzw. Messmethoden ermittelt bzw. bestimmt werden können.
[0042] Dies vorausgeschickt, wird die vorliegende Erfindung nunmehr nachfolgend im Detail
erläutert.
[0043] Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist somit ein Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung)
eines Eisen- oder Stahlbauteils,
wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte in der nachfolgend aufgeführten
Reihenfolge umfasst:
- (a) Entfettungsbehandlung, vorzugsweise alkalische Entfettungsbehandlung, des Eisen-
oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Entfettungsbad; dann
- (b) gegebenenfalls Spülen des in Verfahrensschritt (a) entfetteten Eisen- oder Stahlbauteils,
insbesondere in mindestens einem Spülbad; dann
- (c) Beizbehandlung, vorzugsweise saure Beizbehandlung, des in Verfahrensschritt (a)
entfetteten und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (b) gespülten Eisen- oder Stahlbauteils,
insbesondere in mindestens einem Beizbad; dann
- (d) gegebenenfalls Spülen des in Verfahrensschritt (c) gebeizten Eisen- oder Stahlbauteils,
insbesondere in mindestens einem Spülbad; dann
- (e) Flussmittelbehandlung des in Verfahrensschritt (c) gebeizten und gegebenenfalls
in Verfahrensschritt (d) gespülten Eisen- oder Stahlbauteils mittels einer Flussmittelzusammensetzung
in einem Flussmittelbad,
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase
umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung
enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster
Form, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl2), (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere
Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCl), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei,
vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist; dann
- (f) gegebenenfalls Trocknungsbehandlung des in Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung
unterzogenen Eisen- oder Stahlbauteils; dann
- (g) Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) des in Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung
unterzogenen und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (f) getrockneten Eisen- oder
Stahlbauteils in einer aluminiumhaltigen, insbesondere aluminiumlegierten Zinkschmelze
("Zn/Al-Schmelze"), insbesondere in einem die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte
Zinkschmelze enthaltenden Verzinkungsbad, vorzugsweise durch Tauchen des Eisen- oder
Stahlbauteils in die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze
und/oder in das Verzinkungsbad.
[0044] Wie nachfolgend ausgeführt, ist die vorliegende Erfindung mit einer Vielzahl von
vollkommen unerwarteten Vorteilen, Besonderheiten und überraschenden technischen Effekten
verbunden, deren nachfolgende Schilderung keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit erhebt,
aber den erfinderischen Charakter der vorliegenden Erfindung veranschaulicht:
Überraschenderweise gelingt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Flussmittel,
d. h. ein Flussmittelbad bzw. eine Flussmittelzusammensetzung, zum Einsatz zu bringen,
welches selbst bei der schwierig durchzuführenden Feuerverzinkung unter Verwendung
von aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Zinkschmelzen ohne die Anwesenheit von
Bleichlorid (PbCl
2) und Nickelchlorid (NiCl
2) auskommt und bevorzugt auch auf anderweitige Übergangsmetallchloride in dem Flussmittel,
insbesondere in dem Flussmittelbad oder der Flussmittelzusammensetzung, verzichtet,
wie insbesondere Cobaltchlorid (CoCl
2), Manganchlorid (MnCl
2), Zinnchlorid (SnCl
2), Bismutchlorid (BiCl
3) und Antimonchlorid (SbCl
3), und zwar, ohne dass die Qualität der resultierenden Feuerverzinkungsschicht beeinträchtigt
wird.
[0045] Ganz im Gegenteil resultieren im Rahmen der vorliegenden Erfindung von Fehlstellen
vollkommen freie Feuerverzinkungsschichten, welche zudem über verbesserte Korrosionsschutzeigenschaften
und im Allgemeinen auch über exzellente, wenn nicht sogar verbesserte mechanische
und anderweitige Eigenschaften (z. B. optische Eigenschaften, wie Glanz) verfügen.
[0046] Wie nachfolgend ausgeführt, ist eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung in diesem
Zusammenhang darin zu sehen, dass das erfindungsgemäß verwendete Flussmittel, insbesondere
die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung bzw. das erfindungsgemäß
eingesetzte Flussmittelbad, mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz,
insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl
3) und/oder Silberchlorid (AgCl), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl
3), enthält, bevorzugt in sehr geringen Mengen, was dazu führt, dass organische und/oder
anorganische Verunreinigungen (wie z. B. Schwebstoffe), welche beispielsweise aus
den vorgelagerten Behandlungsschritten trotz Spülprozessen noch vorhanden sind und
im Allgemeinen zur Ausbildung von Fehlstellen bei der Feuerverzinkung führen, ausgeschleust
bzw. ausgefällt werden können, so dass auf zusätzliche Übergangsmetallchloride zur
Verbesserung des Benetzungsverhaltens oder anderer Eigenschaften im Rahmen des erfindungsgemäßen
Flussmittels, insbesondere Flussmittelbades oder Flussmittelzusammensetzung, gänzlich
verzichtet werden kann.
[0047] In Kombination mit einer flüssigen Phase des Flussmittelbades auf Basis eines Wasser/Alkohol-Gemischs
kann die Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens weiterführend verbessert werden:
Wie nachfolgend noch im Detail ausgeführt, können die durch den Alkohol-Anteil im
Flussmittelbad zum Trocknen des Flussmittelfilms erforderlichen Zeiten signifikant
verkürzt und/oder die Trocknungstemperaturen signifikant abgesenkt werden. Zudem wird
die Verfilmung und Benetzung mit dem Flussmittel auf diese Weise homogenisiert.
[0048] Insbesondere bewirkt die vorliegende Erfindung in Bezug auf die Feuerverzinkung mittels
aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelzen eine signifikant verbesserte
Prozessökonomie und einen effizienteren, insbesondere flexibleren und/oder zuverlässigeren,
insbesondere weniger fehleranfälligen Prozessablauf sowie eine verbesserte ökologische
Kompatibilität, insbesondere bedingt durch den Verzicht auf Bleichlorid und Nickelchlorid
sowie gegebenenfalls weiteren Übergangs- bzw. Schwermetallchloriden in dem eingesetzten
Flussmittel, aber auch den Alkoholanteil im Flussmittelbad.
[0049] Folglich ist die vorliegende Erfindung, insbesondere aufgrund ihrer verbesserten
ökologischen Kompatibilität, auch in ökologisch sensitiven Bereichen einsetzbar, bei
denen Übergangs- und Schwermetallverbindungen, insbesondere Übergangsmetall- und Schwermetallchloride,
vermieden werden sollen.
[0050] Insbesondere kommt die vorliegende Erfindung ohne den Einsatz signifikanter Mengen
an Übergangs- und Schwermetallverbindungen, insbesondere Übergangs- und Schwermetallchloriden,
wie insbesondere Blei- und/oder Nickelchlorid, aber gegebenenfalls auch anderen Schwermetallchloriden,
wie Cobalt-, Mangan-, Zinn-, Antimon- und/oder Bismutchlorid, im Rahmen der Flussmittelbehandlung
aus, gewährleistet dennoch in zuverlässiger Weise, dass eine effiziente und fehlerfreie
Verzinkung der behandelten Bauteile erfolgt.
[0051] Die Besonderheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der nachfolgend noch beschriebenen
erfindungsgemäßen Anlage schlagen sich unmittelbar auch in den erhältlichen Verfahrensprodukten,
d. h. den feuerverzinkten bzw. schmelztauchverzinkten Eisen- und Stahlbauteilen nieder:
Diese weisen nicht nur verbesserte mechanische und optische Eigenschaften und verbesserte
Korrosionsschutzeigenschaften auf, sondern sind darüber hinaus vollständig frei von
Fehlstellen, und dies bei relativ geringen Schichtdicken in Bezug auf die Feuerverzinkungsschicht.
Darüber hinaus können keine unerwünschten Übergangsmetall- bzw. Schwermetalle aus
dem Flussmittel in die letztendlich resultierende Feuerverzinkungsschicht eingeschleppt
werden, da Übergangsmetall- bzw. Schwermetalle im Rahmen der Flussmittelbehandlung
nach der vorliegenden Erfindung gänzlich vermieden werden.
[0052] Übergangsmetall- bzw. Schwermetalle werden allenfalls gezielt der Zinkschmelze bzw.
den Feuerverzinkungsbad zugegeben bzw. zulegiert, um bestimmte Eigenschaften der Feuerverzinkungsschicht
gezielt einzustellen, dann aber in einer ökologisch kompatiblen Art und Weise, da
diese fester Bestandteil der Feuerverzinkungsschicht sind und hierin als fester Legierungsbestandteil
eingelagert bzw. eingebunden sind.
[0053] Die einzelnen Inhaltsstoffe bzw. Komponenten der erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelzusammensetzung
und des erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelbades wirken in synergistischer Weise
zusammen: Das Zinkchlorid sorgt insbesondere aufgrund der flächigen Ausbildung der
getrockneten ZnCl
2-Kristalle für eine sehr gute Bedeckung der Eisen- bzw. Stahloberfläche. Da aber eine
100%-ige Abdeckung praktisch nicht zu realisieren ist und kleinere Oxidationsstellen
oder eine dünne Oxidationsschicht stets vorliegen können, wird der Flussmittelzusammensetzung
zudem ein ausreichender Gehalt an Ammoniumchlorid zugesetzt, welches sich an der Bauteiloberfläche
ablagert und sich im Moment des Eintauchens in die Zinkschmelze thermisch zu NH
3 und HCl zersetzt, so dass hierdurch noch letzte Oxidreste von der Bauteiloberfläche
entfernt werden. Da bei einem übermäßig erhöhten NH
4Cl-Anteil der Schmelzpunkt der ZnCl
2/NH
4Cl-Mischung deutlich gegenüber reinem Zinkchlorid (ca. 300 °C) absinkt, werden Alkali-
und/oder Erdalkalisalze, insbesondere NaCl und/oder KCl, hinzugegeben, welche den
Schmelzpunkt der Flussmittelzusammensetzung anheben und so eine hohe und effektive
Trocknung ermöglichen.
[0054] Zudem hat sich nunmehr überraschend gezeigt, dass die Verwendung von Silber- bzw.
Aluminiumsalz, insbesondere AgCI und/oder AlCl
3, in dem Flussmittel bzw. der Flussmittelzusammensetzung dazu führt, dass die Reinheit
des Flussmittels bzw. der Flussmittelzusammensetzung erhöht wird, da durch Silber-
bzw. Aluminiumsalz, insbesondere AgCl und/oder AlCl
3, nämlich organische und/oder anorganische Verunreinigungen, wie z. B. Schwebstoffe,
welche beispielsweise aus den vorgelagerten Vorbehandlungsschritten trotz mehrmaliger
Spülprozesse stets in zwar nur geringen, aber bei Zn/Al-Schmelzen jedoch für die Ausbildung
von Fehlstellen ausreichend großen Mengen eingeschleppt werden können, entfernt bzw.
ausgefällt werden. Beispiele für derartige Verunreinigungen sind Keime oder Bakterien
(z. B. Verschleppung aus der Entfettung) sowie Phosphate und Sulfate (z. B. Verschleppung
aus der Beize). Durch die Fällung dieser Stoffe wird die Übertragung auf die Bauteiloberfläche
vermieden und wird somit die Quelle für Fehlverzinkungen eliminiert.
[0055] Des Weiteren hat sich gezeigt, dass sich die Verwendung von Alkohol im Flussmittelbad
als zumindest teilweiser Ersatz für die sonst üblicherweise verwendete reine Wasserbasis
in mehrerer Hinsicht positiv auf die Prozessführung und das Verzinkungsergebnis auswirkt.
[0056] Durch den Alkohol-Gehalt können auch im Flussmittel noch kleinste Verunreinigungen
gelöst werden (welche dann im Fall von organischen Substanzen durch das eingesetzte
Aluminium- bzw. Silbersalz, insbesondere AlCl
3 und/oder AgCl, ausgefällt werden), so dass eine verbesserte Reinigungswirkung erzielt
wird.
[0057] Durch den Alkohol-Gehalt kann die notwendige Zeit zum Trocknen des Flussmittelfilms
verkürzt werden, insbesondere aufgrund des niedrigeren Verdampfungspunkts von Alkohol
gegenüber Wasser. Dies führt zu einer nennenswerten Verbesserung gegenüber dem bisherigen
Stand der Technik, bei welchem der Verzinkungstakt die maximale Trocknungszeit definiert
und hierdurch häufig, insbesondere bei massiven Bauteilen, die Trocknungszeit nicht
ausreicht, um den Flussmittelfilm ausreichend zu trocknen. Durch einen vollständig
getrockneten Flussmittelfilm wird eine saubere Reaktion mit der Zinkschmelze ermöglicht,
ohne dass es zu Spritzern infolge verdampfenden Restwassers kommt. Ebenso führt eine
bessere Trocknung zu einem geringeren Zinkascheanfall, wodurch die Gefahr von Zinkascheanhaftungen
am Verzinkungsgut reduziert wird (d. h. bessere Verzinkungsqualität und weniger Nacharbeitsaufwand).
Zudem bedeutet eine schnellere Trocknung, dass die Trocknungszeit und/oder die Trocknungstemperatur
reduziert werden kann/können, was wiederum eine Energieeinsparung und/oder eine Steigerung
der Produktivität bedeutet. Auch erfolgt der Abbrand des Flussmittels im Zinkbad schneller
(ebenfalls aufgrund des niedrigeren Verdampfungspunkts), d. h. die Energie der Zinkschmelze
kann direkt in die Erwärmung des Bauteils fließen, was wiederum zu einem schnelleren
und effektiveren Verzinkungsvorgang führt.
[0058] Der Anteil des eingesetzten Alkohols ist insbesondere abhängig vom Aluminiumgehalt
der verwendeten Zinkschmelze, von der erforderlichen Trocknung bzw. Vorwärmung (welche
wiederum anhängig ist von der Bauteilgeometrie, insbesondere der Materialstärke, wobei
dickere Bauteile längere Trocknungszeiten benötigen, von der verwendeten Zinklegierung
sowie von der Dicke des applizierten Flussmittelfilms, wobei dickere Flussmittelschichten,
abhängig von der Salzkonzentration, Ausziehgeschwindigkeit, Rauhigkeit der Stahloberfläche
etc., längere Trocknungszeiten benötigen), vom vorliegenden Verunreinigungsgrad des
Verzinkungsguts sowie von den anlagentechnischen Voraussetzungen (z. B. Leistung des
Trockenofens, Taktung des Verzinkungsprozesses, Absaugleistung am Flussmittelbad etc.).
[0059] Im Ergebnis führt bei gleichen Trocknungsbedingungen (d. h. gleichen Trocknungszeiten
und Trocknungstemperaturen) der Einsatz von Alkohol im Flussmittelbad bereits bei
geringen Mengenanteilen und bis zu hohen Mengenanteilen zu einem schnelleren Trocknen
des Flussmittelfilms und zu einer besseren Verzinkungsqualität. Hieraus resultiert,
dass eine bessere Trocknung zu einer besseren Verzinkungsqualität führt. Auch zeigen
bei Korrosionstestungen (z. B. Salzsprühtest bzw. Salzsprühnebeltest gemäß DIN EN
ISO 9227:2012) die mit einem alkoholhaltigen Flussmittel vorbehandelten feuerverzinkten
Bauteile deutlich längere Standzeiten (bis zu 20 % Standzeitverbesserung und sogar
mehr) gegenüber feuerverzinkten Bauteilen, welche mit einem ansonsten identischen
Flussmittel (jedoch ohne jeglichen Alkoholanteil, d. h. rein wässrig) vorbehandelt
sind.
[0060] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann somit ein effizient arbeitendes und ökologisch
kompatibles Feuerverzinkungsverfahren bzw. eine entsprechende Anlage bereitgestellt
werden, wobei die vorstehend geschilderten Nachteile des Standes der Technik zumindest
weitestgehend vermieden oder zumindest abgeschwächt werden können.
[0061] Nachfolgend werden bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw.
des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs näher beschrieben und erläutert:
Wie zuvor beschrieben, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die zuvor geschilderten
Verfahrensschritte (a) bis (g). Die Verfahrensschritte (a) bis (d) können dabei grundsätzlich
in dem Fachmann an sich bekannten Art und Weise durchgeführt werden. Dies gilt grundsätzlich
auch für die prinzipielle Durchführung der übrigen Verfahrensschritte, insbesondere
auch im Hinblick auf den Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung.
[0062] Gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Rahmen von Verfahrensschritt (e) das Flussmittelbad
üblicherweise sauer eingestellt.
[0063] Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder
vorgegebenen, insbesondere sauren pH-Wert eingestellt, insbesondere im pH-Wert-Bereich
von 0 bis 6,9, vorzugsweise im pH-Wert-Bereich von 0,5 bis 6,5, bevorzugt im pH-Wert-Bereich
von 1 bis 5,5, besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1,5 bis 5, ganz besonders
bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4,5, noch mehr bevorzugt im pH-Wert-Bereich
von 2 bis 4.
