CHEMOPHOS Oberflächentechnik GmbH Mit unserer Chemie in eine gute Zukunft!

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1 Thema: Vorbehandlung von Aluminiumwerkstoffen unter dem Aspekt der Energieeffizienz CHEMOPHOS Oberflächentechnik GmbH Mit unserer Chemie in eine gute Zukunft! Wer wir sind? Wir entwickeln, produzieren und vertreiben Chemikalien für die Oberflächenvorbehandlung von Metallen. Bild: Produktionsanlage NABU Oberflächentechnik GmbH Chemophos Oberflächentechnik GmbH Prelit AG, Schweiz (Vertriebspartner)

2 Energierelevanz Durch Reduzierung der Behandlungstemperaturen können die Betriebskosten erheblich reduziert werden! Auswirkung: - geringere Heizleistungsbedarf - geringere Verdunstung - geringerer Frischwasserbedarf - geringerer Chemikalienbedarf Die reduzierte Wