EP3663429A1 - Anlage für die feuerverzinkung - Google Patents
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Definitions
- 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 motor vehicle industry, but also for other technical fields of application (e.g. for the construction industry, the area of general mechanical engineering, the electrical industry, etc.) by means of hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing).
- the present invention relates to a method for hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing) as well as a plant in this regard and, moreover, a flux and flux bath which can be used in this context and their respective use and, moreover, the products obtainable by the process according to the invention or in the plant according to the invention (ie hot-dip galvanized Iron or steel components).
- components made of steel for motor vehicles such as. B. cars, trucks, commercial vehicles etc.
- other technical areas e.g. construction, mechanical engineering, electronics industry etc.
- galvanizing it is known to protect steel-based components against corrosion by means of galvanizing (galvanizing).
- 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, i.e. to coat them with a metallic zinc coating, in particular hot-dip galvanizing (also known as hot-dip galvanizing), spray galvanizing (flame spraying with zinc wire), diffusion galvanizing (Sherard galvanizing) ), galvanizing (electrolytic galvanizing), non-electrolytic galvanizing by means of zinc flake coatings and mechanical galvanizing.
- hot-dip galvanizing also known as hot-dip galvanizing
- spray galvanizing flame spraying with zinc wire
- diffusion galvanizing Sherard galvanizing
- galvanizing electrolytic galvanizing
- non-electrolytic galvanizing by means of zinc flake coatings and mechanical galvanizing.
- hot-dip galvanizing The most important method for protecting steel from corrosion with metallic zinc coatings is hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing).
- Steel is immersed continuously (e.g. strip and wire) or piece by piece (e.g. components) at temperatures of around 450 ° C to 600 ° C in a heated boiler with liquid zinc (melting point of zinc: 419.5 ° C), so that a resistant alloy layer of iron and zinc is formed on the steel surface and above that a very firmly adhering pure zinc layer.
- Hot-dip galvanizing has therefore been a method that has been recognized and proven for many years in order to protect parts or components made of iron materials, in particular steel materials, from corrosion.
- the typically pre-cleaned or pretreated component is immersed in a hot liquid zinc bath, which results in a reaction with the molten zinc and, as a result, a relatively thin zinc layer metallurgically bonded to the base material.
- continuous piece galvanizing see e.g. DIN EN ISO 1461
- continuous strip and wire galvanizing see e.g. DIN EN 10143 and DIN EN 10346.
- Piece galvanizing as well as strip and wire galvanizing are standardized processes.
- Continuously galvanized steel strip and continuously galvanized wire are each a preliminary or intermediate product (semi-finished product) which is further processed after galvanizing, in particular by forming, punching, cutting, etc., whereas components to be protected are first completely manufactured and only then hot-dip galvanized (which protects the components from corrosion all around).
- Bulk galvanizing and strip / wire galvanizing also differ in terms of the zinc layer thickness, which results in different protection periods, depending on the zinc layer.
- the zinc layer thickness of strip-galvanized sheet metal is usually at most 20 to 25 micrometers, whereas the zinc layer thickness of piece-galvanized steel parts is usually in the range of 50 to 200 micrometers and even more.
- Hot-dip galvanizing provides both active and passive corrosion protection. Passive protection is provided by the barrier effect of the zinc coating. Active corrosion protection arises due to the cathodic effect of the zinc coating. Compared to nobler metals of the electrochemical series, such as. As iron, zinc serves as a sacrificial anode, which protects the iron underneath from corrosion until it is completely corroded.
- the conventional hot-dip galvanizing in particular dip galvanizing, is based in particular on the immersion of iron or steel components in a zinc melt with the formation of a zinc coating or a zinc coating on the surface of the components.
- a thorough surface preparation of the components to be galvanized is generally required in advance, which usually involves degreasing with subsequent rinsing, a subsequent acidic pickling with subsequent rinsing and finally a flux treatment (i.e. a so-called fluxing ) with subsequent drying process.
- the galvanizing of identical or similar components is typically combined or grouped for the entire process (in particular by means of a common product carrier or, for example, a crossbar or frame) a common holding or fastening device for a large number of these identical or similar components).
- a common product carrier or, for example, a crossbar or frame a common holding or fastening device for a large number of these identical or similar components.
- a plurality of components on the goods carrier via holding means, such as. B. attached sling, connecting wires or the like.
- the components are then fed in a grouped state via the product carrier to the individual treatment steps or stages of hot-dip galvanizing.
- the typical procedure for conventional piece galvanizing using hot-dip galvanizing is usually as follows: First, the component surfaces of the components in question are subjected to degreasing in order to remove residues of fats and oils, it being possible to use aqueous alkaline or acidic degreasing agents as degreasing agents. After cleaning in the degreasing bath, there is usually a rinsing process, typically by immersion in a water bath, in order to prevent the degreasing agents and the galvanized material from being carried over into the subsequent process step of pickling, in particular when changing from alkaline degreasing to acidic pickling is of great importance.
- pickling which in particular for removing species-specific impurities, such as. B. rust and scale, from the steel surface.
- Pickling is usually carried out in dilute hydrochloric acid, whereby the duration of the pickling process depends, among other things, on the contamination status (e.g. degree of rusting) of the galvanized material and the acid concentration and temperature of the pickling bath.
- a rinsing process is usually carried out after the pickling treatment.
- fluxing synonymously also called flux treatment
- flux treatment the previously degreased and pickled steel surface using a so-called flux, which is typically an aqueous solution of inorganic chlorides, most often with a mixture of zinc chloride (ZnCl 2 ) and ammonium chloride (NH 4 Cl).
- ZnCl 2 zinc chloride
- NH 4 Cl ammonium chloride
- the flux is said to increase the wettability between the steel surface and the molten zinc.
- drying is then usually carried out in order to produce a solid flux film on the steel surface and to remove adhering water, so that undesired reactions (in particular the formation of water vapor) in the liquid zinc dip bath are subsequently avoided.
- the components pretreated in the aforementioned manner are then hot-dip galvanized by immersion in the molten zinc melt.
- the zinc content of the melt according to DIN EN ISO 1461 is at least 98.0% by weight.
- the galvanized material After immersing the galvanized material in the molten zinc, it remains in the molten zinc bath for a sufficient period of time, in particular until the galvanized material has reached its temperature and is coated with a zinc layer.
- the surface of the zinc melt is cleaned, in particular, of oxides, zinc ash, flux residues and the like before the galvanized material is then pulled out of the zinc melt again.
- the hot-dip galvanized component is then subjected to a cooling process (e.g. in air or in a water bath). Finally, any existing holding means for the component, such as. B. sling, connecting wires or the like, removed.
- a criterion for the quality of hot-dip galvanizing is the thickness of the zinc coating in ⁇ m (micrometers).
- the DIN EN ISO 1461 standard specifies the minimum values for the required coating thicknesses, which are to be supplied for piece galvanizing depending on the material thickness. In practice, the layer thicknesses are significantly higher than the minimum layer thicknesses specified in DIN EN ISO 1461. In general, zinc coatings made by bar galvanizing have a thickness in the range of 50 to 200 micrometers and even more.
- a coating of differently composed iron / zinc alloy layers is formed.
- a layer of zinc - also referred to as a pure zinc layer - adheres to the top alloy layer, the composition of which corresponds to the zinc melt.
- a relatively brittle layer based on an alloy is formed between iron and zinc on the steel surface, and then the pure zinc layer.
- the relatively brittle iron / zinc alloy layer improves the adhesive strength with the base material, but complicates the formability of the galvanized steel.
- the zinc melt or the liquid zinc bath add aluminum.
- a zinc / aluminum alloy with a lower melting temperature compared to pure zinc is produced.
- hot-dip galvanized components can therefore be easily formed, but nevertheless - despite the significantly smaller layer thickness compared to conventional hot-dip galvanizing with a quasi aluminum-free zinc melt - 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.
- zinc coatings which are produced by means of hot-dip galvanizing carried out using such zinc / aluminum alloys, have greater corrosion resistance (which is two to six times better than that of pure zinc), better optics, improved formability and better paintability than those formed from pure zinc Zinc coatings. This technology can also be used to produce lead-free zinc coatings.
- 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 US Pat WO 2002/042512 A1 and the relevant document equivalents to this patent family (e.g. EP 1 352 100 B1 , DE 601 24 767 T2 and US 2003/0219543 A1 ).
- Suitable fluxes for hot-dip galvanizing using zinc / aluminum hot-dip baths are also disclosed there, since flux compositions for zinc / aluminum hot-dip galvanizing baths have to be of a different nature than those for conventional hot-dip galvanizing with pure zinc.
- corrosion protection coatings can be produced with very small layer thicknesses (generally well below 50 micrometers and typically in the range from 2 to 20 micrometers) and with very low weight with high cost efficiency, which is why the method described there is commercially available under the name microZINQ ® method is applied.
- the prior art uses hot-dip galvanizing processes which operate using a zinc / aluminum melt or using a zinc / aluminum hot-dip galvanizing bath (such as WO 2002/042512 A1 ) Flux with significant amounts of lead chloride to allow good wettability in terms of flux treatment, as well as nickel chloride to ensure good temperature resistance of the flux, and possibly also other transition or heavy metal chlorides to achieve further desired properties.
- the pH value of the flux bath is also generally adjusted in the hot-dip galvanizing processes of the prior art using hydrochloric acid (hydrochloric acid), which under certain circumstances can promote undesirable hydrogen embrittlement of the metal substrate to be treated.
- the formation of the zinc layer and its properties it has been shown that these can be significantly influenced by alloying elements in the zinc melt.
- One of the most important elements here is aluminum: It has been shown that even with an aluminum content in the zinc melt of 100 ppm (weight-based), the appearance of the zinc layer can be improved to a lighter, glossier appearance. With increasing aluminum content in the molten zinc up to 1,000 ppm (weight-based), this effect increases steadily.
- flux treatment when using aluminum-alloyed or aluminum-containing zinc melts (Zn / Al melts), special fluxes for flux treatment (flux treatment) are required, which often do not always contain ecologically compatible or undesirable heavy metal compounds (usually heavy metal chlorides), especially lead and / or nickel chloride, but possibly also cobalt, manganese, tin, antimony and / or bismuth chloride, which are required in order to subsequently guarantee perfect hot-dip galvanizing, in particular without defects on the galvanized components.
- heavy metal chlorides usually heavy metal chlorides
- lead and / or nickel chloride but possibly also cobalt, manganese, tin, antimony and / or bismuth chloride, which are required in order to subsequently guarantee perfect hot-dip galvanizing, in particular without defects on the galvanized components.
- the lead chloride is intended in particular to reduce the surface tension and in this way to improve the wettability of the component surface to be treated with the liquid Zn / Al melt, while this Nickel chloride is said to improve the temperature resistance of the flux, in particular with regard to the drying that usually follows the flux treatment.
- the problem underlying the present invention therefore consists in the provision of a method for hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing), in particular of iron-based or iron-containing components, preferably steel-based or steel-containing components (steel components), using an aluminum-containing or aluminum-alloyed zinc melt and a plant for this Implementation of this method and, moreover, of a flux or flux bath which can be used within the scope of the method, the disadvantages of the prior art described above being at least largely avoided or at least mitigated.
- hot-dip galvanizing in particular of iron-based or iron-containing components, preferably steel-based or steel-containing components (steel components)
- such a method or such a system or such a flux (bath) is to be provided which is (s) compared to conventional hot-dip galvanizing processes or systems or fluxes (baths) operated using an aluminum-containing or aluminum-alloyed zinc melt improved process economy and / or a more efficient, in particular more flexible and / or more reliable, in particular less error-prone process flow and / or an improved ecological compatibility.
- such a method or such a system or such a flux (bath) should be used without the use of significant amounts of heavy metal compounds, in particular heavy metal chlorides, such as in particular lead and / or nickel chloride, but optionally also other heavy metal chlorides, such as cobalt, manganese , Tin, antimony and / or bismuth chloride, as part of the flux treatment and thus have improved ecological compatibility, but still reliably ensure that the treated components are galvanized efficiently and without errors.
- heavy metal chlorides such as in particular lead and / or nickel chloride
- other heavy metal chlorides such as cobalt, manganese , Tin, antimony and / or bismuth chloride
- the present invention proposes - according to a first aspect of the present invention - a method for hot-dip galvanizing according to claim 1; further, in particular special and / or advantageous, configurations of the method according to the invention are the subject of the relevant method subclaims.
- the present invention relates - in accordance with a second aspect of the present invention - to a plant for hot-dip galvanizing in accordance with the relevant independent plant claim; further, in particular special and / or advantageous, configurations of the system according to the invention are the subject of the relevant subclaims.
- the present invention relates to a flux bath for the flux treatment of iron or steel components in a hot-dip galvanizing process (hot-dip galvanizing process) according to the independent flux bath claim; further, in particular special and / or advantageous, configurations of the flux bath according to the invention are the subject of the relevant subclaim.
- the present invention relates to a flux composition for the flux treatment of iron or steel components in a hot-dip galvanizing process (hot-dip galvanizing method) according to the independent flux composition claim; further, in particular special and / or advantageous, configurations of the flux composition according to the invention are the subject of the relevant subclaim.
- the present invention likewise relates - according to a fifth or sixth aspect of the present invention - to the use of the flux bath according to the invention or the flux composition according to the invention according to the independent use claim; further, in particular special and / or advantageous, configurations of the use according to the invention are the subject of the relevant subclaim.
- the present invention relates - according to a seventh aspect of the present invention - to a hot-dip galvanized (hot-dip galvanized) iron or steel component obtainable by the method according to the invention or in the system according to the invention in accordance with the relevant independent claim (product claim or product-by-process claim) ); further, in particular special and / or advantageous embodiments of this aspect of the invention are the subject of the related subclaims.
- the present invention is associated with a large number of completely unexpected advantages, special features and surprising technical effects, the following description of which makes no claim to completeness, but illustrates the inventive character of the present invention:
- a flux ie a flux bath or a flux composition
- PbCl 2 lead chloride
- NiCl 2 nickel chloride
- other transition metal chlorides in the flux in particular in the flux bath or the flux composition, such as in particular cobalt chloride (CoCl 2 ), manganese chloride (MnCl 2 ), tin chloride (SnCl 2 ), bismuth chloride (BiCl 3 ) and antimony chloride (SbCl 3 ), without affecting the quality of the resulting hot-dip
- the flux used according to the invention in particular the flux composition used according to the invention or the flux bath used according to the invention, at least one aluminum salt and / or at least one silver salt, in particular aluminum chloride (AlCl 3 ) and / or silver chloride (AgCl), preferably aluminum chloride (AlCl 3 ), preferably in very small amounts, which leads to organic and / or inorganic impurities (such as suspended solids), for example, from the upstream treatment steps are still present despite rinsing processes and generally lead to the formation of defects in hot-dip galvanizing, can be discharged or precipitated, so that additional transition metal chlorides can be used to improve the wetting behavior or other properties within the scope of the flux according to the invention, in particular flux bath or flux composition, can be dispensed with entirely.
- the efficiency of the method according to the invention can be further improved: As explained in detail below, the time required for drying the flux film due to the alcohol content in the flux bath can be significantly reduced and / or the drying temperatures are significantly reduced. In addition, the filming and wetting with the flux is homogenized in this way.
- the present invention brings about a significantly improved process economy and a more efficient, in particular more flexible and / or more reliable, in particular less error-prone process sequence and an improved ecological compatibility, in particular due to the omission of lead chloride and nickel chloride, with regard to hot-dip galvanizing by means of aluminum alloys or aluminum-containing zinc melts and possibly further transition or heavy metal chlorides in the flux used, but also the alcohol content in the flux bath.
- the present invention in particular because of its improved ecological compatibility, can also be used in ecologically sensitive areas in which transition and heavy metal compounds, in particular transition metal and heavy metal chlorides, are to be avoided.
- the present invention comes without the use of significant amounts of transition and heavy metal compounds, in particular transition and heavy metal chlorides, such as in particular lead and / or nickel chloride, but optionally also other heavy metal chlorides, such as cobalt, manganese, tin, antimony and / or bismuth chloride, as part of the flux treatment, nevertheless reliably ensures that the treated components are galvanized efficiently and without errors.
- transition and heavy metal compounds such as in particular lead and / or nickel chloride
- other heavy metal chlorides such as cobalt, manganese, tin, antimony and / or bismuth chloride
- the hot-dip galvanized or hot-dip galvanized iron and steel components are also immediately apparent in the process products available, ie. H. the hot-dip galvanized or hot-dip galvanized iron and steel components: These not only have improved mechanical and optical properties and improved corrosion protection properties, but are also completely free of imperfections, and this with relatively small layer thicknesses in relation to the hot-dip galvanizing layer. In addition, no undesired transition metal or heavy metals can be introduced from the flux into the ultimately hot-dip galvanizing layer, since transition metal or heavy metals are completely avoided in the course of the flux treatment according to the present invention.
- Transition metal or heavy metals are at most specifically added or alloyed to the zinc melt or the hot-dip galvanizing bath in order to specifically adjust certain properties of the hot-dip galvanizing layer, but then in an ecologically compatible manner, since they are an integral part of the hot-dip galvanizing layer and are incorporated therein as a fixed alloy component or are involved.
- the zinc chloride ensures very good coverage of the iron or steel surface, in particular because of the flat formation of the dried ZnCl 2 crystals.
- a sufficient content of ammonium chloride is added to the flux composition, which is deposited on the component surface and becomes immersed in the zinc melt at the moment of immersion thermally decomposed to NH 3 and HCl so that the last oxide residues are removed from the component surface. Since the melting point of the ZnCl 2 / NH 4 Cl mixture drops significantly compared to pure zinc chloride (approx.
- alkali and / or alkaline earth metal salts in particular NaCl and / or KCl, are added , which raise the melting point of the flux composition and thus enable high and effective drying.
- the alcohol content can shorten the time required to dry the flux film, especially due to the lower evaporation point of alcohol compared to water. This leads to a noteworthy improvement over the prior art, in which the galvanizing cycle defines the maximum drying time and, as a result, frequently, especially in the case of solid components, the drying time is not sufficient to dry the flux film sufficiently.
- a completely dried flux film enables a clean reaction with the zinc melt without spills due to evaporating residual water.
- better drying leads to less zinc ash, which increases the risk of zinc ash buildup on the galvanized material is reduced (ie better galvanizing quality and less reworking).
- faster drying means that the drying time and / or the drying temperature can / can be reduced, which in turn means an energy saving and / or an increase in productivity.
- the flux in the zinc bath is also burned faster (also due to the lower evaporation point), ie the energy of the zinc melt can flow directly into the heating of the component, which in turn leads to a faster and more effective galvanizing process.
- the proportion of alcohol used depends in particular on the aluminum content of the zinc melt used, on the required drying or preheating (which in turn depends on the component geometry, in particular the material thickness, thicker components requiring longer drying times, on the zinc alloy used and on the thickness of the applied flux film, whereby thicker flux layers, depending on the salt concentration, pull-out speed, roughness of the steel surface etc., require longer drying times), the degree of contamination of the galvanizing material and the technical requirements (e.g. performance of the drying oven, clocking of the galvanizing process, suction power on Flux bath etc.).
- the method according to the invention comprises the method steps (a) to (g) described above.
- Process steps (a) to (d) can in principle be carried out in a manner known per se to the person skilled in the art. In principle, this also applies to the basic implementation of the other process steps, in particular also with regard to process step (e) of the flux treatment.
- the flux bath is usually acidified in the course of process step (e).
- the flux bath is set to a defined and / or predetermined, in particular acidic pH, in particular in the pH range from 0 to 6.9, preferably in the pH range from 0.5 to 6, 5, preferably in the pH range from 1 to 5.5, particularly preferably in the pH range from 1.5 to 5, very particularly preferably in the pH range from 2 to 4.5, even more preferably in the pH range from 2 to 4.
- the flux bath is adjusted to a defined and / or predetermined, in particular acidic pH, the adjustment of the pH using a preferably inorganic acid in combination with a preferably inorganic basic compound, in particular ammonia (NH 3 ) , he follows.
- a preferably inorganic acid in combination with a preferably inorganic basic compound, in particular ammonia (NH 3 )
- NH 3 ammonia
- the weight-related alcohol / water ratio can vary within wide ranges.
- the flux bath contains the alcohol / water mixture in a weight-based alcohol / water ratio in the range from 0.5: 99.5 to 99: 1, in particular in the range from 2: 98 to 95: 5, preferably in the range from 5:95 to 90:10, preferably in the range from 5:95 to 50:50, particularly preferably in the range from 5:95 to 45:55, very particularly preferably in the range from 5:95 to 50:50, even more preferably in the range from 10:90 to 30:70, based on the alcohol / water mixture.
- the flux bath contains the alcohol, based on the alcohol / water mixture, in an amount of at least 0.5% by weight, in particular in an amount of at least 1% by weight, preferably in an amount of at least 2% by weight, particularly preferably in an amount of at least 3% by weight, even more preferably in an amount of at least 4% by weight.
- the flux bath usually contains the alcohol, based on the alcohol / water mixture, in an amount of up to 90% by weight, in particular in an amount of up to 70% by weight, preferably in an amount of up to 50% by weight .-%, particularly preferably in an amount of up to 30 wt .-%, even more preferably in an amount of up to 25 wt .-%.
- the alcohol of the alcohol / water mixture of the flux bath is selected from alcohols with boiling points under atmospheric pressure (1,013.25 hPa) in the range from 40 ° C to 200 ° C, in particular in the range from 45 ° C to 180 ° C, preferably in the range from 50 ° C to 150 ° C, particularly preferably in the range from 55 ° C to 130 ° C, very particularly preferably in the range from 60 ° C to 110 ° C.
- the alcohol of the alcohol / water mixture of the flux bath is preferably a water-miscible and / or a water-soluble alcohol.
- the alcohol of the alcohol / water mixture of the flux bath is advantageously an alcohol which forms an azeotropic mixture with water.
- the alcohol of the alcohol / water mixture of the flux bath is selected from the group of C 1 -C 10 alcohols, in particular C 1 -C 6 alcohols, preferably C 1 -C 4 alcohols and mixtures thereof.
- the alcohol of the alcohol / water mixture of the flux bath is selected from the group of linear or branched, saturated or unsaturated, aliphatic, cycloaliphatic or aromatic, primary, secondary or tertiary, mono-, di- or trivalent C 1 - C 10 alcohols and mixtures thereof, in particular C 1 -C 6 alcohols, preferably C 1 -C 4 alcohols, particularly preferably from the group of linear or branched, saturated, aliphatic, primary, secondary or tertiary monovalent C 1 -C 4 10 alcohols and mixtures thereof, in particular C 1 -C 6 alcohols, preferably C 1 -C 4 alcohols.
- the alcohol of the alcohol / water mixture in the flux bath is selected from the group consisting of methanol, ethanol, propan-1-ol, propan-2-ol, butan-1-ol, butan-2-ol , 2-methylpropan-1-ol, 2-methylpropan-2-ol, pentan-1-ol, pentan-2-ol, pentan-3-ol, 2-methylbutan-1-ol, 3-methylbutan-1-ol , 2-methylbutan-2-ol, 3-methylbutan-2-ol, 2,2-dimethylpropan-1-ol, hexan-1-ol, heptan-1-ol, octan-1-ol, nonan-1-ol , Decan-1-ol, ethan-1,2-diol, propan-1,2-diol, cyclopentanol, cyclohexanol, prop-2-en-1-ol, but-2-en-1o
- the alcohol of the alcohol / water mixture of the flux bath is selected from the group consisting of methanol, ethanol, propan-1-ol, propan-2-ol, butan-1-ol, butan-2-ol and their Mixtures.
- the alcohol of the alcohol / water mixture is a surfactant alcohol (surfactant alcohol) (ie an alcohol with surfactant properties), in particular selected from alkoxylated, preferably ethoxylated or propoxylated C 6 -C 25 alcohols, preferably C 8 -C 15 alcohols, and alkoxylated, preferably ethoxylated or propoxylated fatty alcohols, preferably C 6 -C 30 fatty alcohols, hydroxyl-functional polyalkylene glycol ethers, hydroxyl-functional fatty alcohol alkoxylates, in particular C 6 -C 30 fatty alcohol alkoxylates, hydroxyl-functional alkyl (poly) glucosides and hydroxyl-functional alkylphenol alkoxylates and mixtures thereof.
- surfactant alcohol ie an alcohol with surfactant properties
- alkoxylated preferably ethoxylated or propoxylated C 6 -C 25 alcohols, preferably C 8 -C 15 alcohols
- This particular embodiment of the present invention has the advantage that the use of an additional surfactant or wetting agent can be avoided in an efficient manner, since in this case the alcohol component in the same way has or provides a surfactant or wetting agent function.
- Such surfactant alcohols are commercially available and are sold, for example, by TIB Chemicals AG, Mannheim, Germany.
- the flux bath can - in addition to the ingredients or components mentioned above - also at least one wetting agent and / or surfactant, in particular at least one ionic or nonionic wetting agent and / or surfactant, preferably at least one nonionic wetting agent and / or Surfactant.
- the flux bath can contain the at least one wetting agent and / or surfactant in amounts of 0.0001 to 15% by weight, preferably in amounts of 0.001 to 10% by weight, preferably in amounts of 0.01 to 8% by weight. , more preferably in amounts of 0.01 to 6% by weight, very particularly preferably in amounts of 0.05 to 3% by weight, even more preferably in amounts of 0.1 to 2% by weight on the flux bath.