[0064] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Flussmittelbad auf einen
definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere sauren pH-Wert eingestellt, wobei
die Einstellung des pH-Werts mittels einer vorzugsweise anorganischen Säure in Kombination
mit einer vorzugsweise anorganischen basischen Verbindung, insbesondere Ammoniak (NH
3), erfolgt. Diese Ausführungsform, d. h. die Feineinstellung des pH-Werts mittels
einer vorzugsweise anorganischen basischen Verbindung, insbesondere Ammoniak (NH
3), ist insbesondere von Vorteil, da auf diese Weise einer unerwünschten Wasserstoffversprödung
des zu behandelnden Bauteils entgegengewirkt wird.
[0065] Was das erfindungsgemäße Flussmittelbad, insbesondere das Alkohol/WasserGemisch der
flüssigen Phase des Flussmittelbades, anbelangt, so kann das gewichtsbezogene Alkohol/Wasser-Mengenverhältnis
in weiten Bereichen variieren. Im Allgemeinen enthält das Flussmittelbad das Alkohol/Wasser-Gemisch
in einem gewichtsbezogenen Alkohol/Wasser-Mengenverhältnis im Bereich von 0,5 : 99,5
bis 99 : 1, insbesondere im Bereich von 2 : 98 bis 95 : 5, vorzugsweise im Bereich
von 5 : 95 bis 90 : 10, bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, besonders bevorzugt
im Bereich von 5 : 95 bis 45 : 55, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95
bis 50 : 50, noch mehr bevorzugt im Bereich von 10 : 90 bis 30 : 70, bezogen auf das
Alkohol/Wasser-Gemisch.
[0066] Gemäß einer besonderen Ausführungsform enthält das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen
auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, in einer Menge von mindestens 0,5 Gew.-%, insbesondere
in einer Menge von mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von mindestens
2 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt
in einer Menge von mindestens 4 Gew.-%.
[0067] Üblicherweise enthält das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch,
in einer Menge von bis zu 90 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von bis zu 70 Gew.-%,
vorzugsweise in einer Menge von bis zu 50 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge
von bis zu 30 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von bis zu 25 Gew.-%.
[0068] Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs
des Flussmittelbades ausgewählt aus Alkoholen mit Siedepunkten unter Atmosphärendruck
(1.013,25 hPa) im Bereich von 40 °C bis 200 °C, insbesondere im Bereich von 45 °C
bis 180 °C, vorzugsweise im Bereich von 50 °C bis 150 °C, besonders bevorzugt im Bereich
von 55 °C bis 130 °C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 60 °C bis 110 °C.
[0069] Bevorzugt ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit
Wasser mischbarer und/oder ein in Wasser löslicher Alkohol.
[0070] Vorteilhafterweise ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades
ein mit Wasser ein azeotropes Gemisch bildender Alkohol ist.
[0071] Im Allgemeinen ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt
aus der Gruppe von C
1-C
10-Alkoholen, insbesondere C
1-C
6-Alkoholen, bevorzugt C
1-C
4-Alkoholen und deren Mischungen.
[0072] Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs
des Flussmittelbades ausgewählt aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten
oder ungesättigten, aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen, primären,
sekundären oder tertiären, ein-, zwei- oder dreiwertigen C
1-C
10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C
1-C
6-Alkoholen, bevorzugt C
1-C
4-Alkoholen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten,
aliphatischen, primären, sekundären oder tertiären einwertigen C
1-C
10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C
1-C
6-Alkoholen, bevorzugt C
1-C
4-Alkoholen.
[0073] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Alkohol
des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt aus der Gruppe von Methanol,
Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol,
Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol, 3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol,
3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol, Hexan-1-ol, Heptan-1-ol, Octan-1-ol,
Nonan-1-ol, Decan-1-ol, Ethan-1,2-diol, Propan-1,2-diol, Cyclopentanol, Cyclohexanol,
Prop-2-en-1-ol, But-2-en-1ol und deren Mischungen, insbesondere aus der Gruppe von
Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol,
2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol, 3-Methylbutan-1-ol,
2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol und deren Mischungen,
besonders bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol,
Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol und deren Mischungen,
noch mehr bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol,
Butan-1-ol, Butan-2-ol und deren Mischungen.
[0074] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs
des Flussmittelbades ausgewählt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol,
Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol und deren Mischungen.
[0075] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Alkohol
des Alkohol/Wasser-Gemischs ein tensidischer Alkohol (Tensid-Alkohol) (d. h. ein Alkohol
mit tensidischen Eigenschaften), insbesondere ausgewählt aus alkoxylierten, vorzugsweise
ethoxylierten oder propoxylierten C
6-C
25-Alkoholen, vorzugsweise C
8-C
15-Alkoholen, und alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten oder propoxylierten Fettalkoholen,
vorzugsweise C
6-C
30-Fettalkoholen, hydroxylfunktionellen Polyalkylenglykolethern, hydroxylfunktionellen
Fettalkoholalkoxylaten, insbesondere C
6-C
30-Fettalkoholalkoxylaten, hydroxylfunktionellen Alkyl(poly)-glukosiden und hydroxylfunktionellen
Alkylphenolalkoxylaten sowie deren Mischungen. Diese besondere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass der Einsatz eines zusätzlichen Tensids
oder Netzmittels in effizienter Weise vermieden werden kann, da in diesem Fall die
AlkoholKomponente in gleicher Weise eine Tensid- bzw. Netzmittelfunktion aufweist
bzw. bereitstellt. Solche Tensid-Alkohole sind kommerziell verfügbar und werden beispielsweise
von der TIB Chemicals AG, Mannheim, Deutschland, vertrieben.
[0076] Was das erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelbad anbelangt, so kann das Flussmittelbad
- neben den vorstehend erwähnten Inhaltsstoffen bzw. Komponenten - außerdem mindestens
ein Netzmittel und/oder Tensid, insbesondere mindestens ein ionisches oder nichtionisches
Netzmittel und/oder Tensid, bevorzugt mindestens ein nichtionisches Netzmittel und/oder
Tensid, enthalten.
[0077] Die Mengen des betreffenden Netzmittels und/oder Tensids können in weiten Bereichen
variieren:
Insbesondere kann das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid
in Mengen von 0,0001 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 10 Gew.-%,
bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 8 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01
bis 6 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Gew.-%, noch mehr
bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthalten.
[0078] Weiterhin kann das Flussmittel das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid insbesondere
in Mengen von 0,0001 bis 10 Vol.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 8 Vol.-%,
bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01
bis 5 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Vol.-%, noch mehr
bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Vol.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthalten.
[0079] Die Menge bzw. Konzentration der erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelzusammensetzung
in dem erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelbad kann gleichermaßen in weiten Bereichen
variieren:
Üblicherweise kann das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge
von mindestens 150 g/l, insbesondere in einer Menge von mindestens 200 g/l, vorzugsweise
in einer Menge von mindestens 250 g/l, bevorzugt in einer Menge von mindestens 300
g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 400 g/l, ganz besonders bevorzugt
in einer Menge von mindestens 450 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens
500 g/l, enthalten, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung.
[0080] Bevorzugt kann das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von
150 g/l bis 750 g/l, insbesondere in einer Menge von 200 g/l bis 700 g/l, vorzugsweise
in einer Menge von 250 g/l bis 650 g/l, bevorzugt in einer Menge von 300 g/l bis 625
g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von 400 g/l bis 600 g/l, ganz besonders bevorzugt
in einer Menge von 450 g/l bis 580 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von 500
g/l bis 575 g/l, enthalten, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung.
[0081] Was die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als solche anbelangt,
so kann die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe
- (i) Zinkchlorid (ZnCl2), insbesondere in Mengen im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich
von 55 bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 60 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt
im Bereich von 65 bis 82,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 70 bis 82 Gew.-%,
- (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), insbesondere in Mengen im Bereich von 5 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich
von 7,5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 10 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt
im Bereich von 11 bis 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 12 bis 20 Gew.-%,
- (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz, insbesondere in
Mengen im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-%,
bevorzugt im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis
12,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 4 bis 10 Gew.-%, und
- (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere
Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCI), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), insbesondere in Mengen im Bereich von 1•10-7 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1•10-6 bis 1,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1•10-5 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2•10-5 bis 0,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 5•10-5 bis 5•10-3 Gew.-%
enthalten, wobei alle vorgenannten Mengenangaben auf die Zusammensetzung bezogen sind
und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise
vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl
2)
und Nickelchlorid (NiCl
2) ausgebildet ist.
[0082] Was die Komponente (iii), d. h. das Erdalkali- und/oder Erdalkalisalz, der erfindungsgemäß
eingesetzten Flussmittelzusammensetzung anbelangt, so bestehen auch hier verschiedene
Variationsmöglichkeiten:
Insbesondere kann die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als Alkali-
und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid
enthalten.
[0083] Weiterhin kann die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als Alkali-
und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz
eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na),
Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca),
Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen enthalten.
[0084] Erfindungsgemäß bevorzugt ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung
als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander
verschiedene Alkali- und/oder Erdalkalisalze, insbesondere mindestens zwei Alkali-
und/oder Erdalkalisalze eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von
Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be),
Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen,
enthält.
[0085] Weiterhin ist es besonders bevorzugt, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung
als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander
verschiedene Alkalisalze, insbesondere zwei voneinander verschiedene Alkalichloride,
vorzugsweise Natriumchlorid
und Kaliumchlorid, insbesondere mit einem Natrium/Kalium-Gewichtsverhältnis im Bereich
von 50 : 1 bis 1 : 50, insbesondere im Bereich von 25 : 1 bis 1 : 25, vorzugsweise
im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 10, enthält.
[0086] Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte
Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen
frei, auch von Cobaltchlorid (CoCl
2), Manganchlorid (MnCl
2), Zinnchlorid (SnCl
2), Bismutchlorid (BiCl
3) und Antimonchlorid (SbCl
3) ausgebildet ist.
[0087] Erfindungsgemäß ebenfalls bevorzugt ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte
Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen
frei, von Bleichlorid (PbCl
2), Nickelchlorid (NiCl
2), Cobaltchlorid (CoCl
2), Manganchlorid (MnCl
2), Zinnchlorid (SnCl
2), Bismutchlorid (BiCl
3) und Antimonchlorid (SbCl
3) ausgebildet ist und/oder wenn die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen
frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Chloriden aus der Gruppe von Bleichlorid (PbCl
2), Nickelchlorid (NiCl
2), Cobaltchlorid (CoCl
2), Manganchlorid (MnCl
2), Zinnchlorid (SnCl
2), Bismutchlorid (BiCl
3)
und Antimonchlorid (SbCl
3) ausgebildet ist.
[0088] Weiterhin erfindungsgemäß von Vorteil ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte
Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen
frei, von Salzen und Verbindungen von Metallen aus der Gruppe von Blei (Pb), Nickel
(Ni), Cobalt (Co), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Bismut (Bi)
und Antimon (Sb) ausgebildet ist.
[0089] Schließlich ist es erfindungsgemäß auch von Vorteil, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte
Flussmittelzusammensetzung, abgesehen von Zinkchlorid (ZnCl
2) sowie von Aluminium- und/oder Silbersalz, insbesondere Silberchlorid (AgCI) und/oder
Aluminiumchlorid (AlCl
3), zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen
von Übergangs- und Schwermetallen ausgebildet ist.
[0090] Was den Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung anbelangt, so wird im Allgemeinen
derart vorgegangen, dass die Flussmittelbehandlung in Verfahrensschritt (e) durch
Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der
Flussmittelzusammensetzung, insbesondere durch Tauchen oder Sprühauftrag, vorzugsweise
Tauchen, erfolgt. Insbesondere ist es dabei von Vorteil, wenn das Eisen- oder Stahlbauteil
für eine Dauer von 0,001 bis 30 Minuten, insbesondere 0,01 bis 20 Minuten, vorzugsweise
0,1 bis 15 Minuten, vorzugsweise 0,5 bis 10 Minuten, besonders bevorzugt 1 bis 5 Minuten,
mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung in Kontakt gebracht
wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird. Insbesondere kann das Eisen-
oder Stahlbauteil für eine Dauer von bis zu 30 Minuten, insbesondere bis zu 20 Minuten,
vorzugsweise bis zu 15 Minuten, vorzugsweise bis zu 10 Minuten, besonders bevorzugt
bis zu 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung in
Kontakt gebracht, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht werden.
[0091] Was die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) des erfindungsgemäßen Verfahrens
anbelangt, so ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt
(f) bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 400 °C, insbesondere im Bereich von
75 bis 350 °C, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 300 °C, bevorzugt im Bereich von
125 bis 275 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 150 bis 250 °C, erfolgt und/oder
wenn die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) bei einer Temperatur bis zu
400 °C, insbesondere bis zu 350 °C, vorzugsweise bis zu 300 °C, bevorzugt bis zu 275
°C, besonders bevorzugt bis zu 250 °C, erfolgt.
[0092] Üblicherweise wird dabei derart vorgegangen, dass die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt
(f) derart durchgeführt wird, dass die Oberfläche des Eisen- oder Stahlbauteils bei
der Trocknung eine Temperatur im Bereich von 100 bis 300 °C, insbesondere im Bereich
von 125 bis 275 °C, vorzugsweise im Bereich von 150 bis 250 °C, bevorzugt im Bereich
von 160 bis 225 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 170 bis 200 °C, aufweist.
[0093] Typischerweise kann die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) in Gegenwart
von und/oder mittels Luft erfolgen.
[0094] Insbesondere kann die Trocknungsbehandlung in mindestens einer Trocknungseinrichtung,
insbesondere in mindestens einem Ofen, erfolgen.
[0095] Was die erfindungsgemäß eingesetzte aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte
Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad anbelangt, so ist diesbezüglich
Folgendes auszuführen.
[0096] Gemäß einer typischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es von Vorteil,
wenn die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Aluminium im Bereich von 0,0001 bis 25
Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von
0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt
im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05
bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%, aufweist, bezogen
auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad. Insbesondere können dabei die aluminiumhaltige, insbesondere
aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, bezogen
auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Zink von mindestens 75 Gew.-%, insbesondere
mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 85 Gew.-%, bevorzugt mindestens 90 Gew.-%,
sowie gegebenenfalls mindestens ein weiteres Metall, insbesondere in Mengen von bis
zu 5 Gew.-% und/oder insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Bismut (Bi), Blei
(Pb), Zinn (Sn), Nickel (Ni), Silizium (Si), Magnesium (Mg) und deren Kombinationen,
aufweisen. Dabei sind alle vorstehend genannten Mengenangaben derart auszuwählen,
dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren.
[0097] Weiterhin ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die aluminiumhaltige, insbesondere
aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad die
folgende Zusammensetzung aufweist, wobei alle nachfolgend genannten Mengenangaben
auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt
100 Gew.-% resultieren:
- (i) Zink (Zn), insbesondere in Mengen im Bereich von 75 bis 99,9999 Gew.-%, insbesondere
im Bereich von 80 bis 99,999 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 82,5 bis 99,995 Gew.-%,
bevorzugt im Bereich von 85 bis 99,99 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 87,5
bis 99,98 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 90 bis 99,95 Gew.-%, noch
mehr bevorzugt im Bereich von 92 bis 99,9 Gew.-%,
- (ii) Aluminium (AI), insbesondere in Mengen im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere
im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%,
bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02
bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch
mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%,
- (iii) gegebenenfalls Bismut (Bi), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
- (iv) gegebenenfalls Blei (Pb), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,2 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
- (v) gegebenenfalls Zinn (Sn), insbesondere in Mengen von bis zu 0,9 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,6 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%,
- (vi) gegebenenfalls Nickel (Ni), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,08 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,06 Gew.-%,
- (vii) gegebenenfalls Silizium (Si), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,05 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,01
Gew.-%,
- (viii) gegebenenfalls Magnesium (Mg), insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-%,
vorzugsweise in Mengen von bis zu 2,5 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,8 Gew.-%.
[0098] Wenn die eingesetzte Zinkschmelze außer Aluminium weitere Legierungsbestandteile
bzw. Legierungsmetalle enthält, kann hierdurch die Verfahrensführung gezielt gesteuert
werden: So kann durch die Anwesenheit insbesondere von Blei und Bismut die Oberflächenspannung
reduziert und auf diese Weise die Benetzbarkeit der zu verzinkenden Oberfläche verbessert
werden, während durch die Anwesenheit von Zinn die optischen Eigenschaften, insbesondere
den Glanz, der resultierenden Verzinkungsschicht verbessert werden können, sich durch
Anwesenheit von Nickel die Schichtdicken weiter reduzieren lassen, durch die Anwesenheit
von Silizium die Standzeit des Zinkbad-Behältnisses (z. B. Stahlkessel) verlängert
werden kann und durch die Anwesenheit von Magnesium der Korrosionseigenschaften, insbesondere
die Korrosionsbeständigkeit, der resultierenden Verzinkungsschicht verbessert werden
können.
