EP4299784A1

EP4299784A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufbringen einer schicht auf ein stahlflachprodukt

Info

Publication number: EP4299784A1
Application number: EP22182311.5A
Authority: EP
Inventors: Johann Strutzenberger; Christian Karl Riener; Harald Unger
Original assignee: Voestalpine Stahl GmbH
Current assignee: Voestalpine Stahl GmbH
Priority date: 2022-06-30
Filing date: 2022-06-30
Publication date: 2024-01-03
Also published as: WO2024002813A1

Abstract

Vorrichtung (150) zum Aufbringen einer Schicht auf ein Stahlflachprodukt (100), umfassend
- ein Zink-Legierungsschmelzbad (11) mit einer Eingangsseite (E), einer Ausgangsseite (A) und einer Umlenkung (13), um das Stahlflachprodukt (100) von der Eingangsseite (E) kommend mit einer Bandgeschwindigkeit durch das Zink-Legierungsschmelzbad (11) hindurch zur Ausgangsseite (A) zu führen,
- eine Abstreifdüsenvorrichtung (14), die mindestens einen Düsenlippenspalt umfasst, und die im Bereich der Ausgangsseite (A) so angeordnet ist, dass die noch flüssige Schicht am Stahlflachprodukt (100) mit Gas abblasbar ist, das durch den Düsenlippenspalt austritt, um die Schicht auf eine Solldicke abzublasen,

wobei die Zink-Legierung des Zink-Legierungsschmelzbads (11) die folgende Zusammensetzung aufweist:
- einen Aluminium-Anteil, der im Bereich zwischen 1,0 und 3,5 Gewichtsprozent liegt,
- einen Magnesium-Anteil, der im Bereich zwischen 1,0 und 3,0 Gewichtsprozent liegt, und
- der Rest des Zink-Legierungsschmelzbads (11) sind Zink und optional einem oder mehreren aus Si, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, Zr, Sr, La, Ce oder Bi ausgewählten zusätzlichen Elementen, wobei der gewichtsbezogene Gehalt jedes zusätzlichen Elementes in der metallischen Beschichtung weniger als 0,1 % beträgt, und unvermeidbare Verunreinigungen,

dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (150) dazu eingerichtet oder ausgelegt ist, mindestens eine der folgenden Anpassungen manuell oder automatisch vorzunehmen:
- Erhöhen der Badtemperatur des Legierungsschmelzbades (11), falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit reduziert und vice versa, und/oder
- Reduzieren der Dicke des Düsenlippenspalts, falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit reduziert und vice versa, und/oder
- Reduzieren des Abstands zwischen dem Düsenlippenspalt und der Seite des Stahlflachprodukts (100), falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit reduziert und vice versa,

wobei zusätzlich die Durchflussmenge des Gases automatisch angepasst wird, um die Soll-Dicke der aufzubringenden Schicht im Wesentlichen konstant zu halten.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren mit dem sich Stahlflachprodukte mit einer auf Zink-Aluminium-Magnesium (ZnAlMg) basierenden Schicht, z.B. als Schutzüberzug, beschichten lassen. Es geht hier auch um eine Vorrichtung, die dazu ausgelegt ist, das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung zu bringen.
Es ist hinlänglich bekannt, dass Stahlflachprodukte 100, wie Stahlbänder oder Stahlbleche, zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit mit einer ZnAlMg-Legierung überzogen werden. Dies geschieht in der Praxis meist, indem das Stahlflachprodukt 100 aus einem Ofen kommend in ein Zinklegierungsschmelzbad 11 eingebracht wird, wie in Fig. 1 anhand einer beispielhaften Vorrichtung 150 angedeutet. Um das Stahlflachprodukt 100 vor Oxidation zu schützen, wird es auf der Eingangsseite E typischerweise durch einen Rüssel 12 mit inerter Atmosphäre hindurch in das Bad 11 eingebracht. Im Bad 11 wird das Stahlflachprodukt 100 durch eine (Zinkbad-)Rolle 13 umgelenkt und auf der Ausgangsseite A nach oben aus dem Bad 11 heraus bewegt. Beim Austauchen aus diesem Bad 11 wird der auf der Vorder- und Rückseite anhaftende Legierungsschmelzfilm des Stahlflachproduktes 100 mit einem Gasstrahl aus den Gasdüsen 15 einer Abstreifdüsenvorrichtung auf die Zieldicke (im Mikrometerbereich) oder auf die Sollflächenauflagenmasse (in g/m²) abgestreift und das Stahlflachprodukt 100 dann in einen Kühlbereich 16 überführt. Dieses kontinuierlich arbeitende Verfahren wird im allgemeinen Schmelztauchbeschichten genannt.
Details eines geeigneten Verfahrens und besonders geeigneter Legierungszusammensetzungen sind zum Beispiel der publizierten Anmeldung WO 2014/033153 A1 des Anmelders VOESTALPINE STAHL GMBH zu entnehmen.
Es gibt Stand der Technik, der Wasser oder Wasserdampf im Zusammenhang mit dem Schmelztauchbeschichten von Stahlflachprodukten erwähnt. Im Folgenden sind die entsprechenden Dokumente aufgelistet und es wird deren Inhalt, soweit hier von Interesse, kurz beschrieben.
In dem Patent EP0172682B1 von Armco Inc., das im Jahr 1985 angemeldet wurde, geht es um die Kontrolle von Zink-Dampf im Zusammenhang mit dem Schmelztauchbeschichten eines Eisen-basierten Metallbandes. Auf der Eintrittsseite des Tauchbades wird in einem umschlossenen Bereich (vergleichbar mit dem Rüssel 12 in Fig. 1) eine sauerstoff-reduzierte Atmosphäre bereitgestellt, die einen kleinen Anteil an Wasserdampf enthält. Durch diesen kleinen Wasseranteil soll die Bildung von Zink-Dampf an der Oberfläche des Tauchbades verhindert werden. Dabei wird der Taupunkt des an der Eintrittsseite verwendeten Gases so eingestellt, dass sich der Zink-Dampf nicht bilden kann.
In der publizierten Patentanmeldung JP2020100886 A2 der Firma Nippon geht es um die Zielsetzung, ein verzinktes Stahlband zu erzeugen, das eine Oberfläche mit erhöhtem Reibungskoeffizienten aufweist. Um den Reibungskoeffizienten zu erhöhen, wird nach dem Gas-Abblasen Wasser mit Druck auf die Oberfläche des Stahlflachproduktes aufgespritzt. Die Teilchengröße der Wassertropfen soll mindestens 0,07mm und vorzugsweise mehr als 1,5mm betragen. Durch das Aufspritzen von Wassertropfen werden bewusst Irregularitäten an der Oberfläche des Stahlbandes erzeugt. Dieses Dokument verfolgt eine andere Zielsetzung und die entsprechende technische Lehre geht somit in eine komplett andere Richtung als die vorliegende Erfindung.
Neben dem reinen Schutz gegen Korrosion, gibt es immer weitergehende Anforderungen in Sachen Oberflächengüte zinkbeschichteter Stahlflachprodukte. Vor allem die Automobilindustrie erwartet Produkte, die höchsten Oberflächenanforderungen genügen. Das Bereitstellen homogener Oberflächen ist jedoch nicht trivial.
Hauptprobleme sind hierbei oftmals Oberflächenstörungen der ZnAlMg-Schicht. An der ZnAlMg-Schicht kann sich zum Beispiel eine Marmorierung (engl.: Marble-Effect), der «Zahnstocher»- (engl.: «Toothpick») oder «Strandmuster»-Fehler (engl.: «Beach Pattern») ausbilden oder es kann eine Schlackebildung auftreten. Es gibt Patente (z.B. EP20130826634 AM/J.M.Mataigne; JP20080256208 NSSMC/ Oohashi et al.), die versuchen ähnliche Oberflächenfehler (Glanzeffekte bzw. verschobene Oxidhäute) mit anderen Mitteln (Verringerung des O₂-Gehalts in der Umgebung der Abstreifdüse) abzustellen.
Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung bereit zu stellen, um Stahlflachprodukte beschichten zu können, die korrosionstechnisch eine besonders dauerhafte und robuste Schutzwirkung haben, wobei die Oberfläche des Schutzüberzugs besonders homogen, sehr glatt und ohne Marmorierung (ohne «Marbel Effect») und/oder Zahnstocher-Fehler (ohne «Toothpick») sein soll. Es wird eine Oberflächenqualität angestrebt, die höchsten Kundenanforderungen gerecht wird.
Außerdem soll dieses Verfahren möglichst wenig energieaufwändig, kostengünstig, einfach und reproduzierbar sein.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß Erfindung werden ein kontinuierliches (Schmelztauch-)Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung bereitgestellt, die es erlauben, ein Stahlflachprodukt mit einer metallischen Schicht, die z.B. als (Schutz-)Überzug dienen kann, zu versehen, wobei diese Schicht das Stahlsubstrat des Stahlflachprodukts vor äußeren Einflüssen schützt.
Bei allen Ausführungsformen geht es um das Aufbringen einer (Schutz-) Schicht auf ein Stahlflachprodukt, wobei die Schichtdicke dieser Schicht einer Solldicke (gemäß einer entsprechenden Spezifikation) entsprechen soll. Diese Schicht wird erzeugt, indem das Stahlflachprodukt durch ein Zink-Legierungsschmelzbad geführt und auf der Ausgangsseite des Bades mittels einer Abstreifdüsenvorrichtung, die mindestens eine Gasdüse umfasst, mit Gas abgeblasen wird. Die Zink-Legierung des Zink-Legierungsschmelzbads weist die folgende Zusammensetzung auf:

einen Aluminium-Anteil, der im Bereich zwischen 1,0 und 3,5 Gewichtsprozent und vorzugsweise im Bereich zwischen 1,3 und 2,8 Gewichtsprozent liegt,
einen Magnesium-Anteil, der im Bereich zwischen 1,0 und 3,0 Gewichtsprozent und vorzugsweise im Bereich zwischen 1,2 und 2,2 Gewichtsprozent liegt, und
der Rest des Zink-Legierungsschmelzbads sind Zink und optional einem oder mehreren aus Si, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, Zr, Sr, La, Ce oder Bi ausgewählten zusätzlichen Elementen, wobei der gewichtsbezogene Gehalt jedes zusätzlichen Elementes in der metallischen Beschichtung weniger als 0,1 % beträgt, und unvermeidbare Verunreinigungen.

Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens einer der folgenden anpassbaren Parameter wie folgt angepasst wird:

Erhöhen der Badtemperatur des Legierungsschmelzbades, falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit reduziert und vice versa, und/oder
Reduzieren der Dicke des Düsenlippenspalts, falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit reduziert und vice versa, und/oder
Reduzieren des Abstands zwischen dem Düsenlippenspalt und der Seite des Stahlflachprodukts, falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit reduziert und vice versa,

Eine Vorrichtung, die zum Aufbringen einer Schicht auf ein Stahlflachprodukt ausgelegt ist, umfasst

ein Zink-Legierungsschmelzbad mit einer Eingangsseite, einer Ausgangsseite und einer Umlenkung, um das Stahlflachprodukt von der Eingangsseite kommend mit einer Bandgeschwindigkeit durch das Zink-Legierungsschmelzbad hindurch zur Ausgangsseite zu führen,
eine Abstreifdüsenvorrichtung, die mindestens einen Düsenlippenspalt umfasst, und die im Bereich der Ausgangsseite so angeordnet ist, dass die noch flüssige Schicht am Stahlflachprodukt mit Gas abblasbar ist, das durch den Düsenlippenspalt austritt, um die Schicht auf eine Solldicke abzublasen,

Diese Vorrichtung ist dazu eingerichtet oder ausgelegt mindestens eine der folgenden Anpassungen manuell oder automatisch vorzunehmen:

Erhöhen der Badtemperatur des Legierungsschmelzbades, falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit reduziert und vice versa, und/oder
Reduzieren der Dicke des Düsenlippenspalts, falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit reduziert und vice versa, und/oder
Reduzieren des Abstands zwischen dem Düsenlippenspalt und der Seite des Stahlflachprodukt, falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit reduziert und vice versa,

Bei allen Ausführungsformen oder mindestens einem Teil der Ausführungsformen wird ein metallisches Bad mit einer ZnAlMg-Legierung vorgelegt, die sich nach dem folgenden Legierungskonzept zusammensetzt:

der Aluminium-Anteil (in Gewichtsprozent) liegt im Bereich zwischen 1,0 und 3,5 Gewichtsprozent und vorzugsweise im Bereich zwischen 1,3 und 2,8 Gewichtsprozent;
der Magnesium-Anteil (in Gewichtsprozent) liegt im Bereich zwischen 1,0 und 3,0 Gewichtsprozent und vorzugsweise im Bereich zwischen 1,2 und 2,2 Gewichtsprozent;
der Rest des Zink-Legierungsschmelzbads sind Zink und optional einem oder mehreren aus Si, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, Zr, Sr, La, Ce oder Bi ausgewählten zusätzlichen Elementen, wobei der gewichtsbezogene Gehalt jedes zusätzlichen Elementes in der metallischen Beschichtung weniger als 0,1 % beträgt, und unvermeidbare Verunreinigungen.

