Feuerverzinkungsanlage sowie Feuerverzinkungsverfahren Hot-dip galvanizing plant and hot-dip galvanizing process
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Verzinkung von eisenbasierten bzw. eisenhaltigen Bauteilen, insbesondere stahlbasierten bzw. stahl- haltigen Bauteilen (Stahlbauteilen), vorzugsweise für die Automobil- bzw. Kraftfahrzeugindustrie, mittels Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung). The present invention relates to the technical field of galvanizing iron-based or iron-containing components, in particular steel-based or steel-containing components (steel components), preferably for the automotive or automotive industry, by means of hot dip galvanizing (hot-dip galvanizing).
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Anlage sowie ein Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) von Bauteilen (d. h. von eisenba- sierten bzw. eisenhaltigen Bauteilen, insbesondere stahlbasierten bzw. stahlhalti- gen Bauteilen (Stahlbauteilen)), insbesondere für die Großserienfeuerverzinkung einer Vielzahl identischer oder gleichartiger Bauteile (z. B. Kfz-Bauteile). In particular, the present invention relates to a plant and a process for hot dip galvanizing (hot dip galvanizing) of components (ie of iron-based or iron-containing components, especially steel-based or steel-containing components (steel components)), especially for large-scale hot-dip galvanizing a variety of identical or similar Components (eg motor vehicle components).
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., erfordern einen effizienten Korrosionsschutz, welcher auch Langzeitbelastungen standhält. Metallic components of any kind made of ferrous material, in particular components made of steel, often require an efficient protection against corrosion due to the application. In particular, components made of steel for motor vehicles (motor vehicles), such. As cars, trucks, commercial vehicles, etc., require efficient corrosion protection, which also withstands long-term stress.
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. Zwi- sehen 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. In this context, it is known to protect steel-based components by means of galvanizing (galvanizing) against corrosion. In galvanizing, the steel is provided with a generally thin layer of zinc to protect the steel from corrosion. Various galvanizing processes can be used to galvanize steel components. H. with a metallic coating of zinc to coat, in particular the galvanizing (synonymously also called hot dip galvanizing), the spray galvanizing (flame spraying with zinc wire), the diffusion galvanizing (Sherard galvanizing), the galvanizing (electrolytic galvanizing), the non-electrolytic galvanizing zinc flake coatings and mechanical galvanizing are mentioned. Between the above-mentioned galvanizing exist great differences, in particular with regard to the procedure, but also with regard to the nature and properties of the zinc coatings or zinc coatings produced.
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 ei- ne widerstandsfähige Legierungsschicht aus Eisen und Zink und darüber eine sehr fest haftende reine Zinkschicht ausbildet.
Bei der Feuerverzinkung wird zwischen diskontinuierlicher Stückverzinkung (vgl. z. B. DIN EN ISO 1461 ) und kontinuierlicher Bandverzinkung (DIN EN 10143 und DIN EN 10346) unterschieden. Sowohl das Stückverzinken als auch das Bandverzinken sind genormte bzw. standardisierte Verfahren. Bandverzinkter Stahl ist 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 Bandverzinken unterscheiden sich zudem hinsichtlich der Zinkschichtdicke, wodurch sich 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. Probably the most important process for corrosion protection of steel by metallic zinc coatings is the hot dip galvanizing (hot dip galvanizing). Steel is continuously immersed (eg strip and wire) or piecewise (eg components) at temperatures of about 450 ° C to 600 ° C in a heated vessel with molten zinc (melting point of zinc: 419.5 ° C), so that a resistant alloy layer of iron and zinc forms on the steel surface and above it a very firmly adhering pure zinc layer. In hot-dip galvanizing, a distinction is made between discontinuous piece galvanizing (cf., for example, DIN EN ISO 1461) and continuous strip galvanizing (DIN EN 10143 and DIN EN 10346). Both galvanizing and strip galvanizing are standardized or standardized processes. Strip-galvanized steel is a preliminary or intermediate product (semifinished product), which is further processed after galvanizing, in particular by forming, stamping, cutting, etc., whereas components to be protected by piece galvanizing are first completely manufactured and then hot-dip galvanized (whereby the components all around protected against corrosion). Piece galvanizing and strip galvanizing also differ in terms of zinc layer thickness, resulting in different periods of protection. The zinc layer thickness of strip-galvanized sheets is usually at most 20 to 25 micrometers, whereas the zinc layer thicknesses of piece-galvanized steel parts are usually in the range of 50 to 200 micrometers and even more.
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. Hot dip galvanizing provides both active and passive corrosion protection. Passive protection is provided by the barrier effect of the zinc coating. The active corrosion protection is due to the cathodic effect of the zinc coating. Compared to nobler metals of the electrochemical series, such. As iron, zinc serves as a sacrificial anode, which protects the underlying iron from corrosion until it is completely corroded itself.
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. In so-called piece galvanizing according to DIN EN ISO 1461, hot-dip galvanizing is carried out on mostly larger steel components and constructions. Here, steel-based blanks or finished workpieces (components) are immersed in the molten zinc bath after pretreatment. In particular, inner surfaces, weld seams and hard-to-reach areas of the workpieces or components to be galvanized can be easily achieved by diving.
Die konventionelle Feuerverzinkung basiert insbesondere auf dem Tauchen von Eisen- bzw. Stahlbauteilen in eine Zinkschmelze unter Ausbildung einer Zinkbe- schichtung 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.
Der typische Verfahrensablauf beim konventionellen Stückverzinken mittels Feuer- verzinkung gestaltet sich üblicherweise wie folgt. Aus Gründen der Prozessökonomie und der Wirtschaftlichkeit werden bei der Stückverzinkung identischer oder gleichartige Bauteile (z. B. Serienproduktion von Kfz-Bauteilen) diese typischer- weise 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 nachfolgenden Behandlungsschritten bzw. -stufen zugeführt. Conventional hot-dip galvanizing is based, in particular, on the dipping of iron or steel components into a molten zinc to form a zinc coating or a zinc coating on the surface of the components. In order to ensure the adhesion, the integrity and the uniformity of the zinc coating, a thorough surface preparation of the components to be galvanized is generally required beforehand, which usually involves degreasing with subsequent rinsing, subsequent acid pickling followed by rinsing and finally fluxing (ie, so-called fluxing ) with subsequent drying process. The typical procedure in conventional galvanizing by means of hot galvanizing is usually as follows. For reasons of process economics and economic efficiency, identical or similar components (eg mass production of motor vehicle components) are typically combined or grouped together for the entire process in the case of piece galvanizing (in particular by means of a common, for example designed as traverse or frame) Goods carrier or a common holding or fastening device for a plurality of identical or similar components). For this purpose, a plurality of components on the goods carrier via holding means, such. As slings, Anbindehähte or the like attached. Subsequently, the components are supplied in the grouped state on the goods carrier the subsequent treatment steps or stages.
Zunächst werden die Bauteiloberflächen der gruppierten Bauteile einer Entfettung unterzogen, um Rückstände von Fetten und Ölen zu entfernen, wobei als Entfettungsmittel üblicherweise wässrige alkalische oder saure Entfettungsmittel zur Anwendung kommen. Nach der Reinigung im Entfettungsbad schließt sich üblicherweise ein Spülvorgang an, typisch erweise durch Eintauchen in ein Wasserbad, um ein Verschleppen von Entfettungsmitteln mit dem Verzinkungsgut in den nachfol- genden Prozessschritt des Beizens zu vermeiden, wobei dies insbesondere bei einem Wechsel von alkalischer Entfettung auf eine saure Base von hoher Bedeutung ist. First, the component surfaces of the grouped components are subjected to degreasing in order to remove residues of fats and oils, wherein the degreasing agents used are usually aqueous alkaline or acid degreasing agents. After cleaning in the degreasing bath, a rinsing process usually follows, typically by immersion in a water bath, in order to avoid carryover of degreasing agents with the galvanizing material into the subsequent process step of pickling, in particular when changing from alkaline degreasing to one acidic base is of high importance.
Anschließend erfolgt eine Beizbehandlung (Beizen), welche insbesondere zur Ent- fernung 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). This is followed by pickling (pickling), which in particular for the removal of species-specific impurities such. As rust and scale, is used by the steel surface. The pickling is usually carried out in dilute hydrochloric acid, wherein the duration of the pickling process depends inter alia on the impurity state (eg degree of rusting) of the galvanizing and the acid concentration and temperature of the pickling bath. To avoid or minimize the carryover of acid and / or salt residues with the galvanizing material, a rinsing process (rinsing step) usually takes place after the pickling treatment.
Nachfolgend erfolgt dann das sogenannte Fluxen (Flussmittelbehandlung), wobei die zuvor entfettete und gebeizte Stahloberfläche mit einem sogenannten Flussmit- tel, welches typischerweise eine wässrige Lösung von anorganischen Chloriden, am häufigsten mit einer Mischung aus Zinkchlorid (ZnCI2) und Ammoniumchlorid (NH4CI), 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 Verzinkungs- vorgang zu verhindern. Andererseits erhöht das Flussmittel die Benetzungsfähig- keit zwischen der Stahloberfläche und dem schmelzflüssigen Zink. Nach der Flussmittelbehandlung erfolgt 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. Subsequently, the so-called fluxing (flux treatment) takes place, the previously defatted and pickled steel surface containing a so-called flux, which is typically an aqueous solution of inorganic chlorides, most often mixed with a mixture of zinc chloride (ZnCl 2 ) and ammonium chloride (NH 4 Cl ). On the one hand, it is the task of the flux, before the reaction of the steel surface with the molten zinc, to carry out a final intensive fine cleaning of the steel surface and the oxide skin of the zinc surface to dissolve and to prevent re-oxidation of the steel surface until the galvanizing process. On the other hand, the flux increases the wettability between the steel surface and the molten zinc. After the flux treatment, drying is usually carried out to produce a solid flux film on the steel surface and to remove adhering water so as to subsequently avoid undesirable reactions (especially the formation of water vapor) in the liquid zinc immersion bath.
Die auf die vorgenannte Weise vorbehandelten Bauteile werden dann durch Ein- tauchen 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. Abschlie- ßend werden die Haltemittel für das Bauteil, wie z. B. Anschlagmittel, Anbindedräh- te oder dergleichen, entfernt. Im Anschluss an den Verzinkungsprozess erfolgt üblicherweise eine zum Teil aufwendige Nachbearbeitung oder Nachbehandlung. Dabei werden überschüssige Zinkrückstände, insbesondere sogenannte Tropfnasen des an den Kanten erstarrenden Zinks, sowie Oxid- oder Ascherückstände, die an dem Bauteil anhaften, soweit wie möglich entfernt. The components pretreated in the aforementioned manner are then hot-dip galvanized by immersion in the liquid zinc melt. In galvanizing with pure zinc, the zinc content of the melt in accordance with DIN EN ISO 1461 is at least 98.0% by weight. After immersion of the galvanizing in the molten zinc this remains for a sufficient period of time in the molten zinc bath, in particular until the galvanizing has assumed its temperature and is coated with a zinc layer. Typically, the surface of the molten zinc is in particular cleaned of oxides, zinc ash, flux residues and the like, before the galvanized material is then withdrawn from the molten zinc. The hot dip galvanized component is then subjected to a cooling process (eg in the air or in a water bath). Finally, the holding means for the component, such. As slings, Anbindedräh- te or the like, away. Following the galvanizing process, a sometimes complicated post-processing or aftertreatment usually takes place. In this case, excess zinc residues, in particular so-called drip noses of the zinc which solidifies on the edges, and oxide or ash residues which adhere to the component are removed as far as possible.
Ein Kriterium für die Güte einer Feuerverzinkung ist die Dicke des Zinküberzuges in μιη (Mikrometern). In der Norm DIN EN ISO 1461 sind die Mindestwerte der geforderten Überzugsdicken angegeben, wie sie je nach Materialdicke beim Stückver- zinken 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. A criterion for the quality of a hot-dip galvanizing is the thickness of the zinc coating in μιη (microns). The standard DIN EN ISO 1461 specifies the minimum values of the required coating thicknesses, which, depending on the thickness of the material, are to be supplied to the piece tine. In practice, the layer thicknesses are significantly higher than the minimum layer thicknesses specified in DIN EN ISO 1461. In general, zinc plated zinc plating has a thickness in the range of 50 to 200 microns and even more.
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 in folge dessen 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 Korrosions- schutzwirkung hierdurch gestört wird. In the galvanizing process, a coating of variously composed iron / zinc alloy layers is formed as a result of mutual diffusion of the liquid zinc with the steel surface on the steel part. When pulling out the hot-dip galvanized objects remains on the uppermost alloy layer still adhere - also known as pure zinc layer - layer of zinc, which in their Composition of the zinc melt corresponds. Because of the high temperatures during hot dipping, a relatively brittle layer based on an alloy (mixed crystals) between iron and zinc initially forms on the steel surface, and above that only the pure zinc layer. Although the relatively brittle iron / zinc alloy layer improves the adhesive strength with the base material, it complicates the formability of the galvanized steel. Higher silicon contents in the steel, which are used in particular for so-called calming of the steel during its production, lead to an increased reactivity between the molten zinc and the base material and, consequently, to a strong growth of the iron / zinc alloy layer. In this way, it comes to the formation of relatively large total layer thicknesses. Although this allows a very long corrosion protection period, the danger also increases with increasing zinc layer thickness that the layer flakes off under mechanical stress, in particular local, abrupt effects, and the corrosion protection effect is thereby disturbed.
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/Zinn-Legierungsschicht, 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. 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. Eine im Feuerverzinkungsbad eingesetzte Zink/Aluminium-Legierung weist gegenüber Reinzink verbesserte Fluiditätseigenschaften auf. Außerdem weisen Zinküberzüge, welche mittels unter Verwendung derartiger Zink/Aluminium-Legierungen durchgeführter Feuerverzin-
kungen erzeugt sind, eine größere Korrosionsbeständigkeit (welche zwei- bis sechsmal besser ist als die von Reinzink), eine verbesserte Formbarkeit und eine bessere Lackierbarkeit auf als aus Reinzink gebildete Zinküberzüge. Überdies lassen sich mit dieser Technologie auch bleifreie Zinküberzüge herstellen. In order to counteract the problem described above of the occurrence of the rapidly growing, brittle and thick iron / zinc alloy layer and also to allow lower layer thicknesses with simultaneously high corrosion protection during galvanizing, it is known from the prior art, the zinc melt or the liquid zinc bath additionally add aluminum. For example, by adding 5% by weight of aluminum to a liquid molten zinc, a zinc / aluminum alloy having a lower melting temperature than pure zinc is produced. The use of a zinc / aluminum melt (Zn / Al melt) or a liquid zinc / aluminum bath (Zn / Al bath) on the one hand significantly lower layer thicknesses for reliable corrosion protection realize (generally below 50 microns ); On the other hand, there is no formation of the brittle iron / tin alloy layer, since the aluminum, so to speak, initially forms a barrier layer on the steel surface of the relevant component, onto which the actual zinc layer is deposited. Hot-dip galvanized components can therefore be easily formed with a zinc / aluminum melt, but despite this significantly lower layer thickness compared to conventional hot-dip galvanizing with quasi-aluminum-free molten zinc, they have improved corrosion protection properties. A zinc / aluminum alloy used in the hot-dip galvanizing bath has improved fluidity properties compared to pure zinc. In addition, zinc coatings produced by means of the use of such zinc / aluminum alloys improved corrosion resistance (which is two to six times better than that of Reinzink), improved moldability and better paintability than zinc coatings formed from pure zinc. Moreover, this technology can also produce lead-free zinc coatings.