[0099] Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte
Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad eine Temperatur im Bereich
von 375 °C bis 750 °C, insbesondere Temperatur im Bereich von 380 °C bis 700 °C, vorzugsweise
Temperatur im Bereich von 390 °C bis 680 °C, noch mehr bevorzugt im Bereich von 395
°C bis 675 °C, aufweisen.
[0100] Typischerweise wird im Rahmen des Feuerverzinkungsschritts (g) derart vorgegangen,
dass das Eisen- oder Stahlbauteil in die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte
Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder in das Verzinkungsbad getaucht, insbesondere
hierin getaucht und bewegt, wird, insbesondere für eine Zeitdauer, welche ausreichend
ist, um eine wirksame Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung), zu gewährleisten,
insbesondere für eine Zeitdauer im Bereich von 0,0001 bis 60 Minuten, vorzugsweise
im Bereich von 0,001 bis 45 Minuten, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 30 Minuten,
noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 15 Minuten.
[0101] Insbesondere kann die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze
("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad mit mindestens einem Inertgas, insbesondere
Stickstoff, kontaktiert und/oder gespült oder durchgeleitet werden.
[0102] Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich oder diskontinuierlich
betrieben werden.
[0103] Bei dem zu behandelnden Eisen- oder Stahlbauteil kann es sich um ein einzelnes Erzeugnis
oder eine Vielzahl einzelner Erzeugnisse handeln. In diesem Fall wird eine diskontinuierliche
Verfahrensweise bevorzugt, obwohl eine kontinuierliche Verfahrensweise grundsätzlich
nicht ausgeschlossen ist.
[0104] Des Weiteren kann es sich bei dem Eisen- oder Stahlbauteil auch um ein Langprodukt,
insbesondere ein Draht-, Rohr-, Blech-, Coil-Material oder dergleichen, handeln. In
diesem Fall wird eine kontinuierliche Verfahrensweise bevorzugt, obwohl auch diesbezüglich
eine diskontinuierliche Vorgehensweise nicht ausgeschlossen ist.
[0105] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann sich der in
Verfahrensschritt (g) durchgeführten Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) ein
Abkühlungsschritt (h) anschließen, d. h. das in Verfahrensschritt (g) feuerverzinkte
(schmelztauchverzinkte) Eisen- oder Stahlbauteil kann einer Abkühlungsbehandlung (h)
unterzogen werden, gegebenenfalls gefolgt von einem weiteren Nachbearbeitungs- und/oder
Nachbehandlungsschritt (i).
[0106] Der optionale Abkühlungsschritt (h) und/oder die optionale Abkühlungsbehandlung (h)
kann insbesondere mittels Luft und/oder in Gegenwart von Luft erfolgen, vorzugsweise
bis auf Umgebungstemperatur.
[0107] Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist eine Anlage zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung)
von Eisen- oder Stahlbauteilen, insbesondere eine Anlage zur Durchführung eines wie
zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens,
wobei die Anlage die folgenden Behandlungsvorrichtungen in der nachfolgend aufgeführten
Abfolge umfasst:
- (A) mindestens eine Entfettungsvorrichtung, insbesondere mindestens ein Entfettungsbad,
zur vorzugsweise alkalischen Entfettungsbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen;
in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (A)
- (B) gegebenenfalls mindestens eine Spülvorrichtung, insbesondere mindestens ein Spülbad,
zum Spülen von in der Entfettungsvorrichtung (A) entfetteten Eisen- oder Stahlbauteilen;
in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (B)
- (C) mindestens eine Beizvorrichtung, insbesondere mindestens ein Beizbad, zur vorzugsweise
sauren Beizbehandlung von in der Entfettungsvorrichtung (A) entfetteten und gegebenenfalls
in der Spülvorrichtung (B) gespülten Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung
nachgeschaltet oder stromabwärts zu (C)
- (D) gegebenenfalls mindestens eine Spülvorrichtung, insbesondere mindestens ein Spülbad,
zum Spülen von in der Beizvorrichtung (C) gebeizten Eisen- oder Stahlbauteilen; in
Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (D)
- (E) mindestens eine Flussmittelbehandlungsvorrichtung zur Flussmittelbehandlung von
in der Beizvorrichtung (C) gebeizten und gegebenenfalls in der Spülvorrichtung (D)
gespülten Eisen- oder Stahlbauteilen, wobei die Flussmittelbehandlungsvorrichtung
mindestens ein Flussmittelbad mit einer Flussmittelzusammensetzung enthält,
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase
umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung
enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster
Form, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl2), (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere
Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCI), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei,
vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (E)
- (F) gegebenenfalls mindestens eine Trocknungsvorrichtung zur Trocknung von in der
Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) einer Flussmittelbehandlung unterzogenen Eisen-
oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (F)
- (G) mindestens eine Feuerverzinkungsvorrichtung (Schmelztauchverzinkungsvorrichtung)
zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) von in der Flussmittelbehandlungsvorrichtung
(E) einer Flussmittelbehandlung unterzogenen und gegebenenfalls in der Trocknungsvorrichtung
(F) getrockneten Eisen- oder Stahlbauteilen,
wobei die Feuerverzinkungsvorrichtung (Schmelztauchverzinkungsvorrichtung) mindestens
eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"),
insbesondere mindestens ein eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte
Zinkschmelze enthaltendes Verzinkungsbad, vorzugsweise ausgebildet zum Tauchen von
Eisen- oder Stahlbauteilen, umfasst.
[0108] Wie zuvor beschrieben, ist das Flussmittelbad der Flussmittelbehandlungsvorrichtung
(E) üblicherweise sauer eingestellt.
[0109] Insbesondere ist das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen,
insbesondere sauren pH-Wert eingestellt, insbesondere im pH-Wert-Bereich von 0 bis
6,9, vorzugsweise im pH-Wert-Bereich von 0,5 bis 6,5, bevorzugt im pH-Wert-Bereich
von 1 bis 5,5, besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1,5 bis 5, ganz besonders
bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4,5, noch mehr bevorzugt im pH-Wert-Bereich
von 2 bis 4.
[0110] Gemäß einer besondere bevorzugten Ausführungsform ist das Flussmittelbad auf einen
definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere sauren pH-Wert eingestellt, wobei
die Einstellung des pH-Werts mittels einer vorzugsweise anorganischen Säure in Kombination
mit einer vorzugsweise anorganischen basischen Verbindung, insbesondere Ammoniak (NH
3), erfolgt ist. Die damit verbundenen Vorteile wurden im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren bereits erläutert.
[0111] Was das im Rahmen der Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) eingesetzte Flussmittelbad
anbelangt, so kann dessen Zusammensetzung in weiten Bereichen variieren:
Typischerweise ist die Anlage derart ausgestaltet, dass das Flussmittelbad das Alkohol/Wasser-Gemisch
in einem gewichtsbezogenen Alkohol/Wasser-Mengenverhältnis im Bereich von 0,5 : 99,5
bis 99 : 1, insbesondere im Bereich von 2 : 98 bis 95 : 5, vorzugsweise im Bereich
von 5 : 95 bis 90 : 10, bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, besonders bevorzugt
im Bereich von 5 : 95 bis 45 : 55, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95
bis 50 : 50, noch mehr bevorzugt im Bereich von 10 : 90 bis 30 : 70, bezogen auf das
Alkohol/Wasser-Gemisch, enthält.
[0112] Üblicherweise ist die erfindungsgemäße Anlage derart ausgestaltet, dass das Flussmittelbad
den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, in einer Menge von mindestens
0,5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise in einer
Menge von mindestens 2 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 3
Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 4 Gew.-%, enthält.
[0113] Üblicherweise ist die erfindungsgemäße Anlage derart ausgestaltet, dass das Flussmittelbad
den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, in einer Menge von bis zu 90
Gew.-%, insbesondere in einer Menge von bis zu 70 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge
von bis zu 50 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von bis zu 30 Gew.-%, noch
mehr bevorzugt in einer Menge von bis zu 25 Gew.-%, enthält.
[0114] Üblicherweise wird bei der Ausgestaltung des Flussmittelbades der Flussmittelbehandlungsvorrichtung
(E) derart vorgegangen, dass der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades
ausgewählt ist aus Alkoholen mit Siedepunkten unter Atmosphärendruck (1.013,25 hPa)
im Bereich von 40 °C bis 200 °C, insbesondere im Bereich von 45 °C bis 180 °C, vorzugsweise
im Bereich von 50 °C bis 150 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 55 °C bis 130
°C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 60 °C bis 110 °C.
[0115] Typischerweise ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein
mit Wasser mischbarer und/oder ein in Wasser löslicher Alkohol.
[0116] Bevorzugt ist es, wenn der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades
ein mit Wasser ein azeotropes Gemisch bildender Alkohol ist.
[0117] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird derart vorgegangen, dass der Alkohol
des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von
C
1-C
10-Alkoholen, insbesondere C
1-C
6-Alkoholen, bevorzugt C
1-C
4-Alkoholen und deren Mischungen.
[0118] Erfindungsgemäß weiterhin bevorzugt ist es, wenn der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs
des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von linearen oder verzweigten,
gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen,
primären, sekundären oder tertiären, ein-, zwei- oder dreiwertigen C
1-C
10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C
1-C
6-Alkoholen, bevorzugt C
1-C
4-Alkoholen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten,
aliphatischen, primären, sekundären oder tertiären einwertigen C
1-C
10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C
1-C
6-Alkoholen, bevorzugt C
1-C
4-Alkoholen.
[0119] Gemäß einer erfindungsgemäß besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Flussmittelbad
derart ausgebildet, dass der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades
ausgewählt ist aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol,
Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol,
2-Methylbutan-1-ol, 3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol,
Hexan-1-ol, Heptan-1-ol, Octan-1-ol, Nonan-1-ol, Decan-1-ol, Ethan-1,2-diol, Propan-1,2-diol,
Cyclopentanol, Cyclohexanol, Prop-2-en-1-ol, But-2-en-1ol und deren Mischungen, insbesondere
aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol,
2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol,
3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol
und deren Mischungen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol,
Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol und
deren Mischungen, noch mehr bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol,
Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol und deren Mischungen.
[0120] Gemäß einer erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Anlage
derart ausgestaltet, dass der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades
ausgewählt ist aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol,
Butan-2-ol und deren Mischungen.
[0121] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Alkohol
des Alkohol/Wasser-Gemischs ein tensidischer Alkohol (Tensid-Alkohol) (d. h. ein Alkohol
mit tensidischen Eigenschaften), insbesondere ausgewählt aus alkoxylierten, vorzugsweise
ethoxylierten oder propoxylierten C
6-C
25-Alkoholen, vorzugsweise C
8-C
15-Alkoholen, und alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten oder propoxylierten Fettalkoholen,
vorzugsweise C
6-C
30-Fettalkoholen, hydroxylfunktionellen Polyalkylenglykolethern, hydroxylfunktionellen
Fettalkoholalkoxylaten, insbesondere C
6-C
30-Fettalkoholalkoxylaten, hydroxylfunktionellen Alkyl(poly)-glukosiden und hydroxylfunktionellen
Alkylphenolalkoxylaten sowie deren Mischungen.
[0122] Im Rahmen der erfindungsgemäßen Anlage kann es vorgesehen sein, dass das Flussmittelbad
außerdem mindestens ein Netzmittel und/oder Tensid, insbesondere mindestens ein ionisches
oder nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, bevorzugt mindestens ein nichtionisches
Netzmittel und/oder Tensid, enthält.
[0123] Die Mengen an Netzmittel und/oder Tensid in dem erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelbad
kann in weiten Bereichen variieren:
Insbesondere kann das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid
in Mengen von 0,0001 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 10 Gew.-%,
bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 8 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01
bis 6 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Gew.-%, noch mehr
bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthalten.
[0124] Weiterhin kann das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid
in Mengen von 0,0001 bis 10 Vol.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 8 Vol.-%,
bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01
bis 5 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Vol.-%, noch mehr
bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Vol.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthalten.
[0125] Wie zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert, kann die
Menge bzw. Konzentration der erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelzusammensetzung
in dem erfindungsgemäß konzipierten Flussmittelbad gleichermaßen in weiten Bereichen
variieren:
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung
in einer Menge von mindestens 150 g/, insbesondere in einer Menge von mindestens 200
g/l, vorzugsweise in einer Menge von mindestens 250 g/l, bevorzugt in einer Menge
von mindestens 300 g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 400 g/l,
ganz besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 450 g/l, noch mehr bevorzugt
in einer Menge von mindestens 500 g/l, enthält, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt
der Flussmittelzusammensetzung.
[0126] Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung
in einer Menge von 150 g/l bis 750 g/l, insbesondere in einer Menge von 200 g/l bis
700 g/l, vorzugsweise in einer Menge von 250 g/l bis 650 g/l, bevorzugt in einer Menge
von 300 g/l bis 625 g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von 400 g/l bis 600 g/l,
ganz besonders bevorzugt in einer Menge von 450 g/l bis 580 g/l, noch mehr bevorzugt
in einer Menge von 500 g/l bis 575 g/l, enthält, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt
der Flussmittelzusammensetzung.
[0127] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die erfindungsgemäß
eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe
- (i) Zinkchlorid (ZnCl2), insbesondere in Mengen im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich
von 55 bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 60 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt
im Bereich von 65 bis 82,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 70 bis 82 Gew.-%,
- (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), insbesondere in Mengen im Bereich von 5 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich
von 7,5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 10 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt
im Bereich von 11 bis 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 12 bis 20 Gew.-%,
- (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz, insbesondere in
Mengen im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-%,
bevorzugt im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis
12,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 4 bis 10 Gew.-%, und
- (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere
Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCl), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), insbesondere in Mengen im Bereich von 1•10-7 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1•10-6 bis 1,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1•10-5 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2•10-5 bis 0,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 5•10-5 bis 5•10-3 Gew.-%
enthält, wobei alle vorgenannten Mengenangaben auf die Zusammensetzung bezogen sind
und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise
vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl
2) und Nickelchlorid (NiCl
2) ausgebildet ist.
[0128] Wie bereits vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geschildert,
kann auch die Komponente (iii) der erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelzusammensetzung
in weiten Bereichen variieren:
Erfindungsgemäß bevorzugt ist es, wenn die Flussmittelzusammensetzung als Alkali-
und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid
enthält.
[0129] Gemäß einer typischen Ausführungsform kann die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung
als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens ein Alkali- und/oder
Erdalkalisalz eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li),
Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg),
Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen enthalten.
[0130] Gemäß einer wiederum typischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die
erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz
der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkali- und/oder Erdalkalisalze,
insbesondere mindestens zwei Alkali- und/oder Erdalkalisalze eines Alkali- und/oder
Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium
(Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und
Barium (Ba) sowie der Kombinationen, enthalten.
[0131] Schließlich kann die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung gemäß
einer wiederum typischen Ausführungsform als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente
(iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkalisalze, insbesondere zwei voneinander
verschiedene Alkalichloride, vorzugsweise Natriumchlorid
und Kaliumchlorid, insbesondere mit einem Natrium/Kalium-Gewichtsverhältnis im Bereich
von 50 : 1 bis 1 : 50, insbesondere im Bereich von 25 : 1 bis 1 : 25, vorzugsweise
im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 10, enthalten.
[0132] Erfindungsgemäß bevorzugt ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung
zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, auch von Cobaltchlorid
(CoCl
2), Manganchlorid (MnCl
2), Zinnchlorid (SnCl
2), Bismutchlorid (BiCl
3)
und Antimonchlorid (SbCl
3) ausgebildet ist.
[0133] Weiterhin erfindungsgemäß von Vorteil ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte
Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen
frei, von Bleichlorid (PbCl
2), Nickelchlorid (NiCl
2), Cobaltchlorid (CoCl
2), Manganchlorid (MnCl
2), Zinnchlorid (SnCl
2), Bismutchlorid (BiCl
3)
und Antimonchlorid (SbCl
3) ausgebildet ist und/oder wenn die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen
frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Chloriden aus der Gruppe von Bleichlorid (PbCl
2), Nickelchlorid (NiCl
2), Cobaltchlorid (CoCl
2), Manganchlorid (MnCl
2), Zinnchlorid (SnCl
2), Bismutchlorid (BiCl
3)
und Antimonchlorid (SbCl
3) ausgebildet ist.
[0134] Ebenfalls erfindungsgemäß bevorzugt ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte
Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen
frei, von Salzen und Verbindungen von Metallen aus der Gruppe von Blei (Pb), Nickel
(Ni), Cobalt (Co), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Bismut (Bi)
und Antimon (Sb) ausgebildet ist.
[0135] Schließlich ist es erfindungsgemäß besonders von Vorteil, wenn die Flussmittelzusammensetzung,
abgesehen von Zinkchlorid (ZnCl
2) sowie von Aluminium- und/oder Silbersalz, insbesondere Silberchlorid (AgCI) und/oder
Aluminiumchlorid (AlCl
3), zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen
von Übergangs- und Schwermetallen ausgebildet ist.
