Maass P., Peissker P. (ред.) Handbuch Feuerverzinken
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Vorteile derartiger Gestelle sind:
I
großeChargengewichtemöglich,
I
Profile werden nicht stark durch ihr Eigengewicht belastet,
I
flexibler Einsatz für unterschiedliche Profildimensionen.
Als Nachteile sind zu nennen:
I
die Beschickung muss in der Regel durch 2 Mann erfolgen
(zeitaufwendig),
I
Asche löst sich mitunter schlecht,
I
Kontaktstellen sind nicht zu vermeiden,
I
Gegenziehen ist bei offenen Gestellen nicht möglich,
I
Gefahr von Wärmestau bei dicht gepackten Gestellen im
Innern.
Traggestell mit Steckriegel
Auch hierbei sind viele unterschiedliche Ausführungsformen üblich (Abb. 5.7b).
Als Vorteile sind zu nennen:
I
einfache Beschickung,
I
geringe Oberfläche des Gestells,
I
wenige Kontaktstellen,
I
auch als Langtraversen verwendbar,
I
Abschwimmsicherung für hohe Einlassgeschwindigkeit.
Typische Nachteile sind:
I
je nach Verzinkungsgut mitunter zeitaufwendige Beschi-
ckung,
I
üblicherweise Untergestell zum Vorsortieren erforderlich.
Kettenaufhängung mit Schlupf
Diese ist als typisches Hilfsmittel für mittelschwere bis schwere Stahlbaukons-
truktionen (Abb. 5.7c) anzusehen.
Ketten bieten als Vorteile:
I
kontrollierbare Belastbarkeit,
I
schnelle Handhabung,
I
universell einsetzbar,
I
geringe Herstellkosten,
I
geringe Oberfläche,
I
Asche löst sich relativ gut.
Typische Nachteile sind:
I
Kontaktstellen unvermeidbar,
I
gegebenenfalls Sicherung gegen Herausrutschen erforderlich,
5 Technische Ausrüstung
150
Hakenaufhängung
Die Aufhängung an Haken bietet sich als Aufhängemöglichkeit für Serienteile, wie
z. B. Gitterroste, an, die leicht durch einen einzelnen Mitarbeiter angehängt werden
können (Abb. 5.7d).
Als Vorteile sind zu nennen:
I
hohe Chargengewichte möglich,
I
vielseitig einsetzbar,
I
in mehreren Ebenen verwendbar.
Nachteile sind hierbei:
I
Aufhängebohrung erforderlich,
I
Abziehen der Badoberfläche mitunter erschwert,
I
Aushängen einzelner Teile bei hoher Einlassgeschwindigkeit
möglich, durch manuelles Anhängen nur geringe Einzelge-
wichte möglich.
5.2.5
Automatische Stückverzinkungsanlage
Wie bereits in Abschnitt 5.2.2 erwähnt, bieten sich bei der Verzinkung von
Massenartikeln wie Gitterrosten, Leitplanken oder Gerüstbauteilen automatische
Verzinkungsanlagen an (Abb. 5.4) .
Wenn die Verzinkung der Fertigung angeschlossen werden soll, muss geprüft
werden, ob nicht bereits das fertiggestellte Teil direkt von der Maschine aus mittels
Kettenförderer oder aber an Traversen zur Verzinkerei transportiert werden kann.
Ein zusätzliches Handling würde entfallen. Ist dies nicht möglich, sollten die Teile
auf jeden Fall verzinkungsgerecht in Gestelle oder Stapelwagen gestellt werden.
Diese Stapelwagen könnendannzudenBehängestationen der Ringbahn gefahren
und die komplette Charge an die Einschienenfahreinheit übergeben werden. Die
automatische Anlage besteht im wesentlichen aus 3 Portalkranen, 1 Kettenförderer
und einer Ringbahn mit 10 Einschienenfahreinheiten, 4 Absenkstationen und 2
Weichen sowie dem Leitrechner mit Monitor, Drucker, Bedienerterminal und der
Steuerung. Nachfolgend wird eine nach den neuesten technischen Erkenntnissen,
von der Firma Mannesmann-Demag, Salzburg, gebaute Anlage beschrieben [5.1].
Die Ringbahn überstreicht den Bereich Aufhängung, Übergabe an Portalkran,
Übernahme von Portalkran 3 und Abnahme an den Absenkstationen. Portalkran 1
überstreicht den Fahrbereich der kompletten Vorbehandlungsanlage, übernimmt
die Traverse aus der Ringbahn und übergibt diese an den Durchlauf-Trockenofen.
Portalkran 2 überstreicht den Fahrbereich Übernahme aus dem Durchlauf-
Trockenofen, Verzinkung sofern und Ablage im Wasserbad. Portalkran 2 ist mit
einer verfahrbaren Zinkbadeinhausung ausgerüstet. Portalkran 3 überstreicht den
Fahrbereich Übernahme am Wasserbad, Aufgabe auf den Kettenförderer und
Übergabe an die Ringbahn. Die Portalkrane werden von einem Leitrechner
gesteuert. Eine Umschaltung von Automatik auf HAND-NOT-BETRIEB ist einge-
baut. Aus der Pufferstrecke der Ringbahn wird von dem Bedienungsmann die
Fahreinheit durch eine Schleuse in die Beizerei gefahren, wobei in einem Terminal
5.2 Anlagenaufstellungsvarianten
151
die entsprechende Artikelnummer des angehängten Materials eingegeben wird.
Untrennbar mit der Artikelnummer sind die Verweilzeiten, Abtropfzeiten und
Abtropfhöhen verbunden. Von hier aus läuft der Prozeß automatisch ab. Erreicht der
Portalkran 2 den Verzinkungsofen, wird dem Verzinker am Bedienpult das
Vorhanden- oder Nichtvorhandensein eines „TEACH“ signalisiert. Ist ein „TEACH“
für das Einfahren vorhanden, wird der Kran nach dem vorgegebenen Geschwin-
digkeits-Wegdiagramm ins Zinkbad eingefahren. Ist kein Einfahrprogramm
vorhanden, kann durch Betätigung eines Schlüsselschalters der „TEACH-IN“-
Betrieb gestartet werden. Über einen mehrstelligen Stufenschalter können Ge-
schwindigkeitsvorwahlen für den Einfahrprozess vorgenommen werden. Nach
Ausschaltung des Schlüsselschalters werden die Daten an den überlagerten Rechner
gegeben.
Portalkran 3 übergibt die Traverse an den Kettenförderer oder, falls diese leer ist,
direkt an die Ringbahn. Bei vollem Kettenförderer erfolgt die Übergabe an die
Ringbahn nur von der letzten belegten Position aus. Mit der Durchfahrt der Traverse
durch die Schleuse ist der Automatikbetrieb beendet. Über Hängeschalter an den
Fahreinheiten der Ringbahn kann die Traverse zu der entsprechenden Absenk-
station gefahren werden.
5.3
Vorbehandlungsanlage
5.3.1
Vorbehandlungsbehälter
Die seit Jahren u. a. im Betrieb befindlichen Kunststoff-Behälter in der Größen-
ordnung bis zu Länge/Breite/Tiefe: 26,0/2,8/3,8 m haben sich bestens in der Praxis
bewährt. Die Stahlprofil-Grundkonstruktion ist bei allen Herstellern ähnlich, jedoch
in der Außenbeschichtung und der Innenauskleidung gibt es unterschiedliche
Zusammensetzungen (Abb. 5.8). Besonderes Interesse sollte auf die Behälterrand-
ausbildung gelegt werden. Hier kommt es am ehesten zu Beschädigungen, daher
Leitungen über dem Rand vermeiden. Preisgünstig gestalten sich werkseitig
gefertigte Doppelbehälter.
Nach dem Wasserhaushaltsgesetz (§ 19.1 WHG) müssen die Behälter in einer
dichten Auffangwanne aufgestellt werden. Um zu vermeiden, dass es zu Vermi-
schungen im Havariefall und bei Verschleppungen kommt, sollten die Behälter in
den Gruppen
I
Entfettungsbad + Heißspülbad,
I
Beizbäder + Spülbäder,
I
Fluxbad
separat aufgestellt werden. Zweckmäßig werden diese einzelnen Auffangwannen
mit Pumpschächten und Tauchpumpen versehen. Sämtliche Auffangwannen
müssen umgehbar und einsehbar sein. Die Bedienungshöhe der Behälter über
Flur soll mindestens 1000 mm betragen.
5 Technische Ausrüstung
152
5.3.2
Beizerei-Einhausung
In der VDI-Richtlinie 2579 heißtes:„Der Gehalt an Chlorwasserstoff in der Gasphase
über einer Salzsäure Beize ist temperatur- und konzentrationsabhängig. Der Grenzwert
wird erfahrungsgemäß nicht überschritten, wenn der Betriebspunkt (Temperatur und
Massenkonzentration an HCl) des Bades innerhalb des gestrichelten Feldes liegt“ [5.2],
d. h. Temperatur < 20 °C, Konzentration < 15% (Abb. 5.9).
5.3 Vorbehandlungsanlage
Abb. 5.8 Unterschiedliche Behälteraufbauten
a) SKO Oberahr
b) Körner Chemieanlagenbau
153
Bei einer Anlage nach dem neuesten Stand der Technik wird die komplette
Vorbehandlungsanlage innerhalb einer geschlossenen Einhausung angeordnet. Bei
Altanlagen lässt sich die Einhausung, eventuell bei kleinen Anlagen (Verzinkungs-
bad: 4 bis 5 m) nachträglich einbauen. Größere Anlagen darüber hinaus können
jedoch nicht nachgerüstet werden. Geht man von einer Neuanlage aus, beispiels-
weise von der U-förmigen Variante, so kann man mit dem Kettenförderer in die
eigentliche Beizerei fahren, wobei der Beizkran die Traverse vom Kettenförderer
abnimmt. Stirnseitig von dem Kettenförderer kann eine der Höhe des Ketten-
förderers angepasste Trennwand eingebaut werden. Die Übergabe in den Ver-
zinkungsteil erfolgt über die Schleuse „Trockenofen“. Diesen Beizraum könnte man
mit einer Absaugungsanlage versehen, wobei die Luftwechselrate bei 5 bis 8 liegen
sollte (DIN 2262). Bei einer Beizanlage mit 4 Beizbehältern à 7,0 × 1,5 m und einer
Raumgrößevonca.15× 32 × 6 m = 2880 m
3
würde sich eine Absaugmenge von
2880 × 8 = 23000 m
3
ergeben. Die entsprechende Frischluftmenge würde über den
Gummistreifen-Vorhang und sonstige Öffnungen nachströmen. Die Ausführung
der gesamten Konstruktion würde zweckmäßig in Kunststoff erfolgen.
5.3.3
Wärmeversorgung der Vorbehandlungsbäder
In modernen Feuerverzinkereien werden alle Verfahrenslösungen sowie die
Trockeneinrichtung beheizt. Der Vorteil besteht in der Intensivierung (Beschleu-
nigung) der in den einzelnen Verfahrenslösungen ablaufenden Prozesse, besseren
Vorbereitungsqualität der Bauteiloberflächen sowie einer schnelleren Trocknung
der in der ca. 50 °CwarmenFluxlösung vorgewärmten Bauteile. Als wirtschaftlichste
Wärmeenergiequelle zum Beheizen steht die Abwärme vom Verzinkungsofen und
des Abkühlbades zur Verfügung. Bei Überschuss an Abwärme sollte diese unbedingt
weitergenutzt und nicht ins Freie geleitet werden (z. B. fürSanitärzwecke,
5 Technische Ausrüstung
Abb. 5.9 Grenzkurve für den Betriebspunkt von Salzsäurebädern
154
Raumheizung). Reicht die Abwärme nicht aus (z. B. in der kalten Jahreszeit), hilft
eine zusätzliche Heizquelle (Abb. 5.10).
DievorhandeneWärmeenergie wird über einen Gegenstromwärmeübertrager
(Wärmeaustauscher) geleitet und gibt in diesem die Wärme an das im Gegenstrom
und im Kreislauf geführte Wasser ab. Dieses heißeWassergibtdieWärme über
einen Gegenstromwärmeübertrager (Polyblockwärmeaustauscher, der an jedem
Bad installiert ist) an die im Kreislauf geführte Verfahrenslösung ab. Die
Temperaturregelung kann sowohl durch Abschalten der Pumpe für die Verfahrens-
lösung oder der des Heißwassers (bessere Variante, optimale Beheizung) erfolgen.
Die Beheizung kann auch direkt über in die Verfahrenslösungen eingebrachte
Wärmeelemente erfolgen (z. B. Kunststoffschläuche). Diese müssen aber unbedingt
vor mechanischen Beschädigungen durch entsprechende medienresistente, stoß-
unempfindliche Einrichtungen geschützt werden (z. B. Kunststoffplatten), Abb.
5.11.
Für die Beheizung der Beizbäder gibt es einen separaten Kreislauf, damit dieser
im Sommer, wenn keine Beheizung erforderlich ist, abgeschaltet werden kann. Die
Wärmetauscsher bestehen aus Kunststoff-Schlauchspiralen, haben eine geringe
5.3 Vorbehandlungsanlage
Abb. 5.10 Wärmeverteilung in einer Feuerver-
zinkungsanlage
1 Entfettungsbad
2Heißspülbad
3Beizbad
4Spülbad
5Fluxbad
6 Trockenofen
7 Verzinkungsofen
8 Wasserbad
9 Heizkessel
10 Spiralschlauch-Wärmetauscher
11 Stahlrohr-Wärmetauscher
12 Umluftventilator
13 Brenner
14 Schornstein
155
Einbautriefe und liegen geschützt hinter einer Kunststoff-Abschirmplatte (Abb.
5.11) [5.3]
Diese Wärmetauscher lassen sich auch nachträglich einbauen und jederzeit
erweitern. Die Steuerung der Badtemperaturen erfolgt über Temperaturregler ohne
Hilfsenergie.
5.3.4
Vorteilhafte Behälterabdeckungen
Bäder mit Beheizung sollten abgedeckt werden. An erster Stelle der Überlegungen
steht dabei die Verbesserung der Arbeitsatmosphäre in der Beizerei, aber auch
wirtschaftliche Argumente rechtfertigen u. U. die Investition füreineBadabdeckung
(Abb. 5.12).
Am Markt werden bereits konstruktiv gut gelöste Schiebe- oder Klappdeckel in ein-
oder zweiteiliger Ausführung angeboten. Diese Abdeckungen bestehen aus
Vollkunststoff. Sie sind damit absolut korrosionsbeständig. Der Antrieb erfolgt
5 Technische Ausrüstung
Abb. 5.11 Wärmetauschereinbau in Vorbehandlungsbehälter
1Vor-undRücklaufleitungen
2Wärmetauscher
3 Randabsaugung
4 Kunststoff-Abschirmplatte
156
hydraulisch, pneumatisch oder elektromotorisch. Im praktischen Einsatz waren
neben der verbesserten Arbeitsatmosphäre auch noch andere Vorteile zu erkennen:
keine Verunreinigung durch Abtropfen von den transportierten Stahlteilen auf
andere Bäder; außerdem wird das Abtropfen von verunreinigtem Kondensat auf
fertig verzinkte Teile erheblich reduziert. Durch Hand- oder Automatiksteuerung
erreicht man kurze Öffnungs- und Schließzeiten. Die Bäder sind nur noch beim
Einsetzen bzw. Ziehen der Charge offen. Bei längerem Stillstand des Beizbetriebes
entfällt das umständliche Abdecken der beheizten Bäder.