Ein solches Feuerverzinkungsverfahren unter Verwendung einer Zink/Aluminium- Schmelze bzw. unter Verwendung einer Zink/Aluminium-Feuerverzinkungsbads 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 sind als solche für die konventionelle Feuerverzinkung mit Reinzink. Mit dem dort offenbarten Verfahren lassen sich Korrosionsschutzüberzüge mit sehr gerin- gen 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. Such a hot-dip galvanizing process using a zinc / aluminum melt or using a zinc / aluminum hot-dip galvanizing bath is known, for example, from WO 2002/042512 A1 and the corresponding reference numerals to this patent family (eg EP 1 352 100 B1, DE 601 24 767 T2 and US 2003/0219543 A1). It also discloses suitable fluxes for hot dip galvanizing by means of zinc / aluminum molten baths, since flux compositions for zinc / aluminum hot dip galvanizing baths are different from those for conventional hot dip galvanizing. With the method disclosed there, corrosion protection coatings can be produced with very low layer thicknesses (generally well below 50 micrometers and typically in the range of 2 to 20 micrometers) and with very low weight with high cost efficiency, which is why the process described there is commercially commercially available Designation microZINQ ® method is applied.
Bei der Stückfeuerverzinkung von Bauteilen in Zink/Aluminium-Schmelzbädern besteht insbesondere bei der Großserienstückfeuerverzinkung einer Vielzahl identischer bzw. gleichartiger Bauteile (z. B. Großserienstückfeuerverzinkung von Kfz- Bauteilen bzw. in der Automobilindustrie) aufgrund der schwierigeren Benetzbarkeit des Stahls mit der Zink/Aluminiumschmelze sowie der geringen Dicke der Zinkbe- Schichtungen bzw. Zinküberzüge ein Problem darin, mit ökonomischem Verfahrensablauf die identischen bzw. gleichartigen Bauteile stets auch identischen Prozessbedingungen und Prozessabläufen zu unterwerfen, insbesondere verlässlich und reproduzierbar eine Hochpräzisionsfeuerverzinkung durchzuführen, welche identische Maßhaltigkeiten für alle identischen oder gleichartigen Bauteile liefert. Dies erfolgt im Stand der Technik - neben einer aufwendigen Vorbehandlung, insbesondere unter Auswahl spezieller Flussmittel - typischerweise insbesondere durch besondere Prozesssteuerung während des Verzinkungsvorgangs, wie z. B. verlängerte Eintauchzeiten der Bauteile in die Zink/Aluminium-Schmelze, da nur auf diese Weise gewährleistet wird, dass keine Fehlstellen in den relativ dünnen Zinküberzügen oder keine nicht oder unvollständig beschichteten Bereiche auftreten.
Um den Verfahrensablauf bei der bekannten Stückfeuerverzinkung von identischen bzw. gleichartigen Bauteilen, insbesondere bei der Großserienstückfeuerverzin- kung, ökonomisch zu gestalten und einen identischen Verfahrensablauf zu gewährleisten, ist es beim Stand der Technik so, dass eine Vielzahl der zu verzinkenden identischen bzw. gleichartigen Bauteile z. B. auf einem gemeinsamen Warenträger oder dergleichen zusammengefasst oder gruppiert und im gruppierten Zustand durch die einzelnen Verfahrensstufen geführt werden. In the case of hot-dip galvanizing of components in zinc / aluminum molten baths, there is a large number of identical or similar components (eg large-scale backfire galvanizing of motor vehicle components or in the automobile industry) due to the more difficult wettability of the steel with the zinc / aluminum melt As well as the small thickness of the Zinkbe- stratifications or zinc coatings is a problem in economic process to subject the identical or similar components always identical process conditions and processes, in particular reliably and reproducibly perform a high precision hot dip galvanizing, which identical dimensional accuracy for all identical or similar components supplies. This is done in the prior art - in addition to a complex pretreatment, especially with the selection of special flux - typically in particular by special process control during the galvanizing process, such. B. extended immersion times of the components in the zinc / aluminum melt, since only in this way it is ensured that no defects in the relatively thin zinc coatings or no or incomplete coated areas occur. In order to make the process in the known piece hot-dip galvanizing of identical or similar components, especially in the Großserienstückfeuerverzin- economic and to ensure an identical process flow, it is in the prior art so that a variety of identical or identical components to be galvanized z. B. on a common goods carrier or the like summarized or grouped and performed in the grouped state by the individual process steps.
Die bekannte Stückfeuerverzinkung hat jedoch verschiedene Nachteile. Bei einer mehrlagigen Behängung des Warenträgers und insbesondere bei gleicher Eintauch- wie Austauchbewegung des Warenträgers verweilen die Bauteile bzw. Bauteilbereiche zwangsläufig nicht gleich lang in der Zinkschmelze. Hieraus resultieren unterschiedlich lange Reaktionszeiten zwischen dem Material der Bauteile und der Zinkschmelze und daraus unterschiedliche Zinkschichtdicken auf den Bauteilen. Des weiteren wirken sich bei hochtemperatursensiblen Bauteilen, insbesondere bei hoch- und höchstfesten Stählen, wie z. B. für Federstähle, Fahrwerks- und Karosseriekomponenten und pressgehärtete Umformteile, unterschiedliche Verweilzeiten in der Zinkschmelze auf die mechanischen Kennwerte des Stahls aus. Im Hinblick auf die Gewährleitung von definierten Kennwerten der Bauteile ist zwangsläufig die Einhaltung von definierten Prozessparametern für jedes einzelne Bauteil erforderlich. However, the known piece of fire galvanizing has several disadvantages. In the case of a multi-layered suspension of the product carrier and in particular in the case of the same immersion and exchange movement of the product carrier, the components or component regions inevitably do not remain in the molten zinc for the same length. This results in different reaction times between the material of the components and the molten zinc and thus different zinc layer thicknesses on the components. Furthermore, in high temperature sensitive components, especially in high and ultra high strength steels such. As for spring steel, chassis and body components and press-hardened metal parts, different residence times in the molten zinc on the mechanical characteristics of the steel. With regard to the guarantee of defined characteristic values of the components, the observance of defined process parameters is inevitably required for each individual component.
Weiterhin kommt es beim Herausziehen der Bauteile aus der Zinkschmelze zwangsläufig zum Abfließen des Zinks und Abtropfen an Bauteilkanten und -ecken. Hierdurch entstehen Zinknasen am Bauteil. Die Beseitigung dieser Zinknasen im Nachgang, die üblicherweise manuell vorzunehmen ist, stellt einen erheblichen Kostenfaktor dar, insbesondere wenn es um die Verzinkung von großen Stückzahlen und/oder die Einhaltung hoher Anforderungen an Toleranzen geht. Bei einem vollbeladenen Warenträger ist es in der Regel nicht möglich, alle Bauteile zu errei- chen und dort einzeln die Zinknasen direkt an der Verzinkungsstelle zu entfernen. Üblicherweise sind die verzinkten Bauteile nach der Verzinkung vom Warenträger abzunehmen und müssen einzeln manuell untersucht und nachbearbeitet werden, was sehr aufwendig ist. Furthermore, when pulling out the components from the molten zinc inevitably leads to the flow of zinc and dripping on component edges and corners. This creates zinc noses on the component. The elimination of these zinc noses in the wake, which is usually done manually, represents a significant cost factor, especially when it comes to the galvanization of large quantities and / or compliance with high tolerances requirements. In the case of a fully loaded product carrier, it is usually not possible to reach all the components and to remove the zinc noses directly there at the galvanizing point. Usually, the galvanized components are to be removed after galvanizing the goods carrier and must be individually examined and reworked manually, which is very expensive.
Des weiteren ist es bei der bekannten Stückfeuerverzinkung so, dass die Eintauch- und Austauchbewegung des Warenträgers in und aus dem Verzinkungsbad an der gleichen Stelle stattfindet. Durch das prozessbedingte Auftreten von Zinkasche als Reaktionsprodukt aus dem Flussmittel und der Zinkschmelze nach dem Eintauchen der Bauteile, die sich an der Oberfläche des Zinkbades ansammelt, ist es vor dem
Austauchen zwingend notwendig, die Zinkasche von der Oberfläche durch Abziehen oder Wegspülen zu entfernen, um ein Anhaften an den verzinkten Bauteilen beim Herausziehen zu vermeiden, so dass sich möglichst keine Verunreinigungen am verzinkten Bauteil ergeben. Im Hinblick auf die Vielzahl der sich im Zinkbad be- findenden Bauteile und die vergleichsweise schlechte Zugänglichkeit der Oberfläche des Verzinkungsbades stellt sich die Entfernung der Zinkasche von der Badoberfläche regelmäßig als sehr aufwendig und teilweise problematisch dar. Zum einen ergibt sich bei der Entfernung der Zinkasche von der Oberfläche des Verzinkungsbades eine zeitliche Verzögerung des Prozesses bei gleichzeitiger Reduzie- rung der Produktivität und zum anderen eine Fehlerquelle im Hinblick auf die Ver- zinkungsqualität der einzelnen Bauteile. Furthermore, it is in the known piece fire galvanizing so that the dipping and Austauchbewegung of the goods carrier takes place in and out of the galvanizing at the same point. Due to the process-related occurrence of zinc ash as a reaction product of the flux and the molten zinc after immersion of the components, which accumulates on the surface of the zinc bath, it is before It is imperative to dehumidify the zinc ash from the surface by peeling or rinsing it off in order to prevent it from sticking to the galvanized components when it is pulled out, so that as far as possible there are no contaminants on the galvanized component. In view of the large number of components in the zinc bath and the comparatively poor accessibility of the surface of the galvanizing bath, the removal of the zinc ash from the bath surface is frequently very complicated and sometimes problematic The surface of the galvanizing bath is a time delay of the process while reducing productivity and on the other hand a source of error with regard to the galvanizing quality of the individual components.
Letztlich bleiben bei der bekannten Stückfeuerungsverzinkung Verunreinigungen und Zinknasen an den verzinkten Bauteilen, die durch manuelles Nacharbeiten zu entfernen sind. Diese Nacharbeitung ist regelmäßig sehr kosten- und zeitaufwendig. Diesbezüglich ist zu beachten, dass hier mit Nacharbeit nicht nur die Reinigung bzw. Ausbesserung gemeint ist, sondern insbesondere auch die visuelle Prüfung einbezogen ist. Prozessbedingt besteht bei allen Bauteilen die Gefahr, dass Verunreinigungen anhaften oder Zinknasen vorliegen, die es zu entfernen gilt. Entspre- chend müssen alle Bauteile einzeln in Augenschein genommen werden. Allein diese Prüfung, ohne gegebenenfalls notwendige anschließende Arbeitsschritte, stellt einen sehr hohen Kostenaufwand dar, insbesondere im Bereich der Großserie mit sehr vielen zu prüfenden Bauteilen und sehr hohen Qualitätsanforderungen. Ultimately remain in the known piece of hot-dip galvanizing impurities and zinc lugs on the galvanized components, which are to be removed by manual reworking. This refinement is regularly very costly and time consuming. In this regard, it should be noted that reworking does not only mean cleaning or repair, but also includes, in particular, the visual inspection. Due to the process, all components have the risk of contaminants sticking or of zinc lumps to be removed. Accordingly, all components must be inspected individually. But this test, without any necessary subsequent work steps, represents a very high cost, especially in the field of mass production with many components to be tested and very high quality requirements.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem besteht daher in der Bereitstellung einer Anlage bzw. eines Verfahrens zur Stückverzinkung von eisenbasierten bzw. eisenhaltigen Bauteilen, insbesondere stahlbasierten bzw. stahlhal- tigen Bauteilen (Stahlbauteilen) mittels Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) in einer Zink/Aluminium-Schmelze (d. h. in einem flüssigen Zink/Aluminium-Bad), vorzugsweise für die Großserienfeuerverzinkung einer Vielzahl identischer oder gleichartiger Bauteile (z. B. Kfz-Bauteile), wobei die zuvor geschilderten Nachteile des Standes der Technik zumindest weitgehend vermieden oder aber wenigstens abgeschwächt werden sollen. The problem on which the present invention is based is therefore to provide a system or a method for piece galvanizing iron-based or iron-containing components, in particular steel-based or steel-containing components (steel components) by means of hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing) in a zinc / aluminum melt ( ie in a liquid zinc / aluminum bath), preferably for high-volume hot-dip galvanizing of a large number of identical or similar components (eg motor vehicle components), whereby the previously described disadvantages of the prior art should at least largely be avoided or at least mitigated.
Insbesondere soll eine solche Anlage bzw. ein solches Verfahren bereitgestellt werden, welche(s) gegenüber herkömmlichen Feuerverzinkungsanlagen bzw. -verfahren eine verbesserte Prozessökonomie und einen effizienteren, insbesondere flexibleren Prozessablauf ermöglichen.
Zur Lösung des zuvor geschilderten Problems schlägt die vorliegende Erfindung - gemäß einem e r s t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - eine Anlage zur Feuerverzinkung gemäß Anspruch 1 vor; weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage sind Ge- genstand der diesbezüglichen Anlagenunteransprüche. In particular, such a system or such a method should be provided, which (s) compared to conventional hot-dip galvanizing plants or processes allow an improved process economy and a more efficient, in particular more flexible process flow. To solve the above problem, the present invention proposes - according to a first aspect of the present invention - a hot-dip galvanizing plant according to claim 1; Further, in particular special and / or advantageous embodiments of the system according to the invention are the subject matter of the relevant sub-systems.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem z w e i t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein Verfahren zur Feuerverzinkung gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch vor; weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der diesbezüglichen Verfahrensunteransprüche. Furthermore, according to one aspect of the present invention, the present invention relates to a method for hot-dip galvanizing according to the independent method claim; Further, in particular special and / or advantageous embodiments of the method according to the invention are the subject of the related sub-claims.
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. It goes without saying in the following statements that embodiments, embodiments, advantages and the like, which are designed below for the purpose of avoiding repetition only as an aspect of the invention, of course also apply correspondingly with respect to the other aspects of the invention, without this being a separate one Mention needs.
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. In the case of all relative or percentage weight-related data given below, in particular relative quantities or weights, it is further to be noted that in the context of the present invention, these are to be selected by the person skilled in the art in such a way that all components or ingredients, in particular, as defined below, always add to or add to 100% or 100 wt .-%; but this is self-evident to the person skilled in the art.
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. In addition, the expert may deviate from the range indicated below, depending on the application or the individual case, if necessary, without departing from the scope of the present invention.
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. In addition, it is true that all of the values or parameter information or the like mentioned below can in principle be determined or determined using standardized or explicitly stated determination methods or otherwise with methods of determination or measurement known per se to the person skilled in the art.
Dies vorausgeschickt, wird die vorliegende Erfindung nunmehr nachfolgend im Detail erläutert.
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Feuerverzinkung von Bauteilen, vorzugsweise zur Großserienfeuerverzinkung einer Vielzahl identischer oder gleichartiger Bauteile, vorzugsweise zur Stückverzinkung, mit einer Fördereinrichtung mit wenigstens einem Warenträger zur Förderung der Bauteile, einer Flussmittelauftragsein- richtung zum Auftrag eines Flussmittels auf die Oberfläche der Bauteile und einer Feuerverzinkungseinrichtung zur Feuerverzinkung der Bauteile mit einem eine schmelzflüssige Zink/Aluminium-Legierung aufweisenden Verzinkungsbad. Having said that, the present invention will now be explained in detail below. The invention relates to a system for the hot-dip galvanizing of components, preferably for large-series hot-dip galvanizing a plurality of identical or similar components, preferably for piece galvanizing, with a conveyor with at least one product carrier for conveying the components, a Flußauftragauftragsein- direction for applying a flux to the surface of the components and a hot-dip galvanizing device for hot-dip galvanizing the components with a galvanizing zinc-aluminum alloy galvanizing bath.