[0136] Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Flussmittelbehandlungsvorrichtung
(E) eine Einrichtung zum Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad
und/oder der Flussmittelzusammensetzung, insbesondere eine Einrichtung zum Tauchen
oder zum Sprühauftrag, vorzugsweise eine Einrichtung zum Tauchen, umfasst. Insbesondere
kann es dabei vorgesehen sein, dass die Einrichtung zum Inkontaktbringen des Eisen-
oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung
derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung,
dass das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von 0,001 bis 30 Minuten, insbesondere
0,01 bis 20 Minuten, vorzugsweise 0,1 bis 15 Minuten, vorzugsweise 0,5 bis 10 Minuten,
besonders bevorzugt 1 bis 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung
in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird. Weiterhin
kann es erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen sein, dass die Einrichtung zum Inkontaktbringen
des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung
derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung,
dass das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von bis zu 30 Minuten, insbesondere
bis zu 20 Minuten, vorzugsweise bis zu 15 Minuten, vorzugsweise bis zu 10 Minuten,
besonders bevorzugt bis zu 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung
in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird.
[0137] Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Trocknungsbehandlungsvorrichtung
(F) derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine
Steuerungseinrichtung, dass die Trocknungsbehandlung bei einer Temperatur im Bereich
von 50 bis 400 °C, insbesondere im Bereich von 75 bis 350 °C, vorzugsweise im Bereich
von 100 bis 300 °C, bevorzugt im Bereich von 125 bis 275 °C, besonders bevorzugt im
Bereich von 150 bis 250 °C, erfolgt und/oder dass die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt
(f) bei einer Temperatur bis zu 400 °C, insbesondere bis zu 350 °C, vorzugsweise bis
zu 300 °C, bevorzugt bis zu 275 °C, besonders bevorzugt bis zu 250 °C, erfolgt.
[0138] Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Trocknungsbehandlungsvorrichtung
(F) derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine
Steuerungseinrichtung, dass die Trocknungsbehandlung derart durchgeführt wird, dass
die Oberfläche des Eisen- oder Stahlbauteils bei der Trocknung eine Temperatur im
Bereich von 100 bis 300 °C, insbesondere im Bereich von 125 bis 275 °C, vorzugsweise
im Bereich von 150 bis 250 °C, bevorzugt im Bereich von 160 bis 225 °C, besonders
bevorzugt im Bereich von 170 bis 200 °C, aufweist.
[0139] Typischerweise wird die Trocknungsbehandlung in Gegenwart von Luft betrieben. Zu
diesem Zweck kann die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) mindestens einen Einlass
zum Einführen und/oder Einlassen von Luft aufweisen.
[0140] Üblicherweise umfasst die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) mindestens eine Trocknungseinrichtung,
insbesondere mindestens einen Ofen.
[0141] Was die Feuerverzinkungsvorrichtung (G) der erfindungsgemäßen Anlage anbelangt, so
umfasst diese mindestens eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze
("Zn/Al-Schmelze"), insbesondere mindestens ein eine aluminiumhaltige, insbesondere
aluminiumlegierte Zinkschmelze enthaltendes Verzinkungsbad, vorzugsweise ausgebildet
zum Tauchen von Eisen- oder Stahlbauteilen.
[0142] In diesem Zusammenhang ist die erfindungsgemäße Anlage typischerweise derart ausgestaltet,
dass die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Aluminium im Bereich von 0,0001 bis 25
Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von
0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt
im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05
bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%, aufweist, bezogen
auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad, insbesondere wobei die aluminiumhaltige. Insbesondere
kann dabei die aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad,
bezogen auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Zink von mindestens 75 Gew.-%, insbesondere
mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 85 Gew.-%, bevorzugt mindestens 90 Gew.-%,
sowie gegebenenfalls mindestens ein weiteres Metall, insbesondere in Mengen von bis
zu 5 Gew.-% und/oder insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Bismut (Bi), Blei
(Pb), Zinn (Sn), Nickel (Ni), Silizium (Si), Magnesium (Mg) und deren Kombinationen,
aufweisen. Dabei sind alle vorstehend genannten Mengenangaben derart auszuwählen,
dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren.
[0143] Typischerweise ist die erfindungsgemäße Anlage dabei derart ausgestaltet, dass die
aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder
das Verzinkungsbad die folgende Zusammensetzung aufweist, wobei alle nachfolgend genannten
Mengenangaben auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze
("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad bezogen sind und derart auszuwählen
sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren:
- (i) Zink (Zn), insbesondere in Mengen im Bereich von 75 bis 99,9999 Gew.-%, insbesondere
im Bereich von 80 bis 99,999 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 82,5 bis 99,995 Gew.-%,
bevorzugt im Bereich von 85 bis 99,99 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 87,5
bis 99,98 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 90 bis 99,95 Gew.-%, noch
mehr bevorzugt im Bereich von 92 bis 99,9 Gew.-%,
- (ii) Aluminium (AI), insbesondere in Mengen im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere
im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%,
bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02
bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch
mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%,
- (iii) gegebenenfalls Bismut (Bi), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
- (iv) gegebenenfalls Blei (Pb), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,2 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
- (v) gegebenenfalls Zinn (Sn), insbesondere in Mengen von bis zu 0,9 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,6 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%,
- (vi) gegebenenfalls Nickel (Ni), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,08 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,06 Gew.-%,
- (vii) gegebenenfalls Silizium (Si), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,05 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,01
Gew.-%,
- (viii) gegebenenfalls Magnesium (Mg), insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-%,
vorzugsweise in Mengen von bis zu 2,5 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,8 Gew.-%.
[0144] Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die aluminiumhaltige,
insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad
eine Temperatur im Bereich von 375 °C bis 750 °C, insbesondere Temperatur im Bereich
von 380 °C bis 700 °C, vorzugsweise Temperatur im Bereich von 390 °C bis 680 °C, noch
mehr bevorzugt im Bereich von 395 °C bis 675 °C, aufweisen.
[0145] Typischerweise ist die erfindungsgemäße Anlage derart ausgebildet, dass die Feuerverzinkungsvorrichtung
(G) derart ausgestaltet und/oder betreibbar ist und/oder derart ausgestaltet und/oder
betrieben wird, insbesondere derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird,
insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass das Eisen- oder Stahlbauteil
in die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder in das Verzinkungsbad getaucht, insbesondere hierin getaucht und bewegt,
wird, insbesondere für eine Zeitdauer, welche ausreichend ist, um eine wirksame Feuerverzinkung
(Schmelztauchverzinkung), zu gewährleisten, insbesondere für eine Zeitdauer im Bereich
von 0,0001 bis 60 Minuten, vorzugsweise im Bereich von 0,001 bis 45 Minuten, bevorzugt
im Bereich von 0,01 bis 30 Minuten, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 15
Minuten.
[0146] Gemäß einer typischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann es vorgesehen
sein, dass die Feuerverzinkungsvorrichtung (G) mindestens eine Einrichtung zum Kontaktieren
und/oder Spülen oder Durchleiten der aluminiumhaltigen, insbesondere aluminiumlegierten
Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder des Verzinkungsbades mit mindestens einem
Inertgas, insbesondere Stickstoff, aufweist.
[0147] Wie bereits zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben,
kann die erfindungsgemäße Anlage grundsätzlich kontinuierlich oder diskontinuierlich
betreibbar ausgebildet sein bzw. grundsätzlich kontinuierlich oder diskontinuierlich
betrieben werden.
[0148] Insbesondere kann die erfindungsgemäße Anlage derart ausgestaltet sein, dass das
Eisen- oder Stahlbauteil als ein einzelnes Erzeugnis oder als eine Vielzahl einzelner
Erzeugnisse feuerverzinkbar ist oder dass das Eisen- oder Stahlbauteil als ein Langprodukt,
insbesondere ein Draht-, Rohr-, Blech-, Coil-Material oder dergleichen, feuerverzinkbar
ist.
[0149] Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Anlage,
in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zur Feuerverzinkungsvorrichtung
(F), außerdem mindestens Abkühlvorrichtung (H) zur Abkühlung des in der Feuerverzinkungsvorrichtung
(F) feuerverzinkten Eisen- oder Stahlbauteils aufweist. Insbesondere kann die Abkühlvorrichtung
(H) in Gegenwart von Luft betreibbar ausgestaltet sein und/oder betrieben werden.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Anlage, in Prozessrichtung nachgeschaltet oder
stromabwärts zur optionalen Abkühlvorrichtung (H), außerdem mindestens eine Nachbearbeitungs-
und/oder Nachbehandlungsvorrichtung (I) zur Nachbearbeitung und/oder Nachbehandlung
des feuerverzinkten und abgekühlten Eisen- oder Stahlbauteils aufweisen.
[0150] Für weitergehende Einzelheiten zu der erfindungsgemäßen Anlage kann zur Vermeidung
unnötiger Wiederholungen auf die obigen Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren
verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäße Anlage entsprechend gelten.
[0151] Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist ein Flussmittelbad zur Flussmittelbehandlung
von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren),
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase
umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades eine Flussmittelzusammensetzung
enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster
Form, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl
2), (ii) Ammoniumchlorid (NH
4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz
und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere
Aluminiumchlorid (AlCl
3) und/oder Silberchlorid (AgCl), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl
3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei,
vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl
2) und Nickelchlorid (NiCl
2) ausgebildet ist.
[0152] Für weitergehende Einzelheiten zu dem erfindungsgemäßen Flussmittelbad kann zur Vermeidung
unnötiger Wiederholungen auf die obigen Ausführungen in Bezug auf das erfindungsgemäße
Verfahren und auf die erfindungsgemäße Anlage verwiesen werden, welche in Bezug auf
das erfindungsgemäße Flussmittelbad entsprechend gelten.
[0153] Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist eine Flussmittelzusammensetzung zur Flussmittelbehandlung
von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren),
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl
2), (ii) Ammoniumchlorid (NH
4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz
und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere
Aluminiumchlorid (AlCl
3) und/oder Silberchlorid (AgCl), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl
3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei,
vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl
2) und Nickelchlorid (NiCl
2) ausgebildet ist.
[0154] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt die erfindungsgemäße Flussmittelzusammensetzung
gelöst oder dispergiert, vorzugsweise gelöst, in einer flüssigen Phase eines Flussmittelbades
vor, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades ein Alkohol/Wasser-Gemisch umfasst.
[0155] Für weitergehende Einzelheiten in Bezug auf die erfindungsgemäße Flussmittelzusammensetzung
kann zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf die obigen Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen
Verfahren, zu der erfindungsgemäßen Anlage sowie zu dem erfindungsgemäßen Flussmittelbad
verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäße Flussmittelzusammensetzung
entsprechend gelten.
[0156] Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem
fünften bzw.
sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist die Verwendung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen
Flussmittelbades bzw. der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Flussmittelzusammensetzung
zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren
(Schmelztauchverzinkungsverfahren).
[0157] Im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung ist es insbesondere vorgesehen, dass die
Flussmittelzusammensetzung mit einem Flussmittelbad kombiniert wird, wobei das Flussmittelbad
eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige
Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung enthält, insbesondere in
gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster Form.
[0158] Für weitergehende Einzelheiten zu der erfindungsgemäßen Verwendung kann auf die obigen
Ausführungen in Bezug auf die übrigen Erfindungsaspekte verwiesen werden, welche in
entsprechender Weise auch für die erfindungsgemäße Verwendung gelten.
[0159] Schließlich ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem
siebten Aspekt - ein feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes) Eisen- oder Stahlbauteil, welches
nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, wie vorstehend beschrieben, bzw. in einer
erfindungsgemäßen Anlage, wie vorstehend beschrieben, erhältlich ist.
[0160] Wie bereits eingangs geschildert und insbesondere auch durch die erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiele dokumentiert, sind mit den erfindungsgemäßen Produkten besondere
Vorteile verbunden, insbesondere ein verringerter Übergangs- bzw. Schwermetallgehalt
ebenso wie verbesserte mechanische Eigenschaften sowie Korrosionsschutzeigenschaften.
[0161] Was das erfindungsgemäße feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil anbelangt, so ist
dieses an seiner Oberfläche mit einer Feuerverzinkungsschicht von 0,5 bis 300 µm Dicke,
insbesondere 1 bis 200 µm Dicke, vorzugsweise 1,5 bis 100 µm Dicke, bevorzugt 2 bis
30 µm Dicke, versehen.
[0162] Was das erfindungsgemäße feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil weiterhin anbelangt,
so ist dieses feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil an seiner Oberfläche mit einer
Feuerverzinkungsschicht versehen, wobei die Feuerverzinkungsschicht zumindest im Wesentlichen
frei, vorzugsweise vollkommen frei, von aus der Flussmittelbehandlung stammenden Blei
(Pb) und/oder Nickel (Ni) ist.
[0163] Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist es, wenn das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil
an seiner Oberfläche mit einer Feuerverzinkungsschicht versehen, wobei die Feuerverzinkungsschicht
zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von aus der Flussmittelbehandlung
stammenden Schwermetallen aus der Gruppe von Blei (Pb), Nickel (Ni), Cobalt (Co),
Mangan (Mn), Zinn (Sn), Bismut (Bi) und Antimon (Sb) ausgebildet ist.
[0164] Für weitergehende Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann zur Vermeidung unnötiger
Wiederholungen auf die obigen Ausführungen zu den anderen Erfindungsaspekten verwiesen
werden, welche entsprechend auch für diesen Erfindungsaspekt gelten.
[0165] Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von
Zeichnungen und den Zeichnungen selbst. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der
vorliegenden Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen und
deren Rückbeziehungen.
[0166] Es zeigt:
- Fig. 1
- einen schematischen Verfahrensablauf der einzelnen Stufen bzw. Verfahrensschritte
des erfindungsgemäßen Verfahrens nach einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage gemäß einer besonderen
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[0167] In dem in Fig. 1 dargestellten Verfahrensablaufschema sind die sukzessiven Verfahrensstufen
bzw. Verfahrensschritte a) bis i) schematisch dargestellt, wobei die Verfahrensschritte
b), d), f), h) und i), insbesondere die Verfahrensschritte h) und i), optional sind.
[0168] Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Schema ist der Verfahrensablauf wie folgt, wobei
das erfindungsgemäße Verfahren die nachfolgend genannten Schritte sukzessiv gemäß
dieser Reihenfolge umfasst: Entfettung (Schritt a)), Spülen (Schritt b), optional),
Beizen (Schritt c)), Spülen (Schritt d), optional), Flussmittelbadbehandlung (Schritt
e)), Trocknung (Schritt f), optional), Feuerverzinkung (Schritt g)), Abkühlung (Schritt
h), optional) sowie Nachbearbeitung bzw. Nachbehandlung (Schritt i), optional).
[0169] Für weitergehende Einzelheiten zu dem erfindungsgemäßen Verfahrensablauf kann auf
die vorstehenden allgemeinen Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen
werden.
[0170] In Fig. 2 ist schematisch die Anlage nach der vorliegenden Erfindung mit den einzelnen
Vorrichtungen (A) bis (I) dargestellt, wobei die Vorrichtungen (B), (D), (F), (H)
und (I), insbesondere die Vorrichtungen (H) und (I), optional sind.
[0171] Gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Schema der erfindungsgemäßen Anlage umfasst diese
in der nachfolgend aufgeführten Abfolge die folgenden Vorrichtungen: Entfettungsvorrichtung
(A), gegebenenfalls Spülvorrichtung (B), Beizvorrichtung (C), gegebenenfalls Spülvorrichtung
(D), Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E), gegebenenfalls Trocknungsvorrichtung (F),
Feuerverzinkungsvorrichtung (G), gegebenenfalls Abkühlvorrichtung (H) und gegebenenfalls
Nachbearbeitungs- bzw. Nachbehandlungsvorrichtung (I).
[0172] Für weitergehende Einzelheiten zu der erfindungsgemäßen Anlage kann auf die vorstehenden
allgemeinen Ausführungen zu der Anlage nach der vorliegenden Erfindung verwiesen werden.
[0173] Weitere Ausgestaltungen, Abwandlungen und Variationen der vorliegenden Erfindung
sind für den Fachmann beim Lesen der Beschreibung ohne Weiteres erkennbar und realisierbar,
ohne dass er dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung verlässt.
[0174] Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele veranschaulicht,
welche die vorliegende Erfindung jedoch keinesfalls beschränken sollen, sondern lediglich
die beispielhafte und nicht limitierende Durchführungsweise und Ausgestaltung erläutern.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Allgemeine Vorschrift zur Durchführung (erfindungsgemäß)
[0175] Verschiedene Feuerverzinkungszyklen mit Musterblechen vom Typ S235 (2 mm Dicke, 100
mm x 100 mm Breite) werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahrensablauf gemäß Fig.
1 und mit der erfindungsgemäßen Anlage gemäß Fig. 2 durchgeführt. Die Flussmittelzusammensetzung
und die Zinkbadlegierungen werden jeweils gemäß den nachfolgenden Angaben variiert.