Der Aluminium-Anteil (in Gewichtsprozent) kann bei einem Teil der Ausführungsformen größer als der oder gleich dem Magnesium-Anteil (in Gewichtsprozent) sein.
Bei allen Ausführungsformen oder mindestens einem Teil der Ausführungsformen liegen die unvermeidbare Verunreinigungen in einem Bereich, der deutlich kleiner ist als 1 Gewichtsprozent (Gew.%), vorzugsweise ist die Summe aller unvermeidbaren Verunreinigungen kleiner als 0,5 Gewichtsprozent.
Die Kombination aus einem genau definierten ZnAlMg-Legierungskonzept, aus einer Überwachung oder Beobachtung der momentanen absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit und einer gezielten Anpassung des Abstreifprozesses (respektive der entsprechenden Verfahrens- und/oder Anlagenparameter bzw. der Abstreifwirkzahl), kann eine Oberfläche erzeugt werden, die keine oder eine vernachlässigbar geringe Marmorierung zeigt.
Die Werte der absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit, die gemäß Erfindung in unmittelbarer Nähe des Stahlflachproduktes in einem Bereich zwischen der Ausgangsseite und dem Kühlbereich (falls vorhanden) vorliegen sollen, liegen bei allen Ausführungsformen im Bereich von 1 g/m³ bis 300 g/m³, vorzugsweise im Bereich von 1,08 g/m³ bis 51 g/m³, d.h. das Verfahren kann bei einer absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit, die im genannten Bereich liegt, erfolgreich durchgeführt werden.
Nach der Abstreifdüsenvorrichtung kann bei allen Ausführungsformen optional auch eine Bandstabilisierungseinrichtung folgen, die zum automatisieren Stabilisieren der Bewegung des Stahlflachprodukts dient. In diesen Ausführungsformen können die Werte der absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit im Bereich zwischen der Abstreifdüsenvorrichtung und der Bandstabilisierungseinrichtung ermittelt werden.
Das Verfahren umfasst bei einer absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit, die größer ist als 1 g/m³, vorzugsweise die folgenden Schritte:

Betreiben des Legierungsschmelzbades mit einer Badtemperatur TB im Bereich 400 < TB < 480 Grad Celsius, vorzugsweise im Bereich 409 < TB < 473 Grad Celsius, und besonders vorzugsweise im Bereich 420 < TB < 460 Grad Celsius,
Betreiben der Abstreifdüsenvorrichtung mit einen Düsenabstand gegenüber dem Stahlflachprodukt, der zwischen 2 und 15 mm, vorzugsweise zwischen 3 und 12 mm, beträgt,
Abblasen des Stahlflachproduktes auf der Ausgangsseite des Legierungsschmelzbades mit dem Gas, das durch den Düsenlippenspalt in Richtung des Stahlflachproduktes mit einer Gas-Durchflussmenge strömt, die im Bereich von 200 bis 8000 Nm³ pro Stunde beträgt.

Die Festschreibung des oben definierten ZnAlMg-Legierungskonzepts ergibt sich aus zahleichen Untersuchungen und Berechnungen. Innerhalb der angegebenen Grenzen des ZnAlMg-Legierungskonzepts hat sich die hier präsentierte technische Lehre besonders bewährt.
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen wird die absolute lokale Luftfeuchtigkeit permanent gemessen.
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen wird die absolute lokale Luftfeuchtigkeit von Zeit zu Zeit gemessen.
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen wird das Verfahren unterbrochen, falls die absolute lokale Feuchtigkeit zu niedrig sein sollte, um einen oder mehrere der anpassbaren Parameter anzupassen.
Vorzugsweise wird das Verfahren bei allen Ausführungsformen mit einer reduzierten Badtemperatur TB_red durchgeführt, die im Bereich 420 < TB_red < 460 Grad Celsius liegt. In diesem Bereich kann zusätzlich die Bildung von Schlacke verringert werden.
Anhand konkreter Versuche konnte belegt werden, dass das ZnAlMg-Legierungskonzept in der Tat zu sehr guten Ergebnissen führt. Es hat sich gezeigt, dass durch eine gezielte Anpassung des Abstreifprozesses (respektive der entsprechenden Abstreifwirkzahl) hervorragende Ergebnisse erzielt werden können.
Die Entwicklung des neuen Verfahrens, des besonders geeigneten ZnAlMg-Legierungskonzepts und der gezielten Anpassung der (Verfahrens-) Parameter (respektive der entsprechenden Abstreifwirkzahl) geht zurück auf theoretische Betrachtungen, diverse Simulationen von Abstreifvorgängen und auf zahlreiche Versuche.
Die Vorgänge im Bereich der Abstreifdüsenvorrichtung und am Stahlflachprodukt sind hochkomplex und hängen von zahlreichen (Verfahrens-) Parametern und Einflussgrößen (respektive der entsprechenden Abstreifwirkzahl) ab. Daher setzen das vorliegende Verfahren und die Vorrichtung auf einige vereinfachte Annahmen und Festlegungen, um reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten.
Das beschichtete Stahlflachprodukt kann bei allen Ausführungsformen, wie üblich, nach der Beschichtung einem Dressier- oder Nachwalzvorgang und/oder einem Biege-Streckrichtevorgang unterzogen werden. Vorzugsweise beträgt dabei der Gesamt-Verformungsgrad für das beschichtete Stahlflachprodukt zwischen 0,5% und 2,5%, bevorzugt zwischen 0,7% und 1,7%. Durch den Dressier- oder Nachwalzschritt (mit einer Umformung im Bereich 0,7 - 1,7 %) kann der negative Einfluss der Marmorierung weiter verringert werden.
Im Übrigen kann das beschichtete Stahlflachprodukt bei allen Ausführungsformen mit den üblichen Transportschutzmaßnahmen wie bspw. Beölung oder anderen chemischen Behandlungsmitteln behandelt werden, wie in Punkt 7 des Merkblatts "Charakteristische Merkmale 095 - Schmelztauchveredeltes Band und Blech", Ausgabe 2010, herausgegeben vom Stahl-Informations-Zentrum 40039 Düsseldorf, ausgeführt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.

ZEICHNUNGEN

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

FIG. 1: zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer bekannten Vorrichtung zum Tauchbeschichten und Abstreifen von Stahlflachprodukten (Stand der Technik);
FIG. 2: zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer ersten beispielhaften Vorrichtung, in der das Verfahren der Erfindung zum Einsatz kommt;
FIG. 3A: zeigt eine stark schematisierte Seitenansicht einer Abstreifdüsenvorrichtung mit nur einer Düse, um einige der hier relevanten Verfahrens- und Anlagenparameter definieren zu können (diese Darstellung ist nicht maßstabsgetreu);
FIG. 3B: zeigt eine schematische Darstellung des Druckverlaufs P an der Oberfläche der Beschichtung bezogen auf eine Position auf der x-Achse;
FIG. 3C: zeigt eine schematische Darstellung des Scherkraftverlaufs τ an der Oberfläche der Beschichtung bezogen auf eine Position auf der x-Achse;
FIG. 4: zeigt eine zusammenfassende grafische Darstellung zahlreicher beispielhafter Versuche, wobei auf der Ordinatenachse die Abstreifwirkzahl AWZ und auf der Abszisse die absolute Luftfeuchtigkeit f aufgetragen sind;
FIG. 5: zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer Vorrichtung, in der das Verfahren der Erfindung zum Einsatz kommt, wobei zwei virtuelle Zylindervolumensegmente gezeigt sind;
FIG. 6: zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer weiteren Vorrichtung der Erfindung, in der das Verfahren der Erfindung zum Einsatz kommt;
FIG. 7A: zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer Bandseite eines Stahlflachprodukts, das keine Marmorierung aufweist;
FIG. 7B: zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer Bandseite eines Stahlflachprodukts, das eine mittlere Marmorierung aufweist;
FIG. 7C: zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer Bandseite eines Stahlflachprodukts, das eine starke Marmorierung aufweist;
FIG. 7D: zeigt ein Foto eines beschichteten Stahlflachprodukts ohne Marmorierung;
FIG. 7E: zeigt ein Foto eines beschichteten Stahlflachprodukts mit starker Marmorierung inklusive Zahnstocher-Fehler;
FIG. 7F: zeigt ein Foto eines beschichteten Stahlflachprodukts ohne Marmorierung nach dem Dressieren;
FIG. 7G: zeigt ein Foto eines beschichteten Stahlflachprodukts mit Marmorierung inklusive Zahnstocher-Fehler nach dem Dressieren;
FIG. 8A: zeigt Details der Tabelle 2 mit Versuchsergebnissen;
FIG. 8B: zeigt Details der Tabelle 2 mit weiteren Versuchsergebnissen;
FIG. 9: zeigt beispielhafte Schritte des hier beschriebenen Verfahrens.

Detaillierte Beschreibung

Es geht hier um ein Verfahren und eine Vorrichtung 150 zum Aufbringen einer Schicht 10 auf ein bandförmiges Stahlflachprodukt 100 (siehe Fig. 3A, wo die Schicht 10 andeutungsweise auf der oberen Bandseite zu erkennen ist). Diese Schicht 10 wird erzeugt, indem das Stahlflachprodukt 100 von einer Eingangsseite E zu einer Ausgangsseite A durch ein Zink-Legierungsschmelzbad 11 geführt und auf der Ausgangsseite A mittels einer Abstreifdüsenvorrichtung 14 mit Gas G abgeblasen wird, wie beispielhaft in den Figuren 2, 3A, 6 und 7 gezeigt. Zweck der Abstreifdüsenvorrichtung 14 ist es, die überschüssige (noch flüssige) ZnMgAl-Schicht (Schicht 10) beim Austritt aus dem Bad 11 abzustreifen.
Im Rahmen der Erfindung ist darauf zu achten, dass sich einerseits die Schicht 10 im Wesentlichen nicht ändert, auch wenn sich die absolute Luftfeuchtigkeit f der Umgebung ändert, und dass andererseits keine Marmorierung auftritt. Anders ausgedrückt geht es um die Vermeidung der Marmorierung bei sich ändernder absoluter lokaler Luftfeuchtigkeit f, wobei gleichzeitig die Solldicke der Schicht 10 im Wesentlichen eingehalten wird.
Zusätzlich zu der Solldicke der Schicht 10 kann bei allen Ausführungsformen auch die Soll(Flächen-)Auflagenmasse der Schicht 10 vorgegeben werden. Typischerweise gibt es zu der Solldicke einen eng vorgegebenen Toleranzbereich. Solange die zu erzeugende Schicht 10 innerhalb des/der Toleranzbereichs/e liegt, erfüllt die Schicht 10 im Wesentlichen die Vorgaben.
Die Vorgänge im Bereich der Abstreifdüsenvorrichtung 14 und am Stahlflachprodukt 100 sind hochkomplex und hängen von zahlreichen Parametern und Einflussgrößen ab.
Die Abstreifdüsenvorrichtung 14 umfasst bei allen Ausführungsformen mindestens eine Gasdüse 15 (falls nur eine Bandseite abgeblasen werden soll), oder zwei Gasdüsen 15, die einander gegenüberstehen (falls beide Bandseiten abgeblasen werden sollen). In den Figuren 2, 6 und 7 sind Ausführungsform mit zwei Düsen 15 und in Fig. 3A ist eine Ausführungsform mit nur einer Düse 15 gezeigt.
Das Verfahren wird bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen so durchgeführt und kontrolliert, dass die Schicht 10 je Bandseite des Stahlflachprodukts 100 eine Solldicke aufweist, die innerhalb des Toleranzfensters liegt. Vorzugsweise liegt die Solldicke der Schicht 10 je Bandseite bei allen Ausführungsformen im Bereich 3 bis 30 µm, und besonders vorzugsweise im Bereich 4,5 bis 15 µm.
Vorzugsweise liegt die Sollflächenauflage (Auflagenmasse pro Bandseite; in Tabelle 8A und 8B Auflage pro Seite genannt) bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen im Bereich von 20 bis 200 g/m² und besonders vorzugsweise im Bereich von 30 bis 100 g/m².
Um eine solche Schicht 10 zuverlässig aufbringen zu können, die im Wesentlichen der Solldicke entspricht, weist die Zink-Legierung des Zink-Legierungsschmelzbads 11 bei allen oder bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen die folgende Zusammensetzung auf:

einen Aluminium-Anteil, der im Bereich zwischen 1,0 und 3,5 Gewichtsprozent und vorzugsweise im Bereich zwischen 1,3 und 2,8 Gewichtsprozent liegt,
einen Magnesium-Anteil, der im Bereich zwischen 1,0 und 3,0 Gewichtsprozent und vorzugsweise im Bereich zwischen 1,2 und 2,2 Gewichtsprozent liegt, und
der Rest des Zink-Legierungsschmelzbads 11 sind Zink und optional einem oder mehreren aus Si, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, Zr, Sr, La, Ce oder Bi ausgewählten zusätzlichen Elementen, wobei der gewichtsbezogene Gehalt jedes zusätzlichen Elementes in der metallischen Beschichtung weniger als 0,1 % beträgt, und unvermeidbare Verunreinigungen.

