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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