Mittelfristig wird sich daher auch der Wartungsaufwand von Gebäuden und
Anlagenteilen reduzieren [5.4].
5.4
Trockenöfen
Die Ausführung des Trockenofens richtet sich nach der Auf Stellung s Variante.
Bevorzugt werden Mehrkammer-Trockenöfen ohne Transporteinrichtung, Durch-
lauf-Trockenöfen mit Transporteinrichtung, (Abb. 5.13 und 5.14) oder überflur
angeordnete Trockenöfen, wobei die Charge am Hubwerk der Krananlage verbleibt.
Gerade bei Stückverzinkungsanlagen, wo laufend verschiedene Artikel behandelt
werden, ist es äußerst schwierig, eine optimale Luftanströmrichtung zu ge-
währleisten. Bei einem relativ langen Trockenofen könnte man von verschiedenen
Richtungen aus anströmen und so auch verdeckt hängende Teile mit Umluft
beaufschlagen. Bei Mehrkammer-Trockenöfen kann man aber wegen der Deckel
nicht von oben das Material anströmen. Man muss bei jedem Bedarfsfall den Ofen
individuell gestalten. Bereits bei der Aufhängung der Teile an die Traverse sollte
darauf geachtet werden, dass sich keine schöpfenden Ecken bilden. Auf eins sollte
man jedoch stets achten, auf eine ausreichende Umluftmenge: Richtwert.
Umluftmenge/h = 750xOfenvolumen [m
3
].
5.4 Trockenöfen
Abb. 5.12 Badabdeckung
157
Mehr Umluft und weniger Temperatur ist wirksamer als ein umgekehrtes
Verhältnis (Wäsche auf der Leine im Winter bei 0 °C und Luftbewegung trocknet
schneller als Wäsche auf der Leine im Sommer bei 30 °C und Windstille). Wichtig ist
natürlich, dass ein Teil des Umluftstromes, ca. 10 bis 15%, kontinuierlich als Abluft
ins Freie geleitet und die entsprechende Menge als Frischluft wieder zugeführt wird.
Ein reines Umwälzen der Umluft führt in kurzer Zeit zum Waschkücheneffekt.
5 Technische Ausrüstung
Abb. 5.13 Durchlauf-Trockenofen
Traversenlängstransport
1 Umluft-Radialventilator
2 Rollentragkette, endlos
3 Traverseneingabe, verschließbar
4 stationärer Deckel
5 Abluftleitung
6 Abgasleitung zum Schornstein
7Wärmetauscher
8 Abgasleitung vom Verzinkungsofen
9 Zusatzbrenner
10 Traversenentnahme, verschließbar mittels
Schiebedeckels/Klappdeckels
158
Bei der Beheizung der TrockenöfensollteaufjedenFalldieAbgaswärme des
Verzinkungsofens einbezogen werden, und zwar in der Form, dass im laufenden
Betrieb die Verzinkungsofen-Abgase über Wärmetauscher geleitet und so die
Trockenofen-Umluft im Gegenstrom aufgeheizt wird. Es sollte vermieden werden,
die Abgase direkt in den Umluftstrom zu leiten. Da besonders bei Erdgasbeheizung
die Feuchte im Abgas relativ hoch ist, kommt es hier schnell zu dem erwähnten
Waschkücheneffekt. Eine Abgas-Bypassleitung sorgt dafür, dass im Leerlaufbetrieb
die Abgase direkt in den Kamin geleitet werden. Bei modernen Anlagen erfolgt die
Abgasklappen-Umsteuerung über Stellmotoren. Die Umlufttemperaturen liegen in
der Regel bei ca. 80–100 °C. Die mittleren Trockenzeiten liegen bei ca. 20 min.
Die Ummantelung der TrockenöfenkannsowohlinStahlbeton(Ortbeton)alsauch
in Stahlkonstruktion mit Isolierung erfolgen. Der Innen- und Außenmantel sollte
5.4 Trockenöfen
Abb. 5.14 Durchlauf-Trockenofen
Traversenquertransport Legende siehe Abb. 5.13
159