Bei allen Ausführungsformen oder mindestens einem Teil der Ausführungsformen wird ein metallisches Bad 11 mit einer besonders bevorzugten ZnAlMg-Legierung vorgelegt, die sich nach dem folgenden Legierungskonzept zusammensetzt:

der Aluminium-Anteil (in Gewichtsprozent) liegt im Bereich zwischen 2,09 und 2,66 Gewichtsprozent;
der Magnesium-Anteil (in Gewichtsprozent) liegt im Bereich zwischen 1,45 und 2,24 Gewichtsprozent;
der Rest des Zink-Legierungsschmelzbads 11 sind Zink und optional einem oder mehreren aus Si, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, Zr, Sr, La, Ce oder Bi ausgewählten zusätzlichen Elementen, wobei der gewichtsbezogene Gehalt jedes zusätzlichen Elementes in der metallischen Beschichtung weniger als 0,1 % beträgt, und unvermeidbare Verunreinigungen.

Der Aluminium-Anteil (in Gewichtsprozent) kann bei allen Ausführungsformen gleich dem oder grösser als der Magnesium-Anteil (in Gewichtsprozent) sein.
Um die Bildung der Marmorierung zu verhindern oder die Marmorierung deutlich zu reduzieren, wird kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit die absolute lokale Luftfeuchtigkeit f ermittelt (z.B. durch direkt oder indirekte Messung). Diese Aussage trifft auch auf das Verhindern oder Reduzieren der Zahnstocher-Bildung zu.
Als absolute Luftfeuchtigkeit f wird eine physikalische Größe bezeichnet, die z.B. in der Einheit g/m³ ausgedrückt werden kann. D.h., es handelt sich um die Masse des gasförmigen Wassers in einem normierten Volumenkörper, der ein Volumen von 1 m³ hat. Anders ausgedrückt, gibt die absolute Luftfeuchtigkeit f den Gehalt an Wasserdampf in einem Volumenkörper an. f wird hier als Formelzeichen für die absolute Luftfeuchtigkeit verwendet. Näherungsweise kann die absolute Luftfeuchtigkeit f bei allen Ausführungsformen aus der Lufttemperatur TL und der relativen Luftfeuchtigkeit r abgeschätzt werden, wobei gilt: $f = \frac{13,235 \cdot r}{TL + 273,15} {.10}^{\frac{7,5 \cdot TL}{TL + 237,3}}$

r: relative Luftfeuchtigkeit in %
TL: Lufttemperatur in °C

Die Messung der absoluten lokalen Feuchtigkeit f kann bei allen Ausführungsformen direkt oder indirekt vorgenommen werden. Als indirekte Messung wird hier unter anderem das Messen der Lufttemperatur TL und der relativen Luftfeuchtigkeit r und das Berechnen/Ableiten der absoluten lokalen Feuchtigkeit f verstanden.
Die Werte der absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit f, die gemäß Erfindung in unmittelbarer Nähe des Stahlflachproduktes 100 in einem Bereich zwischen der Ausgangsseite A und dem Kühlbereich 16 (falls vorhanden) vorliegen sollen, liegen bei allen Ausführungsformen im Bereich 1 g/m³ und kleiner ist als 300 g/m³. Vorzugsweise liegt die absolute lokale Luftfeuchtigkeit bei allen Ausführungsformen im Bereich 1,08 g/m³ bis 51 g/m³.
Das Verfahren ermöglicht bei einer absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit f, die größer ist als 1 g/m³ und kleiner als 300 g/m³, durch das gezielte Anpassen von anpassbaren Parametern (Verfahrens- und Anlagenparameter) das kontrollierte Aufbringen der Schicht 10 auf mindestens eine Seite des Stahlflachproduktes 100. Es wird bei allen Ausführungsformen darauf geachtet, dass das Anpassen der anpassbaren Parameter so erfolgt, dass die aufzubringende Schicht 10 (weiterhin) im Wesentlichen der Solldicke entspricht. D.h., es wird darauf geachtet, dass weiterhin eine Schicht aufgebracht wird, die der Solldicke entspricht (innerhalb von Toleranzen) und die gleichzeitig keine oder nur eine sehr geringe Marmorierung zeigt.
Die anpassbaren Parameter (Verfahrens- und Anlagenparameter) können bei allen Ausführungsformen wie folgt angepasst werden:

Erhöhen der Badtemperatur TB des Legierungsschmelzbades 11 falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit f reduziert und vice versa, und/oder
Reduzieren der Dicke d des Düsenlippenspalts 17, falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit f reduziert und vice versa, und/oder
Reduzieren des Abstands Z zwischen dem Düsenlippenspalt 17 und der Seite des Stahlflachprodukts 100, falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit f reduziert und vice versa,

Zusätzlich kann bei allen Ausführungsformen auch die Bandgeschwindigkeit v geändert werden, mit der das Stahlflachprodukt 100 aus dem Zink-Legierungsschmelzbad 11 herausbewegt wird, wobei auch hier darauf geachtet wird, dass die Solldicke der aufzubringenden Schicht 10 im Wesentlichen konstant bleibt.
Vorzugsweise werden bei allen Ausführungsformen mehrere dieser anpassbaren Parameter (Verfahrens- und Anlagenparameter) abgestimmt aufeinander geändert, um sicher zu stellen, dass die Schicht 10, die aufgebracht wird, der Solldicke entspricht. Die mathematischen Zusammenhänge, die hier gelten, werden noch beschrieben.
Eine sogenannte Soll-Spezifikation der aufzubringenden Schicht 10 kann für alle Ausführungsformen vorgeben, dass die folgende Spezifikation(en) erfüllt sein muss/müssen:

Beschichtungsauflage der Schicht 10 je Bandseite soll im Bereich 20 bis 200 g/m², vorzugsweise Bereich 30 bis 100 g/m², liegen, und/oder
Solldicke der Schicht (10) je Bandseite, die im Bereich 3 bis 30 µm, vorzugsweise Bereich 4,5 bis 15 µm liegt.

Die Badtemperatur TB des Legierungsschmelzbades 11 hat einen Einfluss auf die Viskosität der Schmelze beim Abstreifprozess. Eine erhöhte Badtemperatur TB führt zu einer reduzierten Viskosität der Schmelze. Bei gleichbleibenden anpassbaren Parametern (Verfahrens- und Anlagenparameter) würde somit mehr Material abgestreift als gewünscht. Daher werden beim Erhöhen der Badtemperatur TB die anderen anpassbaren Parameter (Verfahrens- und Anlagenparameter) so geändert, dass die Schicht 10 weiterhin die Solldicke aufweist. Beim Erhöhen der Badtemperatur TB wird zum Beispiel die Durchflussmenge D des Gases G reduziert, um die Abstreifwirkung zu reduzieren, um weiterhin dieselbe Solldicke zu erzielen.
Vorzugsweise liegt die Badtemperatur TB des Legierungsschmelzbades 11 bei allen Ausführungsformen im Bereich 400 < TB < 480 Grad Celsius, vorzugsweise im Bereich 409 < TB < 473 Grad Celsius, und besonders vorzugsweise im Bereich 420 < TB < 460 Grad Celsius. Innerhalb dieser Bereichsgrenzen kann die Badtemperatur TB angepasst werden, um die Viskosität zu ändern.
Für das Betreiben des Legierungsschmelzbades 11 wird bei allen Ausführungsformen eine Badtemperatur TB in dem angegebenen Temperaturbereich vorgegeben. Das Einhalten dieses Temperaturfensters (Temperaturbereichs) ist wichtig, da sich vermehrt unerwünschte Schlacke am Stahlflachprodukt 100 bilden kann, wenn man oberhalb des genannten Bereichs arbeitet.
Die Badtemperatur TB kann bei allen Ausführungsformen beispielsweise mittels einer Induktivheizvorrichtung 30 (siehe Fig. 2 und 6) oder einer Widerstandsheizung verstellt werden.
Zum Vermeiden der Schlackebildung wird die Badtemperatur TB vorzugsweise bei allen Ausführungsformen reduziert. Die reduzierte Badtemperatur TB_red liegt vorzugsweise in dem bereits erwähnten Bereich 420 < TB_red < 460 Grad Celsius.
Beim Durchführen des Verfahrens wird bei allen Ausführungsformen vorzugsweise darauf geachtet, dass

die Dicke d des Düsenlippenspalts 17 in einem Bereich zwischen 0,5 und 5 mm, vorzugsweise zwischen 0,6 und 2 mm, besonders vorzugsweise zwischen 0,8 und 1,5 mm, und/oder
die Durchflussmenge D im Bereich von 200 bis 8000 Nm³ pro Stunde beträgt, und/oder
der Abstand Z in einem Bereich zwischen 2 und 15 mm, vorzugsweise zwischen 3 und 12 mm liegt, und/oder
die Bandgeschwindigkeit (v) in einem Bereich zwischen 50 und 200 m/min, vorzugsweise zwischen 70 und 150 m/min beträgt.

Innerhalb dieser Bereiche funktioniert das Verfahren besonders zuverlässig.
Eine entsprechende Gasdüse 15 hat bei allen Ausführungsformen eine Längenausdehnung parallel zur y-Achse. Vorzugsweise hat die Düse 15 bei allen Ausführungsformen eine aktive Länge, die der Bandbreite w des bandförmigen Stahlflachproduktes 100 entspricht (siehe auch Fig. 5). Die Dicke d der Gasdüse 15 ist parallel zur x-Achse definiert.
Die Bandbreite w des bandförmigen Stahlflachproduktes 100 liegt vorzugsweise bei allen Ausführungsformen im Bereich von 500 mm bis 2500 mm. Besonders vorzugsweise liegt die Bandbreite w des bandförmigen Stahlflachproduktes bei allen Ausführungsformen im Bereich von 800 mm bis 1800 mm.
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen wird die absolute lokale Luftfeuchtigkeit f permanent oder von Zeit zu Zeit gemessen und bei zu niedriger absoluter lokaler Feuchtigkeit f wird das Auftragen der Schicht 10 unterbrochen, um z.B. Anpassungen der anpassbaren Parameter vorzunehmen.
Da die Dicke d des Düsenlippenspalts 17 bei einem Teil der Vorrichtungen 150 nur manuell verstellbar ist, wird bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen das Verfahren angehalten, bevor der Düsenlippenspalt 17 manuell verstellt wird.
Bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen wird die Messung absolute lokale Luftfeuchtigkeit f direkt oder indirekt vorgenommen.
Die Messung der absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit f wird nicht direkt an der Auftrefflinie vorgenommen, an welcher das Gas G auf die abzustreifende Schicht 10 auftritt, da dort das Gasgemisch relativ «trocken» ist (d.h. wenig Luftfeuchtigkeit umfasst). Die Messung der absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit f wird vorzugsweise bei allen Ausführungsformen direkt oder indirekt in einem Bereich vorgenommen, der mindestens einen normalen (im rechten Winkel) Abstand von 20 cm von der Auftrefflinie respektive von Stahlflachprodukt 100 aufweist.
In Fig. 2 und 7 ist ein Ansatz zum direkten Messen der absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit gezeigt. Die Vorrichtung 150 umfasst beispielsweise zwei Feuchtesensoren 51 (je mindestens einen pro Bandseite). Jeder dieser Sensoren 51 hat in der schematischen Darstellung zwei Kontakte, die zum Beispiel mit einer Steuerung 250 verbunden sein können. Die entsprechenden Verbindungen bzw. Leitungen V1, V2, V3, V4 sind in Fig. 2 und 6 durch strichlierte Linien dargestellt.
Als Feuchtesensoren 51 können bei allen Ausführungsformen Sensoren der folgenden Bauart oder Funktionsweise zum Einsatz kommen:

mechanisch arbeitende Messsensoren, die auf der feuchtebedingten Ausdehnung bzw. dem Zusammenziehen von (meist organischen) Messelementen basieren;
psychrometrisch arbeitende Messsensoren, wobei zwei identische, sehr genaue Thermometern zum Einsatz kommen, an denen die zu messende Gasströmung in definierter Geschwindigkeit entlanggeführt wird;
kapazitive Messsensoren, die z.B. einen feuchteempfindlichen Kondensator mit zwei flachen Elektroden umfassen;
Tauspiegelhygrometer, das die Luftfeuchtigkeit mit Taupunktspiegeln ermittelt, bei denen die Kondensation von Wasserdampf bei einer Taupunktunterschreitung ausgewertet wird;
Resistives Messverfahren, bei dem z.B. die Impedanz des Wechselstromwiderstandes eines hygroskopischen Elementes ermittelt wird;
Spektrometrische Messverfahren, die beispielsweise im nahen oder mittleren Infrarotbereich (NIR oder MIR) den gasförmigen Wassergehalt berührungslos messen.

