DE3405768A1

DE3405768A1 - Emailliertes blech

Info

Publication number: DE3405768A1
Application number: DE19843405768
Authority: DE
Inventors: Peter 6747 Annweiler Tess
Original assignee: Asta Ullrich Annweiler Am GmbH
Current assignee: Asta Ullrich Annweiler Am GmbH
Priority date: 1984-02-17
Filing date: 1984-02-17
Publication date: 1985-08-22

Description

PATENTANWÄLTE ^

DIPL.-1NG. F. W. MOLL DM¹LViNG. H. CH. BITFERICH Γ J-D-

ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT O / Q C Π β Ο

6740 LANDAU/PFALZ LANGSTRASSE5

17. Februar 1984

Asta Ullrich GmbH Annweiler am Trifels, Annweiler am Trifels

Emailliertes Blech

Die Erfindung betrifft ein emailliertes Blech, insbesondere für Wärmetauscher.

übliche Emailschichten stellen eine in sich weitgehend einheitliche Materialschicht dar. Häufig werden an die dem Blech naheliegenden und die dem Blech fernliegenden Oberflächenschichten sehr unterschiedliche Anforderungen gestellt. So soll die dem Blech benachbarte Oberflächenschicht in erster Linie die Haftfestigkeit sicherstellen. Die dem Blech fernliegende, sichtbare Oberflächenschicht dagegen soll beispielsweise hervorragende optische oder mechanische Eigenschaften aufweisen, säure- oder laugenbeständig sein usw.

Ein Anwendungsfall solcher emaillierter Bleche sind Wärmetauscher im Abgasstrom von Großfeuerungsanlagen. Diese Abgase enthalten große Mengen Schwefel und Feuchtigkeit, wodurch sich beim Abkühlen der heißen Abgase auf der Oberfläche

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der Wärmetauscherbleche schwefelhaltige Säuren bilden. Bekanntlich gehört 30 %ige, kochende Schwefelsäure zu den aggressivsten Säuren überhaupt. Die Bleche müssen deshalb mit extrem säurebeständigen Schichten oberflächenbehandelt sein.

Um die unterschiedlichen Anforderungen an die Emailoberflächen sicherstellen zu können, müssen in der Regel Mehrschichtemaillierungen durchgeführt werden. Dabei müssen die physikalischen Werte der einzelnen Schichten zusätzlich aufeinander abgestimmt sein. Ferner müssen die Schichten meist separat eingebrannt werden. Dies bedingt eine teure, zeitraubende Behandlung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, emaillierte Bleche anzugeben, die mit nur einem einzigen Einbrand auskommen und deren Oberflächen die unterschiedlichsten Anforderungen erfüllen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Emailschicht einschichtig ist und an ihrer vom Blech abgewandten Oberfläche einen erhöhten Gehalt von die Oberflächeneigenschaften verbessernden Zuschlagstoffen besitzt.

Soll beispielsweise die Säurebeständigkeit der dem Blech fernliegenden Oberfläche erhöht werden, so wird vorzugsweise Si O₂ auf die noch nicht gebrannte Emailschicht aufgebracht.

Soll beispielsweise die Kratzfestigkeit verbessert werden, wird vorzugsweise Al ₂°3' vorzugsweise Korund als Zuschlagstoff verwendet.

Die optischen Eigenschaften lassen sich vorteilhafterweise durch das nachträgliche Aufbringen von färbenden Metalloder Metalloxidpulvern verbessern.

Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist die Schichtdicke der Zuschlagstoffe sehr gering. Dies senkt die Kosten und verbessert die Haftfestigkeit der gesamten Emailschicht, insbesondere dann, wenn die Ausdehnungskoeffizienten von Blech, Emailschicht und Oberflächenschicht sehr unterschiedlich ist.

Um die ungünstigen Einflüsse der stark unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zu mildern, können die Zuschlagstoffe vorteilhafterweise in einer Matrix aus einer beispielsweise leicht schmelzenden Fritte eingelagert sein. In diesem Fall bilden die die Oberflächeneigenschaften der Emailschicht verbessernden Zuschlagstoffe inselförmige Bereiche, keine zusammenhängende Schicht.

Um die Haftung der Emailschicht am Blech zu verbessern, kann in an sich bekannter Weise eine Schicht zur Haftverbesserung, insbesondere eine Nickelschicht, angeordnet werden. Aufgrund der Tatsache, daß die erfindungsgemäße Emailschicht nur einmal gebrannt wird, besteht keine Gefahr, daß das Nickel durch die Emailschicht hindurch an die freiliegende Oberfläche wandert und dort die verbesserten Eigenschaften wieder verschlechtert. Das Gleiche gilt für den aus dem Blech austretenden Kohlenstoff.

