Maass P., Peissker P. (ред.) Handbuch Feuerverzinken

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mit einer säurefesten Beschichtung versehen werden. Als Transporteinheiten haben

sich beiderseits angeordnete großdimensionierte Rollentragketten bewährt. Sowohl

die Antriebs- als auch die Spannstation sollten außerhalb liegen. Entsprechende

Traversenaufnahmen an den Ketten gewährleisten in Verbindung mit entsprech-

enden Endschaltern eine genaue Positionierung der Traversen. Die Beschickungs-

öffnung und die Entnahmeöffnung werden mittels Schiebedeckels oder Klapp-

deckels verschlossen.

5.5

Verzinkungsöfen

Bei Verwendung von Stahlkesseln unterscheidet man hinsichtlich ihrer Bauart

folgende Typen:

Verzinkungsöfen mit Umwälzbeheizung,

Verzinkungsöfen mit Flächenbrennerbeheizung,

Verzinkungsöfen mit Impulsbrennerbeheizung,

Verzinkungsöfen mit Induktionsbeheizung,

Verzinkungsöfen mit Widerstandsbeheizung,

Verzinkungsöfen mit Rinneninduktor.

Wirkunsgrad der fürVerzinkungsöfen gängigen Beiheizungssysteme:

Gas und Ölheizung: h = ca. 0,7

Elektrische Widerstandsheizung: h = ca. 0,9

Elektrisch induktive Heizung: h = ca. 0,95

5.5.1

Verzinkungsöfen mit Umwälzbeheizung

Je nach Kessellänge erhalten die Öfen an einer oder an beiden Stirnseiten Heißgas-

Umwälzventilatoren und Brenner (Abb. 5.15). Die Heizgase werden in den

Längskanälen umgewälzt und erwärmen den Verzinkungskessel. Ein Teil der

rückfließenden abgekühlten Abgase vermischt sich wieder mit den Frischgasen,

wobei die restlichen Abgase zum Kamin strömen. Um den Verzinkungskessel vor

Übertemperatur zu schützen, müssen im Heißgaseintrittsbereich besondere

Vorkehrungen getroffen werden. Stirnseitig erfordern diese Öfen relativ viel Platz,

konstruktiv bedingt durch die Heißgas-Umwälzventilatoren. [5.5]

5.5.2

Verzinkungsofen mit Flächenbrennerbeheizung

Je nach Kessellänge, Kesseltiefe und Durchsatzleistung werden sogenannte

Strahlwandbrenner, auch Flächenbrenner genannt, eingebaut (Abb. 5.16). Die

Verbrennungsgase legen sich, bedingt durch die Brennersteinform, an die

Ofenwandinnenfläche an und geben primär durch Strahlung Wärme an den

Verzinkungskessel ab. Es ergeben sich relativ gleichmäßige Kesselwandtemperatu-

5 Technische Ausrüstung

160

5.5 Verzinkungsöfen

Abb. 5.15 Verzinkungsofen mit Umwälzbeheizung

1 Brenner

2 Umwälzer

3 Verzinkungskessel

4 Abgasführung

5 Ausmauerung

Abb. 5.16 Verzinkungsofen mit Flächenbrenner

1 Fasermattenauskleidung

2 Bodenisolierung

3 Verzinkungskessel

4Abgaskanal

5Flächenbrenner

161

ren. Nach dem heutigen Stand der Technik werden diese ÖfeninKompaktbauweise,

d. h. mit keramischer Fasermattenauskleidung ausgeliefert. Bedingt durch den frei

im Ofen stehenden Kessel, lässt sich dieser schnell auswechseln. Wie bei einer

modernen Ofenanlage üblich, verfügen derartige Verzinkungsöfen über auto-

matische Temperatur-Regel- und Registriereinrichtungen sowie Über- und Unter-

temperaturwarnanlagen und Zinkauslaufmeldeanlagen. Je nach Ofenhersteller

werden starre oder elastische Kesselwandabstützungen eingebaut. [5.5]

5.5.3

Verzinkungsöfen mit Impulsbrennerbeheizung

Im Aufbau sind diese ähnlich wie unter Abschnitt 5.5.2 beschrieben. Je nach

Kessellänge, Kesseltiefe und Durchsatzleistung werden stirnseitig, gegenüber in

versetzter Anordnung, Impulsbrenner eingebaut (Abb. 5.17). Hierbei handelt es sich

um Hochgeschwindigkeitsbrenner mit Siliciumcarbidstrahlrohr. Die Rauchgasge-

schwindigkeiten liegen bei ca. 150 m/s. Auch diese Öfenwerdennachdemheutigen

Stand der Technik in Kompaktbauweise geliefert. Bereits werkseitig können bei

Verzinkungsöfen mit Flächenbrennerbeheizung bzw. Impulsbrennerbeheizung

Funktionsprüfungen vorgenommen werden. Als Heizmedium werden Leichtöl

oder Erdgas eingesetzt. [5.6]

5 Technische Ausrüstung

Abb. 5.17 Verzinkungsöfen mit

Impulsbrenner

1 Stahlprofil-Stützkonstruktion

2 Kesselabstützung

3 Isolierung

4 Kontroll- und Regeleinheit

5 Schaltschrank

6 Impulsbrenner

7 Gas- und Luftdruckregler

8 Verzinkungskessel

162

5.5.4

Verzinkungsöfen mit Induktionsbeheizung

Bei der induktiven Beheizung wird durch eine Induktionsspule in der Kesselwand

elektrischer Strom induziert (Abb. 5.18) . Die elektrische Energie wird in der

Kesselwand direkt in Wärmeenergie umgewandelt. Dabei wird der größte Teil der

Wärme im Bereich der Eindringtiefe von ca. 7 mm außen in der Kesselwand erzeugt

(Skin-Effekt). Durch Wärmeleitung fließt sie nach der Zinkschmelze hin ab, Es wird

eine sehr gute Temperaturverteilung erreicht. Der Wirkungsgrad liegt bei ca. 95%.

[5.7]

5.5.5

Verzinkungsofen mit Widerstandsbeheizung

Bei den Widerstandsbeheizungen wird die Wärmeenergie durch den im Heizleiter

fließenden Strom erzeugt (Abb. 5.19). Heutzutage werden formstabile Heizmodule

aus keramischen Fasern eingesetzt, wobei die Module durch ihren hohen

Wärmedämmwert bereits den Hauptanteil der Ofenisolierung darstellen. Je nach

Heizmodulbelastung werden die Heizleiter entweder hohl eingeformt oder

mäanderförmig vorgehängt. Auch bei diesem Heizungssystem wird eine sehr gute

Temperaturverteilung erreicht. Der Wirkungsgrad liegt bei annähernd 100%.

Wegen der hohen Stromkosten in den meisten Ländern kommen die letzten beiden

Beheizungssysteme (s. Abb. 5.18 und 5.19) seltener zum Einsatz. [5.8]

5.5 Verzinkungsöfen

Abb. 5.18 Verzinkungsofen mit Induktionsbeheizung

1 Bodenisolierung

2 Verzinkungskessel

3 Seitenisolierung

4 Induktionsspule

163

5.5.6

Verzinkungsöfen mit Rinneninduktor [5.20]

Die Wirkungsweise ist im Prinzip die gleiche wie bei den Verzinkungsöfen unter

5.5.4 beschrieben. Das von der Primärspule erzeugte Magnetfeld überträgt auf die

Rinne und das darin befindliche Zink eine EMK, die bewirkt, dass im Zink Strom

fließt. Das Produkt aus dem Quadrat dieses Stromes und dem Wirkwiderstand der

Rinne ist die in der Rinne induzierte Leistung [5.14].

Der Einsatzbereich ist sowohl die Stückverzinkung als auch die Schleuderver-

zinkung. Zinkbadtemperaturen bis 650 °Csindmöglich.

Ofentiefen sind bis 3000 mm ausführbar, der Wirkungsgrad liegt bei ca. 95%.

Bei einer Schleuderverzinkungsanlage mit einem Bruttodurchsatz (Material +

Körbe) von 2500 kg/h und einem Arbeitsbad vom 2200 × 1200 × 1400 mm Tiefe, t

= 560 °C (Zinkeinsatz ca. 23 t) ist eine Nennleistung von 330 kW erforderlich.

Geringer Platzbedarf. Abgaskanäle und Abgasschornstein entfallen.

Im Vergleich dazu ein oberflächenbeheizter Verzinkungsofen (Abb. 5.28).

Erforderliche Heizfläche ca. 11 m

–2

. Zinkeinsatz ca. 98 t. Nennleistung 900 kW.

5 Technische Ausrüstung

Abb. 5.19 Verzinkungsofen mit Widerstandsbeheizung

1Heizplatte

2 Bodenisolierung

3Verzinkungskessel

4 Zusatzisolierung

5 Elektroinstallationsraum

164

5.5.7

Service-Plan: Verzinkungskessel

Die Maschinen und Geräte, die zu einer Feuerverzinkerei gehören, sind einem

starken Verschleiß unterworfen; insbesondere im Kesselbereich kommen zu den

chemischen Belastungen des Anlagenbetriebes noch thermische Belastungen

hinzu. Bei den Anlagen und Geräten rund um den Verzinkungskessel ist daher

eine regelmäßige Inspektion und Wartung mit festen Intervallen unverzichtbar, um

kostenträchtigen Betriebsstörungen vorzubeugen und Produktionsstillstand zu

vermeiden.

Reparaturen erst durchzuführen, wenn ein Bauteil ausfällt, ist stets teuer und

aufwendig, denn in den meisten Fällen streikt gerade dann ein Aggregat, wenn man

es dringend benötigt. Neben der Erkenntnis, dass eine regelmäßige Wartung

notwendig ist, muss sie auch in geeigneter Weise organisiert werden, d. h., die

einzelnen Maßnahmen und ihre zeitliche Reihenfolge sind aufzulisten. Hierzu

kann der nachstehende Service-Plan dienen.

Neben den nach Baugruppen gegliederten Bereichen sind die notwendigen

Arbeiten und Maßnahmen aufgelistet, sowie das übliche Zeitintervall, in dem

derartige Maßnahmen zu erledigen sind. An Hand dieser Service-Liste kann jede

Verzinkerei festlegen, welche Arbeiten in welchen Zeitabständen durchzuführen

5.5 Verzinkungsöfen

Abb. 5.20 Verzinkungsofen mit Rinneninduktor

1 Stahlkonstruktion

2KeramischeAuskleidung

3 Induktor-Elektroinstallation

4Induktor-Aufhängung

5 Induktor-Wechsel

6 Gasanschluss Aufheizvorgang

165

sind. Die personelle Zuständigkeit für die einzelnen Wartungsmaßnahmen sollten

individuell, jedoch von vornherein festgelegt sein.

Die Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und auch die genannten

Service-Intervalle sind branchenübliche Erfahrungswerte, die im konkreten Ein-

zelfall jedoch durchaus davon abweichen können. In Zweifelsfällen gilt die

Wartungsangabe des Bauteil-Herstellers.

Service-Plan (Verzinkungskessel)

5 Technische Ausrüstung

Einheit Maßnahme Termin Beachten/zuständig

12345

a) Umwälzer,

Ventilatoren,

Kompressoren

Funktion und Keilriemenspannung

überprüfen

X(KontrolledurchMeister

ständig)

Filtermatten der Ansaugsiebe kontrol-

lieren und gegebenenfalls säubern

XUVV„Ventilatoren“

beachten

Abschmieren der Umwälzer X

Wälzlager reinigen und mit vorge-

schriebenem Fett füllen

Ölstand Kompressor prüfen, ggf.

Wasser- und Ölabscheider kontrollie-

ren

Motoren überprüfen

elektr. Anschlüsseauf

∎unvollständig; bitte ergänzen∎

bei Umwälzern Drehzahlwächter

einbauen und prüfen

XUVV„Ventilatoren“

Motoren neu lagern und überholen X

b) Verzinkungsofen Kontrolle der Schau-, Explosions-Aus-

laufklappen, einschl. Kontrolle der

Feuerungs-, Feuermelde- und Lösch-

einrichtungen

Alarmmeldeanlage prüfen X

Ofenraumdruckregelung auf Funktion

prüfen

Inspektion des Kaminfuchses X

Kontrolle des gesamten Gas- bzw.

Ölleitungsnetzes auf Dichtheit und

Funktion

Kontrolle des Öl-Gasverbrauchs X

166

5.5 Verzinkungsöfen

Einheit Maßnahme Termin Beachten/zuständig

12345

Kontrolle der Brenner X

Reinigung der Brenner X X

Zinkauslauf kontrollieren, auf Funk-

tion überprüfen

Kontrolle der Zinkauslaufmelder X

Kontrolle des Ofenmauerwerks und

der Kesselwand

ggf. Kontrolle der Prallplatten X

Kontrolle der Stellorgane X

Reinigung der gesamten Anlage X

Abtasten der Kesselinnenwand im

Hartzink- und Schweißnahtbereich

Längenänderungen (Ausbauchungen)

an der Kesselwandabstützung prüfen

Funktion der Thermoelemente prüfen X

Wanddicke des Thermoelement-

Schutzrohres kontrollieren

Abgasschieber auf Funktion X

Abgasmessung (qualitativ) X

Gasschnüfﬂer kontrollieren X

Magnetventile auf Funktion prüfen X

Zündüberwachung auf Funktion

überprüfen

Registriereinrichtung auf Funktion

überprüfen, Sichtkontrolle

Zündelektroden überprüfen, ggf. aus-

tauschen

Temperaturkontrolle X

-Gehalt und Rußbild überprüfen X

Überprüfung des Brennstoff-Luft-Ver-

hältnisses

Kontrolle der Brennkammern, Bren-

nerkontrolle (Überprüfung der Luft-

Brennstoff-Verhältnisse, Flammüber-

wachung)