- the flux can contain the at least one wetting agent and / or surfactant, in particular in amounts of 0.0001 to 10% by volume, preferably in amounts of 0.001 to 8% by volume, preferably in amounts of 0.01 to 5% by volume. %, more preferably in amounts of 0.01 to 5% by volume, very particularly preferably in amounts of 0.05 to 3% by volume, even more preferably in amounts of 0.1 to 2% by volume, based on the flux bath.
- the amount or concentration of the flux composition used according to the invention in the flux bath used according to the invention can likewise vary within wide ranges:
- the flux bath can contain the flux composition in an amount of at least 150 g / l, in particular in an amount of at least 200 g / l, preferably in an amount of at least 250 g / l, preferably in an amount of at least 300 g / l preferably in an amount of at least 400 g / l, very particularly preferably in an amount of at least 450 g / l, even more preferably in an amount of at least 500 g / l, in particular calculated as the total salt content of the flux composition.
- the flux bath can preferably contain the flux composition in an amount of 150 g / l to 750 g / l, in particular in an amount of 200 g / l to 700 g / l, preferably in an amount of 250 g / l to 650 g / l. preferably in an amount of 300 g / l to 625 g / l, particularly preferably in an amount of 400 g / l to 600 g / l, very particularly preferably in an amount of 450 g / l to 580 g / l, even more preferably contained in an amount of 500 g / l to 575 g / l, in particular calculated as the total salt content of the flux composition.
- the flux composition used according to the invention can contain an alkali and / or alkaline earth chloride as the alkali and / or alkaline earth salt of component (iii).
- the flux composition used according to the invention can be used as the alkali and / or alkaline earth salt of component (iii) at least one alkali and / or alkaline earth salt of an alkali and / or alkaline earth metal from the group of lithium (Li), sodium (Na), potassium (K ), Rubidium (Rb), cesium (Cs), beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr) and barium (Ba) as well as the combinations.
- the flux composition used according to the invention as the alkali and / or alkaline earth salt of component (iii) comprises at least two different alkali and / or alkaline earth salts, in particular at least two alkali and / or alkaline earth salts of an alkali and / or alkaline earth metal the group of lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr) and barium ( Ba) and the combinations.
- the flux composition used according to the invention as the alkali and / or alkaline earth metal salt of component (iii) has at least two different alkali metal salts, in particular two different alkali metal chlorides, preferably sodium chloride and potassium chloride, in particular with a sodium / potassium weight ratio in the range from 50: 1 to 1:50, in particular in the range from 25: 1 to 1:25, preferably in the range from 10: 1 to 1:10.
- the flux composition used according to the invention is at least substantially free, preferably completely free, also of cobalt chloride (CoCl 2 ), manganese chloride (MnCl 2 ), tin chloride (SnCl 2 ), bismuth chloride (BiCl 3 ) and antimony chloride (SbCl 3 ) is trained.
- CoCl 2 cobalt chloride
- MnCl 2 manganese chloride
- SnCl 2 tin chloride
- BiCl 3 bismuth chloride
- SbCl 3 antimony chloride
- the flux composition used according to the invention is at least substantially free, preferably completely free, of lead chloride (PbCl 2 ), nickel chloride (NiCl 2 ), cobalt chloride (CoCl 2 ), manganese chloride (MnCl 2 ), tin chloride (SnCl 2 ) , Bismuth chloride (BiCl 3 ) and antimony chloride (SbCl 3 ) is formed and / or if the flux composition is at least substantially free, preferably completely free, of chlorides from the group of lead chloride (PbCl 2 ), nickel chloride (NiCl 2 ), cobalt chloride (CoCl 2 ), manganese chloride (MnCl 2 ), tin chloride (SnCl 2 ), bismuth chloride (BiCl 3 ) and antimony chloride (SbCl 3 ) is formed.
- the flux composition used according to the invention is at least substantially free, preferably completely free, of salts and compounds of metals from the group of lead (Pb), nickel (Ni), cobalt (Co), manganese (Mn) , Tin (Sn), bismuth (Bi) and antimony (Sb) is formed.
- the flux composition used according to the invention apart from zinc chloride (ZnCl 2 ) and aluminum and / or silver salt, in particular silver chloride (AgCl) and / or aluminum chloride (AlCl 3 ), is at least essentially free, preferably completely free of salts and compounds of transition and heavy metals.
- the procedure is generally such that the flux treatment in process step (e) by contacting the iron or steel component with the flux bath and / or the flux composition, in particular by dipping or spraying, preferably dipping, he follows.
- the iron or steel component is used for a period of 0.001 to 30 minutes, in particular 0.01 to 20 minutes, preferably 0.1 to 15 minutes, preferably 0.5 to 10 minutes, particularly preferably 1 to 5 minutes, is brought into contact with the flux bath and / or the flux composition, in particular immersed in the flux bath.
- the iron or steel component can be used for up to 30 minutes, in particular up to 20 minutes, preferably up to 15 minutes, preferably up to 10 minutes, particularly preferably up to 5 minutes, with the flux bath and / or the flux composition in Contacted, especially immersed in the flux bath.
- the drying treatment in process step (f) of the process according to the invention it is preferred according to the invention if the drying treatment in process step (f) at a temperature in the range from 50 to 400 ° C., in particular in the range from 75 to 350 ° C., is preferred in the range from 100 to 300 ° C., preferably in the range from 125 to 275 ° C., particularly preferably in the range from 150 to 250 ° C., and / or when the drying treatment in process step (f) takes place at a temperature of up to 400 ° C. , in particular up to 350 ° C, preferably up to 300 ° C, preferably up to 275 ° C, particularly preferably up to 250 ° C.
- the procedure is usually such that the drying treatment in process step (f) is carried out in such a way that the surface of the iron or steel component during drying has a temperature in the range from 100 to 300 ° C., in particular in the range from 125 to 275 ° C. preferably in the range from 150 to 250 ° C, preferably in the range from 160 to 225 ° C, particularly preferably in the range from 170 to 200 ° C.
- the drying treatment in process step (f) can typically be carried out in the presence of and / or by means of air.
- the drying treatment can take place in at least one drying device, in particular in at least one oven.
- the aluminum-containing, in particular aluminum-alloyed zinc melt (“Zn / Al melt”) and / or the galvanizing bath contains an amount of aluminum in the range from 0.0001 to 25% by weight.
- the aluminum-containing, in particular aluminum-alloyed zinc melt (“Zn / Al melt”) and / or the galvanizing bath can contain a quantity Zinc of at least 75% by weight, in particular at least 80% by weight, preferably at least 85% by weight, preferably at least 90% by weight, and optionally at least one further metal, in particular in amounts of up to 5% by weight % and / or in particular selected from the group of bismuth (Bi), lead (Pb), tin (Sn), nickel (Ni), silicon (Si), magnesium (Mg) and combinations thereof. All of the quantities mentioned above should be selected such that a total of 100% by weight results.
- the zinc melt used contains other alloy components or alloy metals in addition to aluminum, this can be used to control the process control in a targeted manner: the presence of lead and bismuth in particular can reduce the surface tension and thus improve the wettability of the surface to be galvanized, while the In the presence of tin, the optical properties, in particular the gloss, of the resulting galvanizing layer can be improved, the layer thicknesses can be further reduced by the presence of nickel, and the service life of the zinc bath container (e.g. steel kettle) can be extended by the presence of silicon and by the presence of magnesium the corrosion properties, in particular the corrosion resistance, of the resulting galvanizing layer can be improved.
- the zinc bath container e.g. steel kettle
- the aluminum-containing, in particular aluminum-alloyed zinc melt (“Zn / Al melt”) and / or the galvanizing bath can have a temperature in the range from 375 ° C. to 750 ° C., in particular temperature in the range from 380 ° C. to 700 ° C. , preferably temperature in the range from 390 ° C to 680 ° C, more preferably in the range from 395 ° C to 675 ° C.
- the hot-dip galvanizing step (g) is typically carried out in such a way that the iron or steel component is immersed, in particular immersed and moved, in the aluminum-containing, in particular aluminum-alloyed zinc melt (“Zn / Al melt”) and / or in the galvanizing bath, in particular for a period of time which is sufficient to ensure effective hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing), in particular for a period in the range from 0.0001 to 60 minutes, preferably in the range from 0.001 to 45 minutes, preferably in the range from 0.01 to 30 minutes, more preferably in the range of 0.1 to 15 minutes.
- the aluminum-containing, in particular aluminum-alloyed zinc melt (“Zn / Al melt”) and / or the galvanizing bath can be contacted and / or flushed or passed through with at least one inert gas, in particular nitrogen.
- the method according to the invention can be operated continuously or discontinuously.
- the iron or steel component to be treated can be a single product or a large number of individual products. In this case, a discontinuous procedure is preferred, although a continuous procedure is generally not excluded.
- the iron or steel component can also be a long product, in particular a wire, tube, sheet metal, coil material or the like.
- a continuous procedure is preferred, although a discontinuous procedure is also not excluded in this regard.
- the hot-dip galvanizing (hot-dip galvanizing) carried out in method step (g) can be followed by a cooling step (h), i. H. the hot-dip galvanized (hot-dip galvanized) iron or steel component in process step (g) can be subjected to a cooling treatment (h), optionally followed by a further post-processing and / or post-treatment step (i).
- the optional cooling step (h) and / or the optional cooling treatment (h) can be carried out in particular by means of air and / or in the presence of air, preferably to ambient temperature.
- the flux bath of the flux treatment device (E) is usually acidic.
- the flux bath is set to a defined and / or predetermined, in particular acidic pH, in particular in the pH range from 0 to 6.9, preferably in the pH range from 0.5 to 6.5, preferably in the pH range from 1 to 5.5, particularly preferably in the pH range from 1.5 to 5, very particularly preferably in the pH range from 2 to 4.5, even more preferably in the pH range Value range from 2 to 4.
- the flux bath is adjusted to a defined and / or predetermined, in particular acidic pH, the adjustment of the pH using a preferably inorganic acid in combination with a preferably inorganic basic compound, in particular ammonia (NH 3 ) , is done.
- a defined and / or predetermined, in particular acidic pH the adjustment of the pH using a preferably inorganic acid in combination with a preferably inorganic basic compound, in particular ammonia (NH 3 ) , is done.
- the flux bath used in the flux treatment device (E) its composition can vary within wide ranges:
- the system is typically designed such that the flux bath contains the alcohol / water mixture in a weight-based alcohol / water ratio in the range from 0.5: 99.5 to 99: 1, in particular in the range from 2: 98 to 95: 5 , preferably in the range from 5:95 to 90:10, preferably in the range from 5:95 to 50:50, particularly preferably in the range from 5:95 to 45:55, very particularly preferably in the range from 5:95 to 50: 50, more preferably in the range from 10:90 to 30:70, based on the alcohol / water mixture.
- the system according to the invention is usually designed such that the flux bath contains the alcohol, based on the alcohol / water mixture, in an amount of at least 0.5% by weight, in particular in an amount of at least 1% by weight, preferably in an amount of at least 2% by weight, particularly preferably in an amount of at least 3% by weight, even more preferably in an amount of at least 4% by weight.
- the system according to the invention is usually designed such that the flux bath contains the alcohol, based on the alcohol / water mixture, in an amount of up to 90% by weight, in particular in an amount of up to 70% by weight, preferably in an amount of up to 50% by weight, particularly preferably in an amount of up to 30% by weight, even more preferably in an amount of up to 25% by weight.
- the flux treatment device (E) is designed in such a way that the alcohol of the alcohol / water mixture of the flux bath is selected from alcohols with boiling points below atmospheric pressure (1,013.25 hPa) in the range from 40 ° C to 200 ° C , in particular in the range from 45 ° C to 180 ° C, preferably in the range from 50 ° C to 150 ° C, particularly preferably in the range from 55 ° C to 130 ° C, very particularly preferably in the range from 60 ° C to 110 ° C.
- alcohols with boiling points below atmospheric pressure (1,013.25 hPa) in the range from 40 ° C to 200 ° C , in particular in the range from 45 ° C to 180 ° C, preferably in the range from 50 ° C to 150 ° C, particularly preferably in the range from 55 ° C to 130 ° C, very particularly preferably in the range from 60 ° C to 110 ° C.
- the alcohol of the alcohol / water mixture of the flux bath is a water-miscible and / or a water-soluble alcohol.
- the alcohol of the alcohol / water mixture of the flux bath is an alcohol which forms an azeotropic mixture with water.
- the procedure is such that the alcohol of the alcohol / water mixture in the flux bath is selected from the group of C 1 -C 10 alcohols, in particular C 1 -C 6 alcohols, preferably C 1 -C 4 alcohols and their mixtures.
- the alcohol of the alcohol / water mixture of the flux bath is selected from the group of linear or branched, saturated or unsaturated, aliphatic, cycloaliphatic or aromatic, primary, secondary or tertiary, mono-, di- or trivalent C 1 -C 10 alcohols and mixtures thereof, in particular C 1 -C 6 alcohols, preferably C 1 -C 4 alcohols, particularly preferably from the group of linear or branched, saturated, aliphatic, primary, secondary or tertiary monohydric C. 1 -C 10 alcohols and mixtures thereof, in particular C 1 -C 6 alcohols, preferably C 1 -C 4 alcohols.
- the flux bath is designed such that the alcohol of the alcohol / water mixture of the flux bath is selected from the group consisting of methanol, ethanol, propan-1-ol, propan-2-ol, butan-1-ol , Butan-2-ol, 2-methylpropan-1-ol, 2-methylpropan-2-ol, pentan-1-ol, pentan-2-ol, pentan-3-ol, 2-methylbutan-1-ol, 3 -Methylbutan-1-ol, 2-methylbutan-2-ol, 3-methylbutan-2-ol, 2,2-dimethylpropan-1-ol, hexan-1-ol, heptan-1-ol, octan-1-ol , Nonan-1-ol, decan-1-ol, ethan-1,2-diol, propan-1,2-diol, cyclopentanol, cyclohexanol, prop-2-ol, but-2-ol, 2-methyl
- the system is designed such that the alcohol in the alcohol / water mixture in the flux bath is selected from the group consisting of methanol, ethanol, propan-1-ol, propan-2-ol, butan-1- ol, butan-2-ol and mixtures thereof.
- the alcohol of the alcohol / water mixture is a surfactant alcohol (surfactant alcohol) (ie an alcohol with surfactant properties), in particular selected from alkoxylated, preferably ethoxylated or propoxylated C 6 -C 25 alcohols, preferably C 8 -C 15 alcohols, and alkoxylated, preferably ethoxylated or propoxylated fatty alcohols, preferably C 6 -C 30 fatty alcohols, hydroxyl-functional polyalkylene glycol ethers, hydroxyl-functional fatty alcohol alkoxylates, in particular C 6 -C 30 fatty alcohol alkoxylates, hydroxyl-functional alkyl (poly) glucosides and hydroxyl-functional alkylphenol alkoxylates and mixtures thereof.
- surfactant alcohol ie an alcohol with surfactant properties
- alkoxylated preferably ethoxylated or propoxylated C 6 -C 25 alcohols, preferably C 8 -C 15 alcohols
- the flux bath also contains at least one wetting agent and / or surfactant, in particular at least one ionic or nonionic wetting agent and / or surfactant, preferably at least one nonionic wetting agent and / or surfactant.
- the amounts of wetting agent and / or surfactant in the flux bath used according to the invention can vary within a wide range:
- the flux bath can contain the at least one wetting agent and / or surfactant in amounts of 0.0001 to 15% by weight, preferably in amounts of 0.001 to 10% by weight, preferably in amounts of 0.01 to 8% by weight. , more preferably in amounts of 0.01 to 6% by weight, very particularly preferably in amounts of 0.05 to 3% by weight, even more preferably in amounts of 0.1 to 2% by weight on the flux bath.
- the flux bath can contain the at least one wetting agent and / or surfactant in amounts of 0.0001 to 10% by volume, preferably in amounts of 0.001 to 8% by volume, preferably in amounts of 0.01 to 5% by volume , more preferably in quantities of 0.01 to 5% by volume, very particularly preferably in quantities of 0.05 to 3% by volume, even more preferably in quantities of 0.1 to 2% by volume on the flux bath.
- the amount or concentration of the flux composition used according to the invention in the flux bath designed according to the invention can likewise vary within wide ranges:
- the flux bath contains the flux composition in an amount of at least 150 g /, in particular in an amount of at least 200 g / l, preferably in an amount of at least 250 g / l, preferably in an amount of at least 300 g / l, particularly preferably in an amount of at least 400 g / l, very particularly preferably in an amount of at least 450 g / l, even more preferably in an amount of at least 500 g / l, in particular calculated as the total salt content of the flux composition.
- the flux bath contains the flux composition in an amount of 150 g / l to 750 g / l, in particular in an amount of 200 g / l to 700 g / l, preferably in an amount of 250 g / l up to 650 g / l, preferably in an amount of 300 g / l to 625 g / l, particularly preferably in an amount of 400 g / l to 600 g / l, very particularly preferably in an amount of 450 g / l to 580 g / l, more preferably in an amount of 500 g / l to 575 g / l, contains, in particular calculated as the total salt content of the flux composition.
- component (iii) of the flux composition used according to the invention can also vary within wide ranges: It is preferred according to the invention if the flux composition contains an alkali and / or alkaline earth chloride as the alkali and / or alkaline earth salt of component (iii).
- the flux composition used according to the invention as the alkali and / or alkaline earth salt of component (iii) can be at least one alkali and / or alkaline earth salt of an alkali and / or alkaline earth metal from the group of lithium (Li), sodium (Na), Potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr) and barium (Ba) as well as the combinations.
- the flux composition used according to the invention as the alkali and / or alkaline earth salt of component (iii) can contain at least two different alkali and / or alkaline earth salts, in particular at least two alkali and / or alkaline earth salts of an alkali and / or alkaline earth metal from the group of lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr) and barium (Ba) and the combinations.
- lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr) and barium (Ba) and the combinations.
- the flux composition used according to the invention in accordance with another typical embodiment as the alkali and / or alkaline earth metal salt of component (iii), can contain at least two different alkali metal salts, in particular two different alkali metal chlorides, preferably sodium chloride and potassium chloride, in particular with a sodium / potassium weight ratio in the range from 50: 1 to 1:50, in particular in the range from 25: 1 to 1:25, preferably in the range from 10: 1 to 1:10.
- the flux composition used according to the invention is at least substantially free, preferably completely free, also of cobalt chloride (CoCl 2 ), manganese chloride (MnCl 2 ), tin chloride (SnCl 2 ), bismuth chloride (BiCl 3 ) and antimony chloride (SbCl 3 ). is trained.
- the flux composition used according to the invention is at least substantially free, preferably completely free, of lead chloride (PbCl 2 ), nickel chloride (NiCl 2 ), cobalt chloride (CoCl 2 ), manganese chloride (MnCl 2 ), tin chloride (SnCl 2 ), bismuth chloride (BiCl 3), and antimony chloride (SbCl 3 is formed) and / or when the flux composition at least substantially free, preferably completely free of chlorides from the group consisting of lead chloride (PbCl 2), nickel chloride (NiCl 2), cobalt chloride ( CoCl 2 ), manganese chloride (MnCl 2 ), tin chloride (SnCl 2 ), bismuth chloride (BiCl 3 ) and antimony chloride (SbCl 3 ) is formed.
- the flux composition used according to the invention is at least substantially free, preferably completely free, of salts and compounds of metals from the group of lead (Pb), nickel (Ni), cobalt (Co), manganese (Mn), Tin (Sn), bismuth (Bi) and antimony (Sb) is formed.
- the flux composition apart from zinc chloride (ZnCl 2 ) and aluminum and / or silver salt, in particular silver chloride (AgCl) and / or aluminum chloride (AlCl 3 ), is at least essentially free, preferably completely free , of salts and compounds of transition and heavy metals.
- the flux treatment device (E) comprises a device for bringing the iron or steel component into contact with the flux bath and / or the flux composition, in particular a device for dipping or spray application, preferably a device for dipping.
- the device for bringing the iron or steel component into contact with the flux bath and / or the flux composition can be controlled and / or controlled in such a way, in particular by means of a control device, that the iron or steel component lasts for a period of 0.001 to 30 minutes, in particular 0.01 to 20 minutes, preferably 0.1 to 15 minutes, preferably 0.5 to 10 minutes, particularly preferably 1 to 5 minutes, is brought into contact with the flux bath and / or the flux composition, in particular is immersed in the flux bath.
- the device for bringing the iron or steel component into contact with the flux bath and / or the flux composition can be controlled and / or controlled in such a way, in particular by means of a control device, that the iron or steel component lasts for a period of time of up to 30 minutes, in particular up to 20 minutes, preferably up to 15 minutes, preferably up to 10 minutes, particularly preferably up to 5 minutes, is brought into contact with the flux bath and / or the flux composition, in particular immersed in the flux bath .
- the drying treatment device (F) can be controlled and / or controlled in this way, in particular by means of a control device, that the drying treatment at a temperature in the range from 50 to 400 ° C., in particular in the range from 75 to 350 ° C, preferably in the range of 100 to 300 ° C, preferably in the range of 125 to 275 ° C, particularly preferably in the range of 150 to 250 ° C, and / or that the drying treatment in process step (f) at a temperature up to to 400 ° C, in particular up to 350 ° C, preferably up to 300 ° C, preferably up to 275 ° C, particularly preferably up to 250 ° C.
- the drying treatment device (F) can be controlled and / or controlled in this way, in particular by means of a control device, that the drying treatment is carried out in such a way that the surface of the iron or steel component has a temperature in the range during drying from 100 to 300 ° C, in particular in the range from 125 to 275 ° C, preferably in the range from 150 to 250 ° C, preferably in the range from 160 to 225 ° C, particularly preferably in the range from 170 to 200 ° C.
- the drying treatment is typically carried out in the presence of air.
- the drying treatment device (F) can have at least one inlet for introducing and / or introducing air.
- the drying treatment device (F) usually comprises at least one drying device, in particular at least one oven.
- the hot-dip galvanizing device (G) of the plant comprises at least one aluminum-containing, in particular aluminum-alloyed zinc melt (“Zn / Al melt”), in particular at least one galvanizing bath containing aluminum-containing, in particular aluminum-alloyed zinc melt, preferably designed for dipping iron or steel components.
- Zn / Al melt aluminum-containing, in particular aluminum-alloyed zinc melt
- the plant according to the invention is typically designed such that the aluminum-containing, in particular aluminum-alloyed zinc melt (“Zn / Al melt”) and / or the galvanizing bath, an amount of aluminum in the range from 0.0001 to 25% by weight, in particular in the range from 0.001 to 20% by weight, preferably in the range from 0.005 to 17.5% by weight, preferably in the range from 0.01 to 15% by weight, particularly preferably in the range from 0.02 to 12 .5% by weight, very particularly preferably in the range from 0.05 to 10% by weight, even more preferably in the range from 0.1 to 8% by weight, based on the aluminum-containing, in particular aluminum-alloyed zinc melt ( "Zn / Al melt”) and / or the galvanizing bath, in particular the aluminum-containing one.
- Zn / Al melt aluminum-alloyed zinc melt
- the aluminum-alloyed zinc melt (“Zn / Al-melt”) and / or the galvanizing bath can contain at least an amount of zinc 75% by weight, in particular at least 80% by weight, preferably at least 85% by weight, preferably at least 90% by weight, and optionally at least one further metal, in particular in amounts of up to 5% by weight and / or in particular selected from the group of bismuth (Bi), lead (Pb), tin (Sn), nickel (Ni), silicon (Si), magnesium (Mg) and combinations thereof. All of the quantities mentioned above should be selected such that a total of 100% by weight results.
- the aluminum-containing, in particular aluminum-alloyed zinc melt (“Zn / Al melt”) and / or the galvanizing bath can have a temperature in the range from 375 ° C. to 750 ° C., in particular temperature in the range from 380 ° C. to 700 ° C, preferably temperature in the range of 390 ° C to 680 ° C, more preferably in the range of 395 ° C to 675 ° C.
- the system according to the invention is typically designed such that the hot-dip galvanizing device (G) is designed and / or can be operated and / or is designed and / or operated in such a way, in particular can be controlled and / or controlled in this way, in particular by means of a control device that Iron or steel component is immersed in the aluminum-containing, in particular aluminum-alloyed zinc melt ("Zn / Al melt”) and / or immersed in the galvanizing bath, in particular immersed and moved therein, in particular for a period of time which is sufficient for effective hot-dip galvanizing ( Hot-dip galvanizing), in particular for a period of time in the range from 0.0001 to 60 minutes, preferably in the range from 0.001 to 45 minutes, preferably in the range from 0.01 to 30 minutes, even more preferably in the range from 0.1 to 15 minutes.
- Hot-dip galvanizing in particular for a period of time in the range from 0.0001 to 60 minutes, preferably in the range from 0.001 to 45 minutes, preferably in the range
- the hot-dip galvanizing device (G) has at least one device for contacting and / or rinsing or passing through the aluminum-containing, in particular aluminum-alloyed zinc melt (“Zn / Al melt”) and / or the galvanizing bath has at least one inert gas, in particular nitrogen.
- the system according to the invention can in principle be designed to be operated continuously or discontinuously, or in principle can be operated continuously or batchwise.
