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Dr. Andreas Bán – Energie- und ressourceneffiziente galvanische Bandverzinkung

Vorzüge der galvanischen Bandverzinkung sind das optische Erscheinungsbild der lackierten Stahlfeinblechoberflächen, die hohe Flexibilität der Anlagen und der geringe Einfluss auf die materialtechnischen Eigenschaften aufgrund der geringen Prozesstemperaturen. Nachteile sind dagegen der hohe elektrische Energieaufwand und die damit verbundenen Kosten.

Um den Energieaufwand bei der Zinkabscheidung zu reduzieren, wurden alternative Zinkelektrolyte geprüft und bestehende Elektrolyte hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und Badtemperatur mit dem Ziel einer erhöhten Elektrolytleitfähigkeit optimiert. Erhöhte Elektrolyttemperaturen führen zu einer verstärkten Korrosion bzw. Verkürzung der Standzeiten von Anlagenteilen, insbesondere der katalytisch beschichteten Titananoden. Daher wurden neuartige Anodenbeschichtungen entwickelt. Die neu entwickelten Anodenbeschichtungen liefern in Laborversuchen bei erhöhten Badtemperaturen deutlich verlängerte Standzeiten. Damit besteht die Aussicht, die Temperatur im Prozessteil der Produktionsanlagen ohne vorzeitige Schädigung der Anoden zu erhöhen und so elektrische Energie einzusparen.

Große Mengen zinkhaltiger Reststoffe, die so genannte Oberschlacke, fallen bei der Stahlbandveredelung im Feuerverzinkungsprozess in der Stahlindustrie an. Hiermit könnte ein beträchtlicher Teil des Zinkbedarfs für die elektrolytische Verzinkung gedeckt werden. Oberschlacke enthält bis zu 6 Prozent Aluminium und Eisen, sowie weitere Begleitelemente in geringen Konzentrationen. Eisen und Aluminium liegen in der Zinkmatrix zum Teil in Form schwer löslicher Partikel vor (Fe2Al5Znx-Phasen). Mit Hilfe einer Lösestation im Pilotmaßstab wurde gezeigt, dass sich diese Partikel bereits während des Löseprozesses abtrennen lassen. Die nachträgliche Abtrennung von gelöstem Aluminium und Eisen aus dem Elektrolytkreislauf ist durch Fällung mit anschließender Filtration möglich.

In Laborversuchen in Strömungszellen und einer Bandpilotanlage wurden Verzinkungsversuche mit besonders leitfähigen Elektrolytzusammensetzungen und Elektrolyten aus Oberschlacken ausgeführt und die Schichteigenschaften (Zusammensetzung, Rauheit, Textur), sowie die Anwendungs- und Verarbeitungseigenschaften (Korrosionsschutz, Umformverhalten, Kleb- und Schweißbarkeit) untersucht. Die Ergebnisse sind vielversprechend und sprechen für den ressourcenschonenden Einsatz von Oberschlacken in galvanischen Bandverzinkungen.