Alle Ausführungsformen der Vorrichtung 150 können eine Steuerung 250 umfassen. Diese Steuerung 250 kann bei allen Ausführungsformen als computergestützte Automations- und Steuerungseinheit ausgelegt sein und eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, einen Rechner und eine Datenbank umfassen.
Die Steuerung 250 kann bei allen Ausführungsformen Teil der Gesamtanlagensteuerung der Vorrichtung 150 sein, oder sie kann bei allen Ausführungsformen mit der Gesamtanlagensteuerung verbunden sein.
Die Anpassung/Verstellung der anpassbaren Parameter (Anlagen- oder Verfahrensparameter), respektive der Abstreifwirkzahl AWZ, kann dann bei diesen Ausführungsformen von der Gesamtanlagensteuerung und/oder von der Steuerung 250 vorgenommen werden.
Beim indirekten Messen der absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit wird nicht die Luftfeuchtigkeit an oder im Umgebungsbereich der Vorrichtung 150 gemessen (z.B. innerhalb eines virtuellen Zylinderkörpers vZK), sondern es wird die momentane Luftfeuchtigkeit indirekt ermittelt.
Die momentane Luftfeuchtigkeit kann bei allen Ausführungsformen z.B. indirekt gemessen werden, indem mit einer Art Lichtschranke die Transmissionsrate einer optischen Wegstrecke ermittelt wird. Bei sehr trockener Luft ist die Transmissionrate hoch. Das Vorhandensein von gasförmigem Wasser hingegen behindert die Übertragung von Licht durch die optische Wegstrecke und die Transmissionrate ist niedriger.
Das indirekte Ermitteln kann bei allen Ausführungsformen durch ein Messen der Oberflächeneigenschaft(en) des beschichteten Stahlflachprodukts 100 vorgenommen werden (drei Beispiele eines beschichteten Stahlflachprodukts 100 sind in den Figuren 7A, 7B und 7C gezeigt). Eine entsprechende Messung der Oberflächeneigenschaft(en) kann beispielsweise vor dem Kühlbereich 16 oder nach dem Kühlbereich 16 optisch vorgenommen werden (z.B. durch ein optisches Messen der Reflektivität der Oberfläche der Schicht 10). In den Figuren 7D bis 7G sind beispielhafte Fotos von beschichteten Stahlflachprodukten 100 gezeigt.
Vorzugsweise kommt bei allen Ausführungsformen ein Inertgas als Gas G zum Einsatz. Bewährt hat sich vor allem Stickstoff oder ein stickstoffhaltiges Gasgemisch.
Fig. 3A zeigt eine stark schematisierte Seitenansicht einer weiteren Abstreifdüsenvorrichtung 14, um die anpassbaren Parameter (Anlagen- und Verfahrensparameter), respektive die Abstreifwirkzahl AWZ, genauer definieren zu können. Wichtige anpassbare Parameter sind

die Dicke d des Düsenlippenspalt 17,
die Durchflussmenge D des Gases G,
der Abstand Z zwischen dem Düsenlippenspalt 17 und der (Band-)Seite des Stahlflachprodukt 100,
die Bandgeschwindigkeit v (parallel zur x-Achse verlaufend) mit der das Stahlflachprodukt 100 aus dem Zink-Legierungsschmelzbad 11 herausbewegt wird.

Fig. 3A zeigt den Düsenabstand Z zwischen der Düse 15 und der entsprechenden Bandseite (hier die Vorderseite) des Stahlflachprodukts 100, sowie die Dicke d des Düsenlippenspalts 17. Der Düsenlippenspalt 17 dient als Gasaustrittsspalt der Abstreifdüsenvorrichtung 14.
Fig. 3B zeigt eine schematische Darstellung des Gas-Druckverlaufs P, der sich entlang der Vorderseite des Stahlflachprodukts 100 ergibt. Der Druck P hängt von der Position auf der x-Achse ab. Der Druckverlauf P hat im Idealfall die Form einer Gausskurve, wie in Fig. 3B angedeutet. An dieser Gausskurve kann die Halbwertsbreite bei dem Druck P_S/2 ermittelt werden, wie gezeigt, wobei P_S den Maximaldruck darstellt. 2b ist die Halbwertsbreite in Millimetern. Ein schmaler Gasstrahl ist durch eine kleine Halbwertsbreite 2b definiert. Je größer (weiter) der Gasstrahl wird, desto größer wird die Halbwertsbreite 2b. Weitere Details können der Publikation «Wall Pressure and Shear Stress Measurements Beneath an Impinging Jet», C.V. Tu et al., Experimental Thermal and Fluid Science 1996, 16, Seiten 364 - 373, Elsevier Science Inc., entnommen werden.
Der Gasstrahl, der aus der Düse 14 austritt, übt zusammen mit der Schwerkraft (falls das Stahlflachprodukt 100 senkrecht aus dem Bad 11 nach oben gezogen wird, wie z.B. in Fig. 2, 6 und 7 gezeigt) eine Scherkraft τ auf die noch flüssige Schicht 10 aus. Fig. 3C zeigt eine Darstellung der Scherkraft τ bezogen auf eine Position auf der x-Achse (die Scherkraft τ wurde durch die negative erste Ableitung des Druckprofils der Fig. 3B ermittelt). Es handelt sich hier um die Scherkraft τ, die auf die abzustreifende Schicht 10 einwirkt. Der Verlauf der Scherkraftkurve τ ist in erster Näherung symmetrisch zum Punkt x=0, τ=0 (wenn man die Bandgeschwindigkeit v parallel zur x-Achse vernachlässigt). Genau oberhalb der x=0 Position befindet sich die Düse 15 im Abstand Z > 0. τ_maxdefiniert die maximal an der abzustreifenden Schicht 10 auftretende Scherkraft.
Versuche haben gezeigt, dass die anpassbaren Anlagen- und/oder Verfahrensparameter, respektive die Abtreifwirkzahl AWZ, innerhalb bestimmter Grenzen angepasst werden können, ohne die Solldicke und/oder das Flächengewicht (Auflage pro Bandseite) der Schicht 10 deutlich zu ändern.
Außerdem hat sich gezeigt, dass (neben der absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit f) zwei Größen, die das Scherkraftprofil, das die Abstreifdüse 15 am Band 100 erzeugt, kennzeichnen, für die Ausbildung der Marmorierung maßgeblich sind. Einerseits handelt es sich um die maximale Scherkraft τ_max und andererseits um die Zeit t, in der das bandförmige Stahlflachprodukt 100 den Abstand l zwischen den Scherkraftmaxima durchläuft (siehe Fig. 3C). Die Zeit t hängt wiederum von der Bandgeschwindigkeit v ab.
Zwischen der Zeit t, der Bandgeschwindigkeit v und der Halbwertsbreite 2b besteht ein direkter Zusammenhang, wie in Gleichung (1) ausgedrückt: $t = \frac{120}{v} \cdot \sqrt{\frac{- b^{2}}{2 \cdot \ln (0,5)}}$
Die Bandgeschwindigkeit v liegt bei allen Ausführungsformen vorzugsweise im Bereich von 50 m/min bis 200 m/min und besonders vorzugsweise zwischen 70 und 150 m/min.
Die Gleichungen, die das dynamische Strömungsverhalten das Gases G am Stahlflachprodukt 100 beschreiben, sind sehr komplex. Dies liegt unter anderem daran, dass sich im Gasstrahl, der durch den Düsenlippenspalt 17 der Düse 15 austritt, an der Schicht 10 des Stahlflachproduktes 100 Bereiche mit laminarem und turbulentem Strömungsverlauf ausbilden. Außerdem saugt der Gasstrahl Umgebungsluft an, die mit dem Gas G verwirbelt wird. Details können z.B. der bereits genannten Publikation «Wall Pressure and Shear Stress Measurements Beneath an Impinging Jet» entnommen werden.
Aufwendige Versuche und statistische Auswertungen der gemessenen Ergebnisse haben aufgrund der komplexen Zusammenhänge keine unmittelbar verwertbaren Ergebnisse in Bezug auf einen Zusammenhang der Abstreifdüsenparameter und der Marmorierung geliefert. Erst nachdem zusätzlich systematisch verschiedene interne und externe Einflussgrößen untersucht wurden, zeigte sich ein Zusammenhang zwischen dem Grad der Marmorierung an der Schicht 10, den Abstreifdüsenparametern und den Umgebungsbedingungen des Versuchsaufbaus. Insbesondere die Luftfeuchtigkeit zeigt einen Einfluss auf die Marmorierung an der Schicht 10.
Weitere gezielte Untersuchungen und die grafische Aufarbeitung der Ergebnisse dieser Versuche zeigten erstmals eine Korrelation zwischen der Luftfeuchtigkeit, den Abstreifdüsenparametern und der Neigung zur Marmorierung. Fig. 4 zeigt eine zusammenfassende grafische Darstellung zahlreicher Versuche, wobei auf der Ordinatenachse die Abstreifwirkzahl AWZ (als Zusammenfassung bzw. Oberbegriff für die Verfahrens- und Vorrichtungsparameter oder kurz Abstreifdüsenparameter) und auf der Abszisse die absolute Luftfeuchtigkeit f in g/m³ aufgetragen wurden.
Durch eine Gewichtung und Addition der beiden Größen τ_max und t kann eine sogenannte Abstreifwirkzahl AWZ bestimmt werden, die direkt mit der absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit f verglichen werden kann, wie folgt (Ungleichung (2.1)): $f > \frac{τ_{\max} + 500 \cdot t - 636}{14}$
Die rechte Seite der Ungleichung (2.1) entspricht der Abstreifwirkzahl AWZ, d.h., es gilt der folgende Zusammenhang (2.2): $f > AWZ$
Abstreifwirkzahl AWZ fasst die folgenden Verfahrens- und Vorrichtungsparameter zusammen:

die über die Bandbreite w wirksame Durchfluss(menge) D des Gases G pro Bandseite,
den Proportionalitätsfaktor k,
die Bandbreite w des Stahlflachproduktes 100,
die Dicke d des Düsenlippenspalts 17,
die Halbwertsbreite 2b,
die Geschwindigkeit v (Bandgeschwindigkeit) des Stahlflachproduktes 100, respektive die Zeit t, die mit der Geschwindigkeit v korreliert ist.

Weitere Details zur Abstreifwirkzahl AWZ sind auch der Ungleichung (3) zu entnehmen, die noch besprochen wird. Der gesamte Term auf der rechten Seite dieser Ungleichung (3) kann auch als Definition der Abstreifwirkzahl AWZ verwendet werden. Bevor die Ungleichung (3) beschrieben wird, beziehen wir uns weiter auf die Fig. 4.
Die grau oder schwarz gefüllten Symbole (Quadrate, Rauten, Dreiecke oder Kreise) der Fig. 4 stehen für Stahlflachprodukte 100, bei denen sich an der Oberfläche der Schicht 10 deutlich sichtbar eine Marmorierung gebildet hat. Bei den schwarz gefüllten Symbolen ist die Marmorierung besonders stark. Die grau gefüllten Symbole stehen für eine weniger starke Marmorierung. Die nicht gefüllten Symbole hingegen stehen für keine oder für eine vernachlässigbar geringe Marmorierung. Kreisrunde Symbole stehen für Versuche, die mit einer Dicke des Düsenlippenspalts d=0,8 mm durchgeführt wurden, quadratische Symbole stehen für Versuche mit einer Dicke des Düsenlippenspalts d=0,9 mm, rautenförmige Symbole stehen für eine Dicke des Düsenlippenspalts von d=1 mm und dreieckige Symbole stehen für d=1,2 mm und auf dem Kopf stehende dreieckige Symbole stehen für d=1,4 mm.
Es wurde in die Grafik der Fig. 4 eine Gerade Ge als Trennlinie eingefügt, um in einer ersten Näherung diejenigen Versuche mit deutlicher oder mittelstarker Marmorierung von den Versuchen zu trennen, die keine oder nur eine vernachlässigbar geringe Marmorierung zeigen. Bei den Versuchen, die rechts unterhalb der Gerade Ge liegen, findet keine oder nur eine vernachlässigbar geringe Marmorierung statt (ein entsprechendes Stahlflachprodukt 100 mit einer Schicht 10 ohne Marmorierung ist in Fig. 7A gezeigt). Die Gerade Ge kann als Funktion der Abstreifwirkzahl AWZ verstanden werden (siehe auch Ungleichungen (2.1) und (3)).
Eine detaillierte Auswertung der Versuchsergebnisse lässt darauf schließen, dass die oben genannte Abstreifwirkzahl AWZ in Abhängigkeit von der absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit f angepasst werden kann, um ein Auftreten der unerwünschten Marmorierung zu vermeiden. Diese Anpassung der Abstreifwirkzahl AWZ wird vorzugsweise bei allen Ausführungsformen so vorgenommen, dass sich die Solldicke der Schicht 10, respektive die Flächenauflage(masse) dieser Schicht 10, nicht oder kaum ändern. Das heißt, es wird beim Ändern der Abstreifwirkzahl AWZ stets darauf geachtet, dass die aufzubringende Schicht 10 im Wesentlich die Solldicke aufweist.
Wichtig ist jedoch, dass beim Anpassen der Abstreifwirkzahl AWZ darauf geachtet wird, dass neben dem Vermeiden der Marmorierung auch andere Fehler, wie Zahnstocher-Fehler (Toothpick), Strandmuster-Fehler (Beach Pattern) und so weiter vermieden oder die Bildung von Schlacke reduziert werden. Daher werden hier Parameterbereiche vorgegeben, die sich besonders bewährt haben.