[0176] Das jeweils durchgeführte Feuerverzinkungsverfahren umfasst dabei die folgenden Verfahrensschritte
in der nachfolgend aufgeführten Reihenfolge (wobei die erfindungsgemäß zum Einsatz
kommende Anlage entsprechend ausgebildet ist):
(a) alkalische Entfettungsbehandlung in einem Entfettungsbad (15 Minuten, 70 °C, Zusammensetzung
des Entfettungsbades gemäß Beispiel 1 von EP 1 352 100 B1),
(b) zweifaches Spülen in zwei aufeinander folgenden Spülbädern mit Wasser,
(c) saure Beizbehandlung (40 Minuten, 30 °C, Zusammensetzung des Beizbades gemäß Beispiel
1 von EP 1 352 100 B1),
(d) zweifaches Spülen in zwei aufeinander folgenden Spülbädern mit Wasser,
(e) Flussmittelbehandlung in Flussmittelbad gemäß nachfolgender Spezifikationen (3
Minuten, 60 °C, Tauchbehandlung),
(f) Trocknungsbehandlung (260 °C heißer Luftstrom, 30 Sekunden),
(g) Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) mit einer aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten
Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") in einem Verzinkungsbad gemäß nachfolgender Spezifikationen
(50 Sekunden Tauchbehandlung des vorgewärmten und gefluxten Blechs im Verzinkungsbad,
450 °C),
(i) Abkühlung des aus dem Verzinkungsbad entnommenen und feuerverzinkten Blechs an
der Luft.
Beispielserie 1 (erfindungsgemäß)
[0177] Es werden verschiedene Musterbleche einer wie zuvor beschriebenen Feuerverzinkung,
einschließlich entsprechender wie zuvor beschriebener Vorbehandlungsschritte, unterzogen.
Die Spezifikation der eingesetzten Flussmittelzusammensetzung und des eingesetzten
Flussmittelbades ist wie folgt:
Flussmittelzusammensetzung:
[0178] 78,995 Gew.-% ZnCl
2 13 Gew.-% NH
4Cl, 6 Gew.-% NaCl, 2 Gew.-% KCl, 0,005 Gew.-% (50 ppm) AlCl
3
Flussmittelbad:
[0179]
Flussmittelmenge/-konzentration (Gesamtsalzgehalt): 550 g/l
Ammoniaklösung (5%-ig): 10 ml pro Liter Flussmittelbad zur Einstellung (Anhebung)
des pH-Wertes
pH-Wert: 3,5 (ohne Ammoniaklösung: 3,2)
Netzmittel (nichtionisches Tensid): 0,3 %
Variation des Alkohol-Anteils im Flussmittelbad
[0180]
- a) 0 % Propanol (100 % Wasser)
- b) 5 % Propanol (40 g Propanol, Rest bis 1000 ml aufgefüllt mit Wasser)
- c) 20 % Propanol (160 g Propanol, Rest bis 1000 ml aufgefüllt mit Wasser)
- d) 71,8 % Propanol (574,4 g Propanol, Rest bis 1000 ml aufgefüllt mit Wasser)
- e) 100 % Propanol
Verzinkungsbad
[0181] 100 ppm Aluminium, 0,05 Gew.-% Bismut, 0,3 Gew.-% Zinn, 0,04 Gew.-% Nickel, Rest
Zink (d. h. ad 100 Gew.-%)
Ergebnisse
[0182]
ad a) Das Blech wird durch Eintauchen in die Flussmittellösung vollständig mit Salzen
belegt. Nach dem Trocknungsschritt ist die Oberfläche des Bauteils noch vollständig
feucht. Es bildet sich eine weitestgehend homogene Zinkschicht aus, jedoch mit minimalen
Fehlstellen.
ad b) Das Blech wird durch Eintauchen in die Flussmittellösung vollständig mit Salzen
belegt. Nach dem Trocknungsschritt ist die Oberfläche des Bauteils bereits leicht
angetrocknet. Zur Kontrolle werden die Bleche nach dem Beizen und nach dem Trocknen
verwogen. Im Vergleich zu Variante a) zeigt sich, dass der Flussmittelfilm 2,5 % weniger
wiegt, was auf einen geringeren Restfeuchtegehalt infolge eines schnelleren Trocknens
zurückzuführen ist. Nach dem Verzinken bildet sich eine homogene Zinkschicht ohne
jegliche Fehlstellen aus.
ad c) Das Blech wird durch Eintauchen in die Flussmittellösung vollständig mit Salzen
belegt. Nach dem Trocknungsschritt ist die Oberfläche des Bauteils weitestgehend trocken.
Im Vergleich der Gewichte des Flussmittelfilms mit Variante a) zeigt sich eine 11,5%-ige
Gewichtsreduzierung. Nach dem Verzinken bildet sich eine homogene Zinkschicht ohne
jegliche Fehlstellen aus.
ad d) Das Blech wird durch Eintauchen in die Flussmittellösung vollständig mit Salzen
belegt. Nach dem Trocknungsschritt ist die Oberfläche des Bauteils vollständig trocken.
Im Vergleich der Gewichte des Flussmittelfilms mit Variante a) zeigt sich eine 15%-ige
Reduzierung. Nach dem Verzinken bildet sich eine homogene Zinkschicht ohne jegliche
Fehlstellen aus.
ad e) Die Flussmittelsalze bilden einen Bodensatz, welcher nicht zu lösen ist. Folglich
findet beim Eintauchen des Blechs in das Flussmittel keine effiziente Benetzung der
Stahloberfläche mit Flussmittelsalzen statt. Bei der Verzinkung kommt es daraufhin
nicht zur Reaktion zwischen Zinklegierung und Stahl, d. h. es ist keine effiziente
Verzinkbarkeit gegeben.
Allgemeine Erkenntnisse
[0183] Bei gleichen Trocknungsbedingungen (d. h. gleichen Trocknungszeiten und Trocknungstemperaturen)
führt der Einsatz von Alkohol im Flussmittelbad bereits bei geringen Mengenanteilen
und auch bis zu hohen Mengenanteilen zu einem schnelleren Trocknen des Flussmittelfilms
und zu einer besseren Verzinkungsqualität. Hieraus resultiert, dass eine bessere Trocknung
zu einer besseren Verzinkungsqualität führt.
[0184] Auch bei Korrosionstestungen (Salzsprühtest bzw. Salzsprühnebeltest gemäß DIN EN
ISO 9227:2012) zeigen die mit dem Alkohol enthaltenden Flussmittel vorbehandelten
feuerverzinkten Bleche deutlich längere Standzeiten (bis zu 40 % Standzeitverbesserung)
gegenüber feuerverzinkten Bleche, welche mit dem ansonsten identischen Flussmittel
(jedoch ohne jeglichen Alkoholanteil, d. h. rein wässrig) vorbehandelt sind.
Beispielserien 2 bis 5 (erfindungsgemäß)
[0185] Beispielserie 1 wird wiederholt, jedoch mit abweichender Zusammensetzung des Verzinkungsbades.
Verzinkungsbad für Beispielserie 2
[0186] 500 ppm Aluminium, 0,05 Gew.-% Bismut, 0,3 Gew.-% Zinn, 0,04 Gew.-% Nickel, Rest
Zink (d. h. ad 100 Gew.-%)
Verzinkungsbad für Beispielserie 3
[0187] 1.000 ppm Aluminium, 50 ppm Silizium, Rest Zink (d. h. ad 100 Gew.-%)
Verzinkungsbad für Beispielserie 4
[0188] 5,42 Gew.-% Aluminium, Rest Zink (d. h. ad 100 Gew.-%)
Verzinkungsbad für Beispielserie 5
[0189] Aluminium 4,51 Gew.-%, Rest Zink (d. h. ad 100 Gew.-%)
Ergebnisse
[0190] Es werden analoge Ergebnisse zur Beispielserie 1 erhalten, wobei speziell im Fall
der Beispielserien 4 und 5 auch optisch signifikant verbesserte, d. h. besonders glänzende
Oberflächen resultieren.
Beispielserien 6 bis 10 (erfindungsgemäß)
[0191] Beispielserien 1 bis 5 werden wiederholt, jedoch mit abweichender Flussmittelzusammensetzung
(Verwendung von 0,005 Gew.-% bzw. 50 ppm AgCI anstelle von AlCl
3).
Ergebnisse
[0192] Es werden analoge Ergebnisse zu den Beispielserien 1 bis 5 erhalten.
Beispielserien 11 bis 15 (erfindungsgemäß)
[0193] Beispielserien 1 bis 5 werden wiederholt, jedoch mit abweichender Flussmittelzusammensetzung
(Verwendung einer Kombination von 0,0025 Gew.-% bzw. 25 ppm AgCl
und 0,0025 Gew.-% bzw. 25 ppm AlCl
3 anstelle von AlCl
3 allein).
Ergebnisse
[0194] Es werden analoge Ergebnisse zu den Beispielserien 1 bis 5 erhalten.
Beispielserien 16 bis 30 (Vergleich)
[0195] Beispielserien 1 bis 15 werden wiederholt, jedoch mit abweichender Flussmittelzusammensetzung
(vollständiges Weglassen von AlCl
3 und AgCl).
Ergebnisse
[0196] Im Fall der Alkoholgehalte a) bis d) resultieren jeweils nach dem Verzinken stark
inhomogene Zinkschichten mit einer signifikanten Anzahl von Fehlstellen und deutlich
sichtbaren Defektstrukturen.
[0197] Im Falle der Alkoholgehalte von e) ist auch hier überhaupt keine Verzinkbarkeit gegeben,
da die Flussmittelsalze einen nicht lösbaren Bodensatz bilden.
Allgemeine Rezepturen für Flussmittel (erfindungsgemäß)
[0198] Nachfolgend werden allgemeine Rezepturangaben für typische erfindungsgemäße Flussmittelzusammensetzungen
und Flussmittelbäder mit Optimierung in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Zink/Aluminium-Schmelze
gegeben.
Flussmittelzusammensetzung
ZnCl2 |
56 bis 85 % |
|
|
Für Al = 4,2 bis 6,2 %: |
typischerweise 77 bis 82 % |
|
Für Al bis 1.000 ppm: |
typischerweise 56 bis 62 % |
NH4Cl |
10 bis 44 % |
|
|
Für Al = 4,2 bis 6,2 %: |
typischerweise 10 bis 15 % |
|
Für Al bis 1.000ppm: |
typischerweise 38 bis 44 % |
NaCl |
> 0 bis 6 % |
|
|
Für Al = 4,2 bis 6,2 %: |
typischerweise 5 bis 7 % |
|
Für Al bis 1.000 ppm: |
typischerweise > 0 bis 1 % |
KCl |
> 0 bis 2 % |
|
|
Für Al = 4,2 bis 6,2 %: |
typischerweise 1 bis 3 % |
|
Für Al bis 1.000 ppm: |
typischerweise > 0 bis 0,5 % |
AgCl/AlCl3 |
0,5 bis 500 ppm |
|
[0199] Alle vorstehenden Prozentangaben (Gew.-%) bezogen auf den Feststoff-Salzgehalt (Trockengewicht).
Flussmittelbad
[0200] Salzgehalt (Flussmittelzusammensetzung) insgesamt 200 bis 700 g/l, typischerweise
450 bis 550 g/l
pH im Bereich von 2,5 bis 5
Für Al =4,2 bis 6,2 %: |
typischerweise 2,5 bis 3,5 |
Für Al bis 1.000 ppm: |
typischerweise 4 bis 5 % |
ausreichende Menge an anorganischer Säure und Ammoniaklösung zur Einstellung des erforderlichen
pH-Werts (Feineinstellung mit Ammoniaklösung)
[0201] Temperatur des Flussmittels im Bereich von 15 bis 80 °C
Für Al = 4,2 bis 6,2 %: |
typischerweise 50 bis 70°C |
Für Al bis 1.000 ppm: |
typischerweise 35 bis 60°C |
[0202] Netzmittelgehalt 0,2 bis 5%
[0203] Lösung mit einem Anteil Propanol und/oder Ethanol von 0,2 bis 72 %
Für Al=4,2 bis 6,2 %: |
typischerweise 5 bis 20 % |
Für Al bis 1.000 ppm: |
typischerweise 5 bis 20 % |
[0204] Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden allgemeinen Aspekte weiter veranschaulicht:
Aspekt 1:
1. Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines Eisen- oder Stahlbauteils,
wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte in der nachfolgend aufgeführten
Reihenfolge umfasst:
- (a) Entfettungsbehandlung, vorzugsweise alkalische Entfettungsbehandlung, des Eisen-
oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Entfettungsbad; dann
- (b) gegebenenfalls Spülen des in Verfahrensschritt (a) entfetteten Eisen- oder Stahlbauteils,
insbesondere in mindestens einem Spülbad; dann
- (c) Beizbehandlung, vorzugsweise saure Beizbehandlung, des in Verfahrensschritt (a)
entfetteten und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (b) gespülten Eisen- oder Stahlbauteils,
insbesondere in mindestens einem Beizbad; dann
- (d) gegebenenfalls Spülen des in Verfahrensschritt (c) gebeizten Eisen- oder Stahlbauteils,
insbesondere in mindestens einem Spülbad; dann
- (e) Flussmittelbehandlung des in Verfahrensschritt (c) gebeizten und gegebenenfalls
in Verfahrensschritt (d) gespülten Eisen- oder Stahlbauteils mittels einer Flussmittelzusammensetzung
in einem Flussmittelbad,
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase
umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung
enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster
Form, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl2), (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere
Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCl), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei,
vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist; dann
- (f) gegebenenfalls Trocknungsbehandlung des in Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung
unterzogenen Eisen- oder Stahlbauteils; dann
- (g) Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) des in Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung
unterzogenen und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (f) getrockneten Eisen- oder
Stahlbauteils in einer aluminiumhaltigen, insbesondere aluminiumlegierten Zinkschmelze
("Zn/Al-Schmelze"), insbesondere in einem die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte
Zinkschmelze enthaltenden Verzinkungsbad, vorzugsweise durch Tauchen des Eisen- oder
Stahlbauteils in die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze
und/oder in das Verzinkungsbad.
Aspekt 2:
2. Verfahren nach Aspekt 1,
wobei das Flussmittelbad sauer eingestellt wird; und/oder
wobei das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere
sauren pH-Wert eingestellt wird, insbesondere im pH-Wert-Bereich von 0 bis 6,9, vorzugsweise
im pH-Wert-Bereich von 0,5 bis 6,5, bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1 bis 5,5, besonders
bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1,5 bis 5, ganz besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich
von 2 bis 4,5, noch mehr bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4; und/oder
wobei das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere
sauren pH-Wert eingestellt wird, wobei die Einstellung des pH-Werts mittels einer
vorzugsweise anorganischen Säure in Kombination mit einer vorzugsweise anorganischen
basischen Verbindung, insbesondere Ammoniak (NH3), erfolgt.
Aspekt 3:
3. Verfahren nach Aspekt 1 oder 2,
wobei das Flussmittelbad das Alkohol/Wasser-Gemisch in einem gewichtsbezogenen Alkohol/Wasser-Mengenverhältnis
im Bereich von 0,5 : 99,5 bis 99 : 1, insbesondere im Bereich von 2 : 98 bis 95 :
5, vorzugsweise im Bereich von 5 : 95 bis 90 : 10, bevorzugt im Bereich von 5 : 95
bis 50 : 50, besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 45 : 55, ganz besonders
bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, noch mehr bevorzugt im Bereich von 10
: 90 bis 30 : 70, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, enthält; und/oder
wobei das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/WasserGemisch, in einer
Menge von mindestens 0,5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von mindestens 1 Gew.-%,
vorzugsweise in einer Menge von mindestens 2 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer
Menge von mindestens 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 4
Gew.-%, enthält; und/oder
wobei das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/WasserGemisch, in einer
Menge von bis zu 90 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von bis zu 70 Gew.-%, vorzugsweise
in einer Menge von bis zu 50 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von bis zu
30 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von bis zu 25 Gew.-%, enthält; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist
aus Alkoholen mit Siedepunkten unter Atmosphärendruck (1.013,25 hPa) im Bereich von
40 °C bis 200 °C, insbesondere im Bereich von 45 °C bis 180 °C, vorzugsweise im Bereich
von 50 °C bis 150 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 55 °C bis 130 °C, ganz besonders
bevorzugt im Bereich von 60 °C bis 110 °C; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser
mischbarer und/oder ein in Wasser löslicher Alkohol ist; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser
ein azeotropes Gemisch bildender Alkohol ist; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist
aus der Gruppe von C1-C10-Alkoholen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen und deren Mischungen; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist
aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen,
cycloaliphatischen oder aromatischen, primären, sekundären oder tertiären, ein-, zwei-
oder dreiwertigen C1-C10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten,
aliphatischen, primären, sekundären oder tertiären einwertigen C1-C10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist
aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol,
2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol,
3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol,
Hexan-1-ol, Heptan-1-ol, Octan-1-ol, Nonan-1-ol, Decan-1-ol, Ethan-1,2-diol, Propan-1,2-diol,
Cyclopentanol, Cyclohexanol, Prop-2-en-1-ol, But-2-en-1ol und deren Mischungen, insbesondere
aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol,
2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol,
3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol
und deren Mischungen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol,
Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol und
deren Mischungen, noch mehr bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol,
Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol und deren Mischungen; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist
aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol
und deren Mischungen; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein tensidischer
Alkohol (Tensid-Alkohol) und/oder ein Alkohol mit tensidischen Eigenschaften ist,
insbesondere ausgewählt aus alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten oder propoxylierten
C6-C25-Alkoholen, vorzugsweise C8-C15-Alkoholen, und alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten oder propoxylierten Fettalkoholen,
vorzugsweise C6-C30-Fettalkoholen, hydroxylfunktionellen Polyalkylenglykolethern, hydroxylfunktionellen
Fettalkoholalkoxylaten, insbesondere C6-C30-Fettalkoholalkoxylaten, hydroxylfunktionellen Alkyl(poly)-glukosiden und hydroxylfunktionellen
Alkylphenolalkoxylaten sowie deren Mischungen.