Erfindungsgemäß ist bei einer Anlage der vorgenannten Art zur Lösung der zu- grundeliegenden Aufgabe vorgesehen, dass der Warenträger zur Aufnahme und zum Transport wenigstens eines vereinzelten Bauteils ausgebildet ist und dass die Flussmittelauftragseinrichtung eine Sprüheinrichtung zum vorzugsweise automatisierten Sprühauftrag des Flussmittels auf die Oberfläche des vereinzelten Bauteils aufweist. According to the invention, in a system of the aforementioned type for solving the underlying object, the goods carrier is designed to receive and transport at least one separated component and the flux application device has a spraying device for preferably automated spray application of the flux onto the surface of the separated component ,
Verfahrensgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Feuerverzinkung von Bauteilen unter Verwendung einer schmelzflüssigen Zink/Aluminium-Legierung, vorzugsweise zur Großserienfeuerverzinkung einer Vielzahl identischer oder gleichartiger Bauteile, vorzugsweise zur Stückverzinkung. According to the invention, the invention relates to a process for the hot-dip galvanizing of components using a molten zinc / aluminum alloy, preferably for high-volume hot-dip galvanizing a plurality of identical or similar components, preferably for piece galvanizing.
Erfindungsgemäß ist bei dem vorgenannten Verfahren vorgesehen, dass jedes Bauteil im vereinzelten Zustand an einem Warenträger zu einer Flussmittelauftragseinrichtung zum Flussmittelauftrag transportiert wird, wobei das Bauteil im vereinzelten Zustand durch einen vorzugsweise automatisierten Sprühauftrag einer Sprüheinrichtung mit dem Flussmittel versehen wird und dann das auf seiner Oberfläche mit dem Flussmittel versehene Bauteil in einem die schmelzflüssige Zink/Aluminium-Legierung aufweisenden Verzinkungsbad einer Feuerverzinkung unterzogen wird. According to the invention, it is provided in the aforementioned method that each component is transported in a separated state on a goods carrier to a flux application device for fluxing, wherein the component is provided in the isolated state by a preferably automated spray application of a spraying with the flux and then the on its surface with the fluxed component is subjected to a galvanizing of the molten zinc / aluminum alloy galvanizing bath.
Im Zusammenhang mit dem Zustandekommen der vorliegenden Erfindung ist erkannt worden, dass der Sprühauftrag des Flussmittels auf das zu verzinkende Bauteile einen erheblichen Einfluss auf den gesamten Verzinkungsprozess hat, wenngleich der Sprühauftrag des Flussmittels insbesondere im Rahmen einer Großserienproduktion auf den ersten Blick gegenüber einem Fluxen in einem Flussmittel- tauchbad als unwirtschaftlich erscheint. Im Zusammenhang mit der Erfindung ist allerdings festgestellt worden, dass das Aufbringen des Flussmittels durch Eintauchen des Bauteils in ein Flussmittelbad eine Reihe von Nachteilen mit sich bringt. Beim sogenannten Tauchfluxen ergibt sich letztlich beim Herausziehen der Bauteile aus dem Tauchbad eine ungleichmäßige Schicht des Flussmittels auf den zu verzinkenden Bauteilen. Während das Bauteil im oberen Bereich eine eher geringe
Schichtdicke des Flussmittels hat, liegt im unteren Bereich eine erhöhte Schichtdicke des Flussmittels vor. Darüber hinaus lagern sich verstärkt Flussmittelreste in Ecken und an Kanten der zu verzinkenden Bauteile an. In connection with the realization of the present invention has been recognized that the spray application of the flux to the galvanized components has a significant impact on the entire galvanizing process, although the spray application of the flux, especially in the context of a large-scale production at first glance against a Fluxen in a Flux dip appears uneconomical. In connection with the invention, however, it has been found that the application of the flux by immersing the component in a flux bath brings with it a number of disadvantages. When so-called Tauchfluxen ultimately results in the extraction of the components from the dip an uneven layer of the flux on the components to be galvanized. While the component at the top of a rather small Layer thickness of the flux, is in the lower region before an increased layer thickness of the flux. In addition, flux residues increasingly accumulate in corners and edges of the components to be galvanized.
5 Im sich an das Fluxen anschließenden Verzinkungsprozess reagiert das Flussmittel mit der Zinkschmelze. Aufgrund der unterschiedlich dicken Flussmittelschicht am zu verzinkenden Bauteil kann sich auch eine unterschiedliche Dicke der Zinkschicht auf dem Bauteil ergeben. Die unterschiedliche Zinkschichtdicke am Bauteil stellt damit unter anderem das Ergebnis der ungleichmäßigen Schichtdicke des 10 Flussmittels dar. 5 In the galvanizing process following fluxing, the flux reacts with the molten zinc. Due to the different thickness flux layer on the component to be galvanized, a different thickness of the zinc layer on the component may result. The different zinc layer thickness on the component thus represents, inter alia, the result of the uneven layer thickness of the flux.
Des weiteren ist es so, dass bei einem Tauchbad zwangsläufig Energie- und Strahlungsverluste entstehen, da das Tauchbad in der Regel bei einer konstanten Temperatur im Bereich zwischen 60° und 80° gehalten werden muss. Fällt die Tempel s ratur unter einen bestimmten Wert muss nachgeheizt werden. Dies ist nicht nur kostenaufwendig; das ständige Temperieren belastet die Flussmittellösung. Aufgrund der Dauertemperaturbehandlung kann es nämlich dazu kommen, dass verschiedene Chemikalien des Flussmittels zersetzt werden. Da es sich bei einem Tauchbad um ein offenes Bad handelt, kann im übrigen ein Verlust an Lösungs- 20 mittel (Wasser) eintreten. Dies ändert zwangsläufig die Flussmittelzusammensetzung. Von daher besteht insbesondere bei Tauchbädern, die über einen langen Zeitraum beheizt werden, die Gefahr, dass das Flussmittel nicht mit der gewollten und ursprünglich eingestellten Zusammensetzung auf das zu verzinkende Bauteil aufgebracht wird. Furthermore, in the case of an immersion bath, it is inevitable that energy and radiation losses occur, since the immersion bath generally has to be maintained at a constant temperature in the range between 60 ° and 80 °. If the temple temperature falls below a certain value, it must be reheated. This is not only costly; Constant tempering pollutes the flux solution. Because of the constant temperature treatment, it can happen that various chemicals of the flux are decomposed. Moreover, since a dip is an open bath, loss of solvent (water) may occur. This inevitably changes the flux composition. Therefore, there is the danger, especially in the case of immersion baths which are heated over a long period of time, that the flux is not applied to the component to be galvanized with the desired and initially set composition.
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Durch den erfindungsgemäßen Sprühauftrag werden die vorgenannten Nachteile vermieden. Zunächst einmal ist der Sprühauftrag in energetischer Hinsicht günstiger, da kein Bad bei einer höheren Temperatur vorgehalten werden muss. Aufgrund des fehlenden Bades werden Energie- und Strahlungsverluste vermieden. The spray application according to the invention avoids the aforementioned disadvantages. First of all, the spray application is more favorable in terms of energy because no bath must be kept at a higher temperature. Due to the lack of bath energy and radiation losses are avoided.
30 Des weiteren kann die Konzentration des Flussmittels dauerhaft konstant gehalten werden, da im Gegensatz zu einem offenen Bad kein Verlust an Lösungsmittel stattfindet. Da es an einem Bad mit unvermeidlich vorhandenen Inhomogenitäten fehlt, ist der Sprühauftrag schon insofern homogener. Des weiteren lässt sich durch eine vorgegebene Konzentrationskontrolle des Flussmittels und eine genaue Kon-Furthermore, the concentration of the flux can be kept permanently constant, since in contrast to an open bath no loss of solvent takes place. Since there is a lack of a bath with inevitable inhomogeneities, the spray application is already homogeneous so far. Furthermore, a given concentration control of the flux and a precise
35 trolle der Dicke des Auftrags die Qualität und die Schichtdicke des Flussmittels exakt kontrollieren. Im Rahmen des Sprühauftrag kann gezielt eine definierte Menge des Flussmittels aufgetragen werden. Des weiteren ist es durch den Sprühauftrag möglich, Ansammlungen von Flussmittel an Ecken, Kanten, Falzen oder der-
gleichen zu vermeiden. All dies führt letztlich dazu, dass eine homogene Verzinkung mit gleichbleibender Schichtdicke im Verzinkungsbad ermöglicht wird. 35 control the quality and thickness of the flux precisely. As part of the spray application, a defined amount of the flux can be applied selectively. Furthermore, it is possible by the spray application, accumulations of flux at corners, edges, folds or der- same to avoid. All this ultimately leads to a homogeneous galvanizing with a constant layer thickness in the galvanizing bath is made possible.
Im übrigen ist festgestellt worden, dass sich beim Sprühauftrag aufgrund der defi- niert aufgebrachten Sprühmittelmenge ein verbessertes Ablaufverhalten des aufgebrachten Flussmittels ergibt. Durch ein exakt dosiertes Aufbringen des Flussmittels beim Sprühauftrag kann ein Hängenbleiben einer konzentrierten Lösung des Flussmittels an den vorgenannten Ecken und Kanten vermieden, jedenfalls aber verringert werden. Durch den im Vergleich zu einer Tauchbeschichtung verringer- ten und insbesondere gleichmäßigen Auftrag des Flussmittels wird letztlich kein überflüssiges Flussmittel in das Verzinkungsbad eingetragen. Moreover, it has been found that the spray application results in an improved flow behavior of the applied flux due to the defined amount of spray agent applied. By precisely metered application of the flux during the spray application, a sticking of a concentrated solution of the flux at the aforementioned corners and edges can be avoided, but in any case can be reduced. Due to the reduced and in particular uniform application of the flux compared to a dip coating, ultimately no superfluous flux is introduced into the galvanizing bath.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Sprühauftrages gegenüber der Tauchbeschichtung besteht darin, dass einfacher unterschiedliche Fluss- mittel für unterschiedliche Anwendungsfälle eingesetzt werden können. Die Sprühtechnik erhöht die individuelle Anpassbarkeit und gewährleistet eine verbesserte Flexibilität. Another significant advantage of the spray application according to the invention over the dip coating is that it is easier to use different fluxes for different applications. The spray technology increases the individual adaptability and ensures an improved flexibility.
Um einen vollständigen Sprühauftrag des zu verzinkenden Bauteils gewährleisten zu können, ist im Rahmen der Automatisierung des Verfahrens die Zugänglichkeit des Bauteils von allen Seiten notwendig. Aus diesem Grunde wird das betreffende Bauteil entweder im vereinzelten Zustand als einziges Bauteil am Warenträger befestigt und durch die Sprüheinrichtung geführt. Bei einer völligen Vereinzelung des Bauteils, wobei nur ein einziges Bauteil am Warenträger befestigt ist, ist jeder Be- reich des Bauteils zugänglich und kann entsprechend besprüht werden. In order to ensure a complete spray application of the component to be galvanized, the accessibility of the component from all sides is necessary in the context of automation of the process. For this reason, the component in question is attached either in the isolated state as the only component on the goods carrier and passed through the sprayer. In the event of complete separation of the component, with only a single component being fastened to the product carrier, each area of the component is accessible and can be sprayed accordingly.
Alternativ ist es möglich, je nach Größe und Ausbildung des Warenträgers an diesem auch eine Kleingruppe, das heißt bis maximal 10 Bauteile, bevorzugt bis 5 Bauteile zu befestigen, wobei diese Bauteile insbesondere in einer Reihe nebenei- nander bzw. hintereinander angeordnet sind, und zwar derart, dass sie sich nicht berühren. Bevorzugt sollte der Abstand der am Träger befestigten Bauteile der Kleingruppe wenigstens 10 cm, bevorzugt wenigstens 50 cm und insbesondere mehr als 1 m voneinander sein. Bei einer derartigen Anordnung und/oder Beab- standung der einzelnen Bauteile der Kleingruppe am Warenträger liegt eine Ver- einzelung des Bauteils im Sinne der vorliegenden Erfindung vor, da bei einem derartigen Abstand der voneinander separierten Bauteile die Zugänglichkeit zu jeglichem Bereich der Bauteile für den automatisierten Sprühauftrag gewährleistet ist. Alternatively, it is possible, depending on the size and design of the goods carrier on this also a small group, that is to attach a maximum of 10 components, preferably up to 5 components, these components are arranged in particular in a row nebenei- or behind each other, namely such that they do not touch. Preferably, the distance between the components of the small group attached to the carrier should be at least 10 cm, preferably at least 50 cm and in particular more than 1 m from each other. In the case of such an arrangement and / or spacing of the individual components of the small group on the goods carrier, a separation of the component is present within the meaning of the present invention, since with such a distance of the components separated from one another, the accessibility to any area of the components for the automated Spray application is guaranteed.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine mit der Sprüheinrich- tung zum automatisierten Sprühauftrag des Flussmittels gekoppelte Steuereinrichtung vorgesehen. Durch die Steuereinrichtung, über die insbesondere die Sprüh-
Zeitpunkte und/oder Sprühmenge und/oder Sprühdauer und/oder Sprührichtung pro Flächeneinheit des Bauteils eingestellt werden kann, ergibt sich ein homogener und/oder individuell an das Bauteil angepasster Sprühauftrag und daraus eine definierte Schichtdicke des Flussmittels auf dem zu verzinkenden Bauteil. In diesem Zusammenhang bietet es sich an, dass die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass der automatisierte Sprühauftrag in Abhängigkeit der Form und/oder der Art und/oder des Materials und/oder der Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere der Oberflächenrauhigkeit des Bauteils, erfolgt. So können unterschiedliche Materialien und/oder unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheiten beispielsweise in unter- schiedlichen Schichtdicken, Konzentrationen oder aber auch Zusammensetzungen des Flussmittels resultieren. Insbesondere ist der Sprühauftrag über die Steuereinrichtung derart automatisiert, dass die Konzentration des Flussmittels und/oder die Sprühdauer des Sprühauftrags pro Bauteil und/oder die Sprühdauer des Sprühauftrags unterschiedliche Bereiche des Bauteils und/oder die Dicke des Sprühauftrags am Bauteil, insbesondere unterschiedliche Dicken des Sprühauftrags an einem Bauteil und/oder ein gleichzeitiger Sprühauftrag unterschiedlicher Flussmittel und/oder unterschiedlicher Flussmittelkomponenten einstellbar ist. In a preferred embodiment of the invention, a control device coupled to the spray device for automated spray application of the flux is provided. By the control device, over which in particular the spray Time points and / or spray quantity and / or spraying time and / or spray direction per unit area of the component can be adjusted, resulting in a homogeneous and / or individually adapted to the component spray application and from a defined layer thickness of the flux on the component to be galvanized. In this context, it makes sense that the control device is designed such that the automated spray application depending on the shape and / or the type and / or the material and / or the surface condition, in particular the surface roughness of the component takes place. For example, different materials and / or different surface textures can result, for example, in different layer thicknesses, concentrations or even compositions of the flux. In particular, the spray application via the control device is automated in such a way that the concentration of the flux and / or the spraying duration of the spray application per component and / or the spraying duration of spraying different areas of the component and / or the thickness of the spray application on the component, in particular different thicknesses of the spray application on a component and / or a simultaneous spray application of different flux and / or different flux components is adjustable.