Die in Fig. 4 gezeigte Gerade Ge stellt, wie erwähnt, nur eine erste Näherung dar. Die eigentlichen Zusammenhänge sind sehr komplex. Die folgende Formeldarstellung (Ungleichung (3)) zeigt eine weitere mathematische Beschreibung des Zusammenhangs zwischen der absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit f in g/m³ und der Abstreifwirkzahl AWZ:

d	Dicke des Düsenlippenspalts	[mm]
D	Gas-Durchfluss pro Bandseite	[Nm³/h]
w	Breite des Stahlflachproduktes 100	[mm]
v	Bandgeschwindigkeit	[m/min]
2b	Halbwertsbreite	[mm]
k	Proportionalitätsfaktor

f > \frac{1}{14} \cdot (\frac{D^{2} \cdot k \cdot e^{- 0,5} \cdot 1,251 \cdot 10^{4}}{w^{2} \cdot d^{2} \cdot 25,92} \cdot \sqrt{\frac{- 2 \cdot \ln (0,5)}{b^{2}}} + \frac{6 \cdot 10^{4}}{v} \cdot \sqrt{\frac{- b^{2}}{2 \cdot \ln (0,5)}} - 636)

Im Folgenden werden zwei beispielhafte Ansätze beschrieben, die dazu dienen, die Ungleichung (3) zu vereinfachen:

1. Ansatz: Es wird gemäß einem 1. Ansatz eine Unterteilung in drei verschiedene Kurvenbereiche vorgenommen (hier als Fälle 1.1 bis 1.3 bezeichnet). Mit einer solchen Unterteilung kann die rechte Seite der Ungleichung (3) vereinfacht berechnet werden.

(Fall 1.1). In einem linearen Bereich gilt die Annahme: 2b/d=1,9 bzw. b = 1,9d/2. Diese Vereinfachung gilt für das folgende Verhältnis zwischen dem Düsenabstand Z und der Breite d des Düsenlippenspalts 17: Z/d<5,2.

Fall 1.1 $\frac{Z}{d} < 5,2 \to b = 1,9 \cdot \frac{d}{2}$
und k = 1

(Fall 1.2) In einem weiteren Bereich, der bei ca. Z/d=5,2 beginnt und vor Z/d=10 endet, gelten die folgenden Zusammenhänge:

Fall 1.2

5,2 \leq \frac{Z}{d} < 10

\begin{array}{l} \to b = [- {(\frac{Z}{d})}^{4} \cdot 3,22 \cdot 10^{- 4} + {(\frac{Z}{d})}^{3} \cdot 9,78 \cdot 10^{- 3} - {(\frac{Z}{d})}^{2} \cdot 8,39 \cdot 10^{- 2} + (\frac{Z}{d}) \cdot 2,72 \cdot 10^{- 1} + 1,62] \cdot \frac{d}{2} \\ \to k = - {(\frac{Z}{d})}^{4} \cdot 6,05 \cdot 10^{- 4} + {(\frac{Z}{d})}^{3} \cdot 2,2 \cdot 10^{- 2} - {(\frac{Z}{d})}^{2} \cdot 2,89 \cdot 10^{- 1} + (\frac{Z}{d}) \cdot 1,55 - 1,9 \end{array}

(Fall 1.3) In einem weiteren Bereich, der bei ca. Z/d=10 beginnt, gelten die folgenden Zusammenhänge:

Fall 1.3 $\frac{Z}{d} \geq 10 \to b = 0,125 \cdot Z und k = 6,5 \cdot \frac{d}{Z}$
Um die komplizierte Ungleichung (3) für die Praxis handhabbar zu machen, bietet sich eine Fallunterscheidung mit den genannten drei Fällen 1.1 bis 1.3 an, wobei das Verhältnis Z/d zur Fallunterscheidung verwendet wird.
Die Unterscheidung in die genannten drei Bereiche oder Fälle führt vor allem im 2. Bereich (Fall 1.2) immer noch zu komplizierten mathematischen Formeln.
2. Ansatz: Daher wird hier nun ein 2. Ansatz beschrieben, der dazu dient, die komplizierte Ungleichung (3) für die Praxis einfacher handhabbar zu machen. Bei diesem 2. Ansatz wird eine Fallunterscheidung mit nur zwei Fällen (Fälle 2.1 und 2.2) vorgenommen, wobei auch hier das Verhältnis Z/d zur Fallunterscheidung verwendet wird.

Fall 2.1 $\frac{Z}{d} < 7,6 \to b = 1,9 \cdot \frac{d}{2} und k = 1$

Fall 2.2 $\frac{Z}{d} \geq 7,6 \to b = 0,125 \cdot Z und k = 6,5 \cdot \frac{d}{Z}$
Der 2. Ansatz hat den Nachteil, dass im Grenzbereich die Trennung zwischen Stahlflachprodukten 100 ohne Marmorierung und Stahlflachprodukten 100 mit Marmorierung nicht ganz deutlich bzw. eindeutig ist. Die besten Ergebnisse können erzielt werden, wenn eine Fallunterscheidung nach dem 1. Ansatz unter Anwendung der Ungleichung (3) und/oder die Ungleichung (2.1) ausgewertet (z.B. nummerisch durch die Steuerung 250 verarbeitet) werden/wird.
Die Anpassung/Verstellung der anpassbaren Parameter (Anlagen- und/oder Verfahrensparameter), respektive der Abstreifwirkzahl AWZ, kann nun bei allen Ausführungsformen oder bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen entweder anhand der Ungleichung(en) (2.1) und/oder (3) anhand des 1. oder 2. Ansatzes vorgenommen werden. Oder, wie bereits erwähnt, kann auch eine nummerische Darstellung der Ungleichung(en) (2.1) und/oder (3) in der Steuerung 250 zur Anwendung gelangen.
Die Anpassung/Verstellung der anpassbaren Parameter (Anlagen-und/oder Verfahrensparameter), respektive der Abstreifwirkzahl AWZ, kann nun bei allen Ausführungsformen oder bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen so vorgenommen werden, dass die Flächenauflage der Schicht 10 und/oder die (Auflagen-)Masse der Schicht 10, und/oder die Solldicke der Schicht 10 konstant oder innerhalb von eng vorgegebenen Toleranzgrenzen bleibt, wie z.B. durch eine Soll-Spezifikation definiert.
Die Soll-Spezifikation kann bei allen Ausführungsformen vom Hersteller und/oder vom Abnehmer bzw. Auftraggeber vorgegeben werden.
Vorzugsweise ist/sind entweder Ungleichung(en) (2.1) und/oder (3) oder es sind die Formeln des 1. Ansatzes oder die Formeln des 2. Ansatzes in der Steuerung 250 durch Software implementiert, oder es sind in einer oder mehreren Tabellen Zahlenwerte für die absolute lokale Feuchtigkeit f und entsprechend geeignete anpassbare Parameter (Anlagen- und/oder Verfahrensparameter), respektive der Abstreifwirkzahlen AWZ hinterlegt. Durch einen «lookup»-Tabelle kann die Steuerung 250 dann zu einem momentan gültigen absoluten lokalen Feuchtigkeitswert f die entsprechend geeigneten anpassbaren Parameter (Anlagen- und/oder Verfahrensparameter), respektive Abstreifwirkzahlen AWZ abrufen und die Vorrichtung 150 verstellen, oder dem Maschinenführer z.B. einen Zahlenwert für das Anpassen der Dicke d des Düsenlippenspalts vorgeben (z.B. auf einem Display anzeigen).
Bei allen Ausführungsformen kommen vorzugsweise anpassbare Parameter (Anlagen- und/oder Verfahrensparameter), respektive Abstreifwirkzahlen AWZ in den folgenden Zahlen- oder Wertebereichen zum Einsatz. Die einzelnen Zahlen- oder Wertebereiche der Tabelle 1 sind nicht oder nur in Teilbereichen miteinander korreliert, da die jeweiligen Maximal- und Minimalwerte aus verschiedenen Versuchen stammen. Es wurden lediglich die jeweiligen Maximal- und Minimalwerte aus der Tabelle 2 (Fig. 8A, 8B) entnommen und hier zusammengefasst.
Die Tabelle 2 (Fig. 8A, 8B) genannte Düsenhöhe ist der Vertikalabstand zwischen Zinkbadniveau und der Auftreffline des Gasstrahles auf die abzustreifende Schicht 10. Der Düsendruck in der Tabelle 2, Fig. 8A, 8B ist als (Über)Druck (bezogen auf den Umgebungsdruck) des Abstreifgases G in der Düse 15 in mbar definiert.
Der(Die) Durchfluss(menge) D des Gases G pro Bandseite liegt bei allen Ausführungsformen typischerweise im Bereich zwischen 200 bis 8000 Nm³ pro Stunde.

Tabelle 1

Parameter Untergrenze Obergrenze

TB [⁰C] 409 473

Z [mm] 2,5 14,1

d [mm] 0,8 1,2

D [Nm³/h] 410 1775

k 0,55 1,0

w [mm] 1159 1614

b [mm] 0,76 1,76

v [m/min] 70 150
Aus der Tabelle 2, die in zwei Teile unterteilt ist (siehe Figuren 8A und 8B), sind konkrete Zahlenwerte zu den in Fig. 4 gezeigten Versuchsergebnissen gezeigt. Die Tabelle 2 der Fig. 8A zeigt Versuche, bei denen durch die Vorgabe geeigneter anpassbarer Parameter (Verfahrens- und/oder Anlagenparameter), respektive Abstreifwirkzahlen AWZ, Schichten 10 ohne (sichtbare) Marmorierung erzeugt wurden (wie beispielhaft in Fig. 7A gezeigt). Die Werte der Tabelle 2 der Fig. 8A wurden nach aufsteigendem b sortiert.
Die Tabelle 2 der Fig. 8B hingegen zeigt Versuche, bei denen Schichten 10 mit mittlerer (wie beispielhaft in Fig. 7B gezeigt) oder sogar starker Marmorierung (wie beispielhaft in Fig. 7C gezeigt) erzeugt wurden. Die Werte der Tabelle 2 der Fig. 8B wurden auch nach aufsteigendem b sortiert.

Aus der Tabelle 2 der Fig. 8A kann man die folgenden Wertepaare für die absolute lokale Luftfeuchtigkeit f und die Abstreifwirkzahl AWZ extrahieren (sortiert nach aufsteigender Abstreifwirkzahl AWZ), wobei alle Schichten 10, die mit diesen anpassbaren Parametern (Verfahrens- und Anlagenparameter), respektive Abstreifwirkzahlen AWZ erzeugt wurden, unterhalb der Geraden Ge in Fig. 4 liegen.

Auszug aus Tabelle 2 (Fig. 8A)
absolute Luftfeuchtigkeit (f)	Abstreifwirkzahl (AWZ)	Bewertung der Schicht 10
g/m³
3,33	-8,59	keine Marmorierung
4,2	-6,27	keine Marmorierung
3,13	-5,68	keine Marmorierung
3,33	-4,16	keine Marmorierung
4,52	-3,76	keine Marmorierung
2,93	-2,25	keine Marmorierung
2,93	-0,60	keine Marmorierung
13,14	-0,46	keine Marmorierung
13,22	2,23	keine Marmorierung
5,99	2,53	keine Marmorierung
6,93	3,10	keine Marmorierung
15,54	3,81	keine Marmorierung
9,29	4,43	keine Marmorierung
5,22	4,70	keine Marmorierung
6,86	4,89	keine Marmorierung
9,13	5,71	keine Marmorierung
11,08	5,87	keine Marmorierung
13,47	6,48	keine Marmorierung
6,97	6,89	keine Marmorierung
17,67	8,22	keine Marmorierung
9,52	8,30	keine Marmorierung
15,34	9,26	keine Marmorierunq
11,99	9,26	keine Marmorierung
20,4	10,81	keine Marmorierung
13,47	12,03	keine Marmorierung

Aus der Tabelle 2 der Fig. 8B kann man die folgenden Wertepaare für die absolute Luftfeuchte f und die Abstreifwirkzahl AWZ extrahieren (sortiert nach aufsteigender Abstreifwirkzahl AWZ), wobei alle Schichten 10, die mit diesen anpassbaren Parametern (Verfahrens- und Anlagenparameter), respektive Abstreifwirkzahlen AWZ erzeugt wurden, oberhalb der Geraden Ge in Fig. 4 liegen.