- the system according to the invention can be designed such that the iron or steel component can be hot-dip galvanized as a single product or as a large number of individual products or that the iron or steel component as a long product, in particular a wire, pipe, sheet metal, coil -Material or the like, is hot-dip galvanized.
- the system according to the invention downstream in the process direction or downstream of the hot-dip galvanizing device (F), also has at least cooling device (H) for cooling the hot-dip galvanized iron or steel component in the hot-dip galvanizing device (F).
- the cooling device (H) can be designed and / or operated in the presence of air.
- the system according to the invention, downstream in the process direction or downstream of the optional cooling device (H), can also have at least one post-processing and / or post-treatment device (I) for post-processing and / or post-treatment of the hot-dip galvanized and cooled iron or steel component.
- Another object of the present invention - according to a third aspect of the present invention - is a flux bath for the flux treatment of iron or steel components in a hot-dip galvanizing process (hot-dip galvanizing process), wherein the flux bath comprises a liquid phase containing an alcohol / water mixture, the liquid phase of the flux bath containing a flux composition, in particular in dissolved or dispersed form, preferably in dissolved form, and the flux composition as ingredients (i) zinc chloride (ZnCl 2 ), (ii) ammonium chloride (NH 4 Cl), (iii) optionally at least one alkali and / or alkaline earth salt and (iv) at least one aluminum salt and / or at least one silver salt, contains in particular aluminum chloride (AlCl 3 ) and / or silver chloride (AgCl), preferably aluminum chloride (AlCl 3 ), and the flux composition is at least essentially free, preferably completely free, of lead chloride (PbCl 2 ) and nickel chloride (N
- Another object of the present invention - according to a fourth aspect of the present invention - is a flux composition for the flux treatment of iron or steel components in a hot-dip galvanizing process (hot-dip galvanizing process), the flux composition as ingredients (i) zinc chloride (ZnCl 2 ), (ii) ammonium chloride (NH 4 Cl), (iii) optionally at least one alkali and / or alkaline earth salt and (iv) at least one aluminum salt and / or at least one silver salt, contains in particular aluminum chloride (AlCl 3 ) and / or silver chloride (AgCl), preferably aluminum chloride (AlCl 3 ), and the flux composition is at least essentially free, preferably completely free, of lead chloride (PbCl 2 ) and nickel chloride (NiCl 2 ).
- the flux composition as ingredients (i) zinc chloride (ZnCl 2 ), (ii) ammonium chloride (NH 4 Cl), (iii) optionally at least one al
- the flux composition according to the invention is dissolved or dispersed, preferably dissolved, in a liquid phase of a flux bath, the liquid phase of the flux bath comprising an alcohol / water mixture.
- Yet another object of the present invention - according to a fifth or sixth aspect of the present invention - is the use of the flux bath according to the invention or the flux composition according to the invention described above for the flux treatment of iron or steel components in a hot-dip galvanizing process (hot-dip galvanizing process).
- the flux composition is combined with a flux bath, the flux bath comprising a liquid phase containing an alcohol / water mixture, the liquid phase of the flux bath containing the flux composition, in particular in dissolved or dispersed form , preferably in dissolved form.
- the subject of the present invention - according to a seventh aspect - is a hot-dip galvanized (hot-dip galvanized) iron or steel component which can be obtained by a process according to the invention as described above or in a system according to the invention as described above.
- the products according to the invention have particular advantages, in particular a reduced transition or heavy metal content, as well as improved mechanical properties and corrosion protection properties.
- the surface of the hot-dip galvanized iron or steel component is 0.5 to 300 ⁇ m thick, in particular 1 to 200 ⁇ m thick, preferably 1.5 to 100 ⁇ m thick, preferably 2 to 30 ⁇ m thick , Mistake.
- this hot-dip galvanized iron or steel component is provided with a hot-dip galvanizing layer on its surface, the hot-dip galvanizing layer being at least substantially free, preferably completely free, of lead (Pb) from the flux treatment and / or nickel (Ni).
- the hot-dip galvanized iron or steel component is provided with a hot-dip galvanizing layer on its surface, the hot-dip galvanizing layer being at least essentially free, preferably completely free, of heavy metals from the group of lead (Pb), nickel ( Ni), cobalt (Co), manganese (Mn), tin (Sn), bismuth (Bi) and antimony (Sb).
- FIG. 1 The process flow diagram shown schematically shows the successive process steps or process steps a) to i), the process steps b), d), f), h) and i), in particular process steps h) and i), being optional.
- FIG. 1 The diagram shows the process flow as follows, the method according to the invention successively comprising the steps mentioned below in this order: degreasing (step a)), rinsing (step b), optional), pickling (step c)), rinsing (step d) , optional), flux bath treatment (step e)), drying (step f), optional), hot-dip galvanizing (step g)), cooling (step h), optional) as well as post-processing or post-treatment (step i), optional).
- Fig. 2 the system according to the present invention is shown schematically with the individual devices (A) to (I), the devices (B), (D), (F), (H) and (I), in particular the devices (H) and (I), are optional.
- Fig. 2 Scheme of the system according to the invention comprises the following devices in the sequence listed below: degreasing device (A), optionally rinsing device (B), pickling device (C), optionally rinsing device (D), flux treatment device (E), optionally drying device (F), hot-dip galvanizing device (G), optionally cooling device (H) and optionally post-processing or post-treatment device (I).
- the hot-dip galvanized sheets pretreated with the alcohol-containing flux show significantly longer service lives (up to 40% improvement in service life) compared to hot-dip galvanized sheets, which use the otherwise identical flux (but without any Alcohol content, ie purely aqueous) are pretreated.
- Example series 1 is repeated, but with a different composition of the galvanizing bath.
- Example series 1 to 5 are repeated, but with a different flux composition (use of 0.005% by weight or 50 ppm AgCl instead of AlCl 3 ).
- Example series 1 to 5 are repeated, but with a different flux composition (use of a combination of 0.0025% by weight or 25 ppm of AgCl and 0.0025% by weight or 25 ppm of AlCl 3 instead of AlCl 3 alone).
- Example series 1 to 15 are repeated, but with a different flux composition (complete omission of AlCl 3 and AgCl).
- the zinc layers result in highly inhomogeneous layers with a significant number of defects and clearly visible defect structures.
- Salinity total 200 to 700 g / l, typically 450 to 550 g / l pH in the range of 2.5 to 5
- For Al 4.2 to 6.2%: typically 2.5 to 3.5
- For Al 4.2 to 6.2%: typically 50 to 70 ° C
Landscapes
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Verzinkung von eisenbasierten bzw. eisenhaltigen Bauteilen, insbesondere stahlbasierten bzw. stahlhaltigen Bauteilen (Stahlbauteilen), vorzugsweise für die Automobil- bzw. Kraftfahrzeugindustrie, aber auch für andere technische Anwendungsgebiete (z. B. für die Bauindustrie, den Bereich des allgemeinen Maschinenbaus, die Elektroindustrie etc.), mittels Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung).
- Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) sowie eine diesbezügliche Anlage und darüber hinaus ein in diesem Zusammenhang verwendbares Flussmittel und Flussmittelbad sowie deren jeweilige Verwendung und darüber hinaus die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. in der erfindungsgemäßen Anlage erhältlichen Produkte (d. h. feuerverzinkte Eisen- bzw. Stahlbauteile).
- Metallische Bauteile jeglicher Art aus eisenhaltigem Material, insbesondere Bauteile aus Stahl, erfordern anwendungsbedingt oftmals einen effizienten Schutz vor Korrosion. Insbesondere Bauteile aus Stahl für Kraftfahrzeuge (Kfz), wie z. B. Pkw, Lkw, Nutzfahrzeuge etc., aber auch für andere technische Bereich (z. B. Bauindustrie, Maschinenbau, Elektroindustrie etc.), erfordern einen effizienten Korrosionsschutz, welcher auch Langzeitbelastungen standhält.
- In diesem Zusammenhang ist es bekannt, stahlbasierte Bauteile mittels Verzinkung (Verzinken) gegenüber Korrosion zu schützen. Beim Verzinken wird der Stahl mit einer im Allgemeinen dünnen Zinkschicht versehen, um den Stahl vor Korrosion zu schützen. Dabei können verschiedene Verzinkungsverfahren eingesetzt werden, um Bauteile aus Stahl zu verzinken, d. h. mit einem metallischen Überzug aus Zink zu überziehen, wobei insbesondere die Feuerverzinkung (synonym auch als Schmelztauchverzinkung bezeichnet), die Spritzverzinkung (Flammspritzen mit Zinkdraht), die Diffusionsverzinkung (Sherard-Verzinkung), die galvanische Verzinkung (elektrolytische Verzinkung), die nicht-elektrolytische Verzinkung mittels Zinklamellenüberzügen sowie die mechanische Verzinkung zu nennen sind. Zwischen den vorgenannten Verzinkungsverfahren bestehen große Unterschiede, insbesondere im Hinblick auf die Verfahrensdurchführung, aber auch im Hinblick auf die Beschaffenheit und Eigenschaften der erzeugten Zinkschichten bzw. Zinküberzüge.
- Das wohl wichtigste Verfahren zum Korrosionsschutz von Stahl durch metallische Zinküberzüge ist die Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung). Dabei wird Stahl kontinuierlich (z. B. Band und Draht) oder stückweise (z. B. Bauteile) bei Temperaturen von etwa 450 °C bis 600 °C in einen beheizten Kessel mit flüssigem Zink getaucht (Schmelzpunkt von Zink: 419,5 °C), so dass sich auf der Stahloberfläche eine widerstandsfähige Legierungsschicht aus Eisen und Zink und darüber eine sehr fest haftende reine Zinkschicht ausbilden.
- Die Feuerverzinkung ist somit eine seit vielen Jahren anerkannte und bewährte Methode, um Bauteile bzw. Komponenten aus Eisenwerkstoffen, insbesondere Stahlwerkstoffen, vor Korrosion zu schützen. Wie zuvor geschildert, wird hierbei das typischerweise vorgereinigte bzw. vorbehandelte Bauteil in ein flüssig-heißes Zinkbad eingetaucht, wobei es zur Reaktion mit der Zinkschmelze und, daraus resultierend, zur Ausbildung einer relativ dünnen, metallurgisch mit dem Grundwerkstoff verbundenen Zinkschicht kommt.
- Bei der Feuerverzinkung wird zwischen diskontinuierlicher Stückverzinkung (vgl. z. B. DIN EN ISO 1461) und kontinuierlicher Band- und Drahtverzinkung (vgl. z. B. DIN EN 10143 und DIN EN 10346) unterschieden. Sowohl das Stückverzinken als auch das Band- und Drahtverzinken sind genormte bzw. standardisierte Verfahren. Kontinuierlich verzinktes Stahlband und kontinuierlich verzinkter Draht sind jeweils ein Vor- bzw. Zwischenprodukt (Halbzeug), welches nach dem Verzinken, insbesondere durch Umformen, Stanzen, Zuschneiden etc., weiterverarbeitet wird, wohingegen durch Stückverzinken zu schützende Bauteile zuerst vollständig gefertigt und erst danach feuerverzinkt werden (wodurch die Bauteile rundum vor Korrosion geschützt werden). Stückverzinken und Band-/Drahtverzinken unterscheiden sich zudem hinsichtlich der Zinkschichtdicke, wodurch sich - auch in Abhängigkeit der Zinkschicht - unterschiedliche Schutzdauern ergeben. Die Zinkschichtdicke von bandverzinkten Blechen liegt zumeist bei höchstens 20 bis 25 Mikrometern, wohingegen die Zinkschichtdicken von stückverzinkten Stahlteilen üblicherweise im Bereich von 50 bis 200 Mikrometern und sogar mehr liegen.
- 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.
- 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.
- Die konventionelle Feuerverzinkung, insbesondere Tauchverzinkung, basiert insbesondere auf dem Tauchen von Eisen- bzw. Stahlbauteilen in eine Zinkschmelze unter Ausbildung einer Zinkbeschichtung bzw. eines Zinküberzugs auf der Oberfläche der Bauteile. Zur Sicherstellung des Haftvermögens, der Geschlossenheit und der Einheitlichkeit des Zinküberzuges ist vorab im Allgemeinen eine sorgfältige Oberflächenvorbereitung der zu verzinkenden Bauteile erforderlich, welche üblicherweise eine Entfettung mit nachfolgendem Spülvorgang, eine sich anschließende saure Beizung mit nachfolgendem Spülvorgang und schließlich eine Flussmittelbehandlung (d. h. ein sogenanntes Fluxen) mit nachfolgendem Trocknungsvorgang umfasst.
- Aus Gründen der Prozessökonomie und der Wirtschaftlichkeit werden bei der Stückverzinkung identischer oder gleichartiger Bauteile (z. B. Serienproduktion von Kfz-Bauteilen) diese typischerweise für den gesamten Prozess zusammengeführt bzw. gruppiert (insbesondere mittels eines gemeinsamen, beispielsweise als Traverse oder Gestell ausgebildeten Warenträgers oder einer gemeinsamen Halte- bzw. Befestigungsvorrichtung für eine Vielzahl dieser identischen bzw. gleichartigen Bauteile). Hierzu werden eine Mehrzahl von Bauteilen am Warenträger über Haltemittel, wie z. B. Anschlagmittel, Anbindedrähte oder dergleichen befestigt. Anschließend werden die Bauteile im gruppierten Zustand über den Warenträger den einzelnen Behandlungsschritten bzw. -stufen der Feuerverzinkung zugeführt.
- Der typische Verfahrensablauf beim konventionellen Stückverzinken mittels Feuerverzinkung gestaltet sich üblicherweise wie folgt:
Zunächst werden die Bauteiloberflächen der betreffenden Bauteile einer Entfettung unterzogen, um Rückstände von Fetten und Ölen zu entfernen, wobei als Entfettungsmittel üblicherweise wässrige alkalische oder saure Entfettungsmittel zur Anwendung kommen können. Nach der Reinigung im Entfettungsbad schließt sich üblicherweise ein Spülvorgang an, typischerweise durch Eintauchen in ein Wasserbad, um ein Verschleppen von Entfettungsmitteln mit dem Verzinkungsgut in den nachfolgenden Prozessschritt des Beizens zu vermeiden, wobei dies insbesondere bei einem Wechsel von alkalischer Entfettung auf eine saure Beize von hoher Bedeutung ist. - Anschließend erfolgt eine Beizbehandlung (Beizen), welche insbesondere zur Entfernung von arteigenen Verunreinigungen, wie z. B. Rost und Zunder, von der Stahloberfläche dient. Das Beizen erfolgt üblicherweise in verdünnter Salzsäure, wobei die Dauer des Beizvorgangs unter anderem vom Verunreinigungszustand (z. B. Verrostungsgrad) des Verzinkungsgutes und der Säurekonzentration und Temperatur des Beizbades abhängig ist. Zur Vermeidung bzw. Minimierung von Verschleppungen von Säure- und/oder Salzresten mit dem Verzinkungsgut erfolgt nach der Beizbehandlung üblicherweise ein Spülvorgang (Spülschritt).
- Nachfolgend erfolgt dann das sogenannte Fluxen (synonym auch als Flussmittelbehandlung bezeichnet), wobei die zuvor entfettete und gebeizte Stahloberfläche mit einem sogenannten Flussmittel, welches typischerweise eine wässrige Lösung von anorganischen Chloriden, am häufigsten mit einer Mischung aus Zinkchlorid (ZnCl2) und Ammoniumchlorid (NH4Cl), umfasst. Einerseits ist es Aufgabe des Flussmittels, vor der Reaktion der Stahloberfläche mit dem schmelzflüssigen Zink eine letzte intensive Feinstreinigung der Stahloberfläche vorzunehmen und die Oxidhaut der Zinkoberfläche aufzulösen sowie eine erneute Oxidation der Stahloberfläche bis zum Verzinkungsvorgang zu verhindern. Andererseits soll das Flussmittel die Benetzungsfähigkeit zwischen der Stahloberfläche und dem schmelzflüssigen Zink erhöhen. Nach der Flussmittelbehandlung erfolgt dann üblicherweise eine Trocknung, um einen festen Flussmittelfilm auf der Stahloberfläche zu erzeugen und anhaftendes Wasser zu entfernen, so dass nachfolgend unerwünschte Reaktionen (insbesondere die Bildung von Wasserdampf) im flüssigen Zinktauchbad vermieden werden.
- Die auf die vorgenannte Weise vorbehandelten Bauteile werden dann durch Eintauchen in die flüssige Zinkschmelze feuerverzinkt. Bei der Feuerverzinkung mit reinem Zink liegt der Zinkgehalt der Schmelze gemäß DIN EN ISO 1461 bei mindestens 98,0 Gew.-%. Nach dem Eintauchen des Verzinkungsgutes in das geschmolzene Zink verbleibt dieses für eine ausreichende Zeitdauer im Zinkschmelzbad, insbesondere bis das Verzinkungsgut dessen Temperatur angenommen hat und mit einer Zinkschicht überzogen ist. Typischerweise wird die Oberfläche der Zinkschmelze insbesondere von Oxiden, Zinkasche, Flussmittelresten und dergleichen gereinigt, bevor dann das Verzinkungsgut wieder aus der Zinkschmelze herausgezogen wird. Das auf diese Weise feuerverzinkte Bauteil wird dann einem Abkühlvorgang (z. B. an der Luft oder in einem Wasserbad) unterzogen. Abschließend werden gegebenenfalls vorhandene Haltemittel für das Bauteil, wie z. B. Anschlagmittel, Anbindedrähte oder dergleichen, entfernt.
- Im Anschluss an den Verzinkungsprozess kann üblicherweise eine zum Teil aufwendige Nachbearbeitung oder Nachbehandlung erfolgen. Dabei werden z. B. überschüssige Zinkbadrückstände, insbesondere sogenannte Tropfnasen des an den Kanten erstarrenden Zinks sowie Oxid- oder Ascherückstände, welche an dem Bauteil anhaften, so weit wie möglich entfernt.
- Ein Kriterium für die Güte einer Feuerverzinkung ist die Dicke des Zinküberzuges in µm (Mikrometern). In der Norm DIN EN ISO 1461 sind die Mindestwerte der geforderten Überzugsdicken angegeben, wie sie je nach Materialdicke beim Stückverzinken zu liefern sind. In der Praxis liegen die Schichtdicken deutlich über den in der DIN EN ISO 1461 angegebenen Mindestschichtdicken. Im Allgemeinen haben durch Stückverzinken hergestellte Zinküberzüge eine Dicke im Bereich von 50 bis 200 Mikrometern und sogar mehr.
- Beim Verzinkungsvorgang bildet sich als Folge einer wechselseitigen Diffusion des flüssigen Zinks mit der Stahloberfläche auf dem Stahlteil ein Überzug verschiedenartig zusammengesetzter Eisen/Zink-Legierungsschichten. Beim Herausziehen der feuerverzinkten Gegenstände bleibt auf der obersten Legierungsschicht noch eine - auch als Reinzinkschicht bezeichnete - Schicht aus Zink haften, welche in ihrer Zusammensetzung der Zinkschmelze entspricht. Wegen der hohen Temperaturen beim Schmelztauchen bildet sich auf der Stahloberfläche somit zunächst eine relativ spröde Schicht auf Basis einer Legierung (Mischkristalle) zwischen Eisen und Zink aus und darüber erst die reine Zinkschicht. Die relativ spröde Eisen/Zink-Legierungsschicht verbessert zwar die Haftfestigkeit mit dem Grundmaterial, erschwert aber die Umformbarkeit des verzinkten Stahls. Höhere Siliziumgehalte im Stahl, wie sie insbesondere zur sogenannten Beruhigung des Stahls während dessen Herstellung eingesetzt werden, führen zu einer erhöhten Reaktivität zwischen der Zinkschmelze und dem Grundmaterial und infolgedessen zu einem starken Wachstum der Eisen/Zink-Legierungsschicht. Auf diese Weise kommt es zur Bildung von relativ großen Gesamtschichtdicken. Hierdurch wird zwar eine sehr lange Korrosionsschutzdauer ermöglicht, es erhöht sich jedoch auch mit zunehmender Zinkschichtdicke die Gefahr, dass die Schicht unter mechanischer Belastung, insbesondere lokalen schlagartigen Einwirkungen, abplatzt und die Korrosionsschutzwirkung hierdurch gestört wird.
- Um dem zuvor geschilderten Problem des Auftretens der schnell aufwachsenden, spröden und dicken Eisen/Zink-Legierungsschicht entgegenzuwirken und auch geringere Schichtdicken mit gleichzeitig hohem Korrosionsschutz bei der Verzinkung zu ermöglichen, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, der Zinkschmelze bzw. dem flüssigen Zinkbad zusätzlich Aluminium zuzusetzen. Beispielsweise wird durch eine Zugabe von 5 Gew.-% Aluminium zu einer flüssigen Zinkschmelze eine Zink/Aluminium-Legierung mit einer niedrigeren Schmelztemperatur gegenüber reinem Zink erzeugt. Durch die Verwendung einer Zink/Aluminium-Schmelze (Zn/Al-Schmelze) bzw. eines flüssigen Zink/Aluminium-Bades (Zn/Al-Bad) lassen sich einerseits deutlich geringere Schichtdicken für einen verlässlichen Korrosionsschutz realisieren (im Allgemeinen unterhalb von 50 Mikrometern); andererseits unterbleibt die Ausbildung der spröden Eisen/ZinnLegierungsschicht, da das Aluminium - ohne sich auf ein bestimmte Theorie festzulegen - sozusagen zunächst eine Sperrschicht auf der Stahloberfläche des betreffenden Bauteils ausbildet, auf welche dann die eigentliche Zinkschicht abgeschieden wird.
- 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/AluminiumLegierungen durchgeführter Feuerverzinkungen erzeugt sind, eine größere Korrosionsbeständigkeit (welche zwei- bis sechsmal besser ist als die von Reinzink), eine bessere Optik, eine verbesserte Formbarkeit und eine bessere Lackierbarkeit auf als aus Reinzink gebildete Zinküberzüge. Überdies lassen sich mit dieser Technologie auch bleifreie Zinküberzüge herstellen.
- Ein solches Feuerverzinkungsverfahren unter Verwendung einer Zink/AluminiumSchmelze bzw. unter Verwendung einer Zink/Aluminium-Feuerverzinkungsbades ist beispielsweise bekannt aus der
WO 2002/042512 A1 und den betreffenden Druckschriftäquivalenten zu dieser Patentfamilie (z. B.EP 1 352 100 B1 ,DE 601 24 767 T2 undUS 2003/0219543 A1 ). Dort werden auch geeignete Flussmittel für die Feuerverzinkung mittels Zink/Aluminium-Schmelzbädern offenbart, da Flussmittelzusammensetzungen für Zink/Aluminium-Feuerverzinkungsbäder anders beschaffen sein müssen als solche für die konventionelle Feuerverzinkung mit Reinzink. Mit dem dort offenbarten Verfahren lassen sich Korrosionsschutzüberzüge mit sehr geringen Schichtdicken (im Allgemeinen deutlich unterhalb von 50 Mikrometern und typischerweise im Bereich von 2 bis 20 Mikrometern) und mit sehr geringem Gewicht bei hoher Kosteneffizienz erzeugen, weshalb das dort beschriebene Verfahren kommerziell unter der Bezeichnung microZINQ®-Verfahren angewendet wird. - Allerdings verwenden Feuerverzinkungsverfahren des Standes der Technik, welche unter Verwendung einer Zink/Aluminium-Schmelze bzw. unter Verwendung eines Zink/Aluminium-Feuerverzinkungsbades arbeiten (wie z. B.
WO 2002/042512 A1 ) Flussmittel mit signifikanten Mengen an Bleichlorid, um eine gute Benetzbarkeit in Bezug auf die Flussmittelbehandlung zu ermöglichen, sowie an Nickelchlorid, um eine gute Temperaturbeständigkeit des Flussmittels zu bewirken, sowie gegebenenfalls auch an anderen Übergangs- oder Schwermetallchloriden zur Erzielung weiterer gewünschter Eigenschaften. Auch erfolgt die Einstellung des pH-Werts des Flussmittelbades im Allgemeinen bei den Feuerverzinkungsverfahren des Standes der Technik mit Chlorwasserstoffsäure (Salzsäure), was unter Umständen eine unerwünschte Wasserstoffversprödung des zu behandelnden Metallsubstrats begünstigen kann. - Im Hinblick auf die Ausbildung der Zinkschicht und deren Eigenschaften hat sich also gezeigt, dass diese über Legierungselemente in der Zinkschmelze maßgeblich beeinflusst werden können. Als eines der wichtigsten Elemente ist hierbei Aluminium zu nennen: So hat sich gezeigt, dass bereits mit einem Aluminiumgehalt in der Zinkschmelze von 100 ppm (gewichtsbasiert) die Optik der entstehenden Zinkschicht hin zu einem helleren, glänzenderen Aussehen verbessert werden kann. Mit zunehmendem Aluminiumgehalt in der Zinkschmelze bis 1.000 ppm (gewichtsbasiert) nimmt dieser Effekt stetig zu. Des Weiteren hat sich gezeigt, dass sich - wie zuvor bereits geschildert - ab einem Aluminiumgehalt in der Zinkschmelze von 0,12 Gew.-% eine intermetallische Fe/Al-Phase zwischen dem Eisenwerkstoff und der Zinkschicht bildet, welche dazu führt, dass die sonst üblichen Diffusionsprozesse zwischen Eisen und Zinkschmelze inhibiert werden und somit das Aufwachsen der Zn/Fe-Phasen signifikant verringert wird; als Folge hiervon resultieren deshalb ab diesem Aluminiumgehalt in der Zinkschmelze wesentlich dünnere Zinkschichten. Schließlich hat sich gezeigt, dass grundsätzlich mit zunehmendem Aluminiumgehalt in der Zinkschmelze die Korrosionsschutzwirkung der resultierenden Zinkschicht zunimmt; Grundlage hierfür ist, dass die Al/Zn-Verbindungen schneller deutlich stabilere Deckschichten bilden.