Um das Flussmittel durch Sprühen so exakt wie möglich auf die Oberfläche des vereinzelten Bauteils aufbringen zu können, weist die Sprüheinrichtung eine Mehrzahl von Sprühköpfen auf, mit denen bevorzugt unterschiedliche Bereiche des Bauteils besprüht werden können. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang von Vorteil, wenn wenigstens ein Sprühkopf in X-Richtung und/oder in Y-Richtung und/oder in Z-Richtung relativ zum Bauteil bewegbar ist. Die Bewegung des betref- fenden Sprühkopfes, der vorzugsweise in allen drei Richtungen bewegbar ist, erfolgt steuerungstechnisch über die Steuereinrichtung. Durch die vorgenannte Maßnahme ist es letztlich möglich, dass beim Aufsprühen des Flussmittels auf ein Bauteil der Abstand und/oder die Richtung eines Sprühkopfes der Sprüheinrichtung zum Bauteil verändert wird. Insbesondere kann auf diese Weise sichergestellt wer- den, dass nicht unmittelbar zugängliche Bereiche des Bauteils durch entsprechende Ausrichtung des Sprühkopfes ohne weiteres erreichbar sind und mit der exakt für diesen Bereich vorgesehenen Schichtdicke des Flussmittels versehen werden können. In order to be able to apply the flux as precisely as possible to the surface of the separated component by spraying, the spraying device has a plurality of spray heads with which preferably different areas of the component can be sprayed. In particular, it is advantageous in this context if at least one spray head can be moved in the X direction and / or in the Y direction and / or in the Z direction relative to the component. The movement of the relevant spray head, which is preferably movable in all three directions, takes place via control technology via the control device. By the above measure, it is ultimately possible that when spraying the flux on a component of the distance and / or the direction of a spray head of the sprayer is changed to the component. In particular, it can be ensured in this way that regions of the component which are not directly accessible can be readily reached by appropriate alignment of the spray head and can be provided with the layer thickness of the flux provided precisely for this region.
Bevorzugt ist die Sprüheinrichtung im übrigen zum gleichzeitigen Aufsprühen unterschiedlicher Flussmittel und/oder unterschiedlicher Flussmittelkomponenten ausgebildet. Konstruktiv ist in diesem Zusammenhang bei einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass wenigstens ein Sprühkopf wenigstens zwei Sprühleitungen für unterschiedliche Flussmittel und/oder unterschiedliche Flussmittelkom-
ponenten aufweist. Verfahrensgemäß führt dies dazu, dass während eines Sprühvorgangs entweder gleichzeitig oder aber zeitlich versetzt unterschiedliche Flussmittel und/oder unterschiedliche Flussmittelkomponenten während des Sprühvorgangs auf das betreffende Bauteil aufgebracht werden können. Diese Ausgestal- tung hat den Vorteil, dass unterschiedliche Bereiche eines Bauteils mit einem unterschiedlichen Flussmitteln bzw. unterschiedlichen Flussmittelkomponenten besprüht werden können. Hierdurch kann die nachfolgende Feuerverzinkung in entsprechender Weise beeinflusst werden. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, unmittelbar aufeinanderfolgende Bauteile des Verzinkungsvorganges mit unter- schiedlichen Flussmitteln/Flussmittelkomponenten zu besprühen, ohne den Pro- duktionsprozess zu unterbrechen. Moreover, the spray device is preferably designed for the simultaneous spraying of different fluxes and / or different flux components. In this connection, it is constructively provided in a preferred embodiment that at least one spray head has at least two spray lines for different fluxes and / or different flux composition. has components. In accordance with the method, this results in different fluxes and / or different flux components being applied to the relevant component during the spraying process, either simultaneously or at different times during a spraying process. This embodiment has the advantage that different areas of a component can be sprayed with a different flux or different flux components. As a result, the subsequent hot-dip galvanizing can be influenced in a corresponding manner. In principle, however, it is also possible to spray directly consecutive components of the galvanizing process with different fluxes / flux components without interrupting the production process.
An die Sprüheinrichtung der Flussmittelauftragseinnchtung schließt sich bevorzugt eine Trocknungseinrichtung an. Diese Trocknungseinrichtung ist insbesondere zur Trocknung des aufgesprühten Flussmittels im vereinzelten Zustand des Bauteils ausgebildet. Da durch den Sprühauftrag eine exakt definierte Auftragsmenge an Flussmittel auf das Bauteil aufgebracht ist, kann der Trocknungsschritt relativ schnell und damit relativ kostengünstig durchgeführt werden, was im Vergleich zu einer Trocknung nach einem Tauchbad nicht möglich ist. The drying device is preferably followed by a drying device. This drying device is designed in particular for drying the sprayed-on flux in the separated state of the component. Since a precisely defined application amount of flux is applied to the component by the spray application, the drying step can be carried out relatively quickly and thus relatively inexpensively, which is not possible in comparison with drying after a dipping bath.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und auch beim erfindungsgemäßen Verfahren ist dem Flussmittelauftrag bevorzugt eine Oberflächenbehandlung und insbesondere eine Entfettung vorgeschaltet. Anlagengemäß ist bevorzugt eine der Flussmittelauftragseinnchtung vorgeschaltete Oberflächenbehandlungseinrichtung, insbesondere Beizeinrichtung, zur chemischen, insbesondere nass-chemischen Oberflächenbehandlung der Bauteile, mittels eines Oberflächenbehandlungsmittels, vorzugsweise zur Beizung der Oberflächen der Bauteile mittels eines Beizmittels, vorgesehen. Insbesondere bietet es sich dabei an, dass die Oberflächenbehandlungseinrichtung eine Sprüheinrichtung zum Sprühauftrag des Oberflächenbehand- lungsmittels, insbesondere des Beizmittels, auf die Oberfläche des vereinzelten Bauteils aufweist. Im Zusammenhang mit dem Sprühauftrag des Oberflächenbehandlungsmittels gelten vom Grundsatz her die gleichen zuvor genannten Vorteile wie beim Sprühauftrag des Flussmittels. Insbesondere kann beim Aufsprühen des Oberflächenbehandlungsmittels gewährleistet werden, dass bestimmte Bereiche des Bauteils stärker und/oder länger besprüht werden als andere Bereiche. Um das Bauteil an allen Bereichen in entsprechender Weise mit dem Oberflächenbehandlungsmittel besprühen zu können, bietet sich auch bei der Oberflächenbehandlung insbesondere die Vereinzelung des Bauteils an.
Im übrigen versteht es sich, dass die Sprüheinrichtung zum Sprühen des Oberflächenbehandlungsmittels in entsprechender Weise konstruktiv so ausgebildet sein kann wie die Sprüheinrichtung für den Sprühauftrag des Flussmittels. Auch hier können verstellbare Sprühköpfe und die Verwendung unterschiedlicher Sprühlei- tungen für unterschiedliche Oberflächenbehandlungsmittel und/oder unterschiedliche Oberflächenbehandlungsmittelkomponenten vorgesehen sein. In the apparatus according to the invention and also in the method according to the invention, the flux application is preferably preceded by a surface treatment and in particular a degreasing. According to the system, a surface treatment device, in particular a pickling device, for chemical, in particular wet-chemical, surface treatment of the components is preferably provided by means of a surface treatment agent, preferably for pickling the surfaces of the components by means of a pickling agent. In particular, it is advisable that the surface treatment device has a spraying device for spraying the surface treatment agent, in particular the etching agent, onto the surface of the separated component. In the context of the spray application of the surface treatment agent, in principle, the same advantages mentioned above apply as with the spray application of the flux. In particular, it can be ensured during the spraying of the surface treatment agent that certain areas of the component are sprayed more strongly and / or longer than other areas. In order to be able to spray the component on all areas in a corresponding manner with the surface treatment agent, the singling of the component is also particularly suitable for the surface treatment. Incidentally, it is understood that the spraying device for spraying the surface treatment agent can be constructively designed in a similar manner as the spraying device for the spray application of the flux. Here too, adjustable spray heads and the use of different spray lines for different surface treatment agents and / or different surface treatment agent components can be provided.
Anlagengemäß ist es im übrigen von Vorteil, wenn der Oberflächenbehandlungseinrichtung eine Entfettungseinrichtung zur Entfettung der Bauteile mittels eines Entfettungsmittels vorgeschaltet ist. Bevorzugt folgt auch die Entfettung durch Aufsprühen des Entfettungsmittels auf die Oberfläche des vereinzelten Bauteils. Diesbezüglich gelten die zum Aufsprühen des Oberflächenbehandlungsmittels genannten Vorteile in gleicher Weise. Des weiteren ist die Sprüheinrichtung für das Entfettungsmittel in konstruktiver Hinsicht bevorzugt genauso ausgebildet wie die Sprüh- einrichtung für das Oberflächenbehandlungsmittel, so dass hierauf ausdrücklich Bezug genommen werden kann. Insbesondere ist ein oder sich mehrere verstellbare Sprühköpfe vorgesehen und es ist das Aufsprühen unterschiedliche Entfettungsmittel oder -komponenten über wenigstens zwei separate Sprühleitungen pro Sprühkopf möglich. According to the system, it is also advantageous if the surface treatment device is preceded by a degreasing device for degreasing the components by means of a degreasing agent. Preference is also given to degreasing by spraying the degreasing agent on the surface of the separated component. In this regard, the advantages mentioned for spraying the surface treatment agent apply in the same way. Furthermore, the spraying device for the degreasing agent is preferably designed in the same way as the spraying device for the surface treatment agent, so that reference can be made expressly to this. In particular, one or more adjustable spray heads is provided and it is possible to spray different degreasing agents or components via at least two separate spray lines per spray head.
Um einen Eintrag eines Behandlungsmittels in die nächste Verfahrensstufe zu verhindern, ist anlagengemäß bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage mindestens eine Spüleinrichtung zur Spülung der Bauteile mit einem Spülmittel vorgesehen. Insbesondere ist eine Spüleinrichtung im Anschluss an die Entfettungseinrichtung und/oder im Anschluss an die Oberflächenbehandlungseinrichtung vorgesehen. Bevorzugt ist jeweils eine Spüleinrichtung im Anschluss an die Entfettungs- und im Anschluss an die Oberflächenbehandlungseinrichtung vorgesehen. In order to prevent an entry of a treatment agent in the next stage of the process, according to the system is provided in a preferred embodiment of the system according to the invention at least one flushing device for flushing the components with a detergent. In particular, a rinsing device is provided after the degreasing device and / or after the surface treatment device. In each case, a purging device is preferably provided after the degreasing and after the surface treatment device.
Im Zusammenhang mit der Spülung kann vorgesehen sein, dass dies ebenfalls durch Besprühen mit dem betreffenden Spülmittel erfolgt. Alternativ oder auch ergänzend dazu kann auch eine Tauchspülung vorgesehen sein. In allen Fällen ist es jedoch besonders bevorzugt, die Spülvorgänge im vereinzelten Zustand des Bauteils durchzuführen, da hierbei die Zugänglichkeit sämtlicher Bereiche des Bauteils gegeben ist. In connection with the flushing can be provided that this also takes place by spraying with the relevant detergent. Alternatively or in addition thereto, a scavenging may also be provided. In all cases, however, it is particularly preferred to perform the rinsing operations in the isolated state of the component, since in this case the accessibility of all areas of the component is given.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sprüheinrichtung, vorzugsweise jeder Sprüheinrichtung im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anlage eine insbesondere allseitig geschlossene Einhausung zugeordnet ist. Dabei versteht es sich, dass eine oder mehrere Zuführ- und Ab-
führöffnungen für den Warenträger und das oder die daran vereinzelten Bauteile in der Einhausung vorgesehen sein können. Durch die Einhausung wird letztlich eine Belastung der Umwelt mit Dämpfen und/oder Chemikalien, die beim Besprühen verwendet werden bzw. entstehen, verhindert. Darüber hinaus ist es über eine Ein- hausung möglich, das jeweilige Sprühmittel aufzufangen, insbesondere durch entsprechende Bodenabläufe der Einhausung, und zur Wiederverwendung zu rezyk- lieren. Bedarfsweise ist eine entsprechende Aufbereitung des jeweiligen Sprühmittels vorgesehen. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the spraying device, preferably each spraying device in the context of the system according to the invention is associated with a housing closed in particular on all sides. It is understood that one or more feed and discharge lead openings for the goods carrier and the isolated or isolated components in the enclosure may be provided. The enclosure ultimately prevents pollution of the environment with vapors and / or chemicals used in spraying. In addition, it is possible to capture the respective spray via a housing, in particular by means of corresponding floor drains of the enclosure, and to recycle them for reuse. If necessary, a corresponding treatment of the respective spray is provided.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zusätzlich zum vereinzelten Fluxen eine Einzelverzinkung der Bauteile, also eines am Warenträger vereinzelten Bauteils, vorgesehen. Hierzu sieht die Erfindung zwei Alternativen vor. Bei einer ersten Alternative ist eine Vereinzelungseinrichtung zum vorzugsweise automatisierten Zuführen, Eintauchen und Austauchen eines vom Warenträger vereinzelten Bauteils in das Verzinkungsbad der Feuerverzinkungseinrichtung vorgesehen. Bei der dazu alternativen Ausführungsform sind die Fördereinrichtung und die Feuerverzinkungseinrichtung derart ausgebildet, dass das am Warenträger vereinzelte Bauteil im vereinzelten Zustand durch das Verzinkungsbad geführt wird. In a preferred embodiment of the invention, in addition to the isolated Fluxen a single galvanizing of the components, ie an isolated on the goods carrier component provided. For this purpose, the invention provides for two alternatives. In a first alternative, a separating device is provided for the preferably automated feeding, immersing and emptying of a component separated from the goods carrier into the galvanizing bath of the hot-dip galvanizing device. In the case of the alternative embodiment, the conveying device and the hot-dip galvanizing device are designed in such a way that the component singulated on the product carrier is guided in the singulated state through the galvanizing bath.
Im Zusammenhang mit der Erfindung ist erkannt worden, dass insbesondere bei bestimmten Bauteilen, wie hoch- und höchstfesten Stählen, die temperatursensibel sind, ein gezieltes und optimiertes Handling der Bauteile beim eigentlichen Verzin- kungsprozess notwendig ist. Bei der Einzelverzinkung im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anlage bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ohne weiteres gewährleistet werden, dass die Bauteile jeweils für sich identischen Prozessparametern unterliegen. Gerade für Federstähle oder Fahrwerks- und Karosseriekomponenten aus hoch- und höchstfesten Stählen, wie z. B. pressgehärtete Umformteile, spielt dies eine erhebliche Rolle. Durch die Vereinzelung der Bauteile zum Verzinken ist es möglich, dass die Reaktionszeiten zwischen dem Stahl und der Zinkschmelze jeweils gleich sind. Hieraus resultiert letztlich eine immer gleiche Zinkschichtdicke. Darüber hinaus werden die Kennwerte der Bauteile durch die Verzinkung in identischer Weise beeinflusst, da durch die Erfindung gewährleistet wird, dass die Bauteile jeweils identischen Prozessparametern ausgesetzt worden sind. In connection with the invention, it has been recognized that, in particular for certain components, such as high-strength and ultra-high-strength steels, which are temperature-sensitive, targeted and optimized handling of the components in the actual galvanizing process is necessary. In the case of individual galvanizing in connection with the installation according to the invention or the method according to the invention, it can be readily ensured that the components are each subject to identical process parameters. Especially for spring steel or chassis and body components made of high and ultra high strength steels, such. As press-hardened formed parts, this plays a significant role. By separating the components for galvanizing, it is possible that the reaction times between the steel and the molten zinc are the same. This ultimately results in always the same zinc layer thickness. In addition, the characteristics of the components are influenced by the galvanizing in an identical manner, since it is ensured by the invention that the components have been exposed to identical process parameters.
Ein weiterer, erheblicher Vorteil der Erfindung, insbesondere im Zusammenhang mit der Vereinzelungseinrichtung ergibt sich dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Vereinzelung jedes Bauteil exakt manipuliert und behandelt werden kann, zum Beispiel durch spezielle Dreh- und Lenkbewegungen des Bauteils beim Aus-
ziehen aus der Schmelze. Hierdurch kann der Nachbearbeitungsaufwand deutlich reduziert bis zum Teil gänzlich vermieden werden. Des weiteren bietet die Erfindung die Möglichkeit, dass Zinkascheanhaftungen deutlich verringert und zum Teil sogar vermieden werden können. Dies ist möglich, da der erfindungsgemäße Pro- zess so gesteuert werden kann, dass ein zu verzinkendes Bauteil im vereinzelten Zustand nach dem Eintauchen von der Eintauchstelle wegbewegt und zu einer von der Eintauchstelle entfernten Stelle hinbewegt wird. Anschließend erfolgt das Austauchen. Während im Bereich der Eintauchstelle die Zinkasche aufsteigt und sich auf der Oberfläche der Eintauchstelle befindet, befinden sich an der Austauchstelle wenige oder keine Zinkaschereste. Durch diese spezielle Technik können Zinkascheanhaftungen erheblich verringert bis vermieden werden. A further, considerable advantage of the invention, in particular in connection with the singling device, results from the fact that with the singling according to the invention, each component can be manipulated and treated exactly, for example by means of special rotational and steering movements of the component when exiting. pull out of the melt. As a result, the Nachbearbeitungsaufwand significantly reduced to the part can be completely avoided. Furthermore, the invention offers the possibility that zinc ash adhesions can be significantly reduced and sometimes even avoided. This is possible since the process according to the invention can be controlled such that a component to be galvanized in the singulated state moves away from the immersion site after immersion and is moved to a location remote from the immersion site. This is followed by dipping. While the zinc ash rises in the area of the immersion site and is located on the surface of the immersion site, there are few or no zinc ash residues at the place of immersion. Thanks to this special technique, zinc ash adhesions can be significantly reduced or avoided.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist im übrigen festgestellt worden, dass unter Berücksichtigung der bei der Erfindung zum Teil nicht mehr not- wendigen Nachbearbeitung die Gesamtproduktionsdauer bei der Herstellung von verzinkten Bauteilen gegenüber dem Stand der Technik sogar verringert werden kann, die Erfindung also letztlich eine höhere Produktivität liefert, und zwar insbesondere deshalb, da die manuell vorzunehmende Nachbearbeitung beim Stand der Technik sehr zeitaufwendig ist. In the context of the present invention, it has moreover been found that taking into account the post-processing, which is sometimes no longer necessary in the invention, the overall production time in the production of galvanized components can be reduced compared with the prior art, the invention thus ultimately being a Provides higher productivity, especially because the manual post-processing is very time consuming in the prior art.
Ein weiterer anlagentechnischer Vorteil bei einer vereinzelten Verzinkung besteht darin, dass kein breiter und tiefer, sondern nur ein schmaler Verzinkungskessel notwendig ist. Hierdurch reduziert sich die Oberfläche des Verzinkungsbades, die auf diese Weise besser abgeschirmt werden kann, so dass die Abstrahlungsverlus- te maßgeblich reduziert werden können. Another advantage of an individual galvanizing plant is that no wider and deeper, but only a narrow galvanizing boiler is necessary. This reduces the surface of the galvanizing bath, which can be better shielded in this way, so that the radiation losses can be significantly reduced.
Im Ergebnis ergeben sich durch die Erfindung mit der vereinzelten Verzinkung Bauteile mit höherer Qualität und Sauberkeit an der Oberfläche, wobei die Bauteile als solche jeweils identischen Prozessbedingungen ausgesetzt worden sind und damit über gleiche Bauteilkennwerte verfügen. Auch unter wirtschaftlichen Aspekten bietet die Erfindung wirtschaftliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik, da die Herstellungsdauer unter Berücksichtigung der nicht mehr notwendigen oder zum Teil sehr eingeschränkten Nachbearbeitung um bis zu 20 % verringert werden kann. Vorrichtungsgemäß ist bei der Alternative mit der Vereinzelungseinrichtung vorgesehen, dass die Vereinzelungseinrichtung wenigstens ein zwischen der Flussmit- telauftragseinrichtung und der Feuerverzinkungseinrichtung angeordnetes Vereinzelungsmittel aufweist. Dieses Vereinzelungsmittel ist dann bevorzugt so ausgebildet, dass es entweder ein vereinzeltes Bauteil vom Warenträger oder aber mehrere Bauteile als Kleingruppe, wobei sich diese allerdings im voneinander vereinzelten,
das heißt hinreichend beabstandeten Zustand voneinander befinden, entnimmt und das vereinzelte Bauteil oder aber die Kleingruppe mit voneinander vereinzelten Bauteilen anschließend der Feuerverzinkungseinrichtung zur Feuerverzinkung zuführt. Das Vereinzelungsmittel kann dabei das Bauteil unmittelbar vom Warenträger abnehmen oder entnehmen oder aber das Bauteil von der Bauteilgruppe, die vom Warenträger bereits abgestellt worden ist, entnehmen. Dabei versteht es sich, dass es grundsätzlich auch möglich ist, dass mehr als ein Vereinzelungsmittel vorgesehen ist, also gleichzeitig eine Mehrzahl vereinzelter Bauteile im vereinzelten Zustand feuerverzinkt werden. In diesem Zusammenhang versteht es sich dann auch, dass zumindest der Verzinkungsprozess der vereinzelten Bauteile in identischer Weise durchgeführt wird, auch wenn Bauteile von unterschiedlichen Vereinzelungsmitteln gleichzeitig oder zeitlich versetzt und unabhängig voneinander durch die Feuerverzinkungseinrichtung bzw. das Verzinkungsbad geführt werden. The result of the invention with the occasional galvanizing components with higher quality and cleanliness at the surface, the components have been exposed as such in each case identical process conditions and thus have the same component characteristics. Also in economic terms, the invention offers economic advantages over the prior art, since the production time can be reduced by up to 20% taking into account the no longer necessary or sometimes very limited post-processing. According to the device, in the alternative with the separating device it is provided that the separating device has at least one separating means arranged between the flux-applying device and the hot-dip galvanizing device. This separating means is then preferably designed such that it is either an isolated component of the goods carrier or a plurality of components as a small group, although these are separated from each other, that is located sufficiently spaced state from each other, removes and then supplies the isolated component or the small group with separated components from the hot-dip galvanizing for hot dip galvanizing. The separating means can remove or remove the component directly from the product carrier or remove the component from the component group that has already been parked by the product carrier. It is understood that it is also possible in principle that more than one separating means is provided, so at the same time a plurality of individual components are hot-dip galvanized in the isolated state. In this context, it is then also understood that at least the galvanizing of the separated components is carried out in an identical manner, even if components of different separating means simultaneously or staggered and independently by the hot-dip galvanizing or galvanizing bath.
Bei einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Vereinzelungsmittel derart ausgebildet, dass ein vereinzeltes Bauteil in einen Eintauchbereich des Bads eintaucht, dann vom Eintauchbereich zu einem benachbarten Austauchbereich bewegt und nachfolgend im Austauchbereich ausgetaucht wird. Die vorgenannte Bewegung lässt sich im übrigen auch dann erzielen, wenn nicht mit einem Vereinzelungsmittel gearbeitet wird, sondern statt dessen das Bauteil im vereinzelten Zustand am Warenträger befestigt ist und über den Warenträger dem Verzinkungsbad zugeführt, in den Eintauchbereich eingetaucht, zum Austauchbereich bewegt und dort ausgetaucht wird. Wie zuvor bereits ausgeführt worden ist, entsteht an der Oberfläche des Eintauchbereichs Zinkasche als Reaktionsprodukt des Flussmittels mit der Zinkschmelze. Durch die Bewegung des in die Zinkschmelze eingetauchten Bauteils vom Eintauchbereich zum Austauchbereich hin befindet sich an der Oberfläche des Austauchbereichs keine oder kaum Zinkasche. Auf diese Weise bleibt die Oberfläche des ausgetauchten verzinkten Bauteils frei oder zumindest im wesentlichen frei von Zinkascheanhaftungen. Dabei versteht es sich, dass der Eintauchbereich dem Austauchbereich benachbart ist, es sich also um räumlich voneinander beabstandete und sich insbesondere nicht überschneidende Bereiche des Verzinkungsbades handelt. In a further, preferred embodiment of the invention, the separating means is designed such that a separated component is immersed in a dip area of the bath, then moved from the immersion area to an adjacent immersion area and subsequently immersed in the replacement area. Incidentally, the aforementioned movement can be achieved even when not working with a separating means, but instead the component is fastened in the separated state to the goods carrier and fed to the galvanizing bath via the goods carrier, immersed in the immersion region, moved to the immersion region and immersed there becomes. As previously stated, zinc ash is produced on the surface of the immersion area as a reaction product of the flux with the molten zinc. Due to the movement of the component immersed in the molten zinc from the immersion area to the immersion area, there is no or hardly any zinc ash at the surface of the immersion area. In this way, the surface of the immersed galvanized component remains free or at least substantially free of zinc ash adhesions. It is understood that the immersion region is adjacent to the exchange region, so it is spatially spaced apart and in particular not overlapping areas of the galvanizing bath.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des vorgenannten Erfindungsgedankens ist im übrigen vorgesehen, dass das Bauteil nach dem Eintauchen zumindest so lange im Eintauchbereich des Verzinkungsbades verbleibt, bis die Reaktionszeit zwischen der Bauteiloberfläche und der Zink/Aluminium-Legierung des Verzinkungsbades beendet ist. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Zinkasche, die sich innerhalb der Schmelze nach oben bewegt, sich lediglich an der Oberfläche
des Eintauchbereichs ausbreitet. Anschließend kann das Bauteil dann in den Austauchbereich, der im wesentlichen frei von Zinkasche ist, bewegt und dort ausgetaucht werden. In a preferred embodiment of the aforementioned concept of the invention is otherwise provided that the component remains after immersion at least as long in the immersion region of the galvanizing bath until the reaction time between the component surface and the zinc / aluminum alloy of the galvanizing completed. In this way it is ensured that the zinc ash, which moves upwards within the melt, only at the surface of the immersion area. Subsequently, the component can then be moved into the immersion region, which is essentially free of zinc ash, and dipped out there.
Bei Versuchen, die im Zusammenhang mit der Erfindung durchgeführt worden sind, ist festgestellt worden, dass es zweckmäßig ist, wenn das Bauteil zwischen 20 % bis 80 %, vorzugsweise wenigstens 50 % der Verzinkungsdauer im Bereich des Eintauchbereichs verbleibt und erst anschließend in den Austauchbereich bewegt wird. Anlagentechnisch bedeutet dies, dass die Vereinzelungseinrichtung bzw. das oder die zugehörigen Vereinzelungsmittel oder die Fördereinrichtung durch eine entsprechende Steuerung so ausgelegt und bedarfsweise aufeinander abgestimmt sind, dass der vorgenannte Verfahrensablauf problemlos durchgeführt werden kann. In experiments that have been carried out in the context of the invention, it has been found that it is expedient if the component remains between 20% to 80%, preferably at least 50%, of the galvanizing time in the region of the immersion region and only then moves into the immersion region becomes. In terms of plant technology, this means that the separating device or the associated separating means or the conveying device are designed and, if necessary, adapted to one another by an appropriate control, so that the aforementioned method sequence can be carried out without difficulty.
Insbesondere bei Bauteilen aus temperatursensiblen Stählen und bei kundenspezifischen Anforderungen nach Bauteilen mit möglichst identischen Produkteigenschaften ist anlagen- und verfahrensgemäß vorgesehen, dass die Fördereinrichtung oder das Vereinzelungsmittel derart ausgebildet ist, dass alle Bauteile in identischer Weise, insbesondere mit identischer Bewegung, in identischer Anordnung und/oder mit identischer Zeit, durch das Verzinkungsbad geführt werden. Dies lässt sich letztlich ohne weiteres durch eine entsprechende Steuerung der Fördereinrichtung bzw. des wenigstens einen zugeordneten Vereinzelungsmittels realisieren. Durch die identische Handhabung haben identische Bauteile, also Bauteile, die aus jeweils gleichem Material bestehen und die jeweils gleiche Form haben, jeweils identische Produkteigenschaften. Hierzu gehören nicht nur gleiche Zinkschichtdicken, sondern auch identische Kennwerte der verzinkten Bauteile, da diese jeweils in identischer Weise durch das Verzinkungsbad geführt worden sind. Particularly in the case of components made of temperature-sensitive steels and in the case of customer-specific requirements for components having as identical as possible product properties, it is provided in accordance with the system and system that the conveying device or the separating means is designed such that all components are identically arranged, in particular with identical movement, and / or or with identical time, passed through the galvanizing bath. This can ultimately be realized without further ado by a corresponding control of the conveying device or of the at least one associated separating means. Due to the identical handling identical components, ie components that consist of the same material and each have the same shape, each have identical product properties. These include not only identical zinc layer thicknesses but also identical characteristics of the galvanized components, since these have each been passed through the galvanizing bath in an identical manner.
Des weiteren bietet die Erfindung anlagen- und verfahrensgemäß durch die Ver- einzelung beim Feuerverzinken den Vorteil, dass Zinknasen leichter vermieden werden können. Hierzu ist anlagengemäß eine Abstreifeinrichtung im Anschluss an den Austauchbereich vorgesehen, wobei bei einer bevorzugten Ausgestaltung dieses Erfindungsgedankens die Fördereinrichtung oder das Vereinzelungsmittel derart ausgebildet ist, dass alle Bauteile nach dem Austauchen an der Abstreifeinrich- tung zum Abstreifen von flüssigem Zink in identischer Weise vorbeigeführt werden. Bei einer alternativen Ausgestaltung im Zusammenhang mit dem Vereinzelungsmittel, die aber auch in Kombination mit der Abstreifeinrichtung realisiert werden kann, ist vorgesehen, dass alle Bauteile in identischer Weise nach dem Austauchen derart bewegt werden, dass Tropfnasen flüssigen Zinks entfernt werden, insbesondere
abtropfen und/oder gleichmäßig auf den Bauteiloberflächen verteilt werden. Durch die Erfindung ist es im Ergebnis damit möglich, jedes einzelne Bauteil definiert nicht nur durch das Verzinkungsbad, sondern auch entweder in einer bestimmten Positionierung, beispielsweise einer Schrägstellung des Bauteils zu führen und, an einem oder mehreren Abstreifern vorbeizubewegen und/oder das Bauteil durch spezielle Dreh- und/oder Lenkbewegungen nach dem Austauchen so zu bewegen, so dass Zinknasen zumindest im wesentlichen vermieden werden. Furthermore, the invention provides plant and process according to the United tion during hot dip galvanizing the advantage that zinc noses can be easily avoided. According to the system, a stripping device is provided following the immersion region, wherein in a preferred embodiment of this inventive concept, the conveying device or the separating means is designed such that all components are guided past the stripping device for stripping liquid zinc in an identical manner after emptying. In an alternative embodiment in connection with the separating means, which can also be realized in combination with the stripping device, it is provided that all components are moved in an identical manner after the immersion so that dripping noses of liquid zinc are removed, in particular drip off and / or evenly distributed on the component surfaces. As a result, the invention makes it possible to guide each individual component not only through the galvanizing bath, but also either in a specific positioning, for example an inclination of the component, and move past one or more scrapers and / or the component by special Rotary and / or steering movements to move after the immersion so that zinc noses are at least substantially avoided.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist im Anschluss an die Feuer- verzinkungseinrichtung eine Abkühleinrichtung, insbesondere eine Abschreckeinrichtung, vorgesehen, an der das Bauteil nach der Feuerverzinkung abgekühlt bzw. abgeschreckt wird. In a preferred development of the invention, a cooling device, in particular a quenching device, is provided following the hot-dip galvanizing device, at which point the component is cooled or quenched after hot-dip galvanizing.