Auszug aus Tabelle 2 (Fig. 8B)
absolute Luftfeuchtigkeit (f)	Abstreifwirkzahl (AWZ)	Bewertung der Schicht 10
g/m³
3,17	3,80	mittlere Marmorierung
3,76	6,43	mittlere Marmorierung
2,71	7,21	mittlere Marmorierung
5,95	8,14	mittlere Marmorierung
5,14	8,26	starke Marmorierung
3,76	9,10	starke Marmorierung
3,13	9,24	starke Marmorierung
5,99	9,56	starke Marmorierung
7,83	10,02	starke Marmorierung
8,96	10,25	mittlere Marmorierung
4,09	12,15	starke Marmorierung
7,83	12,51	starke Marmorierung
5,99	13,28	starke Marmorierung
11,47	13,36	mittlere Marmorierung
8,36	13,50	starke Marmorierung
3,87	14,58	starke Marmorierung
9,12	15,19	mittlere Marmorierung
4,21	16,43	starke Marmorierung
3,17	17,98	starke Marmorierung
3,17	20,02	starke Marmorierung
13,67	21,25	mittlere Marmorierung

Treten unter einer gegebenen absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit f und unter gegebenen Prozessbedingungen Marmorierungsfehler auf, dann wird bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen zum Beseitigen der Marmorierung die Abstreifwirkzahl AWZ (entspricht der rechten Seite der Ungleichung (2.1) und (3)) soweit vermindert, bis diese Ungleichung wieder erfüllt wird.
In der Regel ist es dabei nicht zulässig, die Beschichtungsauflage des erzeugten Stahlflachproduktes 100 zu verändern, da diese in der Produktspezifikation festgeschrieben ist. Unter der Bedingung, die Dicke der Schichtauflage konstant zu halten, kann die Verminderung der Abstreifwirkzahl AWZ auf unterschiedlichen Wegen herbeigeführt werden.
Anhand von drei konkreten Beispielen werden in der Folge Möglichkeiten zur Veränderung der Abstreifkennzahl AWZ beispielhaft dargestellt.
Beispiel 1: Verminderung der Abstreifwirkzahl AWZ durch Verringerung des Düsenabstandes Z (siehe Tabelle 3).
In der folgenden Tabelle 3 sind zwei Versuchsbeispiele 1.1 und 1.2 dargestellt, die durch das Reduzieren des Düsenabstandes Z von 10 mm auf 8 mm eine Verminderung der Abstreifwirkzahl AWZ belegen.
Für den Ausgangszustand (Tabelle 3 - Beispiel 1.1) mit einem Gasdurchfluss D von 1691 Nm³/h, der Bandbreite w von 1315 mm, einem Düsenlippenspalt d von 1,0 mm, dem Düsenabstand Z mit 10 mm und der Bandgeschwindigkeit v von 100 m/min errechnet sich die AWZ laut Ungleichung (3) zu einem Wert von 21,3.
Ausgehend vom Beispiel 1.1 wurde zur Verringerung der Abstreifwirkzahl AWZ der Düsenabstand Z von 10 mm auf 8 mm verringert, wobei die Bandbreite w, der Düsenlippenspalt d, die Bandgeschwindigkeit v die Badtemperatur TB und die Schichtauflage pro Seite konstant belassen wurden. Durch den veränderten Düsenabstand Z wird das Verhältnis Z/d verschoben, wodurch sich auch die damit ermittelten Werte für b und k ändern. Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, dass hier als Folge der Veränderung des Düsenabstandes Z der Düsendruck und damit der Gasdurchfluss pro Seite D durch eine automatische Auflagenregelung des Abstreifdüsensystems von 1691 auf 1386 Nm³/h reduziert werden musste, um die Dicke der Schicht 10 im Wesentlichen konstant zu halten.
Berechnet man nun mit diesen neuen Prozessparametern (Tabelle 3, Beispiel 1.2) die Abstreifwirkzahl AWZ, ergibt sich ein Wert von 13,5. Durch die Verringerung des Düsenabstandes von 10 mm auf 8 mm konnte somit die Abstreifwirkzahl AWZ bei unveränderter Schichtauflage von 21,3 auf 13,5 reduziert werden.
Beispiel 2: Verminderung der Abstreifwirkzahl AWZ durch Verringerung des Düsenlippenspaltes d.
In der folgenden Tabelle 4 sind zwei Versuchsbeispiele 2.1 und 2.2 dargestellt, die durch das Reduzieren der Dicke d von 1,2 mm auf 1 mm eine Verminderung der Abstreifwirkzahl AWZ belegen.
Für den Ausgangszustand (Tabelle 4, Beispiel 2.1) mit einem Durchfluss D = 1373 Nm³/h, der Bandbreite w = 1455 mm, einem Düsenlippenspalt d = 1,2 mm, dem Düsenabstand Z = 7 mm und der Bandgeschwindigkeit v = 100 m/min errechnet sich die AWZ laut Ungleichung (3) zu einem Wert von 9,4.
Ausgehend davon wurde zur Verringerung der Abstreifwirkzahl AWZ der Düsenlippenspalt d von 1,2 mm auf 1,0 mm verringert, wobei die anderen Parameter im Wesentlichen konstant belassen wurden.
Aus Tabelle 4 ist ersichtlich, dass als Folge der Veränderung des Düsenlippenspaltes d der Düsendruck und damit der Gasdurchfluss pro Seite D von der automatischen Auflagenregelung von 1373 auf 1166 Nm³/h reduziert werden mussten, um die Dicke der Schicht 10 konstant zu halten.
Durch den veränderten Düsenlippenspalt d wird das Verhältnis Z/d verschoben, wodurch sich auch die damit ermittelten Werte für b und k ändern. Berechnet man nun mit diesen neuen Prozessparametern (Tabelle 4, Beispiel 2.2) die Abstreifwirkzahl AWZ, so ergibt sich ein Wert von 4,9. Durch die Verringerung des Düsenlippenspaltes von 1,2 mm auf 1,0 mm konnte somit die Abstreifwirkzahl AWZ bei unveränderter Schichtauflage von 9,4 auf 4,9 reduziert werden.
Beispiel 3: Verminderung der Abstreifwirkzahl AWZ durch die Erhöhung der Badtemperatur TB.
In der folgenden Tabelle 5 sind zwei Versuchsbeispiele 3.1 und 3.2 dargestellt, die durch das Erhöhen der Badtemperatur TB von 439°C auf 455°C eine Verminderung der Abstreifwirkzahl AWZ belegen.
Für den Ausgangszustand (Tabelle 5, Beispiel 3.1) mit einem Durchfluss D = 1607 Nm³/h, der Bandbreite w = 1615 mm, einem Düsenlippenspalt d = 1,0 mm, dem Düsenabstand Z = 7 mm und der Bandgeschwindigkeit v = 100 m/min, errechnet sich die AWZ laut Ungleichung (3) zu einem Wert von 12,4.
Ausgehend davon wurde zur Verringerung der Abstreifwirkzahl AWZ die Badtemperatur TB von 439°C auf 455°C mm erhöht, wobei die anderen Parameter im Wesentlichen konstant belassen wurden. In diesem Beispiel bleibt das Verhältnis Z/d unverändert, die damit ermittelten Werte für b und k bleiben bei einer Erhöhung der Badtemperatur TB also auch konstant.
Aus Tabelle 5 ist ersichtlich, dass als Folge der Veränderung der Badtemperatur TB der Düsendruck und damit der Gasdurchfluss D pro Bandseite von der automatischen Auflagenregelung von 1607 auf 1339 Nm³/h reduziert werden mussten, um die Dicke konstant zu halten. Grund dafür ist, dass mit steigender Badtemperatur TB die Viskosität der Zinkschmelze sinkt, wodurch zum Abstreifen der gleiche Menge Schmelze geringere Abstreifkräfte nötig sind.
Berechnet man nun mit diesen neuen Prozessparametern (Tabelle 5, Beispiel 3.2) die Abstreifwirkzahl AWZ, so ergibt sich ein Wert von 5,8. D.h., durch die Erhöhung der Badtemperatur TB konnte somit die Abstreifwirkzahl AWZ reduziert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die absolute lokale Luftfeuchtigkeit f vorzugsweise als absolute Luftfeuchtigkeit innerhalb eines virtuellen Zylinderkörpers vZK definiert, wie in Fig. 5 schematisch gezeigt. Bei diesem virtuellen Zylinderkörper vZK wird ein Bereich, der sich rechts und links parallel zu dem bandförmigen Stahlflachprodukt 100 erstreckt, ausgenommen.
Der virtuelle Zylinderkörper vZK setzt sich aus zwei virtuellen Zylindervolumensegmenten zusammen, die einerseits durch eine virtuelle Zylinderoberfläche begrenzt werden, die die Gasdüsen 15 konzentrisch oder nahezu konzentrisch umschließt. Andererseits werden die Zylindervolumensegmente durch zwei auf beiden Seiten des Stahlflachprodukts 100 parallel zum Stahlflachprodukt 100 verlaufenden Ebenen mit einem Abstand von jeweils beispielsweise s=20 cm zum Stahlflachprodukt 100 begrenzt werden. Die beiden Zylindervolumensegmente haben zusammen ein Volumen in einem Bereich von 1m³ bis 10m³ und vorzugsweise ein Volumen von weniger als 2 m³. Die Messung der absoluten lokalen Feuchtigkeit f wird vorzugsweise bei allen Ausführungsformen direkt oder indirekt innerhalb der Zylindervolumensegmente vorgenommen.
In Fig. 5 ist ein Teil einer weiteren Vorrichtung 150 gezeigt, wobei hier die beiden Zylindervolumensegmente des virtuellen Zylinderkörpers vZK dargestellt sind. Das Bad 11 ist hier als rechteckförmiger Behälter dargestellt, der nach oben offen ist. In dem Bad 11 befindet sich die flüssige Zink-Legierung (hier mit ZnAIMg abgekürzt). Von dem Stahlflachprodukt 100, das eine Bandform hat, ist nur ein kurzer Längenabschnitt nach dem Austauchen aus dem Bad 11 gezeigt. Das Stahlflachprodukt 100 wird in Richtung der x-Achse vertikal aus dem Bad 11 heraus zwischen zwei einander gegenüberstehenden Gasdüsen 15 der Abstreifdüsenvorrichtung 14 hindurchgeführt. Wenn die beiden Gasdüsen 15 parallel zueinander angeordnet sind, dann kann eine Mittellinie ML zwischen diesen Düsen 15 definiert werden. Diese Mittellinie ML ist in Fig. 5 strichliert gezeigt. Die Mittellinie ML liegt in einer Düsenebene DE (die als x-y-Ebene definiert ist).
Um die Mittellinie ML herum ergibt sich der virtuelle zylinderförmige Körper vZK im 3-dimensionalen Raum. Die «äußere Hülle» des virtuellen Zylinderkörpers vZK verläuft konzentrisch zur Mittellinie ML. Alle Punkte der «äußeren Hülle» haben einen äquidistanten Abstand ra zur Mittellinie ML (ra ist der Radius des virtuellen Zylinderkörpers vZK).
Der virtuelle Zylinderkörper vZK schließt mindestens die Düsen 15 der Abstreifdüsenvorrichtung 14 ein und hat eine virtuelle Zylinderhöhe vZH, die parallel zur y-Achse definiert ist. Vorzugsweise entspricht die virtuelle Zylinderhöhe vZH bei allen Ausführungsformen der Bandbreite w des Stahlflachprodukts 100 und/oder der Länge des Düsen 15 (parallel zur y-Achse definiert).
Die angegebenen Wertebereiche für die absolute lokale Luftfeuchtigkeit f können für alle Ausführungsformen innerhalb dieses virtuellen Zylinderkörpers vZK definiert sein.
Bei allen oder bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen wird die absolute lokale Luftfeuchtigkeit f entlang einer y-Linie gemessen, die parallel zum Stahlflachprodukt 100 verläuft und die im Inneren des virtuellen Zylinderkörpers vZK liegt. Diese y-Linie verläuft parallel zur y-Achse. Die sogenannte Düsenebene (auch Abstreifebene genannt) liegt parallel zur y-z-Ebene und die Mittellinie ML liegt innerhalb der Düsenebene.
Vorzugsweise wird die absolute lokale Luftfeuchtigkeit f bei allen oder bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen an mehreren Punkten dieser y-Linie ermittelt bzw. gemessen und es wird ein Mittelwert der ermittelten oder gemessenen Werte mit dem für die absolute lokale Luftfeuchtigkeit f angegebenen Zahlenbereich verglichen.
Vorzugsweise liegt die absolute lokale Luftfeuchtigkeit f bei allen oder bei mindestens einem Teil der Ausführungsformen im Inneren eines virtuellen Zylinderkörpers vZK im Bereich von 1 g/m³ bis 300 g/m³, vorzugsweise im Bereich von 1,08 g/m³ bis 51 g/m³, wobei dieser virtuelle Zylinderkörper vZK ein Volumen von 2 m³ aufweist.
Die absolute lokale Luftfeuchtigkeit f kann aber bei allen Ausführungsformen auch in einem Volumenbereich von 1m³ bis 10m³ definiert sein und dort direkt oder indirekt gemessen werden, wobei die Messung vorzugsweise nicht direkt an der Auftrefflinie des Gases G sondern an einer y-Linie vorgenommen wird, die oberhalb der Auftrefflinie parallel zur y-Achse verläuft.
Die beschriebene y-Linie liegt bei der Ausführungsform der Fig. 2 im Bereich zwischen den Düsen 15 der Abstreifdüsenvorrichtung 14 und der unteren Eingangsseite des Kühlbereichs 16. Die beschriebene y-Linie liegt bei der Ausführungsform der Fig. 6 oberhalb der Auftrefflinie und ist beispielsweise mindestens 20 cm von der Mittellinie ML des virtuellen Zylinderkörpers vZK, welche am Stahlflachprodukt 100 durch einen kleinen weißen Kreis gekennzeichnet ist, entfernt.
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung 150 gezeigt, wobei auch hier ein Ansatz zum direkten Messen der absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit zur Anwendung kommt. Der Aufbau der Vorrichtung 150 ist ähnlich mit der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung 150, daher wird auch auf die Beschreibung der Fig. 2 verwiesen. Von dem Bad 11 ist nur der Bereich der Ausgangsseite A gezeigt. Zwei Gasdüsen 15 sind parallel zur vorderen und hinteren Bandseite angeordnet (die Gasdüsen 15 erstrecken sich in die Zeichenebene hinein). Jede der Düsen 15 wird, wie schematisch angedeutet, mittels Pumpen P_g mit dem inerten Gas G gespeist. Die beiden Pumpen P_g sind steuerungstechnisch (oder regelungstechnisch) mit der Steuerung 250 verbunden und die Steuerung 250 kann zum Beispiel den Gasdurchfluss D pro Bandseite steuern. Die entsprechenden Verbindungslinien oder -leitungen sind in Fig. 6 mit V5, V6, V7 und V8 bezeichnet. Als Pumpe P_g wird hier eine Luftzufuhreinheit mit Gebläse(n) und Steuerungsventilen bezeichnet.
Vorzugsweise umfassen alle Ausführungsform der Vorrichtung 150 eine Regelung der Durchflussmenge D des Gases G (automatische Auflagenregelung genannt), die so ausgelegt ist, dass trotz einer Änderung der anderen anpassbaren Parameter stets eine Schicht 10 mit einer im Wesentlichen gleichbleibenden Solldicke erzeugt wird. Zu diesem Zweck umfasst die Regelung mindestens einen Sensor (nicht gezeigt), der die Ist-Dicke der Schicht 10 nach dem Abblasen misst. Sollte die Ist-Dicke kleiner sein als die Soll-Dicke, so reduziert die Regelung die Durchflussmenge D und umgekehrt.
Jede der Düsen 15 kann von einem Motor oder Aktuator M parallel zur z-Achse bewegt werden. Die Motoren oder Aktuatoren M sind, wie gezeigt, mit der Steuerung 250 verbunden. Die entsprechenden Verbindungslinien oder -leitungen sind in Fig. 6 mit V9, V10, V11 und V12 bezeichnet. Es sind Sensoren vorhanden (nicht gezeigt), um dem Düsenabstand Z kontrollieren zu können. Dadurch lässt sich über die Steuerung 250 der Düsenabstand Z einstellen und/oder kontrollieren. Die Kontrolle des Düsenabstands Z kann bei allen Ausführungsformen lasergestützt sein.
Die Steuerung 250 kann bei allen Ausführungsformen auch mit einer induktiven Heizung 30 oder mit einer elektrischen Widerstandsheizung des Bades 11 verbunden sein, um die Badtemperatur TB anzupassen. Bei einer induktiven Heizung, deren Spule 30 in Fig. 6 angedeutet ist, kann die Steuerung 250 die Betriebsfrequenz zum Antreiben der Spule(n) 30 über einen Frequenzgenerator FG einstellen. Daher ist der Frequenzgenerator FG steuerungstechnisch mit der Steuerung 250 verbunden, wie angedeutet. Die entsprechenden Verbindungslinien oder -leitungen sind in Fig. 6 mit V13 und V14 bezeichnet.
Es ist auch in Fig. 6 ein virtueller Zylinderkörper vZK angedeutet, dessen Mittellinie ML etwas oberhalb der Düsen 15 die Zeichenebene durchschneidet. Um die Zeichnung nicht zu überfrachten, ist die Lage der Mittellinie ML durch einen kleinen weißen Kreis auf dem bandförmigen Stahlflachprodukt 100 gezeigt. Da die Gesamtkonstellation auf der Unterseite durch das Bad 11 und auf der Oberseite durch den optionalen Kühlbereich 16 begrenzt ist, handelt es sich hier bei dem virtuellen Zylinderkörper vZK um einen oben und unten angeschnittenen virtuellen Zylinderkörper vZK.
Es kommen auch hier beispielsweise zwei Feuchtesensoren 51 (je mindestens einer pro Bandseite) zum Einsatz, um die absolute lokale Luftfeuchtigkeit ermitteln zu können. Die Feuchtesensoren 51 sind mit der Steuerung 250 verbunden. Die entsprechenden Verbindungslinien oder -leitungen sind in Fig. 6 mit V1, V2, V3 und V4 bezeichnet.
In einer solchen Vorrichtung 150, wie sie in Fig. 6 beispielhaft und schematisch gezeigt ist, kann das Verfahren besonders vorteilhaft und mit reproduzierbaren Ergebnissen durchgeführt werden.
Fig. 9 zeigt beispielhafte Schritte des hier beschriebenen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms. Bevor das Verfahren zum Aufbringen einer Schicht 10 auf ein Stahlflachprodukt 100 durchgeführt wird, werden die einzelnen Komponenten und Elemente der Vorrichtung 150 eingerichtet (Schritt S1). Das Einrichten der Vorrichtung kann zum Beispiel anhand einer Soll-Spezifikation der aufzutragenden Schicht 10 erfolgen.
Vor, während oder nach dem Einrichten S1 wird die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit f (direkt oder indirekt) gemessen (Schritt S2). Dann wird anhand einer der Ungleichungen oder anhand einer "lookup"-Tabelle ermittelt, ob die Bedingung f > AWZ erfüllt ist (Schritt S3). Falls f größer sein sollte als AWZ (JA im Flussdiagramm), kann das Verfahren zum Aufbringen einer Schicht 10 starten (Schritt S4). Falls die Bedingung f > AWZ nicht erfüllt ist (NEIN im Flussdiagramm), verzweigt das Verfahren zurück zum Schritt S1. Nach dem Rückverzweigen können Anpassungen an der Einrichtung der Komponenten und Elemente der Vorrichtung 150 vorgenommen werden, wobei darauf abgezielt wird, dass AWZ reduziert wird, damit die Bedingung f > AWZ erfüllt ist. Beim Anpassen wird darauf geachtet, dass die Soll-Spezifikation der aufzutragenden Schicht 10 weiterhin erfüllt bleibt.
In ähnlicher Form kann das Prüfen der Bedingung f > AWZ während des Aufbringens der Schicht 10 von Zeit zu Zeit wiederholt werden, um auf sich ändernde absolute lokale Luftfeuchtigkeit f reagieren zu können. Falls sich f reduziert haben sollte, wird erneut (wie im Schritt S3) geprüft, ob die Bedingung f > AWZ weiterhin erfüllt ist. Falls ja, dann wird das Aufbringen der Schicht 10 fortgesetzt. Falls nein, dann können (analog zum Schritt S1) Anpassungen an der Einrichtung der Komponenten und Elemente der Vorrichtung 150 vorgenommen werden, wobei darauf abgezielt wird, dass der Zustand f > AWZ erfüllt wird oder bleibt.
Eine entsprechende Steuerung 250 kann bei allen Ausführungsformen so ausgelegt oder programmiert sein, dass