Aspekt 4:
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das Flussmittelbad außerdem mindestens ein Netzmittel und/oder Tensid, insbesondere
mindestens ein ionisches oder nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, bevorzugt
mindestens ein nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, enthält;
insbesondere wobei das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid
in Mengen von 0,0001 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 10 Gew.-%,
bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 8 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01
bis 6 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Gew.-%, noch mehr
bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthält;
und/oder
insbesondere wobei das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid
in Mengen von 0,0001 bis 10 Vol.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 8 Vol.-%,
bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01
bis 5 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Vol.-%, noch mehr
bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Vol.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthält.
Aspekt 5:
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von mindestens
150 g/l, insbesondere in einer Menge von mindestens 200 g/l, vorzugsweise in einer
Menge von mindestens 250 g/l, bevorzugt in einer Menge von mindestens 300 g/l, besonders
bevorzugt in einer Menge von mindestens 400 g/l, ganz besonders bevorzugt in einer
Menge von mindestens 450 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 500
g/l, enthält, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung;
und/oder
wobei das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von 150 g/l
bis 750 g/l, insbesondere in einer Menge von 200 g/l bis 700 g/l, vorzugsweise in
einer Menge von 250 g/l bis 650 g/l, bevorzugt in einer Menge von 300 g/l bis 625
g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von 400 g/l bis 600 g/l, ganz besonders bevorzugt
in einer Menge von 450 g/l bis 580 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von 500
g/l bis 575 g/l, enthält, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung.
Aspekt 6:
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe
- (i) Zinkchlorid (ZnCl2), insbesondere in Mengen im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich
von 55 bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 60 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt
im Bereich von 65 bis 82,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 70 bis 82 Gew.-%,
- (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), insbesondere in Mengen im Bereich von 5 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich
von 7,5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 10 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt
im Bereich von 11 bis 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 12 bis 20 Gew.-%,
- (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz, insbesondere in
Mengen im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-%,
bevorzugt im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis
12,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 4 bis 10 Gew.-%, und
- (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere
Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCI), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), insbesondere in Mengen im Bereich von 1 • 10-7 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 • 10-6 bis 1,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 • 10-5 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 • 10-5 bis 0,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 5 • 10-5 bis 5 • 10-3 Gew.-%
enthält, wobei alle vorgenannten Mengenangaben auf die Zusammensetzung bezogen sind
und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise
vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist.
Aspekt 7:
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente
(iii) ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid enthält; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente
(iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls
aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs),
Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie
der Kombinationen enthält; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente
(iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkali- und/oder Erdalkalisalze, insbesondere
mindestens zwei Alkali- und/oder Erdalkalisalze eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls
aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs),
Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie
der Kombinationen, enthält; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente
(iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkalisalze, insbesondere zwei voneinander
verschiedene Alkalichloride, vorzugsweise Natriumchlorid und Kaliumchlorid, insbesondere mit einem Natrium/Kalium-Gewichtsverhältnis im Bereich
von 50 : 1 bis 1 : 50, insbesondere im Bereich von 25 : 1 bis 1 : 25, vorzugsweise
im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 10, enthält.
Aspekt 8:
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise
vollkommen frei, auch von Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise
vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist und/oder wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen
frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Chloriden aus der Gruppe von Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise
vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen von Metallen aus der Gruppe von Blei
(Pb), Nickel (Ni), Cobalt (Co), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Bismut (Bi) und Antimon (Sb) ausgebildet ist; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung, abgesehen von Zinkchlorid (ZnCl2) sowie von Aluminium- und/oder Silbersalz, insbesondere Silberchlorid (AgCl) und/oder
Aluminiumchlorid (AlCl3), zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen
von Übergangs- und Schwermetallen ausgebildet ist.
Aspekt 9:
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die Flussmittelbehandlung in Verfahrensschritt (e) durch Inkontaktbringen des
Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung,
insbesondere durch Tauchen oder Sprühauftrag, vorzugsweise Tauchen, erfolgt, insbesondere
wobei das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von 0,001 bis 30 Minuten, insbesondere
0,01 bis 20 Minuten, vorzugsweise 0,1 bis 15 Minuten, vorzugsweise 0,5 bis 10 Minuten,
besonders bevorzugt 1 bis 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung
in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird, und/oder
insbesondere wobei das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von bis zu 30 Minuten,
insbesondere bis zu 20 Minuten, vorzugsweise bis zu 15 Minuten, vorzugsweise bis zu
10 Minuten, besonders bevorzugt bis zu 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder
der Flussmittelzusammensetzung in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad
getaucht wird; und/oder
wobei die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) bei einer Temperatur im Bereich
von 50 bis 400 °C, insbesondere im Bereich von 75 bis 350 °C, vorzugsweise im Bereich
von 100 bis 300 °C, bevorzugt im Bereich von 125 bis 275 °C, besonders bevorzugt im
Bereich von 150 bis 250 °C, erfolgt und/oder wobei die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt
(f) bei einer Temperatur bis zu 400 °C, insbesondere bis zu 350 °C, vorzugsweise bis
zu 300 °C, bevorzugt bis zu 275 °C, besonders bevorzugt bis zu 250 °C, erfolgt; und/oder
wobei die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) derart durchgeführt wird,
dass die Oberfläche des Eisen- oder Stahlbauteils bei der Trocknung eine Temperatur
im Bereich von 100 bis 300 °C, insbesondere im Bereich von 125 bis 275 °C, vorzugsweise
im Bereich von 150 bis 250 °C, bevorzugt im Bereich von 160 bis 225 °C, besonders
bevorzugt im Bereich von 170 bis 200 °C, aufweist; und/oder
wobei die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) in Gegenwart von und/oder
mittels Luft erfolgt; und/oder
wobei die Trocknungsbehandlung in mindestens einer Trocknungseinrichtung, insbesondere
in mindestens einem Ofen, erfolgt.
Aspekt 10:
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Aluminium im Bereich von 0,0001 bis 25
Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von
0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt
im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05
bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%, aufweist, bezogen
auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad, insbesondere wobei die aluminiumhaltige, insbesondere
aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, bezogen
auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Zink von mindestens 75 Gew.-%, insbesondere
mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 85 Gew.-%, bevorzugt mindestens 90 Gew.-%,
sowie gegebenenfalls mindestens ein weiteres Metall, insbesondere in Mengen von bis
zu 5 Gew.-% und/oder insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Bismut (Bi), Blei
(Pb), Zinn (Sn), Nickel (Ni), Silizium (Si), Magnesium (Mg) und deren Kombinationen,
aufweist, wobei alle vorstehend genannten Mengenangaben derart auszuwählen sind, dass
insgesamt 100 Gew.-% resultieren; und/oder
wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad die folgende Zusammensetzung aufweist, wobei alle nachfolgend
genannten Mengenangaben auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze
("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad bezogen sind und derart auszuwählen
sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren:
- (i) Zink (Zn), insbesondere in Mengen im Bereich von 75 bis 99,9999 Gew.-%, insbesondere
im Bereich von 80 bis 99,999 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 82,5 bis 99,995 Gew.-%,
bevorzugt im Bereich von 85 bis 99,99 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 87,5
bis 99,98 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 90 bis 99,95 Gew.-%, noch
mehr bevorzugt im Bereich von 92 bis 99,9 Gew.-%,
- (ii) Aluminium (AI), insbesondere in Mengen im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere
im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%,
bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02
bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch
mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%,
- (iii) gegebenenfalls Bismut (Bi), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
- (iv) gegebenenfalls Blei (Pb), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,2 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
- (v) gegebenenfalls Zinn (Sn), insbesondere in Mengen von bis zu 0,9 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,6 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%,
- (vi) gegebenenfalls Nickel (Ni), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,08 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,06 Gew.-%,
- (vii) gegebenenfalls Silizium (Si), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,05 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,01
Gew.-%,
- (viii) gegebenenfalls Magnesium (Mg), insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-%,
vorzugsweise in Mengen von bis zu 2,5 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,8 Gew.-%;
und/oder
wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad eine Temperatur im Bereich von 375 °C bis 750 °C, insbesondere
Temperatur im Bereich von 380 °C bis 700 °C, vorzugsweise Temperatur im Bereich von
390 °C bis 680 °C, noch mehr bevorzugt im Bereich von 395 °C bis 675 °C, aufweist;
und/oder
wobei das Eisen- oder Stahlbauteil in die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte
Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder in das Verzinkungsbad getaucht, insbesondere
hierin getaucht und bewegt, wird, insbesondere für eine Zeitdauer, welche ausreichend
ist, um eine wirksame Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung), zu gewährleisten,
insbesondere für eine Zeitdauer im Bereich von 0,0001 bis 60 Minuten, vorzugsweise
im Bereich von 0,001 bis 45 Minuten, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 30 Minuten,
noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 15 Minuten; und/oder
wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad mit mindestens einem Inertgas, insbesondere Stickstoff,
kontaktiert und/oder gespült oder durchgeleitet wird.
Aspekt 11:
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das Verfahren kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben wird; und/oder
wobei das Eisen- oder Stahlbauteil ein einzelnes Erzeugnis oder eine Vielzahl einzelner
Erzeugnisse ist oder wobei das Eisen- oder Stahlbauteil ein Langprodukt, insbesondere
ein Draht-, Rohr-, Blech-, Coil-Material oder dergleichen, ist.
Aspekt 12:
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei sich der in Verfahrensschritt (g) durchgeführten Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung)
ein Abkühlungsschritt (h) anschließt und/oder wobei das in Verfahrensschritt (g) feuerverzinkte
(schmelztauchverzinkte) Eisen- oder Stahlbauteil einer Abkühlungsbehandlung (h) unterzogen
wird, gegebenenfalls gefolgt von einem weiteren Nachbearbeitungs- und/oder Nachbehandlungsschritt
(i);
insbesondere wobei der Abkühlungsschritt (h) und/oder die Abkühlungsbehandlung (h)
mittels Luft und/oder in Gegenwart von Luft erfolgt, vorzugsweise bis auf Umgebungstemperatur.
Aspekt 13:
13. Anlage zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) von Eisen- oder Stahlbauteilen,
insbesondere Anlage zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorangehenden
Aspekte,
wobei die Anlage die folgenden Behandlungsvorrichtungen in der nachfolgend aufgeführten
Abfolge umfasst:
- (A) mindestens eine Entfettungsvorrichtung, insbesondere mindestens ein Entfettungsbad,
zur vorzugsweise alkalischen Entfettungsbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen;
in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (A)
- (B) gegebenenfalls mindestens eine Spülvorrichtung, insbesondere mindestens ein Spülbad,
zum Spülen von in der Entfettungsvorrichtung (A) entfetteten Eisen- oder Stahlbauteilen;
in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (B)
- (C) mindestens eine Beizvorrichtung, insbesondere mindestens ein Beizbad, zur vorzugsweise
sauren Beizbehandlung von in der Entfettungsvorrichtung (A) entfetteten und gegebenenfalls
in der Spülvorrichtung (B) gespülten Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung
nachgeschaltet oder stromabwärts zu (C)
- (D) gegebenenfalls mindestens eine Spülvorrichtung, insbesondere mindestens ein Spülbad,
zum Spülen von in der Beizvorrichtung (C) gebeizten Eisen- oder Stahlbauteilen; in
Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (D)
- (E) mindestens eine Flussmittelbehandlungsvorrichtung zur Flussmittelbehandlung von
in der Beizvorrichtung (C) gebeizten und gegebenenfalls in der Spülvorrichtung (D)
gespülten Eisen- oder Stahlbauteilen, wobei die Flussmittelbehandlungsvorrichtung
mindestens ein Flussmittelbad mit einer Flussmittelzusammensetzung enthält,
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase
umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung
enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster
Form, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl2), (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere
Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCI), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei,
vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (E)
- (F) gegebenenfalls mindestens eine Trocknungsvorrichtung zur Trocknung von in der
Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) einer Flussmittelbehandlung unterzogenen Eisen-
oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (F)
- (G) mindestens eine Feuerverzinkungsvorrichtung (Schmelztauchverzinkungsvorrichtung)
zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) von in der Flussmittelbehandlungsvorrichtung
(E) einer Flussmittelbehandlung unterzogenen und gegebenenfalls in der Trocknungsvorrichtung
(F) getrockneten Eisen- oder Stahlbauteilen,
wobei die Feuerverzinkungsvorrichtung (Schmelztauchverzinkungsvorrichtung) mindestens
eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"),
insbesondere mindestens ein eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte
Zinkschmelze enthaltendes Verzinkungsbad, vorzugsweise ausgebildet zum Tauchen von
Eisen- oder Stahlbauteilen, umfasst.
Aspekt 14:
14. Anlage nach Aspekt 13,
wobei das Flussmittelbad sauer eingestellt ist; und/oder
wobei das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere
sauren pH-Wert eingestellt ist, insbesondere im pH-Wert-Bereich von 0 bis 6,9, vorzugsweise
im pH-Wert-Bereich von 0,5 bis 6,5, bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1 bis 5,5, besonders
bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1,5 bis 5, ganz besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich
von 2 bis 4,5, noch mehr bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4; und/oder
wobei das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere
sauren pH-Wert eingestellt ist, wobei die Einstellung des pH-Werts mittels einer vorzugsweise
anorganischen Säure in Kombination mit einer vorzugsweise anorganischen basischen
Verbindung, insbesondere Ammoniak (NH3), erfolgt ist.
Aspekt 15:
15. Anlage nach Aspekt 13 oder 14,
wobei das Flussmittelbad das Alkohol/Wasser-Gemisch in einem gewichtsbezogenen Alkohol/Wasser-Mengenverhältnis
im Bereich von 0,5 : 99,5 bis 99 : 1, insbesondere im Bereich von 2 : 98 bis 95 :
5, vorzugsweise im Bereich von 5 : 95 bis 90 : 10, bevorzugt im Bereich von 5 : 95
bis 50 : 50, besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 45 : 55, ganz besonders
bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, noch mehr bevorzugt im Bereich von 10
: 90 bis 30 : 70, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, enthält; und/oder
wobei das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/WasserGemisch, in einer
Menge von mindestens 0,5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von mindestens 1 Gew.-%,
vorzugsweise in einer Menge von mindestens 2 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer
Menge von mindestens 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 4
Gew.-%, enthält; und/oder
wobei das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/WasserGemisch, in einer
Menge von bis zu 90 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von bis zu 70 Gew.-%, vorzugsweise
in einer Menge von bis zu 50 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von bis zu
30 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von bis zu 25 Gew.-%, enthält; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist
aus Alkoholen mit Siedepunkten unter Atmosphärendruck (1.013,25 hPa) im Bereich von
40 °C bis 200 °C, insbesondere im Bereich von 45 °C bis 180 °C, vorzugsweise im Bereich
von 50 °C bis 150 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 55 °C bis 130 °C, ganz besonders
bevorzugt im Bereich von 60 °C bis 110 °C; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser
mischbarer und/oder ein in Wasser löslicher Alkohol ist; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser
ein azeotropes Gemisch bildender Alkohol ist; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist
aus der Gruppe von C1-C10-Alkoholen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen und deren Mischungen; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist
aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen,
cycloaliphatischen oder aromatischen, primären, sekundären oder tertiären, ein-, zwei-
oder dreiwertigen C1-C10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten,
aliphatischen, primären, sekundären oder tertiären einwertigen C1-C10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist
aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol,
2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol,
3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol,
Hexan-1-ol, Heptan-1-ol, Octan-1-ol, Nonan-1-ol, Decan-1-ol, Ethan-1,2-diol, Propan-1,2-diol,
Cyclopentanol, Cyclohexanol, Prop-2-en-1-ol, But-2-en-1ol und deren Mischungen, insbesondere
aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol,
2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol,
3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol
und deren Mischungen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol,
Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol und
deren Mischungen, noch mehr bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol,
Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol und deren Mischungen; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist
aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol
und deren Mischungen; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein tensidischer
Alkohol (Tensid-Alkohol) und/oder ein Alkohol mit tensidischen Eigenschaften ist,
insbesondere ausgewählt aus alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten oder propoxylierten
C6-C25-Alkoholen, vorzugsweise C8-C15-Alkoholen, und alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten oder propoxylierten Fettalkoholen,
vorzugsweise C6-C30-Fettalkoholen, hydroxylfunktionellen Polyalkylenglykolethern, hydroxylfunktionellen
Fettalkoholalkoxylaten, insbesondere C6-C30-Fettalkoholalkoxylaten, hydroxylfunktionellen Alkyl(poly)-glukosiden und hydroxylfunktionellen
Alkylphenolalkoxylaten sowie deren Mischungen.
