Das Feuerverzinken entwickelte sich aus frühen Heißbeschichtungsverfahren und wird seit 1836 in Frankreich industriell angewendet. Die großflächige industrielle Entwicklung des Feuerverzinkens erfolgte jedoch hauptsächlich in den letzten 30 Jahren, parallel zum rasanten Anstieg der Produktion von kaltgewalztem Bandstahl.

Die wichtigsten Produktionsschritte für feuerverzinkte Stahlbleche umfassen:

Substratvorbereitung → Vorbehandlung → Feuerverzinkung → Nachbehandlung → Endproduktprüfung.

Basierend auf verschiedenen Vorbehandlungsmethoden werden Feuerverzinkungsprozesse im Allgemeinen in Offline-Glühsysteme und Inline-Glühsysteme eingeteilt. Zu den Glühsystemen gehören Nassverfahren, Einzelblechverzinkung, Wheeling (kontinuierliche Bandverzinkung), Sendzimir-Verfahren, modifizierte Sendzimir-Verfahren, US Steel (Kawasaki)-Verfahren, Selas-Verfahren und Sharon-Verfahren.

1. Offline-Glühen

Beim Offline-Glühen werden warm- oder kaltgewalzte Stahlbleche vor dem Verzinken zunächst in Grubenöfen oder Glockenöfen rekristallisationsgeglüht. Die Verzinkungsanlage selbst verfügt daher über keine Glühanlage. Vor dem Verzinken muss die Stahloberfläche sauber und aus reinem, aktivem Eisen ohne Oxide oder Verunreinigungen bestehen. Dies wird üblicherweise durch Beizen mit Säure zur Entfernung von Zunder und anschließendes Aufbringen eines Schutzflussmittels aus Zinkchlorid oder einer Mischung aus Ammoniumchlorid und Zinkchlorid erreicht, um eine erneute Oxidation zu verhindern.

• Nassfeuerverzinken:

Der mit Flussmittel umhüllte Stahl wird ohne vorheriges Trocknen in flüssiges Zink getaucht. Zu den Nachteilen zählen dicke Legierungsschichten mit schlechter Haftung und die Ansammlung von Zinkkrätze, die die Stahloberfläche verunreinigt. Dieses Verfahren wird heute weitgehend nicht mehr angewendet.

• Einzelblechverzinkung:

Geglühte Stahlbleche werden mit Schwefel- oder Salzsäure gebeizt, gespült, getrocknet und anschließend in einem Zinkbad bei 445–465 °C verzinkt. Danach werden sie geölt und chromatiert. Die Produktqualität ist deutlich besser als bei der Nassverzinkung, dieses Verfahren eignet sich jedoch nur für die Kleinserienfertigung.

• Wheeling-Prozess:

Diese kontinuierliche Verzinkungsanlage umfasst Entfetten, Beizen, Spülen, Flussmittelauftrag und Trocknen mit anschließendem Glühen in einem Glockenofen vor dem eigentlichen Verzinken. Das Verfahren ist komplex und kostspielig, und lösungsmittelbedingte Defekte können die Korrosionsbeständigkeit und Haftung der Beschichtung beeinträchtigen. Daher hat es sich nicht weit verbreitet.

2. Inline-Glühen

Bei diesem Verfahren werden Stahlcoils aus Warm- oder Kaltwalzwerken direkt in eine kontinuierliche Verzinkungsanlage geführt, wo unter Schutzgasatmosphäre eine Rekristallisationsglühung erfolgt. Zu den gängigen Verfahren zählen das Sendzimir-, das modifizierte Sendzimir-, das US-Steel- (Kawasaki-), das Selas- und das Sharon-Verfahren.

• Sendzimir-Prozess:

Das Verfahren kombiniert Glühen und Verzinken. Das Band wird zunächst oxidiert, um restliches Walzöl zu entfernen, anschließend reduziert und bei 700–800 °C rekristallisiert, auf etwa 480 °C abgekühlt und schließlich unter Luftabschluss verzinkt. Dieses Verfahren zeichnet sich durch hohe Ausbeute und gute Beschichtungsqualität aus und findet breite Anwendung.

• US-Stahlmethode:

Eine Variante des Sendzimir-Verfahrens, bei der der Oxidationsofen durch alkalische elektrolytische Entfettung ersetzt wird. Zwar werden Oxidation und Gasverbrauch reduziert, die erhöhte thermische Belastung des Reduktionsofens schränkt jedoch die breite Anwendung ein.

• Selas-Prozess:

Auch bekannt als Direktflammenheizung. Das Band wird in einer reduzierenden Atmosphäre, die durch kontrollierte unvollständige Verbrennung erzeugt wird, rasch erhitzt. Die Anlage ist kompakt und leistungsstark, ihre Anwendung ist jedoch aufgrund ihrer komplexen Bedienung eingeschränkt.

• Sharon-Prozess:

Beim Glühofen wird Salzsäuregas eingesprüht, um Oxide und Öle gleichzeitig zu entfernen. Obwohl die Haftung der Beschichtung ausgezeichnet ist, führt die starke Korrosion der Anlagen zu hohen Wartungskosten, weshalb dieses Verfahren selten angewendet wird.

• Modifiziertes Sendzimir-Verfahren:

Ein verbessertes und weit verbreitetes Verfahren, das Vorwärmen, Reduzieren und Abkühlen in einem kompakten System vereint. Es bietet hohe Qualität, hohe Produktivität, geringen Energieverbrauch und verbesserte Sicherheit. Seit 1965 wird dieses Verfahren in den meisten neu gebauten Verzinkungsanlagen eingesetzt, und viele ältere Anlagen wurden entsprechend nachgerüstet.

Vergleich der Korrosionsbeständigkeit

Hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit bieten sowohl Verzinkung als auch Pulverbeschichtung bei Verwendung geeigneter Technologien und Materialien einen guten Schutz. In feuchten Umgebungen wie Kellern sind pulverbeschichtete Produkte jedoch anfälliger für eindringende Feuchtigkeit. Sobald sich die Pulverschicht ablöst, kann Korrosion einsetzen. Verzinkte Beschichtungen hingegen reagieren sehr empfindlich auf mechanische Beschädigungen – wird die Zinkschicht zerkratzt, verliert die freiliegende Stelle ihre Schutzfunktion.

Unter normalen Bedingungen bieten sowohl Verzinkung als auch Pulverbeschichtung einen hervorragenden Schutz. In extremen Umgebungen ist die beste Lösung oft die Pulverbeschichtung auf einer verzinkten Oberfläche. Durch die Kombination von Verzinkung und moderner Pulverbeschichtungstechnik wird ein zweischichtiger Schutz erzielt und die Lebensdauer des Produkts deutlich verlängert.

-------Spritzbeschichtete Kabelrinne

-------Verzinkte Kabelrinne