durch ein Erhöhen der Badtemperatur TB ein deutliches Verkleinern der Abstreifwirkzahl AWZ erzielt wird, und/oder
durch ein Verkleinern der Dicke d des Düsenlippenspalts 17 die Abstreifwirkzahl AWZ verkleinert werden kann, und/oder
durch ein Verkleinern des Abstandes Z die Abstreifwirkzahl AWZ verkleinert werden kann.

Eine entsprechende Steuerung 250 kann bei allen Ausführungsformen so ausgelegt oder programmiert sein, dass berücksichtigt wird, dass eine Änderung der Dicke d und/oder des Abstandes Z keinen oder nur einen geringen Einfluss auf die Abstreifwirkzahl AWZ hat, falls das Verhältnis Z/d klein ist.

Sollte f deutlich absinken und sollte innerhalb der Soll-Spezifikation keine sinnvolle Anpassung möglich sein, so kann das Verfahren unterbrochen werden. Im Rahmen einer solchen Unterbrechung kann dann z.B. manuell die Breite d des Düsenlippenspalts 17 verstellt werden (was in den meisten Vorrichtungen 150 nicht automatisch möglich ist).

Bezugszeichen:

(Schutz-)Schicht / (Schutz-)Überzug	10
Zink-Legierungsschmelzbad / Bad	11
Rüssel	12
Rolle	13
Düsen / Abstreifdüsenvorrichtung	14
Gasdüse / Abstreifdüse	15
Kühlbereich	16
(Gas-)Düsenlippenspalt	17

Induktivheizvorrichtung	30

Feuchtesensor	51

Stahlflachprodukt / Stahlbänder / Stahlbleche / Band	100
Beschichtetes Stahlflachprodukt / Stahlband / Stahlblech	100, 10
Vorrichtung	150

Steuerung	250

Ausgangsseite	A
Abstreifwirkzahl	AWZ
Halbwertsbreite	2b
Dicke des Düsenlippenspalts	d
über die Bandbreite wirksamer Gas-Durchfluss pro Bandseite	D
Düsenebene / Abstreifebene	DE
Eingangsseite	E
absolute Luftfeuchtigkeit	f
Frequenzgenerator	FG
Gas	G
Gerade	Ge
Proprotional itätsfaktor	k
Kurve	K1
Abstand der beiden Scherkraftmaxima	/
Motor / Aktuator	M
Mittellinie	ML
Druck	P
Druckverlauf	P(x)
Pumpe	P_g
Maximaldruck	Ps
Abstand / Radius	ra
relative Luftfeuchtigkeit in %	r
Schritte	S1, S2, ...
Temperatur	T
Badtemperatur	TB
reduzierte Badtemperatur	TBred
Lufttemperatur in °C	TL
Scherkraft	τ
Maximal auftretende Scherkraft	Tmax
Bandgeschwindigkeit	v
virtuelle Zylinderhöhe	vZH
virtueller Zylinderkörper	vZK
Verbindungen / Leitungen	V1, V2, V3, ...
Bandbreite	w
Achse	x
Achse	y
Achse	z
Düsenabstand	Z

Claims

Verfahren zum Aufbringen einer Schicht (10) mit einer Solldicke auf mindestens eine Seite eines Stahlflachprodukts (100), indem das Stahlflachprodukt (100) durch ein Zink-Legierungsschmelzbad (11) bewegt und auf dessen Ausgangsseite (A) Gas (G) durch einen Düsenlippenspalt (17) mindestens einer Gasdüse (15) in Richtung des Stahlflachproduktes (100) austritt, um die Schicht (10) auf die Solldicke abzublasen, wobei die Zink-Legierung des Zink-Legierungsschmelzbads (11) die folgende Zusammensetzung aufweist:
- einen Aluminium-Anteil, der im Bereich zwischen 1,0 und 3,5 Gewichtsprozent und vorzugsweise im Bereich zwischen 1,3 und 2,8 Gewichtsprozent liegt,

- einen Magnesium-Anteil, der im Bereich zwischen 1,0 und 3,0 Gewichtsprozent und vorzugsweise im Bereich zwischen 1,2 und 2,2 Gewichtsprozent liegt, und

- der Rest des Zink-Legierungsschmelzbads (11) sind Zink und optional einem oder mehreren aus Si, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, Zr, Sr, La, Ce oder Bi ausgewählten zusätzlichen Elementen, wobei der gewichtsbezogene Gehalt jedes zusätzlichen Elementes in der metallischen Beschichtung weniger als 0,1 % beträgt, und unvermeidbare Verunreinigungen,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der folgenden anpassbaren Parameter wie folgt angepasst wird:
- Erhöhen der Badtemperatur (TB) des Legierungsschmelzbades (11), falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit (f) reduziert und vice versa, und/oder

- Reduzieren der Dicke (d) des Düsenlippenspalts (17), falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit (f) reduziert und vice versa, und/oder

- Reduzieren des Abstands (Z) zwischen dem Düsenlippenspalt (17) und der Seite des Stahlflachprodukts (100), falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit (f) reduziert und vice versa,
wobei zusätzlich die Durchflussmenge (D) des Gases (G) angepasst wird, um die Solldicke der aufzubringenden Schicht (10) im Wesentlichen konstant zu halten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aufzubringende Schicht (10) die folgende Vorgabe/n erfüllt:
- Sollflächenauflage der Schicht (10) je Bandseite, die im Bereich 20 bis 200 g/m², vorzugsweise Bereich 30 bis 100 g/m², liegt, und/oder