Aspekt 16:
16. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das Flussmittelbad außerdem mindestens ein Netzmittel und/oder Tensid, insbesondere
mindestens ein ionisches oder nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, bevorzugt
mindestens ein nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, enthält;
insbesondere wobei das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid
in Mengen von 0,0001 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 10 Gew.-%,
bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 8 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01
bis 6 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Gew.-%, noch mehr
bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthält;
und/oder
insbesondere wobei das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid
in Mengen von 0,0001 bis 10 Vol.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 8 Vol.-%,
bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01
bis 5 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Vol.-%, noch mehr
bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Vol.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthält.
Aspekt 17:
17. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von mindestens
150 g/, insbesondere in einer Menge von mindestens 200 g/l, vorzugsweise in einer
Menge von mindestens 250 g/l, bevorzugt in einer Menge von mindestens 300 g/l, besonders
bevorzugt in einer Menge von mindestens 400 g/l, ganz besonders bevorzugt in einer
Menge von mindestens 450 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 500
g/l, enthält, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung;
und/oder
wobei das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von 150 g/l
bis 750 g/l, insbesondere in einer Menge von 200 g/l bis 700 g/l, vorzugsweise in
einer Menge von 250 g/l bis 650 g/l, bevorzugt in einer Menge von 300 g/l bis 625
g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von 400 g/l bis 600 g/l, ganz besonders bevorzugt
in einer Menge von 450 g/l bis 580 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von 500
g/l bis 575 g/l, enthält, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung.
Aspekt 18:
18. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe
- (i) Zinkchlorid (ZnCl2), insbesondere in Mengen im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich
von 55 bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 60 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt
im Bereich von 65 bis 82,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 70 bis 82 Gew.-%,
- (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), insbesondere in Mengen im Bereich von 5 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich
von 7,5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 10 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt
im Bereich von 11 bis 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 12 bis 20 Gew.-%,
- (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz, insbesondere in
Mengen im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-%,
bevorzugt im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis
12,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 4 bis 10 Gew.-%, und
- (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere
Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCI), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), insbesondere in Mengen im Bereich von 1 • 10-7 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 • 10-6 bis 1,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 • 10-5 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 • 10-5 bis 0,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 5 • 10-5 bis 5 • 10-3 Gew.-%
enthält, wobei alle vorgenannten Mengenangaben auf die Zusammensetzung bezogen sind
und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise
vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist.
Aspekt 19:
19. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente
(iii) ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid enthält; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente
(iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls
aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs),
Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie
der Kombinationen enthält; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente
(iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkali- und/oder Erdalkalisalze, insbesondere
mindestens zwei Alkali- und/oder Erdalkalisalze eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls
aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs),
Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie
der Kombinationen, enthält; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente
(iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkalisalze, insbesondere zwei voneinander
verschiedene Alkalichloride, vorzugsweise Natriumchlorid und Kaliumchlorid, insbesondere mit einem Natrium/Kalium-Gewichtsverhältnis im Bereich
von 50 : 1 bis 1 : 50, insbesondere im Bereich von 25 : 1 bis 1 : 25, vorzugsweise
im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 10, enthält.
Aspekt 20:
20. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise
vollkommen frei, auch von Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise
vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist und/oder wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen
frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Chloriden aus der Gruppe von Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise
vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen von Metallen aus der Gruppe von Blei
(Pb), Nickel (Ni), Cobalt (Co), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Bismut (Bi) und Antimon (Sb) ausgebildet ist; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung, abgesehen von Zinkchlorid (ZnCl2) sowie von Aluminium- und/oder Silbersalz, insbesondere Silberchlorid (AgCI) und/oder
Aluminiumchlorid (AlCl3), zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen
von Übergangs- und Schwermetallen ausgebildet ist.
Aspekt 21:
21. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) eine Einrichtung zum Inkontaktbringen
des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung,
insbesondere eine Einrichtung zum Tauchen oder zum Sprühauftrag, vorzugsweise eine
Einrichtung zum Tauchen, umfasst, insbesondere wobei die Einrichtung zum Inkontaktbringen
des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung
derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung,
dass das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von 0,001 bis 30 Minuten, insbesondere
0,01 bis 20 Minuten, vorzugsweise 0,1 bis 15 Minuten, vorzugsweise 0,5 bis 10 Minuten,
besonders bevorzugt 1 bis 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung
in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird, und/oder
insbesondere wobei die Einrichtung zum Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils
mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung derart steuerbar ist
und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass
das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von bis zu 30 Minuten, insbesondere bis
zu 20 Minuten, vorzugsweise bis zu 15 Minuten, vorzugsweise bis zu 10 Minuten, besonders
bevorzugt bis zu 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung
in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird; und/oder
wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) derart steuerbar ist und/oder derart
gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass die Trocknungsbehandlung
bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 400 °C, insbesondere im Bereich von 75
bis 350 °C, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 300 °C, bevorzugt im Bereich von 125
bis 275 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 150 bis 250 °C, erfolgt und/oder dass
die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) bei einer Temperatur bis zu 400
°C, insbesondere bis zu 350 °C, vorzugsweise bis zu 300 °C, bevorzugt bis zu 275 °C,
besonders bevorzugt bis zu 250 °C, erfolgt; und/oder
wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) derart steuerbar ist und/oder derart
gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass die Trocknungsbehandlung
derart durchgeführt wird, dass die Oberfläche des Eisen- oder Stahlbauteils bei der
Trocknung eine Temperatur im Bereich von 100 bis 300 °C, insbesondere im Bereich von
125 bis 275 °C, vorzugsweise im Bereich von 150 bis 250 °C, bevorzugt im Bereich von
160 bis 225 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 170 bis 200 °C, aufweist; und/oder
wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) in Gegenwart von Luft betrieben wird
und/oder wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) mindestens einen Einlass zum
Einführen und/oder Einlassen von Luft aufweist; und/oder
wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) mindestens eine Trocknungseinrichtung,
insbesondere mindestens einen Ofen, umfasst.
Aspekt 22:
22. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Aluminium im Bereich von 0,0001 bis 25
Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von
0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt
im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05
bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%, aufweist, bezogen
auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad, insbesondere wobei die aluminiumhaltige, insbesondere
aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, bezogen
auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Zink von mindestens 75 Gew.-%, insbesondere
mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 85 Gew.-%, bevorzugt mindestens 90 Gew.-%,
sowie gegebenenfalls mindestens ein weiteres Metall, insbesondere in Mengen von bis
zu 5 Gew.-% und/oder insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Bismut (Bi), Blei
(Pb), Zinn (Sn), Nickel (Ni), Silizium (Si), Magnesium (Mg) und deren Kombinationen,
aufweist, wobei alle vorstehend genannten Mengenangaben derart auszuwählen sind, dass
insgesamt 100 Gew.-% resultieren; und/oder
wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad die folgende Zusammensetzung aufweist, wobei alle nachfolgend
genannten Mengenangaben auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze
("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad bezogen sind und derart auszuwählen
sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren:
- (i) Zink (Zn), insbesondere in Mengen im Bereich von 75 bis 99,9999 Gew.-%, insbesondere
im Bereich von 80 bis 99,999 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 82,5 bis 99,995 Gew.-%,
bevorzugt im Bereich von 85 bis 99,99 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 87,5
bis 99,98 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 90 bis 99,95 Gew.-%, noch
mehr bevorzugt im Bereich von 92 bis 99,9 Gew.-%,
- (ii) Aluminium (AI), insbesondere in Mengen im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere
im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%,
bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02
bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch
mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%,
- (iii) gegebenenfalls Bismut (Bi), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
- (iv) gegebenenfalls Blei (Pb), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,2 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
- (v) gegebenenfalls Zinn (Sn), insbesondere in Mengen von bis zu 0,9 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,6 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%,
- (vi) gegebenenfalls Nickel (Ni), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,08 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,06 Gew.-%,
- (vii) gegebenenfalls Silizium (Si), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,05 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,01
Gew.-%
- (viii) gegebenenfalls Magnesium (Mg), insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-%,
vorzugsweise in Mengen von bis zu 2,5 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,8 Gew.-%;
und/oder
wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad eine Temperatur im Bereich von 375 °C bis 750 °C, insbesondere
Temperatur im Bereich von 380 °C bis 700 °C, vorzugsweise Temperatur im Bereich von
390 °C bis 680 °C, noch mehr bevorzugt im Bereich von 395 °C bis 675 °C, aufweist;
und/oder
wobei die Feuerverzinkungsvorrichtung (G) derart ausgestaltet und/oder betreibbar
ist und/oder derart ausgestaltet und/oder betrieben wird, insbesondere derart steuerbar
ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung,
dass das Eisen- oder Stahlbauteil in die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte
Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder in das Verzinkungsbad getaucht, insbesondere
hierin getaucht und bewegt, wird, insbesondere für eine Zeitdauer, welche ausreichend
ist, um eine wirksame Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung), zu gewährleisten,
insbesondere für eine Zeitdauer im Bereich von 0,0001 bis 60 Minuten, vorzugsweise
im Bereich von 0,001 bis 45 Minuten, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 30 Minuten,
noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 15 Minuten; und/oder
wobei die Feuerverzinkungsvorrichtung (G) mindestens eine Einrichtung zum Kontaktieren
und/oder Spülen oder Durchleiten der aluminiumhaltigen, insbesondere aluminiumlegierten
Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder des Verzinkungsbades mit mindestens einem
Inertgas, insbesondere Stickstoff, aufweist.
Aspekt 23:
23. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die Anlage kontinuierlich oder diskontinuierlich betreibbar ausgestaltet ist
und/oder kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben wird; und/oder
wobei die Anlage derart ausgestaltet ist, dass das Eisen- oder Stahlbauteil als ein
einzelnes Erzeugnis oder als eine Vielzahl einzelner Erzeugnisse feuerverzinkbar ist
oder dass das Eisen- oder Stahlbauteil als ein Langprodukt, insbesondere ein Draht-,
Rohr-, Blech-, Coil-Material oder dergleichen, feuerverzinkbar ist.
Aspekt 24:
24. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die Anlage, in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zur Feuerverzinkungsvorrichtung
(F), außerdem mindestens Abkühlvorrichtung (H) zur Abkühlung des in der Feuerverzinkungsvorrichtung
(F) feuerverzinkten Eisen- oder Stahlbauteils aufweist, insbesondere wobei die Abkühlvorrichtung
(H) in Gegenwart von Luft betreibbar ausgestaltet ist und/oder betrieben wird und/oder
insbesondere wobei die Anlage, in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts
zur Abkühlvorrichtung (H), außerdem mindestens eine Nachbearbeitungs- und/oder Nachbehandlungsvorrichtung
(I) zur Nachbearbeitung und/oder Nachbehandlung des feuerverzinkten und abgekühlten
Eisen- oder Stahlbauteils aufweist.
Aspekt 25:
25. Flussmittelbad zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem
Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren),
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase
umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades eine Flussmittelzusammensetzung
enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster
Form, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl2), (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere
Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCI), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei,
vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist.
Aspekt 26:
26. Flussmittelbad nach Aspekt 25, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der Merkmale
des Verfahrens oder der Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte.
Aspekt 27:
27. Flussmittelzusammensetzung zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen
in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren),
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl2), (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere
Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCl), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei,
vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist.
Aspekt 28:
28. Flussmittelzusammensetzung nach Aspekt 27,
wobei die Flussmittelzusammensetzung gelöst oder dispergiert, vorzugsweise gelöst,
in einer flüssigen Phase eines Flussmittelbades vorliegt, wobei die flüssige Phase
des Flussmittelbades ein Alkohol/Wasser-Gemisch umfasst.
Aspekt 29:
29. Flussmittelzusammensetzung nach Aspekt 27 oder 28, gekennzeichnet durch eines
oder mehrere der Merkmale des Verfahrens oder der Anlage nach einem der vorangehenden
Aspekte.
Aspekt 30:
30. Verwendung eines Flussmittelbades nach Aspekt 25 oder 26 oder einer Flussmittelzusammensetzung
nach einem der Aspekte 27 bis 29 zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen
in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren).
Aspekt 31:
31. Verwendung nach Aspekt 30, wobei die Flussmittelzusammensetzung mit einem Flussmittelbad
kombiniert wird, wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende
flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung
enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster
Form.
Aspekt 32:
32. Verwendung nach Aspekt 30 oder 31, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der
Merkmale der vorangehenden Aspekte.
Aspekt :33
33. Feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes) Eisen- oder Stahlbauteil, erhältlich
nach einem Verfahren gemäß einem der vorangehenden Aspekte bzw. in einer Anlage gemäß
einem der vorangehenden Aspekte.
Aspekt 34:
34. Feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes) Eisen- oder Stahlbauteil nach Aspekt
33,
wobei das Eisen- oder Stahlbauteil an seiner Oberfläche mit einer Feuerverzinkungsschicht
von 0,5 bis 300 µm Dicke, insbesondere 1 bis 200 µm Dicke, vorzugsweise 1,5 bis 100
µm Dicke, bevorzugt 2 bis 30 µm Dicke, versehen ist.
Aspekt 35:
35. Feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes) Eisen- oder Stahlbauteil nach Aspekt
33 oder 34,
wobei das Eisen- oder Stahlbauteil an seiner Oberfläche mit einer Feuerverzinkungsschicht
versehen, wobei die Feuerverzinkungsschicht zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise
vollkommen frei, von aus der Flussmittelbehandlung stammenden Blei (Pb) und/oder Nickel
(Ni) ist.
Aspekt 36:
36. Feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes) Eisen- oder Stahlbauteil nach einem der
vorangehenden Aspekte,
wobei das Eisen- oder Stahlbauteil an seiner Oberfläche mit einer Feuerverzinkungsschicht
versehen, wobei die Feuerverzinkungsschicht zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise
vollkommen frei, von aus der Flussmittelbehandlung stammenden Schwermetallen aus der
Gruppe von Blei (Pb), Nickel (Ni), Cobalt (Co), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Bismut (Bi)
und Antimon (Sb) ausgebildet ist.
1. Anlage zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) von Eisen- oder Stahlbauteilen,
wobei die Anlage die folgenden Behandlungsvorrichtungen in der nachfolgend aufgeführten
Abfolge umfasst:
(A) mindestens eine Entfettungsvorrichtung, insbesondere mindestens ein Entfettungsbad,
zur vorzugsweise alkalischen Entfettungsbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen;
in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (A)
(B) gegebenenfalls mindestens eine Spülvorrichtung, insbesondere mindestens ein Spülbad,
zum Spülen von in der Entfettungsvorrichtung (A) entfetteten Eisen- oder Stahlbauteilen;
in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (B)
(C) mindestens eine Beizvorrichtung, insbesondere mindestens ein Beizbad, zur vorzugsweise
sauren Beizbehandlung von in der Entfettungsvorrichtung (A) entfetteten und gegebenenfalls
in der Spülvorrichtung (B) gespülten Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung
nachgeschaltet oder stromabwärts zu (C)
(D) gegebenenfalls mindestens eine Spülvorrichtung, insbesondere mindestens ein Spülbad,
zum Spülen von in der Beizvorrichtung (C) gebeizten Eisen- oder Stahlbauteilen; in
Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (D)
(E) mindestens eine Flussmittelbehandlungsvorrichtung zur Flussmittelbehandlung von
in der Beizvorrichtung (C) gebeizten und gegebenenfalls in der Spülvorrichtung (D)
gespülten Eisen- oder Stahlbauteilen, wobei die Flussmittelbehandlungsvorrichtung
mindestens ein Flussmittelbad mit einer Flussmittelzusammensetzung enthält,
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase
umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung
enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster
Form, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl2), (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere
Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCI), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei,
vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (E)
(F) gegebenenfalls mindestens eine Trocknungsvorrichtung zur Trocknung von in der
Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) einer Flussmittelbehandlung unterzogenen Eisen-
oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (F)
(G) mindestens eine Feuerverzinkungsvorrichtung (Schmelztauchverzinkungsvorrichtung)
zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) von in der Flussmittelbehandlungsvorrichtung
(E) einer Flussmittelbehandlung unterzogenen und gegebenenfalls in der Trocknungsvorrichtung
(F) getrockneten Eisen- oder Stahlbauteilen,
wobei die Feuerverzinkungsvorrichtung (Schmelztauchverzinkungsvorrichtung) mindestens
eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"),
insbesondere mindestens ein eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte
Zinkschmelze enthaltendes Verzinkungsbad, vorzugsweise ausgebildet zum Tauchen von
Eisen- oder Stahlbauteilen, umfasst.
