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Produkte und Lösungen, 03.03.2004, 01:00

ThyssenKrupp Stahl: Produktionsstart für neue Inline-Dünnfilmbeschichtung

Als weltweit erster Stahlhersteller hat die ThyssenKrupp Stahl AG die elektrolytische Verzinkung und die organische Beschichtung von Stahlband in einer voll kontinuierlich arbeitenden Anlage zusammengefasst. Hierzu hat das Unternehmen die bestehende Elektrolytische Beschichtungsanlage 2 (EBA 2) in Duisburg-Beeckerwerth um eine Bandbeschichtungssektion erweitert und die beiden Anlagenteile direkt und ohne zwischengeschalteten Bandspeicher gekoppelt. Die neue Inline-Dünnfilmbeschichtungsanlage arbeitet mit einer Geschwindigkeit von maximal 120 Meter pro Minute. Im Vergleich zur herkömmlichen Produktion auf getrennten Aggregaten verringert sich die Fertigungsdauer bis zur kompletten Beschichtung eines Coils von mehreren Tagen auf weniger als eine Stunde. Die Investitionssumme für die Anlage betrug rund 15 Millionen Euro.

Die Inline-Dünnfilmbeschichtungsanlage produziert Stahlband von 950 bis 1.900 Millimeter Breite und 0,5 bis 1,75 Millimeter Dicke. In der Bandbeschichtungssektion wird das Band einseitig oder beidseitig mit einem so genannten Dünnfilm lackiert. Dünnfilmbeschichtetes Material setzt die Automobilindustrie im Karosseriebau ein. Dort sorgt die Beschichtung für dauerhaften Rostschutz auch dort, wo die normale Lackierung im Automobilwerk nicht hinkommt, beispielsweise in Hohlräumen oder Blechüberlappungen. Das bedeutet, dass die Automobilhersteller hier weniger Aufwand für so genannte sekundäre Korrosionsschutzmaßnahmen treiben müssen. Der Überzug besteht aus Epoxidharzlack und Zinkstaub, wobei der Lack den Rostschutz sicherstellt und der Zinkstaub dafür sorgt, dass das Material schweißbar bleibt. Je nach Kundenwunsch ist diese Beschichtung 2,5 bis 4,5 Mikrometer dick. Gegenwärtig wird eine neue Dünnfilm-Generation mit Dicken von vier bis acht Mikrometern für noch höhere Korrosionsbeständigkeit entwickelt. Auch dieses Produkt wird die Anlage in Beeckerwerth herstellen können.

Erstmals in der Stahlindustrie: NIR Technologie

Bei der Erweiterung der EBA 2 kam es darauf an, die Beschichtungssektion so auszulegen, dass die Prozessgeschwindigkeit der Elektrolytischen Beschichtungsanlage nicht gemindert wird. Außerdem musste man mit der bestehenden Hallenfläche auskommen, denn direkt hinter dem Gebäude verlaufen Eisenbahngleise, die sich nicht verlegen lassen. Diese beiden Aufgaben haben die Anlagenbauer der ThyssenKrupp Stahl AG gelöst, indem sie sich für eine innovative Trocknertechnologie entschieden: In der Beschichtungssektion sorgt ein so genannter NIR-Trockner dafür, dass der Lack deutlich schneller aushärtet als in den bisher bei der organischen Beschichtung von Stahlband verwendeten Umluftöfen. Entsprechend kürzer sind die Abmessungen des Trockners, der mit rund zwölf Metern Länge nur ein gutes Viertel des Bauraums konventioneller Umluftöfen beansprucht. NIR ist die Abkürzung für Near Infrared, und bezeichnet eine elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge kurz oberhalb des sichtbaren Lichts. Die Strahlung erhitzt das beschichtete Stahlband in wenigen Sekunden auf etwa 270 Grad Celsius. ThyssenKrupp Stahl ist der erste Stahlhersteller, der diese Technologie im großtechnischen Maßstab einsetzt.

Chromfreie Vorbehandlung

Vor allem die kompakten Abmessungen des NIR-Trockners machten es möglich, die gesamte Beschichtungssektion senkrecht in einer 28 Meter hohen, mehrstöckigen Stahlkonstruktion auf nur 25 mal 25 Metern Grundfläche unterzubringen. Die Halle wurde hierfür im Bereich der Dünnfilmbeschichtung von 21 Meter auf 43 Meter erhöht. Neben dem NIR-Trockner besteht die Beschichtungssektion aus einem so genannten Chemcoater, in dem das verzinkte Band eine chromfreie, wasserbasierte Vorbehandlung erhält. Anschließend wird es in einem Umluftofen getrocknet und durchläuft eine Kühlstrecke. Die Dünnfilmbeschichtung trägt ein Lackcoater auf. Ähnlich wie der Chemcoater besteht der Lackcoater im Wesentlichen aus zwei gegenläufig rotierenden Rollenpaaren, die die Beschichtung kontinuierlich auf das durchlaufende Stahlband auftragen. Die Schichtdicke wird jeweils nach dem Chemcoater und dem Lackcoater automatisch gemessen. Die beim Trocknen der Lackschicht entweichenden Lösemitteldämpfe werden aus dem NIR-Trockner abgesaugt und umweltschonend verbrannt, wobei als Endprodukte Kohlendioxid und Wasser entstehen. Als letztes Element der Beschichtungssektion schließt sich eine weitere Abkühlstrecke an, bevor ein Haspel das Stahlband zu einem Coil aufrollt.

Aufbau bei laufender Produktion

Die Beschichtungssektion haben die Anlagenbauer der ThyssenKrupp Stahl AG und die beteiligten Partnerunternehmen weitgehend bei laufender Produktion der EBA 2 errichtet. Ohne die Fertigung zu unterbrechen mussten beispielsweise innerhalb der Halle 20 Meter tiefe Bohrungen für die Verstärkung der Fundamente durchgeführt werden. Das Hallendach aufzustocken, ohne die EBA 2 schädlichen Witterungseinflüssen auszusetzen, war eine weitere logistische Herausforderung. Dabei hat man zunächst das erhöhte Hallendach vollständig montiert und erst nachdem es geschlossen war, die bestehende Decke von innen abgebaut. Die Montage der rund 800 Tonnen schweren Stahlkonstruktion für die Beschichtungssektion sowie die Montage und Inbetriebnahme der einzelnen Anlagenteile erfolgten ebenfalls bei laufender EBA 2. Insgesamt musste die Anlage nur etwa zwei Wochen stillgesetzt werden, um die einzelnen Aggregate der Dünnfilmbeschichtungssektion in den Bandlauf einzubinden.

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e-mail: dietmar.stamm@tks.thyssenkrupp.com

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