Zie meer

Een onvermoeibare drossrobot houdt de zinklaag schoon

De meest kritische fase in het verzinkproces is het onderdompelen van de plaat in de vloeibare zink. In dat zinkbad bevinden zich onvermijdelijk onzuiverheden – ook wel dross genoemd. Deze kunnen zich op de plaat vastzetten en voor problemen zorgen bij de aanwending van de plaat. Tot voor kort werd de meeste dross manueel uit het zinkbad verwijderd. Nu verwijdert een drossrobot de onzuiverheden die op de vloeibare zink komen bovendrijven.

Het verzinkproces

Nadat de plaat ontvet is (verwijderen van koolstofresten en ijzerfijn) en gegloeid (verzekeren van de mechanische eigenschappen van het staal), is ze klaar voor verzinken. Daartoe wordt de plaat via de snuit van de oven naar de zinkpot gebracht. De oven en de snuit worden op een lichte overdruk gehouden met een beschermgas dat voor 96% uit stikstof en voor 4% uit waterstof bestaat. Het beschermt het staal tegen oxidatie.

De plaat wordt ongeveer 2 seconden ondergedompeld in het zinkbad dat 200 ton vloeibare zink bevat op + 450°C. De zink is gelegeerd met 0,2 % aluminium. Dit aluminium zorgt voor een intermetallische laag tussen de staalplaat en de zink. Dat is noodzakelijk om een goede hechting tussen het staal en de zink te verkrijgen.

Hardnekkige dross

Zodra de staalplaat (Fe) in contact komt met de vloeibare zink (Zn) lost een klein deel van het staal op in de zink.
Na enige tijd is de oplosbaarheidsdrempel overschreden en zodra het verzadigingspunt is overschreden, worden er harde metallische deeltjes gevormd. De samenstelling ervan is: Fe₂Al₅Zn. Dat is dross.

Er wordt steeds dross gevormd tijdens het (dompel)verzinkproces. Dat proces is niet tegen te gaan. Het grootste probleem is echter dat drossdeeltjes veel harder zijn dan zink en staal. (zie tabel). Tijdens het persen van de verzinkte staalplaat, wat courant gebeurt in de automobiel- of witgoedindustrie, kunnen deze harde deeltjes doordrukken en afdrukken geven op het afgewerkte stuk.
Dit is niet toelaatbaar voor producten die aan hoge kwaliteitseisen moeten voldoen, zoals de motorkap van een auto.

De hardheid wordt uitgedrukt in Vickers en heeft volgende richtwaarden:

Zink	50 Vickers
Staal	100 Vickers
Dross	700 Vickers

Wat doen we eraan?

Drossvorming kunnen we tot een minimum beperken door de procesomstandigheden optimaal te houden. Van cruciaal belang zijn:

de regeling van de temperatuur van de plaat.
de regeling van de temperatuur van de zink in de zinkpot.
de regeling van het aluminiumgehalte in de zinkpot.

Maar hoe goed alle omstandigheden ook onder controle worden gehouden, er blijft dross ontstaan en het oppervlak van de zinkpot moet geregeld worden schoongemaakt.

Vroeger gebeurde dat steeds manueel. Een operator ging aan de rand van de zinkpot staan en haalde een lepel voorzichtig door het oppervlak van de vloeibare zink. In die lepel waren kleine openingen gemaakt waardoor de vloeibare zink weer kon wegstromen. Een volle lepel woog al gauw 20 kilogram en om overal bij te kunnen was de steel ook verscheidene meters lang. Dross verwijderen was dus heel zwaar werk.

Vandaag gebruiken wij hiervoor een zesassige drossrobot. Hij is voorzien van een grote zeeflepel die hij tot drie meter ver over het zinkbad kan bewegen. Hiermee harkt hij eerst alle dross samen in een schepzone waaruit hij op gezette tijden alle dross verwijdert. In tegenstelling tot een operator wordt de robot niet moe en kan hij de lepel lang boven het zinkbad laten uitlekken. Hij beweegt bovendien met een nauwkeurigheid van 0,3 mm en kan de lepel op een constante diepte door de vloeibare zink halen. Hij werkt dus veel preciezer en netter dan een operator en veroorzaakt veel minder woelingen in het bad.

Het werkgebied van de drossrobot bestrijkt slechts een deel van de zinkpot. Er zijn dus nog steeds operatoren nodig die de dross naar de schepzone toe duwen. Maar nu hoeven zij hun zware zeeflepels niet meer uit het bad te tillen en ergonomisch onderzoek laat zien dat opscheppen en laten uitlekken tienmaal belastender is voor de rug dan het samendrijven van de dross.

Pure winst

Dankzij de drossrobot wordt het zinkbad minder omgewoeld (bewegingen van de robot zijn minder bruusk). Bij het scheppen gaat de robot minder diep in de zinkpot. Hij neemt dus in verhouding minder zink weg en meer dross. Dat leidt tot een hoger rendement van drossafvoer. Dankzij de robot is voor de operatoren ook heel wat belastende arbeid verdwenen. Dus ook op ergonomisch vlak is de winst zeer aanzienlijk.