- Bekannte Beispiele für die kommerzielle Verwendung von aluminiumhaltigen Zinkschmelzen sind das sogenannte Galfan®-Verfahren und das vorgenannte microZINQ®-Verfahren mit einem Aluminiumgehalt in der Zinkschmelze typischerweise im Bereich von 4,2 Gew.-% bis 6,2 Gew.-%. Der Vorteil dieser Legierung liegt unter anderem darin, dass um den Mittelwert von 5 Gew.-% eine eutektische Zusammensetzung des Al/Zn-Systems mit einem Schmelzpunkt von 382 °C vorliegt, wodurch eine Verringerung der Betriebstemperatur im Verzinkungsprozess ermöglicht wird.
- Nachteilig bei der Verwendung von aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelzen (Zn/Al-Schmelzen) ist jedoch die deutlich schwierigere Benetzbarkeit der zu verzinkenden Eisen- bzw. Stahloberfläche mit der flüssig-heißen Zn/Al-Schmelze und die deutlich sensiblere bzw. diffiziler zu handhabende Reaktion zwischen der Zn/Al-Schmelze und der Eisen- bzw. Stahloberfläche des zu behandelnden Bauteils infolge der hohen Affinität des Aluminiums zum Eisen. Dies führt zu der Notwendigkeit, dass - im Vergleich zu einem Prozessablauf bei Verwendung einer reinen Zinkschmelze - erheblich höhere Anforderungen an die Sauberkeit der Stahloberfläche nach den Reinigungsschritten und vor dem Eintauchen in die Zn/Al-Schmelze gestellt werden. Zudem sind die Verwendung eines geeigneten Flussmittels sowie eine Vorwärmung des Verzinkungsgutes erforderlich, damit die Reaktion zwischen Schmelze und Grundwerkstoff und, damit einhergehend, die Ausbildung eines homogenen, geschlossenen Zinküberzuges ablaufen kann.
- Auch sind im allgemeinen bei der Verwendung von aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelzen (Zn/Al-Schmelzen) spezielle Flussmittel für die Flussmittelbehandlung (Fluxbehandlung) erforderlich, welche oftmals nicht immer ökologisch kompatible bzw. unerwünschte Schwermetallverbindungen (üblicherweise Schwermetallchloride) enthalten, insbesondere Blei- und/oder Nickelchlorid, gegebenenfalls aber auch Cobalt-, Mangan-, Zinn-, Antimon- und/oder Bismutchlorid, welche erforderlich sind, um nachfolgend eine einwandfreie Feuerverzinkung zu gewährleisten, insbesondere ohne Fehlstellen auf den verzinkten Bauteilen. Bei diesen speziell für die Feuerverzinkung mit aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelzen (Zn/Al-Schmelzen) konzipierten Flussmitteln soll das Bleichlorid insbesondere die Oberflächenspannung reduzieren und auf diese Weise die Benetzbarkeit der zu behandelnden Bauteiloberfläche mit der flüssigen Zn/Al-Schmelze verbessern, während das Nickelchlorid die Temperaturbeständigkeit des Flussmittels insbesondere im Hinblick auf die der Flussmittelbehandlung üblicherweise nachgeschalteten Trocknung verbessern soll.
- Dennoch verbleibt bei der Verwendung von aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelzen (Zn/Al-Schmelzen) nach dem Stand der Technik, insbesondere bei Einsatz der aus dem Stand der Technik bekannten Flussmittel, eine hohe Sensibilität gegenüber artfremden Verunreinigungen, wie z. B. Fetten und Ölen, welche in den vorgeschalteten Reinigungsstufen entweder nicht gelöst werden oder aus einer Verschleppung durch die Reinigungsstufen hindurch trotz Spülprozessen herrühren. Denn in den dem eigentlichen Verzinkungsvorgang vorlaufenden Vorbehandlungsschritten ist die vollständige Entfernung aller artfremden und arteigenen Verunreinigungen (wie z. B. Fetten und Ölen, Keimen, Oxidationsrückständen etc.) von der Stahloberfläche erforderlich, wobei hierfür üblicherweise mehrere alkalische Entfettungsbäder sowie saure Beizbäder durchlaufen werden, wobei in den den jeweiligen Entfettungs- und Reinigungsbädern nachgeschalteten, üblicherweise mehrfachen Spülstufen die alkalischen bzw. sauren Medien abgespült werden, um eine Verschleppung in den jeweils folgenden Prozessschritt zu vermeiden. In der Praxis zeigt sich jedoch, dass es unter den Gegebenheiten des Verzinkungsprozesses, insbesondere mit großen Volumina der Vorbehandlungsbäder, hohen Durchsätzen verschiedenster zu verzinkender Bauteile mit teils sehr hoher Varianz an vorliegenden Oberflächenzuständen im Anlieferungszustand etc., gerade bei der Verwendung von aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelzen (Zn/Al-Schmelzen) nach dem Stand der Technik immer wieder zu Fehlstellen auf dem Verzinkungsgut kommt, welche typischerweise auf eine unzureichende Reinigung gegebenenfalls in Verbindung mit einer nur unzureichend wirksamen Flussmittelbehandlung zurückzuführen sind.
- Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem besteht daher in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung), insbesondere von eisenbasierten bzw. eisenhaltigen Bauteilen, vorzugsweise stahlbasierten bzw. stahlhaltigen Bauteilen (Stahlbauteilen), unter Verwendung einer aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Zinkschmelze sowie einer betreffenden Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens und darüber hinaus eines im Rahmen des Verfahrens einsetzbaren Flussmittels bzw. Flussmittelbades, wobei die zuvor geschilderten Nachteile des Standes der Technik zumindest weitestgehend vermieden oder aber wenigstens abgeschwächt werden sollen.
- Insbesondere soll ein solches Verfahren bzw. eine solche Anlage bzw. ein solches Flussmittel(bad) bereitgestellt werden, welche(s) gegenüber herkömmlichen, unter Verwendung einer aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Zinkschmelzen betriebenen Feuerverzinkungsverfahren bzw. -anlagen bzw. Flussmittel(bäder)n eine verbesserte Prozessökonomie und/oder einen effizienteren, insbesondere flexibleren und/oder zuverlässigeren, insbesondere weniger fehleranfälligen Prozessablauf und/oder eine verbesserte ökologische Kompatibilität ermöglicht.
- Insbesondere soll ein solches Verfahren bzw. eine solche Anlage bzw. ein solches Flussmittel(bad) ohne den Einsatz signifikanter Mengen an Schwermetallverbindungen, insbesondere Schwermetallchloriden, wie insbesondere Blei- und/oder Nickelchlorid, aber gegebenenfalls auch anderen Schwermetallchloriden, wie Cobalt-, Mangan-, Zinn-, Antimon- und/oder Bismutchlorid, im Rahmen der Flussmittelbehandlung auskommen und damit eine verbesserte ökologische Kompatibilität aufweisen, aber dennoch zuverlässig gewährleisten, dass eine effiziente und fehlerfreie Verzinkung der behandelten Bauteile erfolgt.
- Zur Lösung des zuvor geschilderten Problems schlägt die vorliegende Erfindung - gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein Verfahren zur Feuerverzinkung gemäß Anspruch 1 vor; weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der diesbezüglichen Verfahrensunteransprüche.
- Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung - eine Anlage zur Feuerverzinkung gemäß dem diesbezüglichen unabhängigen Anlageanspruch; weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage sind Gegenstand der diesbezüglichen Anlageunteransprüche.
- Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein Flussmittelbad zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren) gemäß dem unabhängigen Flussmittelbadanspruch; weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Flussmittelbades sind Gegenstand des diesbezüglichen Unteranspruchs.
- Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung - eine Flussmittelzusammensetzung zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren) gemäß dem unabhängigen Flussmittelzusammensetzungsanspruch; weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Flussmittelzusammensetzung sind Gegenstand des diesbezüglichen Unteranspruchs.
- Ebenfalls betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem fünften bzw. sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung - die Verwendung des erfindungsgemäßen Flussmittelbades bzw. der erfindungsgemäßen Flussmittelzusammensetzung gemäß dem unabhängigen Verwendungsanspruch; weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verwendung sind Gegenstand des diesbezüglichen Unteranspruchs.
- Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. in der erfindungsgemäßen Anlage erhältliches feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes) Eisen- oder Stahlbauteil gemäß dem diesbezüglichen unabhängigen Anspruch (Produktanspruch bzw. product-by-process-Anspruch); weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Erfindungsaspekts sind Gegenstand der diesbezüglichen Unteransprüche.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Dies vorausgeschickt, wird die vorliegende Erfindung nunmehr nachfolgend im Detail erläutert.
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist somit ein Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines Eisen- oder Stahlbauteils,
wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte in der nachfolgend aufgeführten Reihenfolge umfasst: - (a) Entfettungsbehandlung, vorzugsweise alkalische Entfettungsbehandlung, des Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Entfettungsbad; dann
- (b) gegebenenfalls Spülen des in Verfahrensschritt (a) entfetteten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Spülbad; dann
- (c) Beizbehandlung, vorzugsweise saure Beizbehandlung, des in Verfahrensschritt (a) entfetteten und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (b) gespülten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Beizbad; dann
- (d) gegebenenfalls Spülen des in Verfahrensschritt (c) gebeizten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Spülbad; dann
- (e) Flussmittelbehandlung des in Verfahrensschritt (c) gebeizten und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (d) gespülten Eisen- oder Stahlbauteils mittels einer Flussmittelzusammensetzung in einem Flussmittelbad,
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster Form, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl2), (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCl), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist; dann - (f) gegebenenfalls Trocknungsbehandlung des in Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung unterzogenen Eisen- oder Stahlbauteils; dann
- (g) Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) des in Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung unterzogenen und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (f) getrockneten Eisen- oder Stahlbauteils in einer aluminiumhaltigen, insbesondere aluminiumlegierten Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"), insbesondere in einem die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze enthaltenden Verzinkungsbad, vorzugsweise durch Tauchen des Eisen- oder Stahlbauteils in die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze und/oder in das Verzinkungsbad.
- Wie nachfolgend ausgeführt, ist die vorliegende Erfindung mit einer Vielzahl von vollkommen unerwarteten Vorteilen, Besonderheiten und überraschenden technischen Effekten verbunden, deren nachfolgende Schilderung keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit erhebt, aber den erfinderischen Charakter der vorliegenden Erfindung veranschaulicht:
Überraschenderweise gelingt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Flussmittel, d. h. ein Flussmittelbad bzw. eine Flussmittelzusammensetzung, zum Einsatz zu bringen, welches selbst bei der schwierig durchzuführenden Feuerverzinkung unter Verwendung von aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Zinkschmelzen ohne die Anwesenheit von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) auskommt und bevorzugt auch auf anderweitige Übergangsmetallchloride in dem Flussmittel, insbesondere in dem Flussmittelbad oder der Flussmittelzusammensetzung, verzichtet, wie insbesondere Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3), und zwar, ohne dass die Qualität der resultierenden Feuerverzinkungsschicht beeinträchtigt wird. - Ganz im Gegenteil resultieren im Rahmen der vorliegenden Erfindung von Fehlstellen vollkommen freie Feuerverzinkungsschichten, welche zudem über verbesserte Korrosionsschutzeigenschaften und im Allgemeinen auch über exzellente, wenn nicht sogar verbesserte mechanische und anderweitige Eigenschaften (z. B. optische Eigenschaften, wie Glanz) verfügen.
- Wie nachfolgend ausgeführt, ist eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung in diesem Zusammenhang darin zu sehen, dass das erfindungsgemäß verwendete Flussmittel, insbesondere die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung bzw. das erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelbad, mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCl), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält, bevorzugt in sehr geringen Mengen, was dazu führt, dass organische und/oder anorganische Verunreinigungen (wie z. B. Schwebstoffe), welche beispielsweise aus den vorgelagerten Behandlungsschritten trotz Spülprozessen noch vorhanden sind und im Allgemeinen zur Ausbildung von Fehlstellen bei der Feuerverzinkung führen, ausgeschleust bzw. ausgefällt werden können, so dass auf zusätzliche Übergangsmetallchloride zur Verbesserung des Benetzungsverhaltens oder anderer Eigenschaften im Rahmen des erfindungsgemäßen Flussmittels, insbesondere Flussmittelbades oder Flussmittelzusammensetzung, gänzlich verzichtet werden kann.
- In Kombination mit einer flüssigen Phase des Flussmittelbades auf Basis eines Wasser/Alkohol-Gemischs kann die Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens weiterführend verbessert werden: Wie nachfolgend noch im Detail ausgeführt, können die durch den Alkohol-Anteil im Flussmittelbad zum Trocknen des Flussmittelfilms erforderlichen Zeiten signifikant verkürzt und/oder die Trocknungstemperaturen signifikant abgesenkt werden. Zudem wird die Verfilmung und Benetzung mit dem Flussmittel auf diese Weise homogenisiert.
- Insbesondere bewirkt die vorliegende Erfindung in Bezug auf die Feuerverzinkung mittels aluminiumlegierten bzw. aluminiumhaltigen Zinkschmelzen eine signifikant verbesserte Prozessökonomie und einen effizienteren, insbesondere flexibleren und/oder zuverlässigeren, insbesondere weniger fehleranfälligen Prozessablauf sowie eine verbesserte ökologische Kompatibilität, insbesondere bedingt durch den Verzicht auf Bleichlorid und Nickelchlorid sowie gegebenenfalls weiteren Übergangs- bzw. Schwermetallchloriden in dem eingesetzten Flussmittel, aber auch den Alkoholanteil im Flussmittelbad.
- Folglich ist die vorliegende Erfindung, insbesondere aufgrund ihrer verbesserten ökologischen Kompatibilität, auch in ökologisch sensitiven Bereichen einsetzbar, bei denen Übergangs- und Schwermetallverbindungen, insbesondere Übergangsmetall- und Schwermetallchloride, vermieden werden sollen.
- Insbesondere kommt die vorliegende Erfindung ohne den Einsatz signifikanter Mengen an Übergangs- und Schwermetallverbindungen, insbesondere Übergangs- und Schwermetallchloriden, wie insbesondere Blei- und/oder Nickelchlorid, aber gegebenenfalls auch anderen Schwermetallchloriden, wie Cobalt-, Mangan-, Zinn-, Antimon- und/oder Bismutchlorid, im Rahmen der Flussmittelbehandlung aus, gewährleistet dennoch in zuverlässiger Weise, dass eine effiziente und fehlerfreie Verzinkung der behandelten Bauteile erfolgt.
- Die Besonderheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der nachfolgend noch beschriebenen erfindungsgemäßen Anlage schlagen sich unmittelbar auch in den erhältlichen Verfahrensprodukten, d. h. den feuerverzinkten bzw. schmelztauchverzinkten Eisen- und Stahlbauteilen nieder: Diese weisen nicht nur verbesserte mechanische und optische Eigenschaften und verbesserte Korrosionsschutzeigenschaften auf, sondern sind darüber hinaus vollständig frei von Fehlstellen, und dies bei relativ geringen Schichtdicken in Bezug auf die Feuerverzinkungsschicht. Darüber hinaus können keine unerwünschten Übergangsmetall- bzw. Schwermetalle aus dem Flussmittel in die letztendlich resultierende Feuerverzinkungsschicht eingeschleppt werden, da Übergangsmetall- bzw. Schwermetalle im Rahmen der Flussmittelbehandlung nach der vorliegenden Erfindung gänzlich vermieden werden.
- Übergangsmetall- bzw. Schwermetalle werden allenfalls gezielt der Zinkschmelze bzw. den Feuerverzinkungsbad zugegeben bzw. zulegiert, um bestimmte Eigenschaften der Feuerverzinkungsschicht gezielt einzustellen, dann aber in einer ökologisch kompatiblen Art und Weise, da diese fester Bestandteil der Feuerverzinkungsschicht sind und hierin als fester Legierungsbestandteil eingelagert bzw. eingebunden sind.
- Die einzelnen Inhaltsstoffe bzw. Komponenten der erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelzusammensetzung und des erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelbades wirken in synergistischer Weise zusammen: Das Zinkchlorid sorgt insbesondere aufgrund der flächigen Ausbildung der getrockneten ZnCl2-Kristalle für eine sehr gute Bedeckung der Eisen- bzw. Stahloberfläche. Da aber eine 100%-ige Abdeckung praktisch nicht zu realisieren ist und kleinere Oxidationsstellen oder eine dünne Oxidationsschicht stets vorliegen können, wird der Flussmittelzusammensetzung zudem ein ausreichender Gehalt an Ammoniumchlorid zugesetzt, welches sich an der Bauteiloberfläche ablagert und sich im Moment des Eintauchens in die Zinkschmelze thermisch zu NH3 und HCl zersetzt, so dass hierdurch noch letzte Oxidreste von der Bauteiloberfläche entfernt werden. Da bei einem übermäßig erhöhten NH4Cl-Anteil der Schmelzpunkt der ZnCl2/NH4Cl-Mischung deutlich gegenüber reinem Zinkchlorid (ca. 300 °C) absinkt, werden Alkali- und/oder Erdalkalisalze, insbesondere NaCl und/oder KCl, hinzugegeben, welche den Schmelzpunkt der Flussmittelzusammensetzung anheben und so eine hohe und effektive Trocknung ermöglichen.
- Zudem hat sich nunmehr überraschend gezeigt, dass die Verwendung von Silber- bzw. Aluminiumsalz, insbesondere AgCI und/oder AlCl3, in dem Flussmittel bzw. der Flussmittelzusammensetzung dazu führt, dass die Reinheit des Flussmittels bzw. der Flussmittelzusammensetzung erhöht wird, da durch Silber- bzw. Aluminiumsalz, insbesondere AgCl und/oder AlCl3, nämlich organische und/oder anorganische Verunreinigungen, wie z. B. Schwebstoffe, welche beispielsweise aus den vorgelagerten Vorbehandlungsschritten trotz mehrmaliger Spülprozesse stets in zwar nur geringen, aber bei Zn/Al-Schmelzen jedoch für die Ausbildung von Fehlstellen ausreichend großen Mengen eingeschleppt werden können, entfernt bzw. ausgefällt werden. Beispiele für derartige Verunreinigungen sind Keime oder Bakterien (z. B. Verschleppung aus der Entfettung) sowie Phosphate und Sulfate (z. B. Verschleppung aus der Beize). Durch die Fällung dieser Stoffe wird die Übertragung auf die Bauteiloberfläche vermieden und wird somit die Quelle für Fehlverzinkungen eliminiert.
- Des Weiteren hat sich gezeigt, dass sich die Verwendung von Alkohol im Flussmittelbad als zumindest teilweiser Ersatz für die sonst üblicherweise verwendete reine Wasserbasis in mehrerer Hinsicht positiv auf die Prozessführung und das Verzinkungsergebnis auswirkt.
- Durch den Alkohol-Gehalt können auch im Flussmittel noch kleinste Verunreinigungen gelöst werden (welche dann im Fall von organischen Substanzen durch das eingesetzte Aluminium- bzw. Silbersalz, insbesondere AlCl3 und/oder AgCl, ausgefällt werden), so dass eine verbesserte Reinigungswirkung erzielt wird.
- Durch den Alkohol-Gehalt kann die notwendige Zeit zum Trocknen des Flussmittelfilms verkürzt werden, insbesondere aufgrund des niedrigeren Verdampfungspunkts von Alkohol gegenüber Wasser. Dies führt zu einer nennenswerten Verbesserung gegenüber dem bisherigen Stand der Technik, bei welchem der Verzinkungstakt die maximale Trocknungszeit definiert und hierdurch häufig, insbesondere bei massiven Bauteilen, die Trocknungszeit nicht ausreicht, um den Flussmittelfilm ausreichend zu trocknen. Durch einen vollständig getrockneten Flussmittelfilm wird eine saubere Reaktion mit der Zinkschmelze ermöglicht, ohne dass es zu Spritzern infolge verdampfenden Restwassers kommt. Ebenso führt eine bessere Trocknung zu einem geringeren Zinkascheanfall, wodurch die Gefahr von Zinkascheanhaftungen am Verzinkungsgut reduziert wird (d. h. bessere Verzinkungsqualität und weniger Nacharbeitsaufwand). Zudem bedeutet eine schnellere Trocknung, dass die Trocknungszeit und/oder die Trocknungstemperatur reduziert werden kann/können, was wiederum eine Energieeinsparung und/oder eine Steigerung der Produktivität bedeutet. Auch erfolgt der Abbrand des Flussmittels im Zinkbad schneller (ebenfalls aufgrund des niedrigeren Verdampfungspunkts), d. h. die Energie der Zinkschmelze kann direkt in die Erwärmung des Bauteils fließen, was wiederum zu einem schnelleren und effektiveren Verzinkungsvorgang führt.
- Der Anteil des eingesetzten Alkohols ist insbesondere abhängig vom Aluminiumgehalt der verwendeten Zinkschmelze, von der erforderlichen Trocknung bzw. Vorwärmung (welche wiederum anhängig ist von der Bauteilgeometrie, insbesondere der Materialstärke, wobei dickere Bauteile längere Trocknungszeiten benötigen, von der verwendeten Zinklegierung sowie von der Dicke des applizierten Flussmittelfilms, wobei dickere Flussmittelschichten, abhängig von der Salzkonzentration, Ausziehgeschwindigkeit, Rauhigkeit der Stahloberfläche etc., längere Trocknungszeiten benötigen), vom vorliegenden Verunreinigungsgrad des Verzinkungsguts sowie von den anlagentechnischen Voraussetzungen (z. B. Leistung des Trockenofens, Taktung des Verzinkungsprozesses, Absaugleistung am Flussmittelbad etc.).
- Im Ergebnis führt bei gleichen Trocknungsbedingungen (d. h. gleichen Trocknungszeiten und Trocknungstemperaturen) der Einsatz von Alkohol im Flussmittelbad bereits bei geringen Mengenanteilen und bis zu hohen Mengenanteilen zu einem schnelleren Trocknen des Flussmittelfilms und zu einer besseren Verzinkungsqualität. Hieraus resultiert, dass eine bessere Trocknung zu einer besseren Verzinkungsqualität führt. Auch zeigen bei Korrosionstestungen (z. B. Salzsprühtest bzw. Salzsprühnebeltest gemäß DIN EN ISO 9227:2012) die mit einem alkoholhaltigen Flussmittel vorbehandelten feuerverzinkten Bauteile deutlich längere Standzeiten (bis zu 20 % Standzeitverbesserung und sogar mehr) gegenüber feuerverzinkten Bauteilen, welche mit einem ansonsten identischen Flussmittel (jedoch ohne jeglichen Alkoholanteil, d. h. rein wässrig) vorbehandelt sind.
- Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann somit ein effizient arbeitendes und ökologisch kompatibles Feuerverzinkungsverfahren bzw. eine entsprechende Anlage bereitgestellt werden, wobei die vorstehend geschilderten Nachteile des Standes der Technik zumindest weitestgehend vermieden oder zumindest abgeschwächt werden können.
- Nachfolgend werden bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs näher beschrieben und erläutert:
Wie zuvor beschrieben, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die zuvor geschilderten Verfahrensschritte (a) bis (g). Die Verfahrensschritte (a) bis (d) können dabei grundsätzlich in dem Fachmann an sich bekannten Art und Weise durchgeführt werden. Dies gilt grundsätzlich auch für die prinzipielle Durchführung der übrigen Verfahrensschritte, insbesondere auch im Hinblick auf den Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung. - Gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Rahmen von Verfahrensschritt (e) das Flussmittelbad üblicherweise sauer eingestellt.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere sauren pH-Wert eingestellt, insbesondere im pH-Wert-Bereich von 0 bis 6,9, vorzugsweise im pH-Wert-Bereich von 0,5 bis 6,5, bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1 bis 5,5, besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1,5 bis 5, ganz besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4,5, noch mehr bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4.
- Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere sauren pH-Wert eingestellt, wobei die Einstellung des pH-Werts mittels einer vorzugsweise anorganischen Säure in Kombination mit einer vorzugsweise anorganischen basischen Verbindung, insbesondere Ammoniak (NH3), erfolgt. Diese Ausführungsform, d. h. die Feineinstellung des pH-Werts mittels einer vorzugsweise anorganischen basischen Verbindung, insbesondere Ammoniak (NH3), ist insbesondere von Vorteil, da auf diese Weise einer unerwünschten Wasserstoffversprödung des zu behandelnden Bauteils entgegengewirkt wird.
- Was das erfindungsgemäße Flussmittelbad, insbesondere das Alkohol/WasserGemisch der flüssigen Phase des Flussmittelbades, anbelangt, so kann das gewichtsbezogene Alkohol/Wasser-Mengenverhältnis in weiten Bereichen variieren. Im Allgemeinen enthält das Flussmittelbad das Alkohol/Wasser-Gemisch in einem gewichtsbezogenen Alkohol/Wasser-Mengenverhältnis im Bereich von 0,5 : 99,5 bis 99 : 1, insbesondere im Bereich von 2 : 98 bis 95 : 5, vorzugsweise im Bereich von 5 : 95 bis 90 : 10, bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 45 : 55, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, noch mehr bevorzugt im Bereich von 10 : 90 bis 30 : 70, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch.
- Gemäß einer besonderen Ausführungsform enthält das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, in einer Menge von mindestens 0,5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von mindestens 2 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 4 Gew.-%.
- Üblicherweise enthält das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, in einer Menge von bis zu 90 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von bis zu 70 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von bis zu 50 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von bis zu 30 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von bis zu 25 Gew.-%.
- Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt aus Alkoholen mit Siedepunkten unter Atmosphärendruck (1.013,25 hPa) im Bereich von 40 °C bis 200 °C, insbesondere im Bereich von 45 °C bis 180 °C, vorzugsweise im Bereich von 50 °C bis 150 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 55 °C bis 130 °C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 60 °C bis 110 °C.
- Bevorzugt ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser mischbarer und/oder ein in Wasser löslicher Alkohol.
- Vorteilhafterweise ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser ein azeotropes Gemisch bildender Alkohol ist.
- Im Allgemeinen ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt aus der Gruppe von C1-C10-Alkoholen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen und deren Mischungen.
- Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen, primären, sekundären oder tertiären, ein-, zwei- oder dreiwertigen C1-C10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten, aliphatischen, primären, sekundären oder tertiären einwertigen C1-C10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen.
- Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol, 3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol, Hexan-1-ol, Heptan-1-ol, Octan-1-ol, Nonan-1-ol, Decan-1-ol, Ethan-1,2-diol, Propan-1,2-diol, Cyclopentanol, Cyclohexanol, Prop-2-en-1-ol, But-2-en-1ol und deren Mischungen, insbesondere aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol, 3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol und deren Mischungen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol und deren Mischungen, noch mehr bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol und deren Mischungen.
- Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol und deren Mischungen.
- Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs ein tensidischer Alkohol (Tensid-Alkohol) (d. h. ein Alkohol mit tensidischen Eigenschaften), insbesondere ausgewählt aus alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten oder propoxylierten C6-C25-Alkoholen, vorzugsweise C8-C15-Alkoholen, und alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten oder propoxylierten Fettalkoholen, vorzugsweise C6-C30-Fettalkoholen, hydroxylfunktionellen Polyalkylenglykolethern, hydroxylfunktionellen Fettalkoholalkoxylaten, insbesondere C6-C30-Fettalkoholalkoxylaten, hydroxylfunktionellen Alkyl(poly)-glukosiden und hydroxylfunktionellen Alkylphenolalkoxylaten sowie deren Mischungen. Diese besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass der Einsatz eines zusätzlichen Tensids oder Netzmittels in effizienter Weise vermieden werden kann, da in diesem Fall die AlkoholKomponente in gleicher Weise eine Tensid- bzw. Netzmittelfunktion aufweist bzw. bereitstellt. Solche Tensid-Alkohole sind kommerziell verfügbar und werden beispielsweise von der TIB Chemicals AG, Mannheim, Deutschland, vertrieben.
- Was das erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelbad anbelangt, so kann das Flussmittelbad - neben den vorstehend erwähnten Inhaltsstoffen bzw. Komponenten - außerdem mindestens ein Netzmittel und/oder Tensid, insbesondere mindestens ein ionisches oder nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, bevorzugt mindestens ein nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, enthalten.
- Die Mengen des betreffenden Netzmittels und/oder Tensids können in weiten Bereichen variieren:
Insbesondere kann das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid in Mengen von 0,0001 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 10 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 8 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 6 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthalten. - Weiterhin kann das Flussmittel das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid insbesondere in Mengen von 0,0001 bis 10 Vol.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 8 Vol.-%, bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Vol.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthalten.
- Die Menge bzw. Konzentration der erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelzusammensetzung in dem erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelbad kann gleichermaßen in weiten Bereichen variieren:
Üblicherweise kann das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von mindestens 150 g/l, insbesondere in einer Menge von mindestens 200 g/l, vorzugsweise in einer Menge von mindestens 250 g/l, bevorzugt in einer Menge von mindestens 300 g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 400 g/l, ganz besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 450 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 500 g/l, enthalten, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung. - Bevorzugt kann das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von 150 g/l bis 750 g/l, insbesondere in einer Menge von 200 g/l bis 700 g/l, vorzugsweise in einer Menge von 250 g/l bis 650 g/l, bevorzugt in einer Menge von 300 g/l bis 625 g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von 400 g/l bis 600 g/l, ganz besonders bevorzugt in einer Menge von 450 g/l bis 580 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von 500 g/l bis 575 g/l, enthalten, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung.
- Was die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als solche anbelangt, so kann die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe
- (i) Zinkchlorid (ZnCl2), insbesondere in Mengen im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 55 bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 60 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 65 bis 82,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 70 bis 82 Gew.-%,
- (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), insbesondere in Mengen im Bereich von 5 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 7,5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 10 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 11 bis 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 12 bis 20 Gew.-%,
- (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz, insbesondere in Mengen im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 12,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 4 bis 10 Gew.-%, und
- (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCI), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), insbesondere in Mengen im Bereich von 1•10-7 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1•10-6 bis 1,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1•10-5 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2•10-5 bis 0,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 5•10-5 bis 5•10-3 Gew.-%
- Was die Komponente (iii), d. h. das Erdalkali- und/oder Erdalkalisalz, der erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelzusammensetzung anbelangt, so bestehen auch hier verschiedene Variationsmöglichkeiten:
Insbesondere kann die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid enthalten. - Weiterhin kann die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen enthalten.
- Erfindungsgemäß bevorzugt ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkali- und/oder Erdalkalisalze, insbesondere mindestens zwei Alkali- und/oder Erdalkalisalze eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen, enthält.
- Weiterhin ist es besonders bevorzugt, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkalisalze, insbesondere zwei voneinander verschiedene Alkalichloride, vorzugsweise Natriumchlorid und Kaliumchlorid, insbesondere mit einem Natrium/Kalium-Gewichtsverhältnis im Bereich von 50 : 1 bis 1 : 50, insbesondere im Bereich von 25 : 1 bis 1 : 25, vorzugsweise im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 10, enthält.
- Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, auch von Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist.
- Erfindungsgemäß ebenfalls bevorzugt ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist und/oder wenn die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Chloriden aus der Gruppe von Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist.
- Weiterhin erfindungsgemäß von Vorteil ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen von Metallen aus der Gruppe von Blei (Pb), Nickel (Ni), Cobalt (Co), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Bismut (Bi) und Antimon (Sb) ausgebildet ist.
- Schließlich ist es erfindungsgemäß auch von Vorteil, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung, abgesehen von Zinkchlorid (ZnCl2) sowie von Aluminium- und/oder Silbersalz, insbesondere Silberchlorid (AgCI) und/oder Aluminiumchlorid (AlCl3), zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen von Übergangs- und Schwermetallen ausgebildet ist.
- Was den Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung anbelangt, so wird im Allgemeinen derart vorgegangen, dass die Flussmittelbehandlung in Verfahrensschritt (e) durch Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung, insbesondere durch Tauchen oder Sprühauftrag, vorzugsweise Tauchen, erfolgt. Insbesondere ist es dabei von Vorteil, wenn das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von 0,001 bis 30 Minuten, insbesondere 0,01 bis 20 Minuten, vorzugsweise 0,1 bis 15 Minuten, vorzugsweise 0,5 bis 10 Minuten, besonders bevorzugt 1 bis 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird. Insbesondere kann das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von bis zu 30 Minuten, insbesondere bis zu 20 Minuten, vorzugsweise bis zu 15 Minuten, vorzugsweise bis zu 10 Minuten, besonders bevorzugt bis zu 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung in Kontakt gebracht, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht werden.
- Was die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) des erfindungsgemäßen Verfahrens anbelangt, so ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 400 °C, insbesondere im Bereich von 75 bis 350 °C, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 300 °C, bevorzugt im Bereich von 125 bis 275 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 150 bis 250 °C, erfolgt und/oder wenn die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) bei einer Temperatur bis zu 400 °C, insbesondere bis zu 350 °C, vorzugsweise bis zu 300 °C, bevorzugt bis zu 275 °C, besonders bevorzugt bis zu 250 °C, erfolgt.
- Üblicherweise wird dabei derart vorgegangen, dass die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) derart durchgeführt wird, dass die Oberfläche des Eisen- oder Stahlbauteils bei der Trocknung eine Temperatur im Bereich von 100 bis 300 °C, insbesondere im Bereich von 125 bis 275 °C, vorzugsweise im Bereich von 150 bis 250 °C, bevorzugt im Bereich von 160 bis 225 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 170 bis 200 °C, aufweist.
- Typischerweise kann die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) in Gegenwart von und/oder mittels Luft erfolgen.
- Insbesondere kann die Trocknungsbehandlung in mindestens einer Trocknungseinrichtung, insbesondere in mindestens einem Ofen, erfolgen.
- Was die erfindungsgemäß eingesetzte aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad anbelangt, so ist diesbezüglich Folgendes auszuführen.
- Gemäß einer typischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es von Vorteil, wenn die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Aluminium im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%, aufweist, bezogen auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad. Insbesondere können dabei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, bezogen auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Zink von mindestens 75 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 85 Gew.-%, bevorzugt mindestens 90 Gew.-%, sowie gegebenenfalls mindestens ein weiteres Metall, insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-% und/oder insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Bismut (Bi), Blei (Pb), Zinn (Sn), Nickel (Ni), Silizium (Si), Magnesium (Mg) und deren Kombinationen, aufweisen. Dabei sind alle vorstehend genannten Mengenangaben derart auszuwählen, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren.
- Weiterhin ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad die folgende Zusammensetzung aufweist, wobei alle nachfolgend genannten Mengenangaben auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren:
- (i) Zink (Zn), insbesondere in Mengen im Bereich von 75 bis 99,9999 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 80 bis 99,999 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 82,5 bis 99,995 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 85 bis 99,99 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 87,5 bis 99,98 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 90 bis 99,95 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 92 bis 99,9 Gew.-%,
- (ii) Aluminium (AI), insbesondere in Mengen im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%,
- (iii) gegebenenfalls Bismut (Bi), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
- (iv) gegebenenfalls Blei (Pb), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,2 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
- (v) gegebenenfalls Zinn (Sn), insbesondere in Mengen von bis zu 0,9 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,6 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%,
- (vi) gegebenenfalls Nickel (Ni), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,08 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,06 Gew.-%,
- (vii) gegebenenfalls Silizium (Si), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,05 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,01 Gew.-%,
- (viii) gegebenenfalls Magnesium (Mg), insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 2,5 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,8 Gew.-%.
- Wenn die eingesetzte Zinkschmelze außer Aluminium weitere Legierungsbestandteile bzw. Legierungsmetalle enthält, kann hierdurch die Verfahrensführung gezielt gesteuert werden: So kann durch die Anwesenheit insbesondere von Blei und Bismut die Oberflächenspannung reduziert und auf diese Weise die Benetzbarkeit der zu verzinkenden Oberfläche verbessert werden, während durch die Anwesenheit von Zinn die optischen Eigenschaften, insbesondere den Glanz, der resultierenden Verzinkungsschicht verbessert werden können, sich durch Anwesenheit von Nickel die Schichtdicken weiter reduzieren lassen, durch die Anwesenheit von Silizium die Standzeit des Zinkbad-Behältnisses (z. B. Stahlkessel) verlängert werden kann und durch die Anwesenheit von Magnesium der Korrosionseigenschaften, insbesondere die Korrosionsbeständigkeit, der resultierenden Verzinkungsschicht verbessert werden können.
- Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad eine Temperatur im Bereich von 375 °C bis 750 °C, insbesondere Temperatur im Bereich von 380 °C bis 700 °C, vorzugsweise Temperatur im Bereich von 390 °C bis 680 °C, noch mehr bevorzugt im Bereich von 395 °C bis 675 °C, aufweisen.
- Typischerweise wird im Rahmen des Feuerverzinkungsschritts (g) derart vorgegangen, dass das Eisen- oder Stahlbauteil in die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder in das Verzinkungsbad getaucht, insbesondere hierin getaucht und bewegt, wird, insbesondere für eine Zeitdauer, welche ausreichend ist, um eine wirksame Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung), zu gewährleisten, insbesondere für eine Zeitdauer im Bereich von 0,0001 bis 60 Minuten, vorzugsweise im Bereich von 0,001 bis 45 Minuten, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 30 Minuten, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 15 Minuten.
- Insbesondere kann die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad mit mindestens einem Inertgas, insbesondere Stickstoff, kontaktiert und/oder gespült oder durchgeleitet werden.
- Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben werden.
- Bei dem zu behandelnden Eisen- oder Stahlbauteil kann es sich um ein einzelnes Erzeugnis oder eine Vielzahl einzelner Erzeugnisse handeln. In diesem Fall wird eine diskontinuierliche Verfahrensweise bevorzugt, obwohl eine kontinuierliche Verfahrensweise grundsätzlich nicht ausgeschlossen ist.
- Des Weiteren kann es sich bei dem Eisen- oder Stahlbauteil auch um ein Langprodukt, insbesondere ein Draht-, Rohr-, Blech-, Coil-Material oder dergleichen, handeln. In diesem Fall wird eine kontinuierliche Verfahrensweise bevorzugt, obwohl auch diesbezüglich eine diskontinuierliche Vorgehensweise nicht ausgeschlossen ist.
- Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann sich der in Verfahrensschritt (g) durchgeführten Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) ein Abkühlungsschritt (h) anschließen, d. h. das in Verfahrensschritt (g) feuerverzinkte (schmelztauchverzinkte) Eisen- oder Stahlbauteil kann einer Abkühlungsbehandlung (h) unterzogen werden, gegebenenfalls gefolgt von einem weiteren Nachbearbeitungs- und/oder Nachbehandlungsschritt (i).
- Der optionale Abkühlungsschritt (h) und/oder die optionale Abkühlungsbehandlung (h) kann insbesondere mittels Luft und/oder in Gegenwart von Luft erfolgen, vorzugsweise bis auf Umgebungstemperatur.
- Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist eine Anlage zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) von Eisen- oder Stahlbauteilen, insbesondere eine Anlage zur Durchführung eines wie zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens,
wobei die Anlage die folgenden Behandlungsvorrichtungen in der nachfolgend aufgeführten Abfolge umfasst: - (A) mindestens eine Entfettungsvorrichtung, insbesondere mindestens ein Entfettungsbad, zur vorzugsweise alkalischen Entfettungsbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (A)
- (B) gegebenenfalls mindestens eine Spülvorrichtung, insbesondere mindestens ein Spülbad, zum Spülen von in der Entfettungsvorrichtung (A) entfetteten Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (B)
- (C) mindestens eine Beizvorrichtung, insbesondere mindestens ein Beizbad, zur vorzugsweise sauren Beizbehandlung von in der Entfettungsvorrichtung (A) entfetteten und gegebenenfalls in der Spülvorrichtung (B) gespülten Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (C)
- (D) gegebenenfalls mindestens eine Spülvorrichtung, insbesondere mindestens ein Spülbad, zum Spülen von in der Beizvorrichtung (C) gebeizten Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (D)
- (E) mindestens eine Flussmittelbehandlungsvorrichtung zur Flussmittelbehandlung von in der Beizvorrichtung (C) gebeizten und gegebenenfalls in der Spülvorrichtung (D) gespülten Eisen- oder Stahlbauteilen, wobei die Flussmittelbehandlungsvorrichtung mindestens ein Flussmittelbad mit einer Flussmittelzusammensetzung enthält,
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster Form, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl2), (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCI), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (E) - (F) gegebenenfalls mindestens eine Trocknungsvorrichtung zur Trocknung von in der Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) einer Flussmittelbehandlung unterzogenen Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (F)
- (G) mindestens eine Feuerverzinkungsvorrichtung (Schmelztauchverzinkungsvorrichtung) zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) von in der Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) einer Flussmittelbehandlung unterzogenen und gegebenenfalls in der Trocknungsvorrichtung (F) getrockneten Eisen- oder Stahlbauteilen,
wobei die Feuerverzinkungsvorrichtung (Schmelztauchverzinkungsvorrichtung) mindestens eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"), insbesondere mindestens ein eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze enthaltendes Verzinkungsbad, vorzugsweise ausgebildet zum Tauchen von Eisen- oder Stahlbauteilen, umfasst. - Wie zuvor beschrieben, ist das Flussmittelbad der Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) üblicherweise sauer eingestellt.
- Insbesondere ist das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere sauren pH-Wert eingestellt, insbesondere im pH-Wert-Bereich von 0 bis 6,9, vorzugsweise im pH-Wert-Bereich von 0,5 bis 6,5, bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1 bis 5,5, besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1,5 bis 5, ganz besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4,5, noch mehr bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4.
- Gemäß einer besondere bevorzugten Ausführungsform ist das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere sauren pH-Wert eingestellt, wobei die Einstellung des pH-Werts mittels einer vorzugsweise anorganischen Säure in Kombination mit einer vorzugsweise anorganischen basischen Verbindung, insbesondere Ammoniak (NH3), erfolgt ist. Die damit verbundenen Vorteile wurden im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits erläutert.
- Was das im Rahmen der Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) eingesetzte Flussmittelbad anbelangt, so kann dessen Zusammensetzung in weiten Bereichen variieren:
Typischerweise ist die Anlage derart ausgestaltet, dass das Flussmittelbad das Alkohol/Wasser-Gemisch in einem gewichtsbezogenen Alkohol/Wasser-Mengenverhältnis im Bereich von 0,5 : 99,5 bis 99 : 1, insbesondere im Bereich von 2 : 98 bis 95 : 5, vorzugsweise im Bereich von 5 : 95 bis 90 : 10, bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 45 : 55, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, noch mehr bevorzugt im Bereich von 10 : 90 bis 30 : 70, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, enthält. - Üblicherweise ist die erfindungsgemäße Anlage derart ausgestaltet, dass das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, in einer Menge von mindestens 0,5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von mindestens 2 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 4 Gew.-%, enthält.
- Üblicherweise ist die erfindungsgemäße Anlage derart ausgestaltet, dass das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, in einer Menge von bis zu 90 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von bis zu 70 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von bis zu 50 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von bis zu 30 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von bis zu 25 Gew.-%, enthält.
- Üblicherweise wird bei der Ausgestaltung des Flussmittelbades der Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) derart vorgegangen, dass der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus Alkoholen mit Siedepunkten unter Atmosphärendruck (1.013,25 hPa) im Bereich von 40 °C bis 200 °C, insbesondere im Bereich von 45 °C bis 180 °C, vorzugsweise im Bereich von 50 °C bis 150 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 55 °C bis 130 °C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 60 °C bis 110 °C.
- Typischerweise ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser mischbarer und/oder ein in Wasser löslicher Alkohol.
- Bevorzugt ist es, wenn der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser ein azeotropes Gemisch bildender Alkohol ist.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird derart vorgegangen, dass der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von C1-C10-Alkoholen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen und deren Mischungen.
- Erfindungsgemäß weiterhin bevorzugt ist es, wenn der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen, primären, sekundären oder tertiären, ein-, zwei- oder dreiwertigen C1-C10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten, aliphatischen, primären, sekundären oder tertiären einwertigen C1-C10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen.
- Gemäß einer erfindungsgemäß besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Flussmittelbad derart ausgebildet, dass der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol, 3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol, Hexan-1-ol, Heptan-1-ol, Octan-1-ol, Nonan-1-ol, Decan-1-ol, Ethan-1,2-diol, Propan-1,2-diol, Cyclopentanol, Cyclohexanol, Prop-2-en-1-ol, But-2-en-1ol und deren Mischungen, insbesondere aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol, 3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol und deren Mischungen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol und deren Mischungen, noch mehr bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol und deren Mischungen.
- Gemäß einer erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Anlage derart ausgestaltet, dass der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol und deren Mischungen.
- Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs ein tensidischer Alkohol (Tensid-Alkohol) (d. h. ein Alkohol mit tensidischen Eigenschaften), insbesondere ausgewählt aus alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten oder propoxylierten C6-C25-Alkoholen, vorzugsweise C8-C15-Alkoholen, und alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten oder propoxylierten Fettalkoholen, vorzugsweise C6-C30-Fettalkoholen, hydroxylfunktionellen Polyalkylenglykolethern, hydroxylfunktionellen Fettalkoholalkoxylaten, insbesondere C6-C30-Fettalkoholalkoxylaten, hydroxylfunktionellen Alkyl(poly)-glukosiden und hydroxylfunktionellen Alkylphenolalkoxylaten sowie deren Mischungen.
- Im Rahmen der erfindungsgemäßen Anlage kann es vorgesehen sein, dass das Flussmittelbad außerdem mindestens ein Netzmittel und/oder Tensid, insbesondere mindestens ein ionisches oder nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, bevorzugt mindestens ein nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, enthält.
- Die Mengen an Netzmittel und/oder Tensid in dem erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelbad kann in weiten Bereichen variieren:
Insbesondere kann das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid in Mengen von 0,0001 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 10 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 8 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 6 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthalten. - Weiterhin kann das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid in Mengen von 0,0001 bis 10 Vol.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 8 Vol.-%, bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Vol.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthalten.
- Wie zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert, kann die Menge bzw. Konzentration der erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelzusammensetzung in dem erfindungsgemäß konzipierten Flussmittelbad gleichermaßen in weiten Bereichen variieren:
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von mindestens 150 g/, insbesondere in einer Menge von mindestens 200 g/l, vorzugsweise in einer Menge von mindestens 250 g/l, bevorzugt in einer Menge von mindestens 300 g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 400 g/l, ganz besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 450 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 500 g/l, enthält, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung. - Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von 150 g/l bis 750 g/l, insbesondere in einer Menge von 200 g/l bis 700 g/l, vorzugsweise in einer Menge von 250 g/l bis 650 g/l, bevorzugt in einer Menge von 300 g/l bis 625 g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von 400 g/l bis 600 g/l, ganz besonders bevorzugt in einer Menge von 450 g/l bis 580 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von 500 g/l bis 575 g/l, enthält, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung.
- Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe
- (i) Zinkchlorid (ZnCl2), insbesondere in Mengen im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 55 bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 60 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 65 bis 82,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 70 bis 82 Gew.-%,
- (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), insbesondere in Mengen im Bereich von 5 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 7,5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 10 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 11 bis 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 12 bis 20 Gew.-%,
- (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz, insbesondere in Mengen im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 12,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 4 bis 10 Gew.-%, und
- (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCl), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), insbesondere in Mengen im Bereich von 1•10-7 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1•10-6 bis 1,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1•10-5 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2•10-5 bis 0,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 5•10-5 bis 5•10-3 Gew.-%
- Wie bereits vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geschildert, kann auch die Komponente (iii) der erfindungsgemäß eingesetzten Flussmittelzusammensetzung in weiten Bereichen variieren:
Erfindungsgemäß bevorzugt ist es, wenn die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid enthält. - Gemäß einer typischen Ausführungsform kann die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen enthalten.
- Gemäß einer wiederum typischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkali- und/oder Erdalkalisalze, insbesondere mindestens zwei Alkali- und/oder Erdalkalisalze eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen, enthalten.
- Schließlich kann die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung gemäß einer wiederum typischen Ausführungsform als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkalisalze, insbesondere zwei voneinander verschiedene Alkalichloride, vorzugsweise Natriumchlorid und Kaliumchlorid, insbesondere mit einem Natrium/Kalium-Gewichtsverhältnis im Bereich von 50 : 1 bis 1 : 50, insbesondere im Bereich von 25 : 1 bis 1 : 25, vorzugsweise im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 10, enthalten.
- Erfindungsgemäß bevorzugt ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, auch von Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist.
- Weiterhin erfindungsgemäß von Vorteil ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist und/oder wenn die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Chloriden aus der Gruppe von Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist.
- Ebenfalls erfindungsgemäß bevorzugt ist es, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen von Metallen aus der Gruppe von Blei (Pb), Nickel (Ni), Cobalt (Co), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Bismut (Bi) und Antimon (Sb) ausgebildet ist.
- Schließlich ist es erfindungsgemäß besonders von Vorteil, wenn die Flussmittelzusammensetzung, abgesehen von Zinkchlorid (ZnCl2) sowie von Aluminium- und/oder Silbersalz, insbesondere Silberchlorid (AgCI) und/oder Aluminiumchlorid (AlCl3), zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen von Übergangs- und Schwermetallen ausgebildet ist.
- Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) eine Einrichtung zum Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung, insbesondere eine Einrichtung zum Tauchen oder zum Sprühauftrag, vorzugsweise eine Einrichtung zum Tauchen, umfasst. Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass die Einrichtung zum Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von 0,001 bis 30 Minuten, insbesondere 0,01 bis 20 Minuten, vorzugsweise 0,1 bis 15 Minuten, vorzugsweise 0,5 bis 10 Minuten, besonders bevorzugt 1 bis 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird. Weiterhin kann es erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen sein, dass die Einrichtung zum Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von bis zu 30 Minuten, insbesondere bis zu 20 Minuten, vorzugsweise bis zu 15 Minuten, vorzugsweise bis zu 10 Minuten, besonders bevorzugt bis zu 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird.
- Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass die Trocknungsbehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 400 °C, insbesondere im Bereich von 75 bis 350 °C, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 300 °C, bevorzugt im Bereich von 125 bis 275 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 150 bis 250 °C, erfolgt und/oder dass die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) bei einer Temperatur bis zu 400 °C, insbesondere bis zu 350 °C, vorzugsweise bis zu 300 °C, bevorzugt bis zu 275 °C, besonders bevorzugt bis zu 250 °C, erfolgt.
- Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass die Trocknungsbehandlung derart durchgeführt wird, dass die Oberfläche des Eisen- oder Stahlbauteils bei der Trocknung eine Temperatur im Bereich von 100 bis 300 °C, insbesondere im Bereich von 125 bis 275 °C, vorzugsweise im Bereich von 150 bis 250 °C, bevorzugt im Bereich von 160 bis 225 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 170 bis 200 °C, aufweist.
- Typischerweise wird die Trocknungsbehandlung in Gegenwart von Luft betrieben. Zu diesem Zweck kann die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) mindestens einen Einlass zum Einführen und/oder Einlassen von Luft aufweisen.
- Üblicherweise umfasst die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) mindestens eine Trocknungseinrichtung, insbesondere mindestens einen Ofen.
- Was die Feuerverzinkungsvorrichtung (G) der erfindungsgemäßen Anlage anbelangt, so umfasst diese mindestens eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"), insbesondere mindestens ein eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze enthaltendes Verzinkungsbad, vorzugsweise ausgebildet zum Tauchen von Eisen- oder Stahlbauteilen.
- In diesem Zusammenhang ist die erfindungsgemäße Anlage typischerweise derart ausgestaltet, dass die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Aluminium im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%, aufweist, bezogen auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, insbesondere wobei die aluminiumhaltige. Insbesondere kann dabei die aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, bezogen auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Zink von mindestens 75 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 85 Gew.-%, bevorzugt mindestens 90 Gew.-%, sowie gegebenenfalls mindestens ein weiteres Metall, insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-% und/oder insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Bismut (Bi), Blei (Pb), Zinn (Sn), Nickel (Ni), Silizium (Si), Magnesium (Mg) und deren Kombinationen, aufweisen. Dabei sind alle vorstehend genannten Mengenangaben derart auszuwählen, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren.
- Typischerweise ist die erfindungsgemäße Anlage dabei derart ausgestaltet, dass die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad die folgende Zusammensetzung aufweist, wobei alle nachfolgend genannten Mengenangaben auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren:
- (i) Zink (Zn), insbesondere in Mengen im Bereich von 75 bis 99,9999 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 80 bis 99,999 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 82,5 bis 99,995 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 85 bis 99,99 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 87,5 bis 99,98 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 90 bis 99,95 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 92 bis 99,9 Gew.-%,
- (ii) Aluminium (AI), insbesondere in Mengen im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%,
- (iii) gegebenenfalls Bismut (Bi), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
- (iv) gegebenenfalls Blei (Pb), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,2 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
- (v) gegebenenfalls Zinn (Sn), insbesondere in Mengen von bis zu 0,9 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,6 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%,
- (vi) gegebenenfalls Nickel (Ni), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,08 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,06 Gew.-%,
- (vii) gegebenenfalls Silizium (Si), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,05 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,01 Gew.-%,
- (viii) gegebenenfalls Magnesium (Mg), insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 2,5 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,8 Gew.-%.
- Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad eine Temperatur im Bereich von 375 °C bis 750 °C, insbesondere Temperatur im Bereich von 380 °C bis 700 °C, vorzugsweise Temperatur im Bereich von 390 °C bis 680 °C, noch mehr bevorzugt im Bereich von 395 °C bis 675 °C, aufweisen.
- Typischerweise ist die erfindungsgemäße Anlage derart ausgebildet, dass die Feuerverzinkungsvorrichtung (G) derart ausgestaltet und/oder betreibbar ist und/oder derart ausgestaltet und/oder betrieben wird, insbesondere derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass das Eisen- oder Stahlbauteil in die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder in das Verzinkungsbad getaucht, insbesondere hierin getaucht und bewegt, wird, insbesondere für eine Zeitdauer, welche ausreichend ist, um eine wirksame Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung), zu gewährleisten, insbesondere für eine Zeitdauer im Bereich von 0,0001 bis 60 Minuten, vorzugsweise im Bereich von 0,001 bis 45 Minuten, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 30 Minuten, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 15 Minuten.
- Gemäß einer typischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Feuerverzinkungsvorrichtung (G) mindestens eine Einrichtung zum Kontaktieren und/oder Spülen oder Durchleiten der aluminiumhaltigen, insbesondere aluminiumlegierten Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder des Verzinkungsbades mit mindestens einem Inertgas, insbesondere Stickstoff, aufweist.
- Wie bereits zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben, kann die erfindungsgemäße Anlage grundsätzlich kontinuierlich oder diskontinuierlich betreibbar ausgebildet sein bzw. grundsätzlich kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben werden.
- Insbesondere kann die erfindungsgemäße Anlage derart ausgestaltet sein, dass das Eisen- oder Stahlbauteil als ein einzelnes Erzeugnis oder als eine Vielzahl einzelner Erzeugnisse feuerverzinkbar ist oder dass das Eisen- oder Stahlbauteil als ein Langprodukt, insbesondere ein Draht-, Rohr-, Blech-, Coil-Material oder dergleichen, feuerverzinkbar ist.
- Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Anlage, in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zur Feuerverzinkungsvorrichtung (F), außerdem mindestens Abkühlvorrichtung (H) zur Abkühlung des in der Feuerverzinkungsvorrichtung (F) feuerverzinkten Eisen- oder Stahlbauteils aufweist. Insbesondere kann die Abkühlvorrichtung (H) in Gegenwart von Luft betreibbar ausgestaltet sein und/oder betrieben werden. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Anlage, in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zur optionalen Abkühlvorrichtung (H), außerdem mindestens eine Nachbearbeitungs- und/oder Nachbehandlungsvorrichtung (I) zur Nachbearbeitung und/oder Nachbehandlung des feuerverzinkten und abgekühlten Eisen- oder Stahlbauteils aufweisen.
- Für weitergehende Einzelheiten zu der erfindungsgemäßen Anlage kann zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf die obigen Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäße Anlage entsprechend gelten.
- Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist ein Flussmittelbad zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren),
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades eine Flussmittelzusammensetzung enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster Form, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl2), (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCl), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist. - Für weitergehende Einzelheiten zu dem erfindungsgemäßen Flussmittelbad kann zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf die obigen Ausführungen in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren und auf die erfindungsgemäße Anlage verwiesen werden, welche in Bezug auf das erfindungsgemäße Flussmittelbad entsprechend gelten.
- Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist eine Flussmittelzusammensetzung zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren),
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl2), (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCl), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist. - Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt die erfindungsgemäße Flussmittelzusammensetzung gelöst oder dispergiert, vorzugsweise gelöst, in einer flüssigen Phase eines Flussmittelbades vor, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades ein Alkohol/Wasser-Gemisch umfasst.
- Für weitergehende Einzelheiten in Bezug auf die erfindungsgemäße Flussmittelzusammensetzung kann zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf die obigen Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren, zu der erfindungsgemäßen Anlage sowie zu dem erfindungsgemäßen Flussmittelbad verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäße Flussmittelzusammensetzung entsprechend gelten.
- Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem fünften bzw. sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist die Verwendung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Flussmittelbades bzw. der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Flussmittelzusammensetzung zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren).
- Im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung ist es insbesondere vorgesehen, dass die Flussmittelzusammensetzung mit einem Flussmittelbad kombiniert wird, wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster Form.
- Für weitergehende Einzelheiten zu der erfindungsgemäßen Verwendung kann auf die obigen Ausführungen in Bezug auf die übrigen Erfindungsaspekte verwiesen werden, welche in entsprechender Weise auch für die erfindungsgemäße Verwendung gelten.
- Schließlich ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem siebten Aspekt - ein feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes) Eisen- oder Stahlbauteil, welches nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, wie vorstehend beschrieben, bzw. in einer erfindungsgemäßen Anlage, wie vorstehend beschrieben, erhältlich ist.
- Wie bereits eingangs geschildert und insbesondere auch durch die erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele dokumentiert, sind mit den erfindungsgemäßen Produkten besondere Vorteile verbunden, insbesondere ein verringerter Übergangs- bzw. Schwermetallgehalt ebenso wie verbesserte mechanische Eigenschaften sowie Korrosionsschutzeigenschaften.
- Was das erfindungsgemäße feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil anbelangt, so ist dieses an seiner Oberfläche mit einer Feuerverzinkungsschicht von 0,5 bis 300 µm Dicke, insbesondere 1 bis 200 µm Dicke, vorzugsweise 1,5 bis 100 µm Dicke, bevorzugt 2 bis 30 µm Dicke, versehen.
- Was das erfindungsgemäße feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil weiterhin anbelangt, so ist dieses feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil an seiner Oberfläche mit einer Feuerverzinkungsschicht versehen, wobei die Feuerverzinkungsschicht zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von aus der Flussmittelbehandlung stammenden Blei (Pb) und/oder Nickel (Ni) ist.
- Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist es, wenn das feuerverzinkte Eisen- oder Stahlbauteil an seiner Oberfläche mit einer Feuerverzinkungsschicht versehen, wobei die Feuerverzinkungsschicht zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von aus der Flussmittelbehandlung stammenden Schwermetallen aus der Gruppe von Blei (Pb), Nickel (Ni), Cobalt (Co), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Bismut (Bi) und Antimon (Sb) ausgebildet ist.
- Für weitergehende Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf die obigen Ausführungen zu den anderen Erfindungsaspekten verwiesen werden, welche entsprechend auch für diesen Erfindungsaspekt gelten.
- Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen und den Zeichnungen selbst. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen und deren Rückbeziehungen.
- Es zeigt:
- Fig. 1
- einen schematischen Verfahrensablauf der einzelnen Stufen bzw. Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens nach einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- In dem in
Fig. 1 dargestellten Verfahrensablaufschema sind die sukzessiven Verfahrensstufen bzw. Verfahrensschritte a) bis i) schematisch dargestellt, wobei die Verfahrensschritte b), d), f), h) und i), insbesondere die Verfahrensschritte h) und i), optional sind. - Gemäß dem in
Fig. 1 dargestellten Schema ist der Verfahrensablauf wie folgt, wobei das erfindungsgemäße Verfahren die nachfolgend genannten Schritte sukzessiv gemäß dieser Reihenfolge umfasst: Entfettung (Schritt a)), Spülen (Schritt b), optional), Beizen (Schritt c)), Spülen (Schritt d), optional), Flussmittelbadbehandlung (Schritt e)), Trocknung (Schritt f), optional), Feuerverzinkung (Schritt g)), Abkühlung (Schritt h), optional) sowie Nachbearbeitung bzw. Nachbehandlung (Schritt i), optional). - Für weitergehende Einzelheiten zu dem erfindungsgemäßen Verfahrensablauf kann auf die vorstehenden allgemeinen Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen werden.
- In
Fig. 2 ist schematisch die Anlage nach der vorliegenden Erfindung mit den einzelnen Vorrichtungen (A) bis (I) dargestellt, wobei die Vorrichtungen (B), (D), (F), (H) und (I), insbesondere die Vorrichtungen (H) und (I), optional sind. - Gemäß dem in
Fig. 2 dargestellten Schema der erfindungsgemäßen Anlage umfasst diese in der nachfolgend aufgeführten Abfolge die folgenden Vorrichtungen: Entfettungsvorrichtung (A), gegebenenfalls Spülvorrichtung (B), Beizvorrichtung (C), gegebenenfalls Spülvorrichtung (D), Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E), gegebenenfalls Trocknungsvorrichtung (F), Feuerverzinkungsvorrichtung (G), gegebenenfalls Abkühlvorrichtung (H) und gegebenenfalls Nachbearbeitungs- bzw. Nachbehandlungsvorrichtung (I). - Für weitergehende Einzelheiten zu der erfindungsgemäßen Anlage kann auf die vorstehenden allgemeinen Ausführungen zu der Anlage nach der vorliegenden Erfindung verwiesen werden.
- Weitere Ausgestaltungen, Abwandlungen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann beim Lesen der Beschreibung ohne Weiteres erkennbar und realisierbar, ohne dass er dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung verlässt.
- Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele veranschaulicht, welche die vorliegende Erfindung jedoch keinesfalls beschränken sollen, sondern lediglich die beispielhafte und nicht limitierende Durchführungsweise und Ausgestaltung erläutern.
- Verschiedene Feuerverzinkungszyklen mit Musterblechen vom Typ S235 (2 mm Dicke, 100 mm x 100 mm Breite) werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahrensablauf gemäß
Fig. 1 und mit der erfindungsgemäßen Anlage gemäßFig. 2 durchgeführt. Die Flussmittelzusammensetzung und die Zinkbadlegierungen werden jeweils gemäß den nachfolgenden Angaben variiert. - Das jeweils durchgeführte Feuerverzinkungsverfahren umfasst dabei die folgenden Verfahrensschritte in der nachfolgend aufgeführten Reihenfolge (wobei die erfindungsgemäß zum Einsatz kommende Anlage entsprechend ausgebildet ist):
- (a) alkalische Entfettungsbehandlung in einem Entfettungsbad (15 Minuten, 70 °C, Zusammensetzung des Entfettungsbades gemäß Beispiel 1 von
EP 1 352 100 B1 ), - (b) zweifaches Spülen in zwei aufeinander folgenden Spülbädern mit Wasser,
- (c) saure Beizbehandlung (40 Minuten, 30 °C, Zusammensetzung des Beizbades gemäß Beispiel 1 von
EP 1 352 100 B1 ), - (d) zweifaches Spülen in zwei aufeinander folgenden Spülbädern mit Wasser,
- (e) Flussmittelbehandlung in Flussmittelbad gemäß nachfolgender Spezifikationen (3 Minuten, 60 °C, Tauchbehandlung),
- (f) Trocknungsbehandlung (260 °C heißer Luftstrom, 30 Sekunden),
- (g) Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) mit einer aluminiumhaltigen bzw. aluminiumlegierten Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") in einem Verzinkungsbad gemäß nachfolgender Spezifikationen (50 Sekunden Tauchbehandlung des vorgewärmten und gefluxten Blechs im Verzinkungsbad, 450 °C),
- (i) Abkühlung des aus dem Verzinkungsbad entnommenen und feuerverzinkten Blechs an der Luft.
- Es werden verschiedene Musterbleche einer wie zuvor beschriebenen Feuerverzinkung, einschließlich entsprechender wie zuvor beschriebener Vorbehandlungsschritte, unterzogen. Die Spezifikation der eingesetzten Flussmittelzusammensetzung und des eingesetzten Flussmittelbades ist wie folgt:
- 78,995 Gew.-% ZnCl2 13 Gew.-% NH4Cl, 6 Gew.-% NaCl, 2 Gew.-% KCl, 0,005 Gew.-% (50 ppm) AlCl3
-
- Flussmittelmenge/-konzentration (Gesamtsalzgehalt): 550 g/l
- Ammoniaklösung (5%-ig): 10 ml pro Liter Flussmittelbad zur Einstellung (Anhebung) des pH-Wertes
- pH-Wert: 3,5 (ohne Ammoniaklösung: 3,2)
- Netzmittel (nichtionisches Tensid): 0,3 %
-
- a) 0 % Propanol (100 % Wasser)
- b) 5 % Propanol (40 g Propanol, Rest bis 1000 ml aufgefüllt mit Wasser)
- c) 20 % Propanol (160 g Propanol, Rest bis 1000 ml aufgefüllt mit Wasser)
- d) 71,8 % Propanol (574,4 g Propanol, Rest bis 1000 ml aufgefüllt mit Wasser)
- e) 100 % Propanol
- 100 ppm Aluminium, 0,05 Gew.-% Bismut, 0,3 Gew.-% Zinn, 0,04 Gew.-% Nickel, Rest Zink (d. h. ad 100 Gew.-%)
-
- ad a) Das Blech wird durch Eintauchen in die Flussmittellösung vollständig mit Salzen belegt. Nach dem Trocknungsschritt ist die Oberfläche des Bauteils noch vollständig feucht. Es bildet sich eine weitestgehend homogene Zinkschicht aus, jedoch mit minimalen Fehlstellen.
- ad b) Das Blech wird durch Eintauchen in die Flussmittellösung vollständig mit Salzen belegt. Nach dem Trocknungsschritt ist die Oberfläche des Bauteils bereits leicht angetrocknet. Zur Kontrolle werden die Bleche nach dem Beizen und nach dem Trocknen verwogen. Im Vergleich zu Variante a) zeigt sich, dass der Flussmittelfilm 2,5 % weniger wiegt, was auf einen geringeren Restfeuchtegehalt infolge eines schnelleren Trocknens zurückzuführen ist. Nach dem Verzinken bildet sich eine homogene Zinkschicht ohne jegliche Fehlstellen aus.
- ad c) Das Blech wird durch Eintauchen in die Flussmittellösung vollständig mit Salzen belegt. Nach dem Trocknungsschritt ist die Oberfläche des Bauteils weitestgehend trocken. Im Vergleich der Gewichte des Flussmittelfilms mit Variante a) zeigt sich eine 11,5%-ige Gewichtsreduzierung. Nach dem Verzinken bildet sich eine homogene Zinkschicht ohne jegliche Fehlstellen aus.
- ad d) Das Blech wird durch Eintauchen in die Flussmittellösung vollständig mit Salzen belegt. Nach dem Trocknungsschritt ist die Oberfläche des Bauteils vollständig trocken. Im Vergleich der Gewichte des Flussmittelfilms mit Variante a) zeigt sich eine 15%-ige Reduzierung. Nach dem Verzinken bildet sich eine homogene Zinkschicht ohne jegliche Fehlstellen aus.
- ad e) Die Flussmittelsalze bilden einen Bodensatz, welcher nicht zu lösen ist. Folglich findet beim Eintauchen des Blechs in das Flussmittel keine effiziente Benetzung der Stahloberfläche mit Flussmittelsalzen statt. Bei der Verzinkung kommt es daraufhin nicht zur Reaktion zwischen Zinklegierung und Stahl, d. h. es ist keine effiziente Verzinkbarkeit gegeben.
- Bei gleichen Trocknungsbedingungen (d. h. gleichen Trocknungszeiten und Trocknungstemperaturen) führt der Einsatz von Alkohol im Flussmittelbad bereits bei geringen Mengenanteilen und auch bis zu hohen Mengenanteilen zu einem schnelleren Trocknen des Flussmittelfilms und zu einer besseren Verzinkungsqualität. Hieraus resultiert, dass eine bessere Trocknung zu einer besseren Verzinkungsqualität führt.
- Auch bei Korrosionstestungen (Salzsprühtest bzw. Salzsprühnebeltest gemäß DIN EN ISO 9227:2012) zeigen die mit dem Alkohol enthaltenden Flussmittel vorbehandelten feuerverzinkten Bleche deutlich längere Standzeiten (bis zu 40 % Standzeitverbesserung) gegenüber feuerverzinkten Bleche, welche mit dem ansonsten identischen Flussmittel (jedoch ohne jeglichen Alkoholanteil, d. h. rein wässrig) vorbehandelt sind.
- Beispielserie 1 wird wiederholt, jedoch mit abweichender Zusammensetzung des Verzinkungsbades.
- 500 ppm Aluminium, 0,05 Gew.-% Bismut, 0,3 Gew.-% Zinn, 0,04 Gew.-% Nickel, Rest Zink (d. h. ad 100 Gew.-%)
- 1.000 ppm Aluminium, 50 ppm Silizium, Rest Zink (d. h. ad 100 Gew.-%)
- 5,42 Gew.-% Aluminium, Rest Zink (d. h. ad 100 Gew.-%)
- Aluminium 4,51 Gew.-%, Rest Zink (d. h. ad 100 Gew.-%)
- Es werden analoge Ergebnisse zur Beispielserie 1 erhalten, wobei speziell im Fall der Beispielserien 4 und 5 auch optisch signifikant verbesserte, d. h. besonders glänzende Oberflächen resultieren.
- Beispielserien 1 bis 5 werden wiederholt, jedoch mit abweichender Flussmittelzusammensetzung (Verwendung von 0,005 Gew.-% bzw. 50 ppm AgCI anstelle von AlCl3).
- Es werden analoge Ergebnisse zu den Beispielserien 1 bis 5 erhalten.
- Beispielserien 1 bis 5 werden wiederholt, jedoch mit abweichender Flussmittelzusammensetzung (Verwendung einer Kombination von 0,0025 Gew.-% bzw. 25 ppm AgCl und 0,0025 Gew.-% bzw. 25 ppm AlCl3 anstelle von AlCl3 allein).
- Es werden analoge Ergebnisse zu den Beispielserien 1 bis 5 erhalten.
- Beispielserien 1 bis 15 werden wiederholt, jedoch mit abweichender Flussmittelzusammensetzung (vollständiges Weglassen von AlCl3 und AgCl).
- Im Fall der Alkoholgehalte a) bis d) resultieren jeweils nach dem Verzinken stark inhomogene Zinkschichten mit einer signifikanten Anzahl von Fehlstellen und deutlich sichtbaren Defektstrukturen.
- Im Falle der Alkoholgehalte von e) ist auch hier überhaupt keine Verzinkbarkeit gegeben, da die Flussmittelsalze einen nicht lösbaren Bodensatz bilden.
- Nachfolgend werden allgemeine Rezepturangaben für typische erfindungsgemäße Flussmittelzusammensetzungen und Flussmittelbäder mit Optimierung in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Zink/Aluminium-Schmelze gegeben.
Flussmittelzusammensetzung ZnCl2 56 bis 85 % Für Al = 4,2 bis 6,2 %: typischerweise 77 bis 82 % Für Al bis 1.000 ppm: typischerweise 56 bis 62 % NH4Cl 10 bis 44 % Für Al = 4,2 bis 6,2 %: typischerweise 10 bis 15 % Für Al bis 1.000ppm: typischerweise 38 bis 44 % NaCl > 0 bis 6 % Für Al = 4,2 bis 6,2 %: typischerweise 5 bis 7 % Für Al bis 1.000 ppm: typischerweise > 0 bis 1 % KCl > 0 bis 2 % Für Al = 4,2 bis 6,2 %: typischerweise 1 bis 3 % Für Al bis 1.000 ppm: typischerweise > 0 bis 0,5 % AgCl/AlCl3 0,5 bis 500 ppm - Alle vorstehenden Prozentangaben (Gew.-%) bezogen auf den Feststoff-Salzgehalt (Trockengewicht).
- Salzgehalt (Flussmittelzusammensetzung) insgesamt 200 bis 700 g/l, typischerweise 450 bis 550 g/l
pH im Bereich von 2,5 bis 5Für Al =4,2 bis 6,2 %: typischerweise 2,5 bis 3,5 Für Al bis 1.000 ppm: typischerweise 4 bis 5 % - Temperatur des Flussmittels im Bereich von 15 bis 80 °C
Für Al = 4,2 bis 6,2 %: typischerweise 50 bis 70°C Für Al bis 1.000 ppm: typischerweise 35 bis 60°C - Netzmittelgehalt 0,2 bis 5%
- Lösung mit einem Anteil Propanol und/oder Ethanol von 0,2 bis 72 %
Für Al=4,2 bis 6,2 %: typischerweise 5 bis 20 % Für Al bis 1.000 ppm: typischerweise 5 bis 20 % - Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden allgemeinen Aspekte weiter veranschaulicht:
- Aspekt 1:
1. Verfahren zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines Eisen- oder Stahlbauteils,
wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte in der nachfolgend aufgeführten Reihenfolge umfasst:- (a) Entfettungsbehandlung, vorzugsweise alkalische Entfettungsbehandlung, des Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Entfettungsbad; dann
- (b) gegebenenfalls Spülen des in Verfahrensschritt (a) entfetteten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Spülbad; dann
- (c) Beizbehandlung, vorzugsweise saure Beizbehandlung, des in Verfahrensschritt (a) entfetteten und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (b) gespülten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Beizbad; dann
- (d) gegebenenfalls Spülen des in Verfahrensschritt (c) gebeizten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Spülbad; dann
- (e) Flussmittelbehandlung des in Verfahrensschritt (c) gebeizten und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (d) gespülten Eisen- oder Stahlbauteils mittels einer Flussmittelzusammensetzung in einem Flussmittelbad,
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster Form, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl2), (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCl), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist; dann - (f) gegebenenfalls Trocknungsbehandlung des in Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung unterzogenen Eisen- oder Stahlbauteils; dann
- (g) Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) des in Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung unterzogenen und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (f) getrockneten Eisen- oder Stahlbauteils in einer aluminiumhaltigen, insbesondere aluminiumlegierten Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"), insbesondere in einem die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze enthaltenden Verzinkungsbad, vorzugsweise durch Tauchen des Eisen- oder Stahlbauteils in die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze und/oder in das Verzinkungsbad.
- Aspekt 2:
2. Verfahren nach Aspekt 1,- wobei das Flussmittelbad sauer eingestellt wird; und/oder
- wobei das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere sauren pH-Wert eingestellt wird, insbesondere im pH-Wert-Bereich von 0 bis 6,9, vorzugsweise im pH-Wert-Bereich von 0,5 bis 6,5, bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1 bis 5,5, besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1,5 bis 5, ganz besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4,5, noch mehr bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4; und/oder
- wobei das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere sauren pH-Wert eingestellt wird, wobei die Einstellung des pH-Werts mittels einer vorzugsweise anorganischen Säure in Kombination mit einer vorzugsweise anorganischen basischen Verbindung, insbesondere Ammoniak (NH3), erfolgt.
- Aspekt 3:
3. Verfahren nach Aspekt 1 oder 2,- wobei das Flussmittelbad das Alkohol/Wasser-Gemisch in einem gewichtsbezogenen Alkohol/Wasser-Mengenverhältnis im Bereich von 0,5 : 99,5 bis 99 : 1, insbesondere im Bereich von 2 : 98 bis 95 : 5, vorzugsweise im Bereich von 5 : 95 bis 90 : 10, bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 45 : 55, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, noch mehr bevorzugt im Bereich von 10 : 90 bis 30 : 70, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, enthält; und/oder
- wobei das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/WasserGemisch, in einer Menge von mindestens 0,5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von mindestens 2 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 4 Gew.-%, enthält; und/oder
- wobei das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/WasserGemisch, in einer Menge von bis zu 90 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von bis zu 70 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von bis zu 50 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von bis zu 30 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von bis zu 25 Gew.-%, enthält; und/oder
- wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus Alkoholen mit Siedepunkten unter Atmosphärendruck (1.013,25 hPa) im Bereich von 40 °C bis 200 °C, insbesondere im Bereich von 45 °C bis 180 °C, vorzugsweise im Bereich von 50 °C bis 150 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 55 °C bis 130 °C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 60 °C bis 110 °C; und/oder
- wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser mischbarer und/oder ein in Wasser löslicher Alkohol ist; und/oder
- wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser ein azeotropes Gemisch bildender Alkohol ist; und/oder
- wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von C1-C10-Alkoholen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen und deren Mischungen; und/oder
- wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen, primären, sekundären oder tertiären, ein-, zwei- oder dreiwertigen C1-C10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten, aliphatischen, primären, sekundären oder tertiären einwertigen C1-C10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen; und/oder
- wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol, 3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol, Hexan-1-ol, Heptan-1-ol, Octan-1-ol, Nonan-1-ol, Decan-1-ol, Ethan-1,2-diol, Propan-1,2-diol, Cyclopentanol, Cyclohexanol, Prop-2-en-1-ol, But-2-en-1ol und deren Mischungen, insbesondere aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol, 3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol und deren Mischungen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol und deren Mischungen, noch mehr bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol und deren Mischungen; und/oder
- wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol und deren Mischungen; und/oder
- wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein tensidischer Alkohol (Tensid-Alkohol) und/oder ein Alkohol mit tensidischen Eigenschaften ist, insbesondere ausgewählt aus alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten oder propoxylierten C6-C25-Alkoholen, vorzugsweise C8-C15-Alkoholen, und alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten oder propoxylierten Fettalkoholen, vorzugsweise C6-C30-Fettalkoholen, hydroxylfunktionellen Polyalkylenglykolethern, hydroxylfunktionellen Fettalkoholalkoxylaten, insbesondere C6-C30-Fettalkoholalkoxylaten, hydroxylfunktionellen Alkyl(poly)-glukosiden und hydroxylfunktionellen Alkylphenolalkoxylaten sowie deren Mischungen.
- Aspekt 4:
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,- wobei das Flussmittelbad außerdem mindestens ein Netzmittel und/oder Tensid, insbesondere mindestens ein ionisches oder nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, bevorzugt mindestens ein nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, enthält;
- insbesondere wobei das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid in Mengen von 0,0001 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 10 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 8 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 6 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthält; und/oder
- insbesondere wobei das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid in Mengen von 0,0001 bis 10 Vol.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 8 Vol.-%, bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Vol.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthält.
- Aspekt 5:
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,- wobei das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von mindestens 150 g/l, insbesondere in einer Menge von mindestens 200 g/l, vorzugsweise in einer Menge von mindestens 250 g/l, bevorzugt in einer Menge von mindestens 300 g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 400 g/l, ganz besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 450 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 500 g/l, enthält, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung; und/oder
- wobei das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von 150 g/l bis 750 g/l, insbesondere in einer Menge von 200 g/l bis 700 g/l, vorzugsweise in einer Menge von 250 g/l bis 650 g/l, bevorzugt in einer Menge von 300 g/l bis 625 g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von 400 g/l bis 600 g/l, ganz besonders bevorzugt in einer Menge von 450 g/l bis 580 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von 500 g/l bis 575 g/l, enthält, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung.
- Aspekt 6:
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,- wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe
- (i) Zinkchlorid (ZnCl2), insbesondere in Mengen im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 55 bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 60 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 65 bis 82,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 70 bis 82 Gew.-%,
- (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), insbesondere in Mengen im Bereich von 5 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 7,5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 10 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 11 bis 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 12 bis 20 Gew.-%,
- (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz, insbesondere in Mengen im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 12,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 4 bis 10 Gew.-%, und
- (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCI), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), insbesondere in Mengen im Bereich von 1 • 10-7 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 • 10-6 bis 1,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 • 10-5 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 • 10-5 bis 0,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 5 • 10-5 bis 5 • 10-3 Gew.-%
- enthält, wobei alle vorgenannten Mengenangaben auf die Zusammensetzung bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren, und
- wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist.
- wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe
- Aspekt 7:
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,- wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid enthält; und/oder
- wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen enthält; und/oder
- wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkali- und/oder Erdalkalisalze, insbesondere mindestens zwei Alkali- und/oder Erdalkalisalze eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen, enthält; und/oder
- wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkalisalze, insbesondere zwei voneinander verschiedene Alkalichloride, vorzugsweise Natriumchlorid und Kaliumchlorid, insbesondere mit einem Natrium/Kalium-Gewichtsverhältnis im Bereich von 50 : 1 bis 1 : 50, insbesondere im Bereich von 25 : 1 bis 1 : 25, vorzugsweise im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 10, enthält.
- Aspekt 8:
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,- wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, auch von Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist; und/oder
- wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist und/oder wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Chloriden aus der Gruppe von Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist; und/oder
- wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen von Metallen aus der Gruppe von Blei (Pb), Nickel (Ni), Cobalt (Co), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Bismut (Bi) und Antimon (Sb) ausgebildet ist; und/oder
- wobei die Flussmittelzusammensetzung, abgesehen von Zinkchlorid (ZnCl2) sowie von Aluminium- und/oder Silbersalz, insbesondere Silberchlorid (AgCl) und/oder Aluminiumchlorid (AlCl3), zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen von Übergangs- und Schwermetallen ausgebildet ist.
- Aspekt 9:
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,- wobei die Flussmittelbehandlung in Verfahrensschritt (e) durch Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung, insbesondere durch Tauchen oder Sprühauftrag, vorzugsweise Tauchen, erfolgt, insbesondere wobei das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von 0,001 bis 30 Minuten, insbesondere 0,01 bis 20 Minuten, vorzugsweise 0,1 bis 15 Minuten, vorzugsweise 0,5 bis 10 Minuten, besonders bevorzugt 1 bis 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird, und/oder insbesondere wobei das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von bis zu 30 Minuten, insbesondere bis zu 20 Minuten, vorzugsweise bis zu 15 Minuten, vorzugsweise bis zu 10 Minuten, besonders bevorzugt bis zu 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird; und/oder
- wobei die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 400 °C, insbesondere im Bereich von 75 bis 350 °C, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 300 °C, bevorzugt im Bereich von 125 bis 275 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 150 bis 250 °C, erfolgt und/oder wobei die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) bei einer Temperatur bis zu 400 °C, insbesondere bis zu 350 °C, vorzugsweise bis zu 300 °C, bevorzugt bis zu 275 °C, besonders bevorzugt bis zu 250 °C, erfolgt; und/oder
- wobei die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) derart durchgeführt wird, dass die Oberfläche des Eisen- oder Stahlbauteils bei der Trocknung eine Temperatur im Bereich von 100 bis 300 °C, insbesondere im Bereich von 125 bis 275 °C, vorzugsweise im Bereich von 150 bis 250 °C, bevorzugt im Bereich von 160 bis 225 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 170 bis 200 °C, aufweist; und/oder
- wobei die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) in Gegenwart von und/oder mittels Luft erfolgt; und/oder
- wobei die Trocknungsbehandlung in mindestens einer Trocknungseinrichtung, insbesondere in mindestens einem Ofen, erfolgt.
- Aspekt 10:
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,- wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Aluminium im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%, aufweist, bezogen auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, insbesondere wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, bezogen auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Zink von mindestens 75 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 85 Gew.-%, bevorzugt mindestens 90 Gew.-%, sowie gegebenenfalls mindestens ein weiteres Metall, insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-% und/oder insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Bismut (Bi), Blei (Pb), Zinn (Sn), Nickel (Ni), Silizium (Si), Magnesium (Mg) und deren Kombinationen, aufweist, wobei alle vorstehend genannten Mengenangaben derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren; und/oder
- wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad die folgende Zusammensetzung aufweist, wobei alle nachfolgend genannten Mengenangaben auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren:
- (i) Zink (Zn), insbesondere in Mengen im Bereich von 75 bis 99,9999 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 80 bis 99,999 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 82,5 bis 99,995 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 85 bis 99,99 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 87,5 bis 99,98 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 90 bis 99,95 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 92 bis 99,9 Gew.-%,
- (ii) Aluminium (AI), insbesondere in Mengen im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%,
- (iii) gegebenenfalls Bismut (Bi), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
- (iv) gegebenenfalls Blei (Pb), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,2 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
- (v) gegebenenfalls Zinn (Sn), insbesondere in Mengen von bis zu 0,9 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,6 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%,
- (vi) gegebenenfalls Nickel (Ni), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,08 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,06 Gew.-%,
- (vii) gegebenenfalls Silizium (Si), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,05 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,01 Gew.-%,
- (viii) gegebenenfalls Magnesium (Mg), insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 2,5 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,8 Gew.-%; und/oder
- wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad eine Temperatur im Bereich von 375 °C bis 750 °C, insbesondere Temperatur im Bereich von 380 °C bis 700 °C, vorzugsweise Temperatur im Bereich von 390 °C bis 680 °C, noch mehr bevorzugt im Bereich von 395 °C bis 675 °C, aufweist; und/oder
- wobei das Eisen- oder Stahlbauteil in die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder in das Verzinkungsbad getaucht, insbesondere hierin getaucht und bewegt, wird, insbesondere für eine Zeitdauer, welche ausreichend ist, um eine wirksame Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung), zu gewährleisten, insbesondere für eine Zeitdauer im Bereich von 0,0001 bis 60 Minuten, vorzugsweise im Bereich von 0,001 bis 45 Minuten, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 30 Minuten, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 15 Minuten; und/oder
- wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad mit mindestens einem Inertgas, insbesondere Stickstoff, kontaktiert und/oder gespült oder durchgeleitet wird.
- Aspekt 11:
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,- wobei das Verfahren kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben wird; und/oder
- wobei das Eisen- oder Stahlbauteil ein einzelnes Erzeugnis oder eine Vielzahl einzelner Erzeugnisse ist oder wobei das Eisen- oder Stahlbauteil ein Langprodukt, insbesondere ein Draht-, Rohr-, Blech-, Coil-Material oder dergleichen, ist.
- Aspekt 12:
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte,- wobei sich der in Verfahrensschritt (g) durchgeführten Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) ein Abkühlungsschritt (h) anschließt und/oder wobei das in Verfahrensschritt (g) feuerverzinkte (schmelztauchverzinkte) Eisen- oder Stahlbauteil einer Abkühlungsbehandlung (h) unterzogen wird, gegebenenfalls gefolgt von einem weiteren Nachbearbeitungs- und/oder Nachbehandlungsschritt (i);
- insbesondere wobei der Abkühlungsschritt (h) und/oder die Abkühlungsbehandlung (h) mittels Luft und/oder in Gegenwart von Luft erfolgt, vorzugsweise bis auf Umgebungstemperatur.
- Aspekt 13:
13. Anlage zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) von Eisen- oder Stahlbauteilen, insbesondere Anlage zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die Anlage die folgenden Behandlungsvorrichtungen in der nachfolgend aufgeführten Abfolge umfasst:- (A) mindestens eine Entfettungsvorrichtung, insbesondere mindestens ein Entfettungsbad, zur vorzugsweise alkalischen Entfettungsbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (A)
- (B) gegebenenfalls mindestens eine Spülvorrichtung, insbesondere mindestens ein Spülbad, zum Spülen von in der Entfettungsvorrichtung (A) entfetteten Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (B)
- (C) mindestens eine Beizvorrichtung, insbesondere mindestens ein Beizbad, zur vorzugsweise sauren Beizbehandlung von in der Entfettungsvorrichtung (A) entfetteten und gegebenenfalls in der Spülvorrichtung (B) gespülten Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (C)
- (D) gegebenenfalls mindestens eine Spülvorrichtung, insbesondere mindestens ein Spülbad, zum Spülen von in der Beizvorrichtung (C) gebeizten Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (D)
- (E) mindestens eine Flussmittelbehandlungsvorrichtung zur Flussmittelbehandlung von in der Beizvorrichtung (C) gebeizten und gegebenenfalls in der Spülvorrichtung (D) gespülten Eisen- oder Stahlbauteilen, wobei die Flussmittelbehandlungsvorrichtung mindestens ein Flussmittelbad mit einer Flussmittelzusammensetzung enthält,
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster Form, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl2), (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCI), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (E) - (F) gegebenenfalls mindestens eine Trocknungsvorrichtung zur Trocknung von in der Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) einer Flussmittelbehandlung unterzogenen Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (F)
- (G) mindestens eine Feuerverzinkungsvorrichtung (Schmelztauchverzinkungsvorrichtung) zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) von in der Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) einer Flussmittelbehandlung unterzogenen und gegebenenfalls in der Trocknungsvorrichtung (F) getrockneten Eisen- oder Stahlbauteilen,
wobei die Feuerverzinkungsvorrichtung (Schmelztauchverzinkungsvorrichtung) mindestens eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"), insbesondere mindestens ein eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze enthaltendes Verzinkungsbad, vorzugsweise ausgebildet zum Tauchen von Eisen- oder Stahlbauteilen, umfasst.
- Aspekt 14:
14. Anlage nach Aspekt 13,- wobei das Flussmittelbad sauer eingestellt ist; und/oder
- wobei das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere sauren pH-Wert eingestellt ist, insbesondere im pH-Wert-Bereich von 0 bis 6,9, vorzugsweise im pH-Wert-Bereich von 0,5 bis 6,5, bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1 bis 5,5, besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1,5 bis 5, ganz besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4,5, noch mehr bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4; und/oder
- wobei das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere sauren pH-Wert eingestellt ist, wobei die Einstellung des pH-Werts mittels einer vorzugsweise anorganischen Säure in Kombination mit einer vorzugsweise anorganischen basischen Verbindung, insbesondere Ammoniak (NH3), erfolgt ist.
- Aspekt 15:
15. Anlage nach Aspekt 13 oder 14,- wobei das Flussmittelbad das Alkohol/Wasser-Gemisch in einem gewichtsbezogenen Alkohol/Wasser-Mengenverhältnis im Bereich von 0,5 : 99,5 bis 99 : 1, insbesondere im Bereich von 2 : 98 bis 95 : 5, vorzugsweise im Bereich von 5 : 95 bis 90 : 10, bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 45 : 55, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, noch mehr bevorzugt im Bereich von 10 : 90 bis 30 : 70, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, enthält; und/oder
- wobei das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/WasserGemisch, in einer Menge von mindestens 0,5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von mindestens 2 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 4 Gew.-%, enthält; und/oder
- wobei das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/WasserGemisch, in einer Menge von bis zu 90 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von bis zu 70 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von bis zu 50 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von bis zu 30 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von bis zu 25 Gew.-%, enthält; und/oder
- wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus Alkoholen mit Siedepunkten unter Atmosphärendruck (1.013,25 hPa) im Bereich von 40 °C bis 200 °C, insbesondere im Bereich von 45 °C bis 180 °C, vorzugsweise im Bereich von 50 °C bis 150 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 55 °C bis 130 °C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 60 °C bis 110 °C; und/oder
- wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser mischbarer und/oder ein in Wasser löslicher Alkohol ist; und/oder
- wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser ein azeotropes Gemisch bildender Alkohol ist; und/oder
- wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von C1-C10-Alkoholen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen und deren Mischungen; und/oder
- wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen, primären, sekundären oder tertiären, ein-, zwei- oder dreiwertigen C1-C10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten, aliphatischen, primären, sekundären oder tertiären einwertigen C1-C10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen; und/oder
- wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol, 3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol, Hexan-1-ol, Heptan-1-ol, Octan-1-ol, Nonan-1-ol, Decan-1-ol, Ethan-1,2-diol, Propan-1,2-diol, Cyclopentanol, Cyclohexanol, Prop-2-en-1-ol, But-2-en-1ol und deren Mischungen, insbesondere aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol, 3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol und deren Mischungen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol und deren Mischungen, noch mehr bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol und deren Mischungen; und/oder
- wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol und deren Mischungen; und/oder
- wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein tensidischer Alkohol (Tensid-Alkohol) und/oder ein Alkohol mit tensidischen Eigenschaften ist, insbesondere ausgewählt aus alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten oder propoxylierten C6-C25-Alkoholen, vorzugsweise C8-C15-Alkoholen, und alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten oder propoxylierten Fettalkoholen, vorzugsweise C6-C30-Fettalkoholen, hydroxylfunktionellen Polyalkylenglykolethern, hydroxylfunktionellen Fettalkoholalkoxylaten, insbesondere C6-C30-Fettalkoholalkoxylaten, hydroxylfunktionellen Alkyl(poly)-glukosiden und hydroxylfunktionellen Alkylphenolalkoxylaten sowie deren Mischungen.
- Aspekt 16:
16. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,- wobei das Flussmittelbad außerdem mindestens ein Netzmittel und/oder Tensid, insbesondere mindestens ein ionisches oder nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, bevorzugt mindestens ein nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, enthält;
- insbesondere wobei das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid in Mengen von 0,0001 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 10 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 8 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 6 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthält; und/oder
- insbesondere wobei das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid in Mengen von 0,0001 bis 10 Vol.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 8 Vol.-%, bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Vol.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthält.
- Aspekt 17:
17. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,- wobei das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von mindestens 150 g/, insbesondere in einer Menge von mindestens 200 g/l, vorzugsweise in einer Menge von mindestens 250 g/l, bevorzugt in einer Menge von mindestens 300 g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 400 g/l, ganz besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 450 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 500 g/l, enthält, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung; und/oder
- wobei das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von 150 g/l bis 750 g/l, insbesondere in einer Menge von 200 g/l bis 700 g/l, vorzugsweise in einer Menge von 250 g/l bis 650 g/l, bevorzugt in einer Menge von 300 g/l bis 625 g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von 400 g/l bis 600 g/l, ganz besonders bevorzugt in einer Menge von 450 g/l bis 580 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von 500 g/l bis 575 g/l, enthält, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung.
- Aspekt 18:
18. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,- wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe
- (i) Zinkchlorid (ZnCl2), insbesondere in Mengen im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 55 bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 60 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 65 bis 82,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 70 bis 82 Gew.-%,
- (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), insbesondere in Mengen im Bereich von 5 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 7,5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 10 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 11 bis 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 12 bis 20 Gew.-%,
- (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz, insbesondere in Mengen im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 12,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 4 bis 10 Gew.-%, und
- (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCI), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), insbesondere in Mengen im Bereich von 1 • 10-7 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 • 10-6 bis 1,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 • 10-5 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 • 10-5 bis 0,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 5 • 10-5 bis 5 • 10-3 Gew.-%
- enthält, wobei alle vorgenannten Mengenangaben auf die Zusammensetzung bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren, und
- wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist.
- wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe
- Aspekt 19:
19. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,- wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid enthält; und/oder
- wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen enthält; und/oder
- wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkali- und/oder Erdalkalisalze, insbesondere mindestens zwei Alkali- und/oder Erdalkalisalze eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen, enthält; und/oder
- wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkalisalze, insbesondere zwei voneinander verschiedene Alkalichloride, vorzugsweise Natriumchlorid und Kaliumchlorid, insbesondere mit einem Natrium/Kalium-Gewichtsverhältnis im Bereich von 50 : 1 bis 1 : 50, insbesondere im Bereich von 25 : 1 bis 1 : 25, vorzugsweise im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 10, enthält.
- Aspekt 20:
20. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,- wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, auch von Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist; und/oder
- wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist und/oder wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Chloriden aus der Gruppe von Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist; und/oder
- wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen von Metallen aus der Gruppe von Blei (Pb), Nickel (Ni), Cobalt (Co), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Bismut (Bi) und Antimon (Sb) ausgebildet ist; und/oder
- wobei die Flussmittelzusammensetzung, abgesehen von Zinkchlorid (ZnCl2) sowie von Aluminium- und/oder Silbersalz, insbesondere Silberchlorid (AgCI) und/oder Aluminiumchlorid (AlCl3), zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen von Übergangs- und Schwermetallen ausgebildet ist.
- Aspekt 21:
21. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,- wobei die Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) eine Einrichtung zum Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung, insbesondere eine Einrichtung zum Tauchen oder zum Sprühauftrag, vorzugsweise eine Einrichtung zum Tauchen, umfasst, insbesondere wobei die Einrichtung zum Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von 0,001 bis 30 Minuten, insbesondere 0,01 bis 20 Minuten, vorzugsweise 0,1 bis 15 Minuten, vorzugsweise 0,5 bis 10 Minuten, besonders bevorzugt 1 bis 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird, und/oder insbesondere wobei die Einrichtung zum Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von bis zu 30 Minuten, insbesondere bis zu 20 Minuten, vorzugsweise bis zu 15 Minuten, vorzugsweise bis zu 10 Minuten, besonders bevorzugt bis zu 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird; und/oder
- wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass die Trocknungsbehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 400 °C, insbesondere im Bereich von 75 bis 350 °C, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 300 °C, bevorzugt im Bereich von 125 bis 275 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 150 bis 250 °C, erfolgt und/oder dass die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) bei einer Temperatur bis zu 400 °C, insbesondere bis zu 350 °C, vorzugsweise bis zu 300 °C, bevorzugt bis zu 275 °C, besonders bevorzugt bis zu 250 °C, erfolgt; und/oder
- wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass die Trocknungsbehandlung derart durchgeführt wird, dass die Oberfläche des Eisen- oder Stahlbauteils bei der Trocknung eine Temperatur im Bereich von 100 bis 300 °C, insbesondere im Bereich von 125 bis 275 °C, vorzugsweise im Bereich von 150 bis 250 °C, bevorzugt im Bereich von 160 bis 225 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 170 bis 200 °C, aufweist; und/oder
- wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) in Gegenwart von Luft betrieben wird und/oder wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) mindestens einen Einlass zum Einführen und/oder Einlassen von Luft aufweist; und/oder
- wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) mindestens eine Trocknungseinrichtung, insbesondere mindestens einen Ofen, umfasst.
- Aspekt 22:
22. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,- wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Aluminium im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%, aufweist, bezogen auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, insbesondere wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, bezogen auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Zink von mindestens 75 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 85 Gew.-%, bevorzugt mindestens 90 Gew.-%, sowie gegebenenfalls mindestens ein weiteres Metall, insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-% und/oder insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Bismut (Bi), Blei (Pb), Zinn (Sn), Nickel (Ni), Silizium (Si), Magnesium (Mg) und deren Kombinationen, aufweist, wobei alle vorstehend genannten Mengenangaben derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren; und/oder
- wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad die folgende Zusammensetzung aufweist, wobei alle nachfolgend genannten Mengenangaben auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren:
- (i) Zink (Zn), insbesondere in Mengen im Bereich von 75 bis 99,9999 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 80 bis 99,999 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 82,5 bis 99,995 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 85 bis 99,99 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 87,5 bis 99,98 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 90 bis 99,95 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 92 bis 99,9 Gew.-%,
- (ii) Aluminium (AI), insbesondere in Mengen im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%,
- (iii) gegebenenfalls Bismut (Bi), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
- (iv) gegebenenfalls Blei (Pb), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,2 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,
- (v) gegebenenfalls Zinn (Sn), insbesondere in Mengen von bis zu 0,9 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,6 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%,
- (vi) gegebenenfalls Nickel (Ni), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,08 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,06 Gew.-%,
- (vii) gegebenenfalls Silizium (Si), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,05 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,01 Gew.-%
- (viii) gegebenenfalls Magnesium (Mg), insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 2,5 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,8 Gew.-%; und/oder
- wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad eine Temperatur im Bereich von 375 °C bis 750 °C, insbesondere Temperatur im Bereich von 380 °C bis 700 °C, vorzugsweise Temperatur im Bereich von 390 °C bis 680 °C, noch mehr bevorzugt im Bereich von 395 °C bis 675 °C, aufweist; und/oder
- wobei die Feuerverzinkungsvorrichtung (G) derart ausgestaltet und/oder betreibbar ist und/oder derart ausgestaltet und/oder betrieben wird, insbesondere derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass das Eisen- oder Stahlbauteil in die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder in das Verzinkungsbad getaucht, insbesondere hierin getaucht und bewegt, wird, insbesondere für eine Zeitdauer, welche ausreichend ist, um eine wirksame Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung), zu gewährleisten, insbesondere für eine Zeitdauer im Bereich von 0,0001 bis 60 Minuten, vorzugsweise im Bereich von 0,001 bis 45 Minuten, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 30 Minuten, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 15 Minuten; und/oder
- wobei die Feuerverzinkungsvorrichtung (G) mindestens eine Einrichtung zum Kontaktieren und/oder Spülen oder Durchleiten der aluminiumhaltigen, insbesondere aluminiumlegierten Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder des Verzinkungsbades mit mindestens einem Inertgas, insbesondere Stickstoff, aufweist.