167

5 Technische Ausrüstung

Einheit Maßnahme Termin Beachten/zuständig

12345

Zusatzmaßnahmen

c) bei Ölbetrieb Öldruck prüfen, evtl. Leck beseitigen X

Ölfilter reinigen X

Öltank und Ölwanne überprüfen X

Ölbrenner ausbauen, Luftwege und

Öldüsesäubern, Brennereinstellung

überprüfen

Schaugläser säubern, evtl. ersetzen,

Flammenwächter herausnehmen und

Rohre reinigen

Leckwarnanlagen auf Funktion über-

prüfen

Zündelektroden reinigen (Abstand

8 mm); vorher Zündstecker ziehen

UV-Röhren der Flammenwächter

prüfen

d) Abgas-Wärme-

rückgewinnung

Kontrolle der Stellklappen X

Kontrolle der Thermoelemente X

System auf Funktion überprüfen X

Reinigung nach Herstellerangaben X

e) Stellgetriebe Wartung des Reibringes X

Auswechseln des Reibringes X

f) Zentrifuge mit Heißlagerfett schmieren X

Deckelverriegelung kontrollieren X

Keilriemenspannung prüfen X

Notaus-Schaltung prü

fen X

Auf

nahmekörbe auf Beschädigung

prüfen

Schleuderkörbe (mech. Sicherheit)

überprüfen

Kontrolle auf Betriebssicherheit X

g) Trockenofen Temperatur-(Schreiber-)Kontrolle X

Brennstoffmengenmessung X

Förderanlage, Deckel und Türen auf

Funktion prüfen

168

5.6

Verzinkungskessel

Heute werden hochwertige Stahl-Verzinkungskessel aus Spezialwerkstoff mit

niedrigem Gehalt an Kohlenstoff und Silicium eingesetzt, wobei die gebräuchlichste

Blechdicke 50 mm beträgt. Die Kessel werden aus U-förmigen Mittelteilen und zwei

allseitig gebogenen Kopfstücken nach dem Elektroschlackeschweißverfahren

zusammengesetzt. Dank der guten Abstimmung zwischen Kessel- und Ofen-

hersteller erreichen die Kessel im Durchschnitt eine Standzeit von mindestens 6

Jahren.

5.7

Zinkbadeinhausungen

Die am Verzinkungskessel entstehenden ammoniumchlorid- und salzsäurehaltigen

Abgase sowie Stäube müssen abgesaugt und das am Kessel stehende Personal vor

Metallspritzern aus der Zinkschmelze geschützt werden (näheres siehe Abschnitte

6.1 und 6.2). Die heute zur Verfügung stehenden und dem Stand der Technik

entsprechenden Einhausungen erlauben eine nahezu vollständige Erfassung der

staubhaltigen Dämpfe und gewährleisten einen vollständigen Schutz vor Metall-

spritzern. Die Bemessungsgrundlagen dazu sind in Abschnitt 6.2.1.2.3 aufgeführt.

Bedingt durch die Anordnung des Verzinkungsofens gibt es drei Einhausungs-

varianten:

querstehende Einhausungen, stationär,

querstehende Einhausungen, kranverfahrbar,

längsstehende Einhausungen.

In den Abb. 5.21–5.23 sind die gebräuchlichsten Einhausungen dargestellt.

5.7 Zinkbadeinhausungen

Einheit Maßnahme Termin Beachten/zuständig

12345

h) Sonstiges

Beleuchtung

Überprüfung und ggf. Instandsetzung

im gesamten Betrieb, Notbeleuchtung

überprüfen

i) Leitungsnetz mit

sämtlichen elektri-

schem Zubehör

Überprüfung und ggf. Instandsetzung

im gesamten Betrieb

X VDE (Vorschriften, Be-

stimmungen Richtlinien)

beachten

1täglich

2wöchentlich

3monatlich

4jährlich

5 bei Bedarf (ist je nach Einsatzbedingungen festzulegen)

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