2. Anlage nach Anspruch 1,
wobei das Flussmittelbad sauer eingestellt ist; und/oder
wobei das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere
sauren pH-Wert eingestellt ist, insbesondere im pH-Wert-Bereich von 0 bis 6,9, vorzugsweise
im pH-Wert-Bereich von 0,5 bis 6,5, bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1 bis 5,5, besonders
bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1,5 bis 5, ganz besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich
von 2 bis 4,5, noch mehr bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4; und/oder
wobei das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere
sauren pH-Wert eingestellt ist, wobei die Einstellung des pH-Werts mittels einer vorzugsweise
anorganischen Säure in Kombination mit einer vorzugsweise anorganischen basischen
Verbindung, insbesondere Ammoniak (NH3), erfolgt ist.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das Flussmittelbad das Alkohol/Wasser-Gemisch in einem gewichtsbezogenen Alkohol/Wasser-Mengenverhältnis
im Bereich von 0,5 : 99,5 bis 99 : 1, insbesondere im Bereich von 2 : 98 bis 95 :
5, vorzugsweise im Bereich von 5 : 95 bis 90 : 10, bevorzugt im Bereich von 5 : 95
bis 50 : 50, besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 45 : 55, ganz besonders
bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, noch mehr bevorzugt im Bereich von 10
: 90 bis 30 : 70, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, enthält; und/oder
wobei das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/WasserGemisch, in einer
Menge von mindestens 0,5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von mindestens 1 Gew.-%,
vorzugsweise in einer Menge von mindestens 2 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer
Menge von mindestens 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 4
Gew.-%, enthält; und/oder
wobei das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/WasserGemisch, in einer
Menge von bis zu 90 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von bis zu 70 Gew.-%, vorzugsweise
in einer Menge von bis zu 50 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von bis zu
30 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von bis zu 25 Gew.-%, enthält; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist
aus Alkoholen mit Siedepunkten unter Atmosphärendruck (1.013,25 hPa) im Bereich von
40 °C bis 200 °C, insbesondere im Bereich von 45 °C bis 180 °C, vorzugsweise im Bereich
von 50 °C bis 150 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 55 °C bis 130 °C, ganz besonders
bevorzugt im Bereich von 60 °C bis 110 °C; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser
mischbarer und/oder ein in Wasser löslicher Alkohol ist; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser
ein azeotropes Gemisch bildender Alkohol ist; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist
aus der Gruppe von C1-C10-Alkoholen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen und deren Mischungen; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist
aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen,
cycloaliphatischen oder aromatischen, primären, sekundären oder tertiären, ein-, zwei-
oder dreiwertigen C1-C10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten,
aliphatischen, primären, sekundären oder tertiären einwertigen C1-C10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist
aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol,
2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol,
3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol,
Hexan-1-ol, Heptan-1-ol, Octan-1-ol, Nonan-1-ol, Decan-1-ol, Ethan-1,2-diol, Propan-1,2-diol,
Cyclopentanol, Cyclohexanol, Prop-2-en-1-ol, But-2-en-1ol und deren Mischungen, insbesondere
aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol,
2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol,
3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol
und deren Mischungen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol,
Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol und
deren Mischungen, noch mehr bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol,
Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol und deren Mischungen; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist
aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol
und deren Mischungen; und/oder wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades
ein tensidischer Alkohol (Tensid-Alkohol) und/oder ein Alkohol mit tensidischen Eigenschaften
ist, insbesondere ausgewählt aus alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten oder propoxylierten
C6-C25-Alkoholen, vorzugsweise C8-C15-Alkoholen, und alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten oder propoxylierten Fettalkoholen,
vorzugsweise C6-C30-Fettalkoholen, hydroxylfunktionellen Polyalkylenglykolethern, hydroxylfunktionellen
Fettalkoholalkoxylaten, insbesondere C6-C30-Fettalkoholalkoxylaten, hydroxylfunktionellen Alkyl(poly)-glukosiden und hydroxylfunktionellen
Alkylphenolalkoxylaten sowie deren Mischungen.
4. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Flussmittelbad außerdem mindestens ein Netzmittel und/oder Tensid, insbesondere
mindestens ein ionisches oder nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, bevorzugt
mindestens ein nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, enthält;
insbesondere wobei das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid
in Mengen von 0,0001 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 10 Gew.-%,
bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 8 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01
bis 6 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Gew.-%, noch mehr
bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthält;
und/oder
insbesondere wobei das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid
in Mengen von 0,0001 bis 10 Vol.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 8 Vol.-%,
bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01
bis 5 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Vol.-%, noch mehr
bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Vol.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthält.
5. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von mindestens
150 g/, insbesondere in einer Menge von mindestens 200 g/l, vorzugsweise in einer
Menge von mindestens 250 g/l, bevorzugt in einer Menge von mindestens 300 g/l, besonders
bevorzugt in einer Menge von mindestens 400 g/l, ganz besonders bevorzugt in einer
Menge von mindestens 450 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 500
g/l, enthält, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung;
und/oder
wobei das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von 150 g/l
bis 750 g/l, insbesondere in einer Menge von 200 g/l bis 700 g/l, vorzugsweise in
einer Menge von 250 g/l bis 650 g/l, bevorzugt in einer Menge von 300 g/l bis 625
g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von 400 g/l bis 600 g/l, ganz besonders bevorzugt
in einer Menge von 450 g/l bis 580 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von 500
g/l bis 575 g/l, enthält, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung.
6. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe
(i) Zinkchlorid (ZnCl2), insbesondere in Mengen im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich
von 55 bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 60 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt
im Bereich von 65 bis 82,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 70 bis 82 Gew.-%,
(ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), insbesondere in Mengen im Bereich von 5 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich
von 7,5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 10 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt
im Bereich von 11 bis 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 12 bis 20 Gew.-%,
(iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz, insbesondere in
Mengen im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-%,
bevorzugt im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis
12,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 4 bis 10 Gew.-%, und
(iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere
Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCI), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), insbesondere in Mengen im Bereich von 1 • 10-7 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 • 10-6 bis 1,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 • 10-5 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 • 10-5 bis 0,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 5 • 10-5 bis 5 • 10-3 Gew.-%
enthält, wobei alle vorgenannten Mengenangaben auf die Zusammensetzung bezogen sind
und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise
vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl
2)
und Nickelchlorid (NiCl
2) ausgebildet ist.
7. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente
(iii) ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid enthält; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente
(iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls
aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs),
Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie
der Kombinationen enthält; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente
(iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkali- und/oder Erdalkalisalze, insbesondere
mindestens zwei Alkali- und/oder Erdalkalisalze eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls
aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs),
Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie
der Kombinationen, enthält; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente
(iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkalisalze, insbesondere zwei voneinander
verschiedene Alkalichloride, vorzugsweise Natriumchlorid und Kaliumchlorid, insbesondere mit einem Natrium/Kalium-Gewichtsverhältnis im Bereich
von 50 : 1 bis 1 : 50, insbesondere im Bereich von 25 : 1 bis 1 : 25, vorzugsweise
im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 10, enthält.
8. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise
vollkommen frei, auch von Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise
vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist und/oder wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen
frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Chloriden aus der Gruppe von Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise
vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen von Metallen aus der Gruppe von Blei
(Pb), Nickel (Ni), Cobalt (Co), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Bismut (Bi) und Antimon (Sb) ausgebildet ist; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung, abgesehen von Zinkchlorid (ZnCl2) sowie von Aluminium- und/oder Silbersalz, insbesondere Silberchlorid (AgCI) und/oder
Aluminiumchlorid (AlCl3), zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen
von Übergangs- und Schwermetallen ausgebildet ist.
9. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) eine Einrichtung zum Inkontaktbringen
des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung,
insbesondere eine Einrichtung zum Tauchen oder zum Sprühauftrag, vorzugsweise eine
Einrichtung zum Tauchen, umfasst, insbesondere wobei die Einrichtung zum Inkontaktbringen
des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung
derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung,
dass das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von 0,001 bis 30 Minuten, insbesondere
0,01 bis 20 Minuten, vorzugsweise 0,1 bis 15 Minuten, vorzugsweise 0,5 bis 10 Minuten,
besonders bevorzugt 1 bis 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung
in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird, und/oder
insbesondere wobei die Einrichtung zum Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils
mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung derart steuerbar ist
und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass
das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von bis zu 30 Minuten, insbesondere bis
zu 20 Minuten, vorzugsweise bis zu 15 Minuten, vorzugsweise bis zu 10 Minuten, besonders
bevorzugt bis zu 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung
in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird; und/oder
wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) derart steuerbar ist und/oder derart
gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass die Trocknungsbehandlung
bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 400 °C, insbesondere im Bereich von 75
bis 350 °C, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 300 °C, bevorzugt im Bereich von 125
bis 275 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 150 bis 250 °C, erfolgt und/oder dass
die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) bei einer Temperatur bis zu 400
°C, insbesondere bis zu 350 °C, vorzugsweise bis zu 300 °C, bevorzugt bis zu 275 °C,
besonders bevorzugt bis zu 250 °C, erfolgt; und/oder
wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) derart steuerbar ist und/oder derart
gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass die Trocknungsbehandlung
derart durchgeführt wird, dass die Oberfläche des Eisen- oder Stahlbauteils bei der
Trocknung eine Temperatur im Bereich von 100 bis 300 °C, insbesondere im Bereich von
125 bis 275 °C, vorzugsweise im Bereich von 150 bis 250 °C, bevorzugt im Bereich von
160 bis 225 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 170 bis 200 °C, aufweist; und/oder
wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) in Gegenwart von Luft betrieben wird
und/oder wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) mindestens einen Einlass zum
Einführen und/oder Einlassen von Luft aufweist; und/oder
wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) mindestens eine Trocknungseinrichtung,
insbesondere mindestens einen Ofen, umfasst.
10. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Aluminium im Bereich von 0,0001 bis 25
Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von
0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt
im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05
bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%, aufweist, bezogen
auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad, insbesondere wobei die aluminiumhaltige, insbesondere
aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, bezogen
auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Zink von mindestens 75 Gew.-%, insbesondere
mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 85 Gew.-%, bevorzugt mindestens 90 Gew.-%,
sowie gegebenenfalls mindestens ein weiteres Metall, insbesondere in Mengen von bis
zu 5 Gew.-% und/oder insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Bismut (Bi), Blei
(Pb), Zinn (Sn), Nickel (Ni), Silizium (Si), Magnesium (Mg) und deren Kombinationen,
aufweist, wobei alle vorstehend genannten Mengenangaben derart auszuwählen sind, dass
insgesamt 100 Gew.-% resultieren.
11. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad die folgende Zusammensetzung aufweist, wobei alle nachfolgend
genannten Mengenangaben auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze
("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad bezogen sind und derart auszuwählen
sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren:
(i) Zink (Zn), insbesondere in Mengen im Bereich von 75 bis 99,9999 Gew.-%, insbesondere
im Bereich von 80 bis 99,999 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 82,5 bis 99,995 Gew.-%,
bevorzugt im Bereich von 85 bis 99,99 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 87,5
bis 99,98 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 90 bis 99,95 Gew.-%, noch
mehr bevorzugt im Bereich von 92 bis 99,9 Gew.-%,
(ii) Aluminium (AI), insbesondere in Mengen im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere
im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%,
bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02
bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch
mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%,
(iii) gegebenenfalls Bismut (Bi), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
(iv) gegebenenfalls Blei (Pb), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,2 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
(v) gegebenenfalls Zinn (Sn), insbesondere in Mengen von bis zu 0,9 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,6 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%,
(vi) gegebenenfalls Nickel (Ni), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise
in Mengen von bis zu 0,08 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,06 Gew.-%,
(vii) gegebenenfalls Silizium (Si), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,05 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,01
Gew.-%
(viii) gegebenenfalls Magnesium (Mg), insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-%,
vorzugsweise in Mengen von bis zu 2,5 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,8 Gew.-%.
12. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze")
und/oder das Verzinkungsbad eine Temperatur im Bereich von 375 °C bis 750 °C, insbesondere
Temperatur im Bereich von 380 °C bis 700 °C, vorzugsweise Temperatur im Bereich von
390 °C bis 680 °C, noch mehr bevorzugt im Bereich von 395 °C bis 675 °C, aufweist;
und/oder wobei die Feuerverzinkungsvorrichtung (G) derart ausgestaltet und/oder betreibbar
ist und/oder derart ausgestaltet und/oder betrieben wird, insbesondere derart steuerbar
ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung,
dass das Eisen- oder Stahlbauteil in die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte
Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder in das Verzinkungsbad getaucht, insbesondere
hierin getaucht und bewegt, wird, insbesondere für eine Zeitdauer, welche ausreichend
ist, um eine wirksame Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung), zu gewährleisten,
insbesondere für eine Zeitdauer im Bereich von 0,0001 bis 60 Minuten, vorzugsweise
im Bereich von 0,001 bis 45 Minuten, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 30 Minuten,
noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 15 Minuten; und/oder
wobei die Feuerverzinkungsvorrichtung (G) mindestens eine Einrichtung zum Kontaktieren
und/oder Spülen oder Durchleiten der aluminiumhaltigen, insbesondere aluminiumlegierten
Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder des Verzinkungsbades mit mindestens einem
Inertgas, insbesondere Stickstoff, aufweist.
13. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Anlage kontinuierlich oder diskontinuierlich betreibbar ausgestaltet ist
und/oder kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben wird; und/oder
wobei die Anlage derart ausgestaltet ist, dass das Eisen- oder Stahlbauteil als ein
einzelnes Erzeugnis oder als eine Vielzahl einzelner Erzeugnisse feuerverzinkbar ist
oder dass das Eisen- oder Stahlbauteil als ein Langprodukt, insbesondere ein Draht-,
Rohr-, Blech-, Coil-Material oder dergleichen, feuerverzinkbar ist.
14. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Anlage, in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zur Feuerverzinkungsvorrichtung
(F), außerdem mindestens Abkühlvorrichtung (H) zur Abkühlung des in der Feuerverzinkungsvorrichtung
(F) feuerverzinkten Eisen- oder Stahlbauteils aufweist, insbesondere wobei die Abkühlvorrichtung
(H) in Gegenwart von Luft betreibbar ausgestaltet ist und/oder betrieben wird und/oder
insbesondere wobei die Anlage, in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts
zur Abkühlvorrichtung (H), außerdem mindestens eine Nachbearbeitungs- und/oder Nachbehandlungsvorrichtung
(I) zur Nachbearbeitung und/oder Nachbehandlung des feuerverzinkten und abgekühlten
Eisen- oder Stahlbauteils aufweist.
15. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Durchführung eines Verfahrens zur
Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines Eisen- oder Stahlbauteils,
wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte in der nachfolgend aufgeführten
Reihenfolge umfasst:
(a) Entfettungsbehandlung, vorzugsweise alkalische Entfettungsbehandlung, des Eisen-
oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Entfettungsbad; dann
(b) gegebenenfalls Spülen des in Verfahrensschritt (a) entfetteten Eisen- oder Stahlbauteils,
insbesondere in mindestens einem Spülbad; dann
(c) Beizbehandlung, vorzugsweise saure Beizbehandlung, des in Verfahrensschritt (a)
entfetteten und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (b) gespülten Eisen- oder Stahlbauteils,
insbesondere in mindestens einem Beizbad; dann
(d) gegebenenfalls Spülen des in Verfahrensschritt (c) gebeizten Eisen- oder Stahlbauteils,
insbesondere in mindestens einem Spülbad; dann
(e) Flussmittelbehandlung des in Verfahrensschritt (c) gebeizten und gegebenenfalls
in Verfahrensschritt (d) gespülten Eisen- oder Stahlbauteils mittels einer Flussmittelzusammensetzung
in einem Flussmittelbad,
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase
umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung
enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster
Form, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl2), (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere
Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCl), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei,
vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist; dann
(f) gegebenenfalls Trocknungsbehandlung des in Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung
unterzogenen Eisen- oder Stahlbauteils; dann
(g) Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) des in Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung
unterzogenen und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (f) getrockneten Eisen- oder
Stahlbauteils in einer aluminiumhaltigen, insbesondere aluminiumlegierten Zinkschmelze
("Zn/Al-Schmelze"), insbesondere in einem die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte
Zinkschmelze enthaltenden Verzinkungsbad, vorzugsweise durch Tauchen des Eisen- oder
Stahlbauteils in die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze
und/oder in das Verzinkungsbad.