- Aspekt 23:
23. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,- wobei die Anlage kontinuierlich oder diskontinuierlich betreibbar ausgestaltet ist und/oder kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben wird; und/oder
- wobei die Anlage derart ausgestaltet ist, dass das Eisen- oder Stahlbauteil als ein einzelnes Erzeugnis oder als eine Vielzahl einzelner Erzeugnisse feuerverzinkbar ist oder dass das Eisen- oder Stahlbauteil als ein Langprodukt, insbesondere ein Draht-, Rohr-, Blech-, Coil-Material oder dergleichen, feuerverzinkbar ist.
- Aspekt 24:
24. Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei die Anlage, in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zur Feuerverzinkungsvorrichtung (F), außerdem mindestens Abkühlvorrichtung (H) zur Abkühlung des in der Feuerverzinkungsvorrichtung (F) feuerverzinkten Eisen- oder Stahlbauteils aufweist, insbesondere wobei die Abkühlvorrichtung (H) in Gegenwart von Luft betreibbar ausgestaltet ist und/oder betrieben wird und/oder insbesondere wobei die Anlage, in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zur Abkühlvorrichtung (H), außerdem mindestens eine Nachbearbeitungs- und/oder Nachbehandlungsvorrichtung (I) zur Nachbearbeitung und/oder Nachbehandlung des feuerverzinkten und abgekühlten Eisen- oder Stahlbauteils aufweist. - Aspekt 25:
25. Flussmittelbad zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren),- wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades eine Flussmittelzusammensetzung enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster Form, und
- wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl2), (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCI), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist.
- Aspekt 26:
26. Flussmittelbad nach Aspekt 25, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der Merkmale des Verfahrens oder der Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte. - Aspekt 27:
27. Flussmittelzusammensetzung zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren),
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl2), (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCl), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist. - Aspekt 28:
28. Flussmittelzusammensetzung nach Aspekt 27,
wobei die Flussmittelzusammensetzung gelöst oder dispergiert, vorzugsweise gelöst, in einer flüssigen Phase eines Flussmittelbades vorliegt, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades ein Alkohol/Wasser-Gemisch umfasst. - Aspekt 29:
29. Flussmittelzusammensetzung nach Aspekt 27 oder 28, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der Merkmale des Verfahrens oder der Anlage nach einem der vorangehenden Aspekte. - Aspekt 30:
30. Verwendung eines Flussmittelbades nach Aspekt 25 oder 26 oder einer Flussmittelzusammensetzung nach einem der Aspekte 27 bis 29 zur Flussmittelbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen in einem Feuerverzinkungsverfahren (Schmelztauchverzinkungsverfahren). - Aspekt 31:
31. Verwendung nach Aspekt 30, wobei die Flussmittelzusammensetzung mit einem Flussmittelbad kombiniert wird, wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster Form. - Aspekt 32:
32. Verwendung nach Aspekt 30 oder 31, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der Merkmale der vorangehenden Aspekte. - Aspekt :33
33. Feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes) Eisen- oder Stahlbauteil, erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem der vorangehenden Aspekte bzw. in einer Anlage gemäß einem der vorangehenden Aspekte. - Aspekt 34:
34. Feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes) Eisen- oder Stahlbauteil nach Aspekt 33,
wobei das Eisen- oder Stahlbauteil an seiner Oberfläche mit einer Feuerverzinkungsschicht von 0,5 bis 300 µm Dicke, insbesondere 1 bis 200 µm Dicke, vorzugsweise 1,5 bis 100 µm Dicke, bevorzugt 2 bis 30 µm Dicke, versehen ist. - Aspekt 35:
35. Feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes) Eisen- oder Stahlbauteil nach Aspekt 33 oder 34,
wobei das Eisen- oder Stahlbauteil an seiner Oberfläche mit einer Feuerverzinkungsschicht versehen, wobei die Feuerverzinkungsschicht zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von aus der Flussmittelbehandlung stammenden Blei (Pb) und/oder Nickel (Ni) ist. - Aspekt 36:
36. Feuerverzinktes (schmelztauchverzinktes) Eisen- oder Stahlbauteil nach einem der vorangehenden Aspekte,
wobei das Eisen- oder Stahlbauteil an seiner Oberfläche mit einer Feuerverzinkungsschicht versehen, wobei die Feuerverzinkungsschicht zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von aus der Flussmittelbehandlung stammenden Schwermetallen aus der Gruppe von Blei (Pb), Nickel (Ni), Cobalt (Co), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Bismut (Bi) und Antimon (Sb) ausgebildet ist.
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist.
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist.
Claims (15)
- Anlage zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) von Eisen- oder Stahlbauteilen,
wobei die Anlage die folgenden Behandlungsvorrichtungen in der nachfolgend aufgeführten Abfolge umfasst:(A) mindestens eine Entfettungsvorrichtung, insbesondere mindestens ein Entfettungsbad, zur vorzugsweise alkalischen Entfettungsbehandlung von Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (A)(B) gegebenenfalls mindestens eine Spülvorrichtung, insbesondere mindestens ein Spülbad, zum Spülen von in der Entfettungsvorrichtung (A) entfetteten Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (B)(C) mindestens eine Beizvorrichtung, insbesondere mindestens ein Beizbad, zur vorzugsweise sauren Beizbehandlung von in der Entfettungsvorrichtung (A) entfetteten und gegebenenfalls in der Spülvorrichtung (B) gespülten Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (C)(D) gegebenenfalls mindestens eine Spülvorrichtung, insbesondere mindestens ein Spülbad, zum Spülen von in der Beizvorrichtung (C) gebeizten Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (D)(E) mindestens eine Flussmittelbehandlungsvorrichtung zur Flussmittelbehandlung von in der Beizvorrichtung (C) gebeizten und gegebenenfalls in der Spülvorrichtung (D) gespülten Eisen- oder Stahlbauteilen, wobei die Flussmittelbehandlungsvorrichtung mindestens ein Flussmittelbad mit einer Flussmittelzusammensetzung enthält,
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster Form, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl2), (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCI), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (E)(F) gegebenenfalls mindestens eine Trocknungsvorrichtung zur Trocknung von in der Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) einer Flussmittelbehandlung unterzogenen Eisen- oder Stahlbauteilen; in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zu (F)(G) mindestens eine Feuerverzinkungsvorrichtung (Schmelztauchverzinkungsvorrichtung) zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) von in der Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) einer Flussmittelbehandlung unterzogenen und gegebenenfalls in der Trocknungsvorrichtung (F) getrockneten Eisen- oder Stahlbauteilen,
wobei die Feuerverzinkungsvorrichtung (Schmelztauchverzinkungsvorrichtung) mindestens eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"), insbesondere mindestens ein eine aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze enthaltendes Verzinkungsbad, vorzugsweise ausgebildet zum Tauchen von Eisen- oder Stahlbauteilen, umfasst. - Anlage nach Anspruch 1,
wobei das Flussmittelbad sauer eingestellt ist; und/oder
wobei das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere sauren pH-Wert eingestellt ist, insbesondere im pH-Wert-Bereich von 0 bis 6,9, vorzugsweise im pH-Wert-Bereich von 0,5 bis 6,5, bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1 bis 5,5, besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 1,5 bis 5, ganz besonders bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4,5, noch mehr bevorzugt im pH-Wert-Bereich von 2 bis 4; und/oder
wobei das Flussmittelbad auf einen definierten und/oder vorgegebenen, insbesondere sauren pH-Wert eingestellt ist, wobei die Einstellung des pH-Werts mittels einer vorzugsweise anorganischen Säure in Kombination mit einer vorzugsweise anorganischen basischen Verbindung, insbesondere Ammoniak (NH3), erfolgt ist. - Anlage nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das Flussmittelbad das Alkohol/Wasser-Gemisch in einem gewichtsbezogenen Alkohol/Wasser-Mengenverhältnis im Bereich von 0,5 : 99,5 bis 99 : 1, insbesondere im Bereich von 2 : 98 bis 95 : 5, vorzugsweise im Bereich von 5 : 95 bis 90 : 10, bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 45 : 55, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 5 : 95 bis 50 : 50, noch mehr bevorzugt im Bereich von 10 : 90 bis 30 : 70, bezogen auf das Alkohol/Wasser-Gemisch, enthält; und/oder
wobei das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/WasserGemisch, in einer Menge von mindestens 0,5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von mindestens 2 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 4 Gew.-%, enthält; und/oder
wobei das Flussmittelbad den Alkohol, bezogen auf das Alkohol/WasserGemisch, in einer Menge von bis zu 90 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von bis zu 70 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von bis zu 50 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von bis zu 30 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in einer Menge von bis zu 25 Gew.-%, enthält; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus Alkoholen mit Siedepunkten unter Atmosphärendruck (1.013,25 hPa) im Bereich von 40 °C bis 200 °C, insbesondere im Bereich von 45 °C bis 180 °C, vorzugsweise im Bereich von 50 °C bis 150 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 55 °C bis 130 °C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 60 °C bis 110 °C; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser mischbarer und/oder ein in Wasser löslicher Alkohol ist; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein mit Wasser ein azeotropes Gemisch bildender Alkohol ist; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von C1-C10-Alkoholen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen und deren Mischungen; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen, primären, sekundären oder tertiären, ein-, zwei- oder dreiwertigen C1-C10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von linearen oder verzweigten, gesättigten, aliphatischen, primären, sekundären oder tertiären einwertigen C1-C10-Alkoholen und deren Mischungen, insbesondere C1-C6-Alkoholen, bevorzugt C1-C4-Alkoholen; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol, 3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol, Hexan-1-ol, Heptan-1-ol, Octan-1-ol, Nonan-1-ol, Decan-1-ol, Ethan-1,2-diol, Propan-1,2-diol, Cyclopentanol, Cyclohexanol, Prop-2-en-1-ol, But-2-en-1ol und deren Mischungen, insbesondere aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol, Pentan-1-ol, Pentan-2-ol, Pentan-3-ol, 2-Methylbutan-1-ol, 3-Methylbutan-1-ol, 2-Methylbutan-2-ol, 3-Methylbutan-2-ol, 2,2-Dimethylpropan-1-ol und deren Mischungen, besonders bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol, 2-Methylpropan-1-ol, 2-Methylpropan-2-ol und deren Mischungen, noch mehr bevorzugt aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol und deren Mischungen; und/oder
wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ausgewählt ist aus der Gruppe von Methanol, Ethanol, Propan-1-ol, Propan-2-ol, Butan-1-ol, Butan-2-ol und deren Mischungen; und/oder wobei der Alkohol des Alkohol/Wasser-Gemischs des Flussmittelbades ein tensidischer Alkohol (Tensid-Alkohol) und/oder ein Alkohol mit tensidischen Eigenschaften ist, insbesondere ausgewählt aus alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten oder propoxylierten C6-C25-Alkoholen, vorzugsweise C8-C15-Alkoholen, und alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten oder propoxylierten Fettalkoholen, vorzugsweise C6-C30-Fettalkoholen, hydroxylfunktionellen Polyalkylenglykolethern, hydroxylfunktionellen Fettalkoholalkoxylaten, insbesondere C6-C30-Fettalkoholalkoxylaten, hydroxylfunktionellen Alkyl(poly)-glukosiden und hydroxylfunktionellen Alkylphenolalkoxylaten sowie deren Mischungen. - Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Flussmittelbad außerdem mindestens ein Netzmittel und/oder Tensid, insbesondere mindestens ein ionisches oder nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, bevorzugt mindestens ein nichtionisches Netzmittel und/oder Tensid, enthält;
insbesondere wobei das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid in Mengen von 0,0001 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 10 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 8 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 6 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Gew.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthält; und/oder
insbesondere wobei das Flussmittelbad das mindestens eine Netzmittel und/oder Tensid in Mengen von 0,0001 bis 10 Vol.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 8 Vol.-%, bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 5 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 3 Vol.-%, noch mehr bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 2 Vol.-%, bezogen auf das Flussmittelbad, enthält. - Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von mindestens 150 g/, insbesondere in einer Menge von mindestens 200 g/l, vorzugsweise in einer Menge von mindestens 250 g/l, bevorzugt in einer Menge von mindestens 300 g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 400 g/l, ganz besonders bevorzugt in einer Menge von mindestens 450 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von mindestens 500 g/l, enthält, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung; und/oder
wobei das Flussmittelbad die Flussmittelzusammensetzung in einer Menge von 150 g/l bis 750 g/l, insbesondere in einer Menge von 200 g/l bis 700 g/l, vorzugsweise in einer Menge von 250 g/l bis 650 g/l, bevorzugt in einer Menge von 300 g/l bis 625 g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von 400 g/l bis 600 g/l, ganz besonders bevorzugt in einer Menge von 450 g/l bis 580 g/l, noch mehr bevorzugt in einer Menge von 500 g/l bis 575 g/l, enthält, insbesondere berechnet als Gesamtsalzgehalt der Flussmittelzusammensetzung. - Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe(i) Zinkchlorid (ZnCl2), insbesondere in Mengen im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 55 bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 60 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 65 bis 82,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 70 bis 82 Gew.-%,(ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), insbesondere in Mengen im Bereich von 5 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 7,5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 10 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 11 bis 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 12 bis 20 Gew.-%,(iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz, insbesondere in Mengen im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 12,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 4 bis 10 Gew.-%, und(iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCI), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), insbesondere in Mengen im Bereich von 1 • 10-7 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 • 10-6 bis 1,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 • 10-5 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 • 10-5 bis 0,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 5 • 10-5 bis 5 • 10-3 Gew.-%enthält, wobei alle vorgenannten Mengenangaben auf die Zusammensetzung bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist. - Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid enthält; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen enthält; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkali- und/oder Erdalkalisalze, insbesondere mindestens zwei Alkali- und/oder Erdalkalisalze eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalls aus der Gruppe von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) sowie der Kombinationen, enthält; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Alkali- und/oder Erdalkalisalz der Komponente (iii) mindestens zwei voneinander verschiedene Alkalisalze, insbesondere zwei voneinander verschiedene Alkalichloride, vorzugsweise Natriumchlorid und Kaliumchlorid, insbesondere mit einem Natrium/Kalium-Gewichtsverhältnis im Bereich von 50 : 1 bis 1 : 50, insbesondere im Bereich von 25 : 1 bis 1 : 25, vorzugsweise im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 10, enthält. - Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, auch von Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist und/oder wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Chloriden aus der Gruppe von Bleichlorid (PbCl2), Nickelchlorid (NiCl2), Cobaltchlorid (CoCl2), Manganchlorid (MnCl2), Zinnchlorid (SnCl2), Bismutchlorid (BiCl3) und Antimonchlorid (SbCl3) ausgebildet ist; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen von Metallen aus der Gruppe von Blei (Pb), Nickel (Ni), Cobalt (Co), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Bismut (Bi) und Antimon (Sb) ausgebildet ist; und/oder
wobei die Flussmittelzusammensetzung, abgesehen von Zinkchlorid (ZnCl2) sowie von Aluminium- und/oder Silbersalz, insbesondere Silberchlorid (AgCI) und/oder Aluminiumchlorid (AlCl3), zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Salzen und Verbindungen von Übergangs- und Schwermetallen ausgebildet ist. - Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Flussmittelbehandlungsvorrichtung (E) eine Einrichtung zum Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung, insbesondere eine Einrichtung zum Tauchen oder zum Sprühauftrag, vorzugsweise eine Einrichtung zum Tauchen, umfasst, insbesondere wobei die Einrichtung zum Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von 0,001 bis 30 Minuten, insbesondere 0,01 bis 20 Minuten, vorzugsweise 0,1 bis 15 Minuten, vorzugsweise 0,5 bis 10 Minuten, besonders bevorzugt 1 bis 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird, und/oder insbesondere wobei die Einrichtung zum Inkontaktbringen des Eisen- oder Stahlbauteils mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass das Eisen- oder Stahlbauteil für eine Dauer von bis zu 30 Minuten, insbesondere bis zu 20 Minuten, vorzugsweise bis zu 15 Minuten, vorzugsweise bis zu 10 Minuten, besonders bevorzugt bis zu 5 Minuten, mit dem Flussmittelbad und/oder der Flussmittelzusammensetzung in Kontakt gebracht wird, insbesondere in das Flussmittelbad getaucht wird; und/oder
wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass die Trocknungsbehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 400 °C, insbesondere im Bereich von 75 bis 350 °C, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 300 °C, bevorzugt im Bereich von 125 bis 275 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 150 bis 250 °C, erfolgt und/oder dass die Trocknungsbehandlung in Verfahrensschritt (f) bei einer Temperatur bis zu 400 °C, insbesondere bis zu 350 °C, vorzugsweise bis zu 300 °C, bevorzugt bis zu 275 °C, besonders bevorzugt bis zu 250 °C, erfolgt; und/oder
wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass die Trocknungsbehandlung derart durchgeführt wird, dass die Oberfläche des Eisen- oder Stahlbauteils bei der Trocknung eine Temperatur im Bereich von 100 bis 300 °C, insbesondere im Bereich von 125 bis 275 °C, vorzugsweise im Bereich von 150 bis 250 °C, bevorzugt im Bereich von 160 bis 225 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 170 bis 200 °C, aufweist; und/oder
wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) in Gegenwart von Luft betrieben wird und/oder wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) mindestens einen Einlass zum Einführen und/oder Einlassen von Luft aufweist; und/oder
wobei die Trocknungsbehandlungsvorrichtung (F) mindestens eine Trocknungseinrichtung, insbesondere mindestens einen Ofen, umfasst. - Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Aluminium im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%, aufweist, bezogen auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, insbesondere wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, bezogen auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad, eine Menge an Zink von mindestens 75 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 85 Gew.-%, bevorzugt mindestens 90 Gew.-%, sowie gegebenenfalls mindestens ein weiteres Metall, insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-% und/oder insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Bismut (Bi), Blei (Pb), Zinn (Sn), Nickel (Ni), Silizium (Si), Magnesium (Mg) und deren Kombinationen, aufweist, wobei alle vorstehend genannten Mengenangaben derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren. - Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad die folgende Zusammensetzung aufweist, wobei alle nachfolgend genannten Mengenangaben auf die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad bezogen sind und derart auszuwählen sind, dass insgesamt 100 Gew.-% resultieren:(i) Zink (Zn), insbesondere in Mengen im Bereich von 75 bis 99,9999 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 80 bis 99,999 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 82,5 bis 99,995 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 85 bis 99,99 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 87,5 bis 99,98 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 90 bis 99,95 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 92 bis 99,9 Gew.-%,(ii) Aluminium (AI), insbesondere in Mengen im Bereich von 0,0001 bis 25 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 17,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 12,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-%,(iii) gegebenenfalls Bismut (Bi), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,(iv) gegebenenfalls Blei (Pb), insbesondere in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,2 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%,(v) gegebenenfalls Zinn (Sn), insbesondere in Mengen von bis zu 0,9 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,6 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,3 Gew.-%,(vi) gegebenenfalls Nickel (Ni), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,08 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,06 Gew.-%,(vii) gegebenenfalls Silizium (Si), insbesondere in Mengen von bis zu 0,1 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 0,05 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,01 Gew.-%(viii) gegebenenfalls Magnesium (Mg), insbesondere in Mengen von bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 2,5 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von bis zu 0,8 Gew.-%. - Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder das Verzinkungsbad eine Temperatur im Bereich von 375 °C bis 750 °C, insbesondere Temperatur im Bereich von 380 °C bis 700 °C, vorzugsweise Temperatur im Bereich von 390 °C bis 680 °C, noch mehr bevorzugt im Bereich von 395 °C bis 675 °C, aufweist; und/oder wobei die Feuerverzinkungsvorrichtung (G) derart ausgestaltet und/oder betreibbar ist und/oder derart ausgestaltet und/oder betrieben wird, insbesondere derart steuerbar ist und/oder derart gesteuert wird, insbesondere mittels eine Steuerungseinrichtung, dass das Eisen- oder Stahlbauteil in die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder in das Verzinkungsbad getaucht, insbesondere hierin getaucht und bewegt, wird, insbesondere für eine Zeitdauer, welche ausreichend ist, um eine wirksame Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung), zu gewährleisten, insbesondere für eine Zeitdauer im Bereich von 0,0001 bis 60 Minuten, vorzugsweise im Bereich von 0,001 bis 45 Minuten, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 30 Minuten, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 15 Minuten; und/oder
wobei die Feuerverzinkungsvorrichtung (G) mindestens eine Einrichtung zum Kontaktieren und/oder Spülen oder Durchleiten der aluminiumhaltigen, insbesondere aluminiumlegierten Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze") und/oder des Verzinkungsbades mit mindestens einem Inertgas, insbesondere Stickstoff, aufweist. - Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Anlage kontinuierlich oder diskontinuierlich betreibbar ausgestaltet ist und/oder kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben wird; und/oder
wobei die Anlage derart ausgestaltet ist, dass das Eisen- oder Stahlbauteil als ein einzelnes Erzeugnis oder als eine Vielzahl einzelner Erzeugnisse feuerverzinkbar ist oder dass das Eisen- oder Stahlbauteil als ein Langprodukt, insbesondere ein Draht-, Rohr-, Blech-, Coil-Material oder dergleichen, feuerverzinkbar ist. - Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Anlage, in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zur Feuerverzinkungsvorrichtung (F), außerdem mindestens Abkühlvorrichtung (H) zur Abkühlung des in der Feuerverzinkungsvorrichtung (F) feuerverzinkten Eisen- oder Stahlbauteils aufweist, insbesondere wobei die Abkühlvorrichtung (H) in Gegenwart von Luft betreibbar ausgestaltet ist und/oder betrieben wird und/oder insbesondere wobei die Anlage, in Prozessrichtung nachgeschaltet oder stromabwärts zur Abkühlvorrichtung (H), außerdem mindestens eine Nachbearbeitungs- und/oder Nachbehandlungsvorrichtung (I) zur Nachbearbeitung und/oder Nachbehandlung des feuerverzinkten und abgekühlten Eisen- oder Stahlbauteils aufweist. - Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Durchführung eines Verfahrens zur Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) eines Eisen- oder Stahlbauteils,
wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte in der nachfolgend aufgeführten Reihenfolge umfasst:(a) Entfettungsbehandlung, vorzugsweise alkalische Entfettungsbehandlung, des Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Entfettungsbad; dann(b) gegebenenfalls Spülen des in Verfahrensschritt (a) entfetteten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Spülbad; dann(c) Beizbehandlung, vorzugsweise saure Beizbehandlung, des in Verfahrensschritt (a) entfetteten und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (b) gespülten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Beizbad; dann(d) gegebenenfalls Spülen des in Verfahrensschritt (c) gebeizten Eisen- oder Stahlbauteils, insbesondere in mindestens einem Spülbad; dann(e) Flussmittelbehandlung des in Verfahrensschritt (c) gebeizten und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (d) gespülten Eisen- oder Stahlbauteils mittels einer Flussmittelzusammensetzung in einem Flussmittelbad,
wobei das Flussmittelbad eine ein Alkohol/Wasser-Gemisch enthaltende flüssige Phase umfasst, wobei die flüssige Phase des Flussmittelbades die Flussmittelzusammensetzung enthält, insbesondere in gelöster oder dispergierter Form, vorzugsweise in gelöster Form, und
wobei die Flussmittelzusammensetzung als Inhaltsstoffe (i) Zinkchlorid (ZnCl2), (ii) Ammoniumchlorid (NH4Cl), (iii) gegebenenfalls mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalisalz und (iv) mindestens ein Aluminiumsalz und/oder mindestens ein Silbersalz, insbesondere Aluminiumchlorid (AlCl3) und/oder Silberchlorid (AgCl), vorzugsweise Aluminiumchlorid (AlCl3), enthält und wobei die Flussmittelzusammensetzung zumindest im Wesentlichen frei, vorzugsweise vollkommen frei, von Bleichlorid (PbCl2) und Nickelchlorid (NiCl2) ausgebildet ist; dann(f) gegebenenfalls Trocknungsbehandlung des in Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung unterzogenen Eisen- oder Stahlbauteils; dann(g) Feuerverzinkung (Schmelztauchverzinkung) des in Verfahrensschritt (e) der Flussmittelbehandlung unterzogenen und gegebenenfalls in Verfahrensschritt (f) getrockneten Eisen- oder Stahlbauteils in einer aluminiumhaltigen, insbesondere aluminiumlegierten Zinkschmelze ("Zn/Al-Schmelze"), insbesondere in einem die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze enthaltenden Verzinkungsbad, vorzugsweise durch Tauchen des Eisen- oder Stahlbauteils in die aluminiumhaltige, insbesondere aluminiumlegierte Zinkschmelze und/oder in das Verzinkungsbad.
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