- Solldicke der Schicht (10) je Bandseite, die im Bereich 3 bis 30 µm, vorzugsweise Bereich 4,5 bis 15 µm liegt
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der genannten Parameter für den folgenden Bereich vorgenommen wird, um Marmorierung und/oder Zahnstocherfehler an der Schicht (10) zu verhindern:
- absolute lokale Luftfeuchtigkeit (f) im Bereich von 1 g/m³ bis 300 g/m³, vorzugsweise im Bereich von 1,08 g/m³ bis 51 g/m³.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass anhand einer Abstreifwirkzahl (AWZ) ein Zusammenhang zwischen der momentanen absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit (f) und den anpassbaren Parametern vorgegeben ist, wobei für ein Vermeiden von Marmorierung und/oder Zahnstocherfehlern die folgende Bedingung erfüllt sein muss: f > AWZ.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifwirkzahl (AWZ) wie folgt definiert ist: $AWZ = 24,61 \cdot \frac{D^{2} \cdot k}{w^{2} \cdot d^{2} \cdot b} + 3639 \cdot \frac{b}{v} - 45,42$
wobei gilt:
d ist die Dicke des Düsenlippenspalts in mm

D ist die über die Bandbreite (w) wirksame Durchfluss(menge) D des Gases G pro Bandseite in Nm³/h

k ist ein einheitenloser Proportionalitätsfaktor

w ist die Bandbreite des Stahlfachproduktes (100) in mm

2b ist die Halbwertsbreite der Druckverteilung des Gases G am Band in mm

v ist die Bandgeschwindigkeit in m/min.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifwirkzahl (AWZ) wie folgt definiert ist: $AWZ = \frac{1}{14} \cdot (\frac{D^{2} \cdot k \cdot e^{- 0,5} \cdot 1,251 \cdot 10^{4}}{w^{2} \cdot d^{2} \cdot 25,92} \cdot \sqrt{\frac{- 2 \cdot \ln (0,5)}{b^{2}}} + \frac{6 \cdot 10^{4}}{v} \cdot \sqrt{\frac{- b^{2}}{2 \cdot \ln (0,5)}} - 636)$
wobei gilt:
d ist die Dicke des Düsenlippenspalts in mm

D ist die über die Bandbreite (w) wirksame Durchfluss(menge) D des Gases G pro Bandseite in Nm³/h

k ist ein einheitenloser Proportionalitätsfaktor

w ist die Bandbreite des Stahlfachproduktes 100 in mm

2b ist die Halbwertsbreite der Druckverteilung des Gases G am Band in mm

v ist die Bandgeschwindigkeit in m/min.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Werte für die halbe Halbwertsbreite (b) und den Proportionalitätsfaktor (k) unter der Verwendung des Verhältnisses des Abstands (Z) zur Dicke (d) des Düsenlippenspalts (17) folgende Definitionen gelten: $\frac{z}{d} < 5,2 \to b = 1,9 \cdot \frac{d}{2} und k = 1$
$\begin{array}{l} 5,2 \leq \frac{Z}{d} < 10 \\ \to b = [- {(\frac{Z}{d})}^{4} \cdot 3,22 \cdot 10^{- 4} + {(\frac{Z}{d})}^{3} \cdot 9,78 \cdot 10^{- 3} - {(\frac{Z}{d})}^{2} \cdot 8,39 \cdot 10^{- 2} + (\frac{Z}{d}) \cdot 2,72 \cdot 10^{- 1} + 1,62] \cdot \frac{d}{2} \\ \to k = - {(\frac{Z}{d})}^{4} \cdot 6,05 \cdot 10^{- 4} + {(\frac{Z}{d})}^{3} \cdot 2,2 \cdot 10^{- 2} - {(\frac{Z}{d})}^{2} \cdot 2,89 \cdot 10^{- 1} + (\frac{Z}{d}) \cdot 1,55 - 1,9 \end{array}$
$\frac{Z}{d} \geq 10 \to b = 0,125 \cdot Z und k = 6,5 \cdot \frac{d}{Z}$
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Werte für die halbe Halbwertsbreite (b) und den Proportionalitätsfaktor (k) unter der Verwendung des Verhältnisses des Abstands (Z) zur Dicke (d) des Düsenlippenspalts (17) folgende vereinfachte Definitionen gelten: $\frac{Z}{d} < 7,6 \to b = 1,9 \cdot \frac{d}{2} und k = 1$
$\frac{Z}{d} \geq 7,6 \to b = 0,125 \cdot Z und k = 6,5 \cdot \frac{d}{Z}$
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Dicke (d) des Düsenlippenspalts (17) in einem Bereich zwischen 0,5 und 5 mm, vorzugsweise zwischen 0,6 und 2 mm, besonders vorzugsweise zwischen 0,8 und 1,5 mm, und/oder

- die Durchflussmenge (D) im Bereich von 200 bis 8000 Nm³ pro Stunde beträgt, und/oder

- der Abstand (Z) in einem Bereich zwischen 2 und 15 mm, vorzugsweise zwischen 3 und 12 mm liegt, und/oder

- die Bandgeschwindigkeit (v) in einem Bereich zwischen 50 und 200 m/min, vorzugsweise zwischen 70 und 150 m/min beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Badtemperatur TB des Legierungsschmelzbades (11) im Bereich 400 < TB < 480 Grad Celsius, vorzugsweise im Bereich 409 < TB < 473 Grad Celsius, und besonders vorzugsweise im Bereich 420 < TB < 460 Grad Celsius liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die absolute lokale Luftfeuchtigkeit (f) in zwei virtuellen Zylindervolumensegmenten gilt, die einerseits durch eine virtuelle Zylinderoberfläche, die die mindestens eine Gasdüse (15) konzentrisch oder nahezu konzentrisch umschließt und andererseits durch zwei auf beiden Seiten des Stahlflachprodukts parallel zum Stahlflachprodukt (100) verlaufende Ebenen mit einen Abstand (s) zum Stahlflachprodukt (100) begrenzt werden, wobei die Zylindervolumensegmente zusammen ein Volumen in einem Bereich von 1m³ bis 10 m³ und vorzugsweise ein Volumen von weniger als 2 m³ aufweisen, wobei die Messung der absoluten lokalen Feuchtigkeit (f) direkt oder indirekt vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die absolute lokale Luftfeuchtigkeit (f) permanent oder von Zeit zu Zeit gemessen und bei einer zu niedrigen absoluten lokalen Feuchtigkeit (f) das Verfahren unterbrochen wird, um einen oder mehrere der anpassbaren Parameter anzupassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Schicht (10) mittels einer Steuerung (250) so gesteuert wird, dass bei einer sich ändernden absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit (f) einer oder mehrere der anpassbaren Parameter in Abhängigkeit von der momentanen absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit (f) automatisch und/oder manuell angepasst werden.
Vorrichtung (150) zum Aufbringen einer Schicht (10) auf ein Stahlflachprodukt (100), umfassend
- ein Zink-Legierungsschmelzbad (11) mit einer Eingangsseite (E), einer Ausgangsseite (A) und einer Umlenkung (13), um das Stahlflachprodukt (100) von der Eingangsseite (E) kommend mit einer Bandgeschwindigkeit (v) durch das Zink-Legierungsschmelzbad (11) hindurch zur Ausgangsseite (A) zu führen,

- eine Abstreifdüsenvorrichtung (14), die mindestens einen Düsenlippenspalt (17) umfasst, und die im Bereich der Ausgangsseite (A) so angeordnet ist, dass die noch flüssige Schicht (10) am Stahlflachprodukt (100) mit Gas (G) abblasbar ist, das durch den Düsenlippenspalt (17) austritt, um die Schicht (10) auf eine Solldicke abzublasen,

wobei die Zink-Legierung des Zink-Legierungsschmelzbads (11) die folgende Zusammensetzung aufweist:
- einen Aluminium-Anteil, der im Bereich zwischen 1,0 und 3,5 Gewichtsprozent und vorzugsweise im Bereich zwischen 1,3 und 2,8 Gewichtsprozent liegt,

- einen Magnesium-Anteil, der im Bereich zwischen 1,0 und 3,0 Gewichtsprozent und vorzugsweise im Bereich zwischen 1,2 und 2,2 Gewichtsprozent liegt, und

- der Rest des Zink-Legierungsschmelzbads (11) sind Zink und optional einem oder mehreren aus Si, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, Zr, Sr, La, Ce oder Bi ausgewählten zusätzlichen Elementen, wobei der gewichtsbezogene Gehalt jedes zusätzlichen Elementes in der metallischen Beschichtung weniger als 0,1 % beträgt, und unvermeidbare Verunreinigungen,

dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (150) dazu eingerichtet oder ausgelegt ist, mindestens eine der folgenden Anpassungen manuell oder automatisch vorzunehmen:
- Erhöhen der Badtemperatur (TB) des Legierungsschmelzbades (11), falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit (f) reduziert und vice versa, und/oder

- Reduzieren der Dicke (d) des Düsenlippenspalts (17), falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit (f) reduziert und vice versa, und/oder

- Reduzieren des Abstands (Z) zwischen dem Düsenlippenspalt (17) und der Seite des Stahlflachprodukts (100), falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit (f) reduziert und vice versa,

wobei zusätzlich die Durchflussmenge (D) des Gases (G) automatisch angepasst wird, um die Solldicke der aufzubringenden Schicht (10) im Wesentlichen konstant zu halten.
Vorrichtung (150) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die aufzubringende Schicht (10) die folgende Vorgabe erfüllt:
- Sollflächenauflage der Schicht (10) je Bandseite, die im Bereich 20 bis 200 g/m², vorzugsweise Bereich 30 bis 100 g/m², liegt, und/oder

- Solldicke der Schicht (10) je Bandseite, die im Bereich 3 bis 30 µm, vorzugsweise Bereich 4,5 bis 15 µm liegt.
Vorrichtung (150) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der anpassbaren Parameter für den folgenden Bereich vornehmbar ist, um Marmorierung und/oder Zahnstocherfehler an der Schicht (10) zu verhindern:
- absolute lokale Luftfeuchtigkeit (f) im Bereich von 1 g/m³ bis 300 g/m³, vorzugsweise im Bereich von 1,08 g/m³ bis 51 g/m³.
Vorrichtung (150) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich umfasst:
- mindestens einen Feuchtigkeitssensor (51), der im lokalen Umfeld der Abstreifdüsenvorrichtung (14) angeordnet ist,

- eine Steuerung (250), die kommunikationstechnisch mit dem mindestens einen Feuchtigkeitssensor (51) verbindbar ist, um kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit einen Messwert oder Signal zu erhalten, aus dem sich eine physikalische Größe ableiten lässt, die in einem direkten Bezug zur absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit (f) in einem lokalen Düsenumfeld steht,
wobei die Steuerung (250) dazu ausgelegt ist mindestens einen der folgenden Schritte durchzuführen oder deren Durchführung auszulösen:
- Verändern der Badtemperatur (TB) des Legierungsschmelzbades (11), und/oder

- Ändern der Dicke (d) des Düsenlippenspalts (17), und/oder

- Ändern des Abstands (Z) zwischen dem Düsenlippenspalt (17) und der Seite des Stahlflachprodukts (100),

- Anpassen der Durchflussmenge (D) des Gases (G), um die Solldicke der aufzubringenden Schicht (10) im Wesentlichen konstant zu halten.
Vorrichtung (150) nach einem der Ansprüche 14 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuerung (250) umfasst, die dazu ausgelegt ist einen oder mehrere der anpassbaren Parameter in Abhängigkeit von der momentanen absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit (f) anzupassen oder deren Anpassung auszulösen.
Vorrichtung (150) nach einem der Ansprüche 14 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuerung (250) umfasst, die dazu ausgelegt ist eine Abstreifwirkzahl (AWZ) zu ermitteln, wobei die Abstreifwirkzahl (AWZ) einen Zusammenhang zwischen der momentanen absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit (f) und den anpassbaren Parametern definiert und wobei für ein Vermeiden von Marbel-Bildung die folgende Bedingung erfüllt sein muss: f > AWZ.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie pro Gasdüse (15) einen Motor oder Aktuator (M) umfasst, der steuerungstechnisch so mit der Steuerung (250) verbunden ist, dass die Steuerung (250) bei einer sich ändernden absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit (f) mit einer Reduzierung des Abstands (Z) reagiert, falls sich die momentane absolute lokale Luftfeuchtigkeit (f) reduziert und vice versa.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie pro Gasdüse (15) eine Pumpvorrichtung (P_g) und eine Regelschleife umfasst, um die Durchflussmenge (D) des Gases (G) so automatisiert anzupassen, dass die Solldicke der Schicht (10) im Wesentlichen konstant bleibt.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Badheizung (30) umfasst, die steuerungstechnisch so mit der Steuerung (250) verbunden ist, dass die Steuerung (250) bei einer sich ändernden absoluten lokalen Luftfeuchtigkeit (f) mit einer Anpassung der Badtemperatur TB reagiert, wobei die Badtemperatur TB im Bereich 400 < TB < 480 Grad Celsius, vorzugsweise im Bereich 409 < TB < 473 Grad Celsius, und besonders vorzugsweise im Bereich 420 < TB < 460 Grad Celsius liegt.