Das Zinkbad ist im Computer

Das Feuerverzinken von Stahl ist eine altbewährte Technik gegen Rost. Die Methode ist simpel und anspruchsvoll zugleich: Ein Stahlband wird durch ein Bad aus flüssigem Zink gezogen, das haften bleibt.
Die Vorgänge in Feuerverzinkungsanlagen werden am MCL digital simuliert. Fotocredit: voestalpine

Hier kommen die Forscher des COMET-Kom­pe­tenz­zen­trums Materials Center Leoben Forschung GmbH MCL ins Spiel. Sie simu­lie­ren mit dem Computer die Strö­mun­gen in der Zinkwanne. „Wir sprechen von 400 Tonnen flüssigem Metall, das ist so große wie ein Swim­ming­pool“, schildert Geog Reiss, Key Scientist Digital Manu­fac­tu­ring Processes am MCL. Oft gebe es nur eine Mess­stel­le für die Tem­pe­ra­tur und Kon­zen­tra­ti­on. „Dort wo die Messung wirklich inter­es­sant wäre, kann sie nicht gemacht werden, weil es zu nahe am Stahlband wäre.“

Besonders heikel sind die Umlenk­rol­len für das Stahlband. Dort bilden sich gerne Abla­ge­run­gen, weil sich das Eisen im Zinkbad teilweise löst. „Das führt dann zu einer schlech­te­ren Qualität der Zink­schicht. Darum haben wir ein Modell ent­wi­ckelt, das solche Stellen zeigt.“ Ein Problem dabei sei die Rechen­zeit gewesen. „Die war viel zu lang für eine sinnvolle Anwendung“, sagt Reiss. Durch sta­tis­ti­sche Methoden habe man sie drastisch ver­rin­gern können. Her­aus­for­dernd war auch die Abstrei­fein­rich­tung, in der ein fast schall­schnel­ler Luftstrom über­schüs­si­ges Zink vom Stahl bläst. „Dort bilden sich Wellen, was zu ver­schie­de­nen Dicken der Schutz­schicht führt.“ Mithilfe der Simu­la­ti­on dieser Tur­bu­len­zen könnten nun Inge­nieu­re versuchen, die Luftdüsen ent­spre­chend neu zu gestalten. „Ob es funk­tio­niert, können sie dann in unserem Modell testen, ohne die ganze Anlage umbauen zu müssen.“

MCL als Träger des IC-MPPE-COMET-Zentrums, wird von den Bundes­ministerien BMK und BMAW sowie von den Bun­des­län­dern Stei­er­mark, Ober­ös­ter­reich und Tirol gefördert. Die aktuellen Ent­wick­lun­gen werden im COMET-Projekt P3.25 Gal­vaS­MART­Con­trol durch­ge­führt.

mcl.at

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