Vorzugsweise ist die Emailschicht eine Elektro-Tauch-Emailschicht.Diese Schichten sind sehr dicht und gleichmäßig. Die Zuschlagstoffe können ohne vorherigen Trockenvorgang direkt auf die Biskuitschicht aufgetragen werden. Zum Auftragen der Zuschlagstoffe eignen sich Tauch- oder Spritzverfahren, da der elektro-tauch-emaillierte Emailbiskuit so haftfest ist, daß er kaum abgespült werden kann.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Man erkennt einen Ausschnitt aus einem Wärmetauscher für Abgase von Großfeuerungsanlagen. Dieser Wärmetauscher besitzt ein Stahlblech 1, das einseitig mit einer einschichtigen Emailschicht 2 beschichtet ist. Die Haftung zwischen Blech 1 und Emailschicht 2 erfolgt überwiegend auf chemischem Wege über sogenannte Haftoxide in der Emailschicht. Das Email, welches überwiegend aus glasbildenden Stoffen mit Einlagerungen 5 aus Quarz besteht, hat einen erheblich kleineren Ausdehnungskoeffizienten als Stahl.

In der dem Blech 1 abgewandten Oberfläche 3 der Emailschicht sind Zuschlagstoffe 4 eingelagert. Bei diesen Zuschlagstoffen 4 handelt es sich um Si O₂, da Si O₂ die beste Säurebeständigkeit bietet. In die Emailschicht 2 selbst kann Si O₂ nur bis zu einem maximalen Gehalt von ca. 20 % eingebracht werden, da es einen extrem kleinen Ausdehnungskoeffizienten hat, der die Haftung zwischen Email und Blech gefährdet.

Durch die Beschränkung des hohen Si 0₂~Anteils auf die Oberfläche kann sich auch die bei der Curie-Temperatur von 530⁰C erfolgende Gefügeumwandlung nicht negativ auf die Haftung des Emails am Blech auswirken.

Das Herstellungsverfahren läuft folgendermaßen ab: Zunächst wird das Stahlblech 1 wie üblich vorbereitet, indem es alkalisch entfettet, gespült, anschließend eventuell gebeizt und wieder gespült wird. Zur Haftverbesserung kann eine Haftvermittlerschicht, beispielsweise ein Nickel-Flash oder ein Nickel-Dipp aufgebracht werden. Darauf wird die Emailschicht aufgebracht, wobei insbesondere die Elektro-Tauch-Emaillierung angewendet wird, da diese besonders gleichmäßige, dichte und porenfreie Emailbiskuits ergibt. Die Biskuitschicht wird dann in einer Si Ölhaltigen Dispersion getaucht, bzw. mit der Dispersion dünn bespritzt oder auch bestäubt. Beim anschließenden Einbrennvorgang verbinden sich

Stahlblech und Email sowie Email und Si O₂, so daß am Ende des einmaligen Exnbrennvorgangs das emaillierte Blech mit den gewünschten Eigenschaften der Emailschicht vorliegt.

Statt Quarz können nach dem gleichen Verfahren auch andere Stoffe aufgebracht werden, beispielsweise Metalle oder Metalloxide zur Verbesserung der optischen Eigenschaften A^O^, z.B. als Korund zur Verbesserung der Kratzfestigkeit usw.. Dabei können alle Zuschlagstoffe auch mit geringen Mengen von vorzugsweise leicht schmelzenden Fritten verschnitten sein, so daß es beim Einbrennvorgang mit Sicherheit zur Inselbildung der Zuschlagstoffe und damit nicht zu einer einheitlichen Oberflächenschicht mit unter Umständen ungünstigen thermisch-mechanischen Eigenschaften kommt.

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Claims

PATENTANWÄLTE ;.:. DIPL.-ING. F. W. MOLL DWLVüNG.H. CH-. BITPERICH ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT 3405768 6740 LANDAU/PFALZ LANGSTRASSE 5 P 34 05 768.4 . 17. Februar Asta Ullrich GmbH Annweiler am Trifels, Annweiler am Trifels Emailliertes Blech Ansprüche

1. Emailliertes Blech, insbesondere für Wärmetaucher, dadurch gekennzeichnet, daß die Emailschicht (2) einschichtig ist und an ihrer vom Blech (1) abgewandten Oberfläche (3) einen erhöhten Gehalt von die Oberflächeneigenschaften verbessernden Zuschlagstoffen (4) besitzt.

2. Blech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zuschlagstoff (4)Si O₂ verwendet ist.

3. Blech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zuschlagstoff (4) Al₃O₃, vorzugsweise als Korund verwendet ist.

4. Blech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zuschlagstoff (4) färbendes Metall- oder Metalloxidpulver verwendet ist.

5. Blech nach wenigstens einem der Ansprüche 1

tft.FFON ίθ«3 411 2ΛΛ35. BT»«« TELEX 4S3333 TELEGRAMME: INVENTION

bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der Zuschlagstoffe (4) sehr gering ist.

6. Blech nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschlagstoffe (4) eingelagert sind in einer Matrix aus einer Fritte.

7. Blech nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Blech (1) und Emailschicht (2) eine Schicht zur Haftverbesserung, insbesondere eine Nickelschicht, angeordnet ist.

8. Blech nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Emailschicht (2) eine Elektro-Tauch-Emailschicht ist.

9. Blech nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschlagstoffe (4) durch Tauchen oder Spritzen auf die ungebrannte Emailschicht (2) aufgebracht sind.