Weiterhin kann insbesondere im Anschluss an die Abkühleinrichtung eine Nachbe- handlungseinrichtung vorgesehen sein. Die Nachbehandlungseinrichtung dient insbesondere einer Passivierung, Versiegelung oder Farbgebung der verzinkten Bauteile. Die Nachbehandlungsstufe kann aber auch beispielsweise die Nachbearbeitung, insbesondere das Entfernen von Verunreinigungen und/oder das Entfernen von Zinknasen, umfassen. Wie zuvor ausgeführt worden ist, ist der Nachbearbei- tungsschritt bei der Erfindung gegenüber dem im Stand der Technik bekannten Verfahren aber erheblich verringert und zum Teil sogar überflüssig. Furthermore, a post-treatment device can be provided in particular following the cooling device. The aftertreatment device is used in particular for a passivation, sealing or coloring of the galvanized components. However, the post-treatment stage may also include, for example, the post-processing, in particular the removal of impurities and / or the removal of zinc noses. As has been stated above, however, the post-processing step in the invention is considerably reduced and sometimes even unnecessary in comparison with the method known in the prior art.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Steuereinrichtung nicht nur mit den einzelnen Sprüheinrichtungen, sondern auch mit der Fördereinrichtung gekoppelt ist. Hierdurch ist es dann möglich, bedarfsweise die Transportgeschwindigkeit der einzelnen Warenträger zu verändern. So ist es beispielsweise möglich, die Transportgeschwindigkeit eines Warenträgers zumindest bereichsweise relativ zur Transportgeschwindigkeit eines anderen Warenträgers zu verändern. Hierdurch besteht die Möglichkeit, bestimmte Verfahrensschritte, die mehr Zeit in Anspruch nehmen als andere, bedarfsweise an die jeweiligen Erfordernisse anzupassen. Hierdurch wird der gesamte Verfahrensablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens optimiert und damit verkürzt. It is particularly advantageous if the control device is coupled not only with the individual spraying devices but also with the conveying device. This makes it possible, if necessary, to change the transport speed of the individual goods carriers. For example, it is possible to change the transport speed of a goods carrier at least in regions relative to the transport speed of another goods carrier. This makes it possible to adapt certain process steps, which take more time than others, as needed to the respective requirements. As a result, the entire process sequence of the method according to the invention is optimized and thus shortened.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Förderein- richtung eine umlaufende, geschlossene Transportstrecke mit einer Mehrzahl von Warenträgern auf, die zumindest entlang der Oberflächenbehandlungseinrichtung, der Flussmittelauftragseinrichtung und der Feuerverzinkungseinrichtung führt. Insbesondere erstreckt sich die Transportstrecke entlang sämtlicher Verfahrensstufen der erfindungsgemäßen Anlage. Hierdurch wird im Ergebnis eine kontinuierliche Stückverzinkung der Bauteile im vereinzelten Zustand der Bauteile ermöglicht.
Die Fördereinrichtung kann grundsätzlich als Krananlage ausgeführt sein. In diesem Falle werden die vereinzelten Bauteile dann hängend transportiert. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Fördereinrichtung als Boden-Fördereinrichtung auszubilden. In diesem Falle verfahren die Warenträger auf dem Boden. In diesem Falle kann die Transportstrecke als Schienenführung ausgebildet sein. Grundsätzlich ist es in diesem Zusammenhang auch möglich, eine Kombination einer Krananlage mit ergänzenden Bodenfördermitteln vorzusehen. In a particularly preferred embodiment of the invention, the conveying device has a circulating, closed transport path with a plurality of goods carriers, which leads at least along the surface treatment device, the flux application device and the hot-dip galvanizing device. In particular, the transport route extends along all stages of the system according to the invention. As a result, a continuous piece galvanizing of the components in the isolated state of the components is possible as a result. The conveyor can basically be designed as a crane system. In this case, the isolated components are then transported hanging. In principle, however, it is also possible to design the conveyor as a floor conveyor. In this case, the goods carriers move on the ground. In this case, the transport path may be formed as a rail guide. Basically, it is also possible in this context to provide a combination of a crane system with supplementary ground conveyors.
Des weiteren betrifft die Erfindung eine Anlage und/oder ein Verfahren der vorge- nannten Art, wobei die Bauteile eisenbasierte und/oder eisenhaltige Bauteile, insbesondere stahlbasierte und/oder stahlbasierte Bauteile, sogenannte Stahlbauteile, vorzugsweise Kfz-Bauteile oder Bauteile für den Automobilbereich sind. Alternativ oder ergänzend enthält das Verzinkungsbad Zink und Aluminium in einem Zink/Aluminium-Gewichtsverhältnis im Bereich von 55-99,999 : 0,001 -45, bevorzugt 55-99,97 : 0,03-45, insbesondere 60-98 : 2-40, vorzugsweise 70-96 : 4-30. Alternativ oder ergänzend weist das Verzinkungsbad nachfolgende Zusammensetzung auf, bei der die Gewichtsangaben auf das Verzinkungsbad bezogen sind und in der Summe aller Bestandteile der Zusammensetzung 100 Gew.-% resultiert: Furthermore, the invention relates to a system and / or a method of the aforementioned type, wherein the components are iron-based and / or iron-containing components, in particular steel-based and / or steel-based components, so-called steel components, preferably automotive components or components for the automotive sector. Alternatively or additionally, the galvanizing bath contains zinc and aluminum in a zinc / aluminum weight ratio in the range of 55-99.999: 0.001-45, preferably 55-99.97: 0.03-45, more preferably 60-98: 2-40, preferably 70-96: 4-30. Alternatively or additionally, the galvanizing bath has the following composition, in which the weights are based on the galvanizing bath and in the sum of all constituents of the composition results in 100% by weight:
(i) Zink, insbesondere in Mengen im Bereich von 55 bis 99,999 Gew.-%, vor- zugsweise 60 bis 98 Gew.-%, (i) zinc, in particular in amounts ranging from 55 to 99.999% by weight, preferably 60 to 98% by weight,
(ii) Aluminium, insbesondere in Mengen ab 0,001 Gew.-%, vorzugsweise ab 0,005 Gew.-%, weiter bevorzugt im Bereich von 0,03 bis 45 Gew.-%, weiter bevorzugt zwischen 0,1 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 2 bis 40 Gew.-%, wobei der Zinkgehalt dann jeweils entsprechend angepasst ist, (iii) gegebenenfalls Silizium, insbesondere in Mengen im Bereich von 0,0001 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,001 bis 2 Gew.-%; (ii) aluminum, in particular in amounts from 0.001% by weight, preferably from 0.005% by weight, more preferably in the range from 0.03 to 45% by weight, more preferably from 0.1 to 45% by weight , preferably between 2 to 40 wt .-%, wherein the zinc content is then respectively adapted accordingly, (iii) optionally silicon, in particular in amounts ranging from 0.0001 to 5 wt .-%, preferably 0.001 to 2 wt .-% ;
(iv) gegebenenfalls mindestens ein weiterer Inhaltsstoff und/oder gegebenenfalls mindestens eine Verunreinigung, insbesondere aus der Gruppe der Alkalimetalle wie Natrium und/oder Kalium, Erdalkalimetalle wie Kalzium und/oder Magnesium und/oder Schwermetalle wie Cadmium, Blei, Antimon, Wismut, insbesondere in Gesamtmengen im Bereich von 0,0001 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,001 bis 5 Gew.-%. (iv) optionally at least one further ingredient and / or optionally at least one impurity, in particular from the group of alkali metals such as sodium and / or potassium, alkaline earth metals such as calcium and / or magnesium and / or heavy metals such as cadmium, lead, antimony, bismuth, in particular in total amounts in the range of 0.0001 to 10 wt .-%, preferably 0.001 to 5 wt .-%.
Im Zusammenhang mit durchgeführten Versuchen ist festgestellt worden, dass sich bei Zinkbädern mit der zuvor angegebenen Zusammensetzung sehr dünne und sehr homogene Beschichtungen am Bauteil erreichen lassen, die insbesondere den hohen Anforderungen an die Bauteilqualität im Kraftfahrzeugbau genügen.
Alternativ oder ergänzend weist das Flussmittel folgende Zusammensetzung auf, wobei die Gewichtsangaben auf das Flussmittel bezogen sind und in der Summe aller Bestandteile der Zusammensetzung 100 Gew.-% resultiert: In connection with experiments carried out, it has been found that in the case of zinc baths with the composition given above, it is possible to achieve very thin and very homogeneous coatings on the component, which satisfy in particular the high demands on component quality in motor vehicle construction. Alternatively or additionally, the flux has the following composition, the weight data being based on the flux and resulting in the sum of all constituents of the composition 100 wt .-%:
(i) Zinkchlorid (ZnCI2), insbesondere in Mengen im Bereich von 50 bis 95 Gew.- %, vorzugsweise 58 bis 80 Gew.-%; (i) zinc chloride (ZnCl 2 ), especially in amounts ranging from 50 to 95% by weight, preferably from 58 to 80% by weight;
(ii) Ammoniumchlorid (NH4CI), insbesondere in Mengen im Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 7 bis 42 Gew.-%; (ii) ammonium chloride (NH 4 Cl), especially in amounts ranging from 5 to 50% by weight, preferably 7 to 42% by weight;
(iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz, bevorzugt Natriumchlorid und/oder Kaliumchlorid, insbesondere in Gesamtmengen im Be- reich von 1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 20 Gew.-%; (iii) if appropriate, at least one alkali metal and / or alkaline earth metal salt, preferably sodium chloride and / or potassium chloride, in particular in total amounts in the range from 1 to 30% by weight, preferably 2 to 20% by weight;
(iv) gegebenenfalls mindestens ein Metallchlorid, bevorzugt Schwermetallchlorid, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe von Nickelchlorid (NiCI2), Manganchlorid (MnCI2), Bleichlorid (PbCI2), Cobaltchlorid (CoCI2), Zinnchlorid (SnCI2), Antimonchlorid (SbC ) und/oder Wismutchlorid (B1CI3), insbesondere in Gesamtmengen im Bereich von 0,0001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise(iv) optionally at least one metal chloride, preferably heavy metal chloride, preferably selected from the group of nickel chloride (NiCl 2 ), manganese chloride (MnCl 2 ), lead chloride (PbCl 2 ), cobalt chloride (CoCl 2 ), tin chloride (SnCl 2 ), antimony chloride (SbC ) and / or bismuth chloride (B1CI3), in particular in total amounts in the range of 0.0001 to 20 wt .-%, preferably
0,001 bis 10 Gew.-%; 0.001 to 10% by weight;
(v) gegebenenfalls mindestens ein weiteres Additiv, vorzugsweise Netzmittel und/oder Tensid, insbesondere in Mengen im Bereich von 0,001 bis 10 Gew.- %, vorzugsweise 0,01 bis 5 Gew.-%. (V) optionally at least one further additive, preferably wetting agent and / or surfactant, in particular in amounts ranging from 0.001 to 10% by weight, preferably 0.01 to 5 wt .-%.
Alternativ oder ergänzend ist vorgesehen, dass die Flussmittelauftragseinrichtung, insbesondere das Flussmittelbad der Flussmittelauftragseinrichtung, das Flussmittel in vorzugsweise wässriger Lösung enthält, insbesondere in Mengen und/oder Konzentrationen des Flussmittels im Bereich von 200 bis 700 g/l, insbesondere 350 bis 550 g/l, vorzugsweise 500 bis 550 g/l, und/oder dass das Flussmittel als vorzugsweise wässrige Lösung eingesetzt wird, insbesondere mit Mengen und/oder Konzentrationen des Flussmittels im Bereich von 200 bis 700 g/l, insbesondere 350 bis 550 g/l, vorzugsweise 500 bis 550 g/l. Alternatively or additionally, it is provided that the flux application device, in particular the Flußmittelbad the flux application device containing flux in preferably aqueous solution, in particular in amounts and / or concentrations of the flux in the range of 200 to 700 g / l, in particular 350 to 550 g / l , preferably 500 to 550 g / l, and / or that the flux is used as a preferably aqueous solution, in particular with amounts and / or concentrations of the flux in the range of 200 to 700 g / l, in particular 350 to 550 g / l, preferably 500 to 550 g / l.
Bei Versuchen mit einem Flussmittel in der vorgenannten Zusammensetzung und/oder Konzentration insbesondere in Verbindung mit der zuvor beschriebenen Zink/Aluminium-Legierung ist festgestellt worden, dass sich sehr geringe Schichtdicken, insbesondere von kleiner 20 μιη ergeben, was mit einem geringen Gewicht und verringerten Kosten einhergeht. Gerade im Kfz-Bereich sind dies wesentliche Kriterien.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und der Zeichnung selbst. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombinati- on den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. In tests with a flux in the above-mentioned composition and / or concentration, in particular in conjunction with the previously described zinc / aluminum alloy, it has been found that very small layer thicknesses, in particular of less than 20 μm, result, with a low weight and reduced costs accompanied. Especially in the motor vehicle sector these are essential criteria. Other features, advantages and applications of the present invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing and the drawing itself. In this case, all described and / or illustrated features alone or in any combination on the subject matter of the present invention, regardless from their summary in the claims or their dependency.
Es zeigt: It shows:
Fig. 1 einen schematischen Verfahrensablauf der einzelnen Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 shows a schematic process sequence of the individual stages of the process according to the invention,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage und des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahren bei einem Verfahrensschritt, 2 shows a schematic representation of a system according to the invention and the sequence of the method according to the invention in a method step,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage und des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahren bei einem weiteren Verfahrensschritt und Fig. 3 is a schematic representation of a system according to the invention and the sequence of the method according to the invention in a further method step and
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage und des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahren bei einem weiteren Verfahrensschritt. In Fig. 1 ist ein Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer erfindungsgemäßen Anlage 1 schematisch dargestellt. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass es sich bei dem gezeigten Ablaufschema um ein nach der Erfindung mögliches Verfahren handelt, einzelne Verfahrensschritte aber auch weggelassen oder in einer anderen Reihenfolge als dargestellt und nachfolgend be- schrieben, vorgesehen sein können. Auch können weitere Verfahrensschritte vorgesehen sein. Im übrigen ist es so, dass nicht alle Verfahrensstufen grundsätzlich in einer räumlich zusammengefassten Anlage 1 vorgesehen sein müssen. Auch die dezentrale Realisierung einzelner Verfahrensstufen ist möglich. Insbesondere ist eine Kreislaufführung des gesamten Verfahrens möglich. Fig. 4 is a schematic representation of a system according to the invention and the sequence of the method according to the invention in a further method step. In Fig. 1, a sequence of the method according to the invention in a system 1 according to the invention is shown schematically. In this context, it should be pointed out that the flowchart shown is a method which is possible according to the invention, but individual method steps may also be omitted or provided in a different order than illustrated and described below. Also, further method steps may be provided. Moreover, it is the case that not all stages of the process basically have to be provided in a spatially combined Annex 1. The decentralized realization of individual process stages is also possible. In particular, a circulation of the entire process is possible.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ablaufschema bezeichnet die Stufe A die Anlieferung und das Ablegen von zu verzinkenden Bauteilen 2 an einer Verbindungsstelle. Die Bauteile 2 sind im vorliegenden Beispiel bereits mechanisch oberflächenbehandelt, insbesondere sandgestrahlt. Dies kann, muss aber nicht vorgesehen sein.
In der Stufe B werden die Bauteile 2 im vereinzelten Zustand mit einem Warenträger 7 einer Fördereinrichtung 3 verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird nur ein einzelnes Bauteil 2 am Warenträger 7 befestigt. Auch ist es möglich, dass der Warenträger 7 einen Korb, ein Gestell oder dergleichen aufweist, in den bzw. in das das Bauteil 2 eingelegt wird. Nicht dargestellt ist, dass es grundsätzlich auch möglich ist, eine Mehrzahl von Bauteilen 2 in Art einer Kleingruppe am Warenträger 7 zu befestigen. Die Bauteile 2 sind dann aber hinreichend voneinander beabstandet, so dass letztlich ein vereinzelter Zustand vorliegt. In the flowchart shown in FIG. 1, the step A designates the delivery and depositing of components 2 to be galvanized at a connection point. The components 2 are already mechanically surface-treated in the present example, in particular sandblasted. This may or may not be foreseen. In stage B, the components 2 are connected in the separated state to a goods carrier 7 of a conveyor 3. In the illustrated embodiment, only a single component 2 is attached to the product carrier 7. It is also possible that the goods carrier 7 has a basket, a frame or the like, in which or in which the component 2 is inserted. It is not shown that it is in principle also possible to attach a plurality of components 2 in the manner of a small group on the product carrier 7. However, the components 2 are then sufficiently spaced apart, so that ultimately there is an isolated state.
In der Stufe C erfolgt eine Entfettung des Bauteils 2. Hierbei werden alkalische o- der saure Entfettungsmittel 1 1 eingesetzt, um Rückstände von Fetten und Ölen an dem Bauteil 2 zu beseitigen. In stage C, the component 2 is degreased. In this case, alkaline or acidic degreasing agents 11 are used to remove residues of fats and oils on the component 2.
In der Stufe D ist eine Spülung, insbesondere mit Wasser, des entfetteten Bauteils 2 vorgesehen. Hierbei werden die Reste von Entfettungsmittel 1 1 von dem Bauteil 2 abgespült. In stage D, a rinse, in particular with water, of the degreased component 2 is provided. In this case, the residues of degreasing agent 1 1 are rinsed off the component 2.
Im Verfahrensschrift E erfolgt ein Beizen der Oberfläche des Bauteils 2, also eine nass-chemische Oberflächenbehandlung. Üblicherweise erfolgt das Beizen mit verdünnter Salzsäure. In the process document E, a pickling of the surface of the component 2, so a wet-chemical surface treatment. The pickling is usually carried out with dilute hydrochloric acid.
An die Stufe E schließt sich die Stufe F an, wobei es sich hierbei wiederum um eine Spülung, insbesondere mit Wasser, handelt, um ein Verschleppen des Beizmittels in die nachfolgenden Verfahrensstufen zu vermeiden. Stage E is followed by stage F, which in turn is a rinse, in particular with water, in order to prevent the pickling agent from being carried over into the subsequent process stages.
Das entsprechend gereinigte und gebeizte, zu verzinkende Bauteil 2 wird dann ge- fluxt, nämlich einer Flussmittelbehandlung unterzogen. Die Flussmittelbehandlung in der Stufe H erfolgt vorliegend mit einer wässrigen Flussmittellösung. Anschließend wird der Warenträger 7 mit dem Bauteil 2 in der Stufe I einer Trocknung zu- geführt, um einen festen Flussmittelfilm auf der Oberfläche des Bauteils 2 zu erzeugen und anhaftendes Wasser zu entfernen. The correspondingly cleaned and pickled, to be galvanized component 2 is then fluffed, namely subjected to a flux treatment. The flux treatment in step H is carried out in the present case with an aqueous flux solution. Subsequently, the product carrier 7 is supplied to the component 2 in stage I of drying in order to produce a solid flux film on the surface of the component 2 and to remove adhering water.
Im Verfahrensschritt J wird das Bauteil 2 vom Warenträger 7 abgenommen. An dieser Stelle kann das Bauteil zwischengelagert werden. In method step J, the component 2 is removed from the product carrier 7. At this point, the component can be stored.
In der Stufe K wird das Bauteil 2 feuerverzinkt. Hierzu wird das Bauteil 2 in ein Ver- zinkungsbad 28 eingetaucht und nach einer vorgegebenen Verweildauer wieder ausgetaucht. In stage K, the component 2 is hot-dip galvanized. For this purpose, the component 2 is immersed in a galvanizing bath 28 and dipped again after a predetermined dwell time.
An das Verzinken im Verfahrensschritt K schließt sich ein Abtropfen des noch flüssigen Zinks in der Stufe L an. Das Abtropfen erfolgt dabei beispielsweise durch Entlangfahren des im vereinzelten Zustand verzinkten Bauteils 2 an einem oder
mehrere Abstreifern einer Abstreifeinrichtung und/oder durch vorgegebene Schwenk- und Drehbewegungen des Bauteils 2, was entweder zum Abtropfen oder aber zur gleichmäßigen Verteilung des Zinks auf der Bauteiloberfläche führt. The galvanizing in method step K is followed by dripping of the still liquid zinc in stage L. The dripping takes place, for example, by traversing the galvanized in the isolated state component 2 at one or a plurality of wipers of a stripping device and / or by predetermined pivoting and rotational movements of the component 2, which leads either to dripping or even distribution of the zinc on the component surface.
Anschließend wird das verzinkte Bauteil im Schritt M abgeschreckt. Subsequently, the galvanized component is quenched in step M.
An das Abschrecken im Verfahrensschritt M schließt sich eine Nachbehandlung in der Stufe N an, bei der es sich beispielsweise um eine Passivierung, Versiegelung oder organische oder anorganische Beschichtung des verzinkten Bauteils 2 han- dein kann. Die Nachbehandlung schließt aber auch eine möglicherweise vorzunehmende Nachbearbeitung des Bauteils 2 ein. The quenching in method step M is followed by a post-treatment in stage N, which may be, for example, a passivation, sealing or organic or inorganic coating of the galvanized component 2. However, the aftertreatment also includes a possible post-processing of the component 2 which may be required.
In den Fig. 2 bis 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage 1 schematisch dargestellt. 2 to 4, an embodiment of a system 1 according to the invention is shown schematically.
In den Fig. 2 bis 4 ist in schematischer Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage 1 zur Feuer- bzw. Schmelztauchverzinkung von Bauteilen 2 dargestellt. Die Anlage 1 ist zur Feuerverzinkung einer Vielzahl identischer Bauteile 2 im diskontinuierlichen Betrieb, der sogenannten Stückverzinkung, vorge- sehen. Insbesondere ist die Anlage 1 zur Feuerverzinkung von Bauteilen 2 in Großserien ausgelegt und geeignet. Die Großserienverzinkung bezeichnet eine Verzinkung, bei der nacheinander mehr als 100, insbesondere mehr als 1000 und bevorzugt mehr als 10.000 identische Bauteile 2 verzinkt werden, ohne dass zwischendurch Bauteile 2 anderer Form und Größe verzinkt werden. 2 to 4, an embodiment of a system 1 according to the invention for the hot or hot dip galvanizing of components 2 is shown in a schematic representation. The plant 1 is for hot dip galvanizing a plurality of identical components 2 in discontinuous operation, the so-called piece galvanizing, provided. In particular, the plant 1 is designed and suitable for hot dip galvanizing of components 2 in large series. The large-scale galvanizing refers to galvanizing, in which successively more than 100, in particular more than 1000 and preferably more than 10,000 identical components 2 are galvanized, without in between components 2 of different shape and size are galvanized.
Die Anlage 1 weist eine Fördereinrichtung 3 zur Förderung der Bauteile 2 auf. Bei der Fördereinrichtung 3 handelt es sich vorliegend um eine Kranbahn mit einer Schienenführung 4, an der eine Laufkatze 5 mit Hubwerk verfahrbar ist. Über ein Hubseil 6 ist mit der Laufkatze 5 ein Warenträger 7 verbunden. Der Warenträger 7 dient zur Halterung und Befestigung der Bauteile 2 im vereinzelten Zustand. Die Verbindung der Bauteile 2 mit dem Warenträger 7 erfolgt üblicherweise an einer Verbindungsstelle 8 der Anlage, an der die Bauteile 2 zur Verbindung mit dem Warenträger 7 angeordnet werden. The plant 1 has a conveyor 3 for conveying the components 2. In the present case, the conveyor device 3 is a crane track with a rail guide 4, on which a trolley 5 with a lifting mechanism can be moved. About a hoisting rope 6 a goods carrier 7 is connected to the trolley 5. The product carrier 7 serves to hold and secure the components 2 in the isolated state. The connection of the components 2 with the goods carrier 7 is usually carried out at a connection point 8 of the system, on which the components 2 are arranged for connection to the goods carrier 7.
An die Verbindungsstelle 8 schließt sich eine Entfettungseinrichtung 9 an. Die Entfettungseinrichtung 9 weist eine Entfettungskammer 10 mit einer Sprüheinrichtung 10a mit einer Mehrzahl von Sprühköpfen 10b zum Aufsprühen eines Entfettungsmittels 1 1 auf. Die Entfettungskammer 10 stellt eine zumindest im wesentlichen vollständige Einhausung für die Sprüheinrichtung 10a dar, so dass gesprühtes Ent- fettungsmittel 1 1 möglichst in der Entfettungskammer 10 verbleibt und während des
Sprühens nicht aus der Kammer austritt. Das Entfettungsmittel 1 1 kann sauer oder basisch sein. At the junction 8, a degreasing device 9 connects. The degreasing device 9 has a degreasing chamber 10 with a spraying device 10a with a plurality of spray heads 10b for spraying a degreasing agent 11. The degreasing chamber 10 constitutes an at least substantially complete enclosure for the spraying device 10a, so that sprayed degreaser 11 preferably remains in the degreasing chamber 10 and during the Spraying does not escape from the chamber. The degreasing agent 1 1 may be acidic or basic.
An die Entfettungseinrichtung 9 schließt sich eine Spüleinrichtung 12 an, die ein Spülbecken 13 mit darin befindlichem Spülmittel 14 aufweist. Bei dem Spülmittel 14 handelt es sich vorliegend um Wasser. The degreasing device 9 is adjoined by a flushing device 12, which has a sink 13 with flushing agent 14 located therein. The rinsing agent 14 in the present case is water.
An die Spüleinrichtung 12, dieser also in Verfahrensrichtung nachgeschaltet, ist eine als Beizeinrichtung 15 ausgebildete Oberflächenbehandlungseinrichtung zur nass-chemischen Oberflächenbehandlung der Bauteile 2. Die Beizeinrichtung 15 weist eine Beizkammer 16 mit einer Sprüheinrichtung 16a und einer Mehrzahl von Sprühköpfen 16b zum Aufsprühen eines Beizmittels 17 auf. Die Beizkammer 16 stellt eine im wesentlichen geschlossene Einhausung der Sprüheinrichtung 16a dar, damit gesprühtes Beizmittel 17 während des Sprühvorgangs möglichst nicht aus der Beizkammer 16 austritt. Bei dem Beizmittel 17 handelt es sich vorliegend um verdünnte Salzsäure. The pickling device 15 has a pickling chamber 16 with a spraying device 16a and a plurality of spray heads 16b for spraying a pickling agent 17 on the rinsing device 12, that is downstream in the process direction, designed as a pickling 15 surface treatment device for wet-chemical surface treatment , The pickling chamber 16 constitutes a substantially closed enclosure of the spraying device 16a, so that sprayed pickling agent 17 does not escape from the pickling chamber 16 as much as possible during the spraying process. The mordant 17 in the present case is dilute hydrochloric acid.
Im Anschluss an die Beizeinrichtung 15 ist erneut eine Spüleinrichtung 18 mit Spülbecken 19 und darin befindlichem Spülmittel 20 vorgesehen. Bei dem Spülmit- tel 20 handelt es sich wiederum um Wasser. Following the pickling device 15, a rinsing device 18 with a rinsing basin 19 and rinsing agent 20 located therein is again provided. The detergent 20 is again water.
In Verfahrensrichtung hinter der Spüleinrichtung 18 befindet sich eine Flussmittel- auftragseinrichtung 21 mit einer Flussmittelkammer 22 mit einer Sprüheinrichtung 22a mit einer Mehrzahl von Sprühköpfen 22b zum Aufsprühen eines Flussmittels 23. Auch die Flussmittelkammer 22 stellt eine im wesentlichen geschlossene Einhausung der Sprüheinrichtung 22a dar, so dass das Sprühmedium während des Sprühvorgangs nicht aus der Flussmittelkammer 22 nicht austreten kann. Das Flussmittel enthält bei einer bevorzugten Ausführungsform Zinkchlorid (ZnCI2) in einer Menge von 58 bis 80 Gew.-% sowie Ammoniumchlorid (NH4CI) in der Menge von 7 bis 42 Gew.-% auf. Des weiteren sind gegebenenfalls in geringer Menge Alkali- und/oder Erdalkalisalze sowie gegebenenfalls dem gegenüber in weiter verringerter Menge ein Schwermetallchlorid vorgesehen. Des weiteren ist gegebenenfalls noch ein Netzmittel in geringen Mengen vorgesehen. Es versteht sich, dass die vorgenannten Gewichtsangaben auf das Flussmittel 23 bezogen sind und in der Summe aller Bestandteile der Zusammensetzung 100 Gew.-% ausmachen. Im übrigen liegt das Flussmittel 23 in wässriger Lösung vor, und zwar in einer Konzentration im Bereich von 500 bis 550 g/l. In the process direction behind the rinsing device 18 is a Flußmittel- applicator 21 with a flux chamber 22 with a spray device 22a with a plurality of spray heads 22b for spraying a flux 23. Also, the flux chamber 22 is a substantially closed enclosure of the sprayer 22a, so that the spray medium can not escape from the flux chamber 22 during the spraying process. The flux contains in a preferred embodiment zinc chloride (ZnCl 2 ) in an amount of 58 to 80% by weight and ammonium chloride (NH 4 Cl) in the amount of 7 to 42% by weight. Furthermore, if appropriate, a small amount of alkali metal and / or alkaline earth metal salts and, if appropriate, a further heavy metal chloride are provided in a further reduced amount. Furthermore, if necessary, a wetting agent is also provided in small quantities. It is understood that the above weight data are based on the flux 23 and make up in the sum of all components of the composition 100 wt .-%. Incidentally, the flux 23 is in aqueous solution, in a concentration in the range of 500 to 550 g / l.
An die Flussmittelauftragseinrichtung 21 schließt sich eine Trocknungseinrichtung 24 an, um anhaftendes Wasser vom Flussmittelfilm, der sich auf der Oberfläche des Bauteils 2 befindet, zu entfernen.
Des weiteren weist die Anlage 1 eine Feuerverzinkungseinrichtung 25 auf, in der die Bauteile 2 im vereinzelten Zustand feuerverzinkt werden. Die Feuerverzinkungseinrichtung 25 weist ein Verzinkungsbecken 26 auf, gegebenenfalls mit einer oberseitig vorgesehenen Einhausung 27. Im Verzinkungsbecken 26 befindet sich ein Verzinkungsbad 28, das eine Zink/Aluminium-Legierung enthält. Konkret weist das Verzinkungsbad 60 bis 98 Gew.-% an Zink und 2 bis 40 Gew.-% an Aluminium auf. Des weiteren sind gegebenenfalls geringe Mengen an Silizium und gegebenenfalls in weiter verringerten Anteilen eine geringe Menge an Alkali- und/oder Erdalkalimetallen sowie Schwermetallen vorgesehen. Dabei versteht es sich, dass die vorgenannten Gewichtsangaben auf das Verzinkungsbad 28 bezogen sind und in der Summe aller Bestandteile der Zusammensetzung 100 Gew.-% ausmachen.The flux applicator 21 is followed by a drying device 24 to remove adhering water from the flux film, which is located on the surface of the component 2. Furthermore, the plant 1 has a hot-dip galvanizing device 25, in which the components 2 are hot-dip galvanized in the isolated state. The hot-dip galvanizing device 25 has a galvanizing tank 26, optionally with a housing 27 provided on the upper side. In the galvanizing tank 26 there is a galvanizing bath 28 which contains a zinc / aluminum alloy. Specifically, the galvanizing bath has 60 to 98% by weight of zinc and 2 to 40% by weight of aluminum. Furthermore, if appropriate, small amounts of silicon and optionally in further reduced proportions a small amount of alkali and / or alkaline earth metals and heavy metals are provided. It is understood that the aforementioned weights are based on the galvanizing 28 and make up in the sum of all components of the composition 100 wt .-%.
In Verfahrensrichtung nach der Feuerverzinkungseinrichtung 25 befindet sich eine Abkühleinrichtung 29, die zum Abschrecken der Bauteile 2 nach der Feuerverzin- kung vorgesehen ist. Schließlich ist nach der Abkühleinrichtung 29 eine Nachbehandlungseinrichtung 30 vorgesehen, in der die feuerverzinkten Bauteile 2 nachbehandelt und/oder nachbearbeitet werden können. In the process direction after the hot-dip galvanizing device 25 is a cooling device 29, which is provided for quenching of the components 2 after the Feuerverzin- kung. Finally, after the cooling device 29, an aftertreatment device 30 is provided, in which the hot-dip galvanized components 2 can be post-treated and / or reworked.
Zwischen der Trocknungseinrichtung 24 und der Feuerverzinkungseinrichtung 25 befindet sich eine Vereinzelungseinrichtung 31 , die zum automatisierten Zuführen, Eintauchen und Austauchen eines vom Warenträger 7 vereinzelten Bauteils 2 in das Verzinkungsbad 28 der Feuerverzinkungseinrichtung 25 vorgesehen ist. Die Vereinzelungseinrichtung 31 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Vereinzelungsmittel 32 auf, das zur Handhabung des Bauteils 2, nämlich zur Entnah- me des Bauteils 2 vom Warenträger 7 sowie zum Zuführen, Eintauchen und Austauchen des vereinzelten Bauteils 2 in das Verzinkungsbad 28 vorgesehen ist. Between the drying device 24 and the hot-dip galvanizing device 25 is a separating device 31, which is provided for automated feeding, immersing and dehumidifying a separated from the goods carrier 7 component 2 in the galvanizing 28 of the hot-dip galvanizing device 25. In the embodiment shown, the singling device 31 has a separating means 32 which is provided for handling the component 2, namely for removing the component 2 from the goods carrier 7 and for feeding, immersing and dehumidifying the singulated component 2 into the galvanizing bath 28.
Zur Vereinzelung befindet sich zwischen dem Vereinzelungsmittel 32 und der Trocknungseinrichtung 24 eine Übergabestelle 33, an der das Bauteil 2 entweder abgelegt oder aber insbesondere im hängenden Zustand vom Warenträger 7 abnehmbar ist. Hierzu ist das Vereinzelungsmittel 32 bevorzugt so ausgebildet, dass es in Richtung der Übergabestelle 33 und von dieser weg bewegbar ist und/oder in Richtung auf die Verzinkungseinrichtung 25 und von dieser weg bewegbar ist. Im Übrigen ist das Vereinzelungsmittel 32 derart ausgebildet, dass es ein in das Verzinkungsbad 28 vereinzelt eingetauchtes Bauteil 2 vom Eintauchbereich zu einem benachbarten Austauchbereich bewegt und anschließend im Austauchbereich austaucht. Der Eintauchbereich und der Austauchbereich sind dabei voneinander beabstandet, entsprechen also einander nicht. Insbesondere überschneiden sich die beiden Bereiche auch nicht. Dabei erfolgt die Bewegung vom Eintauchbereich
zum Austauchbereich erst nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer, nämlich nach Abschluss der Reaktionszeit des Flussmittels 23 mit der Oberfläche der jeweils zu verzinkenden Bauteile 2. For singling is located between the separating means 32 and the drying device 24, a transfer point 33 to which the component 2 is either stored or in particular in the suspended state from the product carrier 7 is removable. For this purpose, the separating means 32 is preferably designed such that it is movable in the direction of the transfer point 33 and away from it and / or is movable in the direction of the galvanizing device 25 and away from it. Incidentally, the separating means 32 is designed in such a way that it moves a component 2 immersed in the galvanizing bath 28 occasionally from the immersion region to an adjacent immersion region and then emerges in the region of exchange. The immersion area and the immersion area are spaced apart from each other, so do not correspond to each other. In particular, the two areas do not overlap. The movement takes place from the immersion area to the exchange area only after a predetermined period of time, namely after completion of the reaction time of the flux 23 with the surface of each to be galvanized components. 2
Des Weiteren ist der Vereinzelungseinrichtung 31 und/oder dem Vereinzelungsmittel 32 eine Steuerungseinrichtung 34 zugeordnet, wonach die Bewegung des Vereinzelungsmittels 32 derart erfolgt, dass alle vom Warenträger 7 vereinzelten Bauteile 2 mit identischer Bewegung, in identischer Anordnung und mit identischer Zeit durch das Verzinkungsbad 28 geführt werden. Furthermore, the separating device 31 and / or the separating means 32 is assigned a control device 34, according to which the movement of the separating means 32 takes place in such a way that all components 2 separated from the goods carrier 7 pass through the galvanizing bath 28 with identical movement, in identical arrangement and with identical time become.
Die Steuereinrichtung 34 ist im übrigen nicht nur mit dem Vereinzelungsmittel 32 der Vereinzelungseinrichtung 31 gekoppelt, sondern auch mit den Sprüheinrichtungen 10a, 16a und 22a und im übrigen auch mit der Laufkatze 5. Über die Steuereinrichtung 34 ist es somit möglich, die Transportgeschwindigkeit der Laufkatze 5 und damit des Warenträgers 7 von einer Verfahrensstufe zur nächsten und auch die Verweildauer in der jeweiligen Verfahrensstufe zu steuern. Des weiteren lässt sich auch der Sprühauftrag in den jeweiligen Verfahrensstufen über die Steuereinrichtung 34 steuern. Incidentally, the control device 34 is coupled not only with the separating means 32 of the singling device 31 but also with the spraying devices 10a, 16a and 22a and otherwise also with the trolley 5. The control device 34 thus makes it possible to control the transport speed of the trolley 5 and thus the goods carrier 7 from one process step to the next and also to control the residence time in the respective process step. Furthermore, the spray application in the respective process stages can also be controlled via the control device 34.
Nicht dargestellt ist, dass sich oberhalb des Verzinkungsbades 28 und noch innerhalb der Einhausung 27 ein Abstreifer einer nicht dargestellten Abstreifeinrichtung befindet, der zum Abstreifen von flüssigem Zink vorgesehen ist. Im übrigen kann das Vereinzelungsmittel 32 über die zugeordnete Steuereinrichtung auch so gesteuert sein, dass ein bereits verzinktes Bauteil 2 noch innerhalb der Einhausung 27 beispielsweise durch entsprechende Drehbewegungen derart bewegt wird, dass überschüssiges Zink abtropft und/oder alternativ dazu gleichmäßig auf der Bauteiloberfläche verteilt wird. Not shown is that above the galvanizing bath 28 and still within the housing 27, a scraper of a stripping device, not shown, which is provided for stripping liquid zinc. Moreover, the separating means 32 can also be controlled via the associated control device so that an already galvanized component 2 is still moved within the housing 27, for example by corresponding rotational movements such that excess zinc drips and / or alternatively is evenly distributed on the component surface.
In den Fig. 2 bis 4 sind nun verschiedene Zustände beim Betrieb der Anlage 1 dar- gestellt. Fig. 2 zeigt einen Zustand, bei dem an der Verbindungsstelle 8 eine Vielzahl von zu verzinkenden Bauteilen 2 abgelegt sind. Oberhalb der Gruppe von Bauteilen 2 befindet sich der Warenträger 7. Nach Absenken des Warenträgers 7 wird ein Bauteil 2 am Warenträger 7 befestigt. Schematisch dargestellt ist in Fig. 2, dass die Sprüheinrichtungen 10a, 16a und 22a jeweils das jeweilige Sprühmittel sprühen. Tatsächlich findet ein Sprühen aber nur statt, wenn sich das am Warenträger 7 befindliche Bauteil 2 tatsächlich in der jeweiligen Sprühkammer befindet. Letztlich wird dies über die Steuereinrichtung 34 gesteuert. FIGS. 2 to 4 show different states during operation of the system 1. FIG. 2 shows a state in which a multiplicity of components 2 to be galvanized are deposited at the connection point 8. Above the group of components 2 is the goods carrier 7. After lowering the goods carrier 7, a component 2 is attached to the goods carrier 7. Schematically shown in Fig. 2, that the spraying devices 10a, 16a and 22a respectively spray the respective spray. In fact, however, spraying takes place only when the component 2 located on the product carrier 7 is actually located in the respective spray chamber. Ultimately, this is controlled by the controller 34.
In Fig. 3 befindet sich das Bauteil 2 oberhalb der Beizeinrichtung 15. Die Stufen C und D, nämlich das Entfetten und Spülen, sind bereits vorgenommen worden.
In Fig. 4 ist das Bauteil 2 an der Übergabestelle 33 abgelegt worden. Die Laufkatze 5 befindet sich auf dem Weg zurück zur Verbindungsstelle 8, um ein neues Bauteil 2 aufzunehmen. Das an der Übergabestelle 33 abgelegte Bauteil ist über das Vereinzelungsmittel 32 bereits aufgenommen worden, so dass dieses Bauteil 2 kurz vor der Zuführung in die Feuerverzinkungseinrichtung 25 steht. In Fig. 3, the component 2 is above the pickling 15. The stages C and D, namely the degreasing and rinsing, have already been made. In Fig. 4, the component 2 has been deposited at the transfer point 33. The trolley 5 is on the way back to the junction 8 to receive a new component 2. The component deposited at the transfer point 33 has already been received via the separating means 32, so that this component 2 is about to be fed into the hot-dip galvanizing device 25.
Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich nur um eine mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage 1 . Grundsätzlich ist es möglich, dass die Fördereinrichtung 3 eine umlaufende Schienenführung 4 aufweist. Die Schie- nenführung 4 stellt hierbei eine geschlossene Bahn dar. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, dass mehrere Warenträger 7 vorgesehen sind. Die Schienenführung 4 bildet dann einen geschlossenen Kreislauf. Im übrigen ist es möglich, dass die Fördereinrichtung 3 nicht als Kranbahn sondern als Boden-Förderer ausgebildet ist. Ein oder mehrere Warenträger 7 verfahren dann am Boden, gegebe- nenfalls entlang einer Schienenführung und fahren dabei die einzelnen Verfahrensstufen an. Auch hierbei können mehrere Warenträger 7 vorgesehen sein. In the illustrated embodiment, it is only a possible embodiment of the system 1 according to the invention. In principle, it is possible that the conveyor 3 has a circumferential rail guide 4. The rail guide 4 in this case represents a closed path. In this embodiment, it is possible for a plurality of goods carriers 7 to be provided. The rail guide 4 then forms a closed circuit. Moreover, it is possible that the conveyor 3 is not designed as a crane track but as a ground conveyor. One or more goods carriers 7 then travel on the ground, if appropriate along a rail guide, thereby driving to the individual process stages. In this case too, a plurality of goods carriers 7 can be provided.
Im übrigen ist es - abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel - möglich, mehrere vereinzelte Bauteile 2 als Kleingruppe zu transportieren. Entscheidend ist dann hierbei, dass die einzelnen Bauteile 2 am Warenträger 7 hinreichend voneinander beabstandet sind, so dass eine allseitige Zugänglichkeit der am jeweiligen Warenträger 7 befestigten Bauteile 2 möglich ist. Moreover, it is - in deviation from the illustrated embodiment - possible to transport several separated components 2 as a small group. It is crucial in this case that the individual components 2 are sufficiently spaced from each other on the product carrier 7, so that an all-round accessibility of the components 2 attached to the respective product carrier 7 is possible.
Soweit ein Besprühen des Bauteils 2 erfolgt, ist eine nicht dargestellte Rezyklierung vorgesehen. Das in der jeweiligen Kammer vom Bauteil 2 abtropfende und nicht am Bauteil 2 verbleibende Sprühmittel wird insbesondere am Boden der jeweiligen Kammer aufgefangen und rezykliert. Vor der Rezyklierung erfolgt bevorzugt eine Aufbereitung, insbesondere Reinigung, des jeweiligen Sprühmittels. As far as a spraying of the component 2 takes place, a recycling, not shown, is provided. The dropping in the respective chamber from the component 2 and not remaining on the component 2 spray is collected in particular at the bottom of the respective chamber and recycled. Prior to recycling is preferably a treatment, in particular cleaning, of the respective spray.
Nicht dargestellt ist im übrigen, dass auch die Spüleinrichtungen 12, 18 eine Sprüheinrichtung der zuvor beschriebenen Art und Weise, vorgesehen in einer entsprechenden Sprühkammer, aufweisen können. Das Spülen muss also nicht notwendigerweise durch eine Tauchspülung erfolgen. It is not shown, moreover, that also the purging devices 12, 18 can have a spraying device of the previously described type, provided in a corresponding spray chamber. The rinsing does not necessarily have to be done by a dip rinse.
Nicht dargestellt ist im übrigen, dass die einzelnen Sprüheinrichtungen 10a, 16a, 22a verstellbare Sprühköpfe 10b, 16b, 22b haben. Dabei kann jeder Sprühkopf 10b, 16b, 22b für sich oder aber auch eine Gruppe von Sprühköpfen 10b, 16b, 22b gemeinsam verstellbar sein. Insbesondere kann die jeweilige Sprüheinrichtung so ausgebildet sein, dass das Aufsprühen des jeweiligen Sprühmittels mit unterschied- liehen Konzentrationen möglich ist. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass über eine Sprühleitung ein hochkonzentriertes Sprühmittel zugeführt wird,
während über eine andere Sprühleitung ein Verdünnungsmittel, beispielsweise Wasser, zugeführt wird. It is not shown, moreover, that the individual spraying devices 10a, 16a, 22a have adjustable spray heads 10b, 16b, 22b. In this case, each spray head 10b, 16b, 22b alone or else a group of spray heads 10b, 16b, 22b can be adjusted together. In particular, the respective spraying device can be designed so that spraying of the respective spraying agent with different concentrations is possible. This can be done, for example, by supplying a highly concentrated spray via a spray line, while a diluent, for example water, is supplied via another spraying line.
Statt der dargestellten Vereinzelungseinrichtung 31 ist es im übrigen auch möglich, dass die Bauteile 2 im vereinzelten Zustand am Warenträger 7 durch die Feuerver- zinkungseinrichtung 25 geführt werden. So kann auch der Transport zu den nachfolgenden Verfahrensschritten, die sich an die Feuerverzinkung anschließen, über die Fördereinrichtung 3 erfolgen.
For the rest, instead of the illustrated singling device 31, it is also possible for the components 2 to be guided on the goods carrier 7 through the fire-galvanizing device 25 in the singulated state. Thus, the transport to the subsequent process steps, which follow the hot-dip galvanizing, take place via the conveyor 3.
Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Anlage 1 plant
2 Bauteil 2 component
3 Fördereinrichtung 3 conveyor
4 Schienenführung 4 rail guide
5 Laufkatze 5 trolley
6 Hubseil 6 hoist rope
7 Warenträger 7 goods carriers
8 Verbindungsstelle 8 connection point
9 Entfettungseinrichtung 9 degreasing device
10 Entfettungskammer 10 degreasing chamber
10a Spüleinrichtung 10a rinsing device
10b Sprühkopf 10b spray head
1 1 Entfettungsmittel 1 1 degreaser
12 Spüleinrichtung 12 rinsing device
13 Spülbecken 13 sinks
14 Spülmittel 14 detergent
15 Beizeinrichtung 15 pickling device
16 Beizkammer 16 pickling chamber
6a Spüleinrichtung 6a rinsing device
16b Spülkopf 16b rinsing head
17 Beizmittel 17 pickling agent
18 Spüleinrichtung 18 rinsing device
19 Spülbecken 19 sinks
20 Spülmittel 20 washing-up liquid
21 Flussmittelauftragseinrichtung 21 flux applicator
22 Flussmittelkammer 22 flux chamber
22a Spüleinrichtung 22a rinsing device
22b Sprühkopf 22b spray head
23 Flussmittel 23 flux
24 Trocknungseinrichtung 24 drying device
25 Feuerverzinkungseinrichtung 25 galvanizing equipment
26 Verzinkungsbecken 26 galvanizing tanks
27 Einhausung 27 enclosure
28 Verzinkungsbad 28 galvanizing bath
29 Abkühleinrichtung 29 Cooling device
30 Nachbehandlungseinrichtung 30 aftertreatment device
31 Vereinzelungseinrichtung
Vereinzelungsmittel Übergabestelle Steuereinrichtung
31 Separation device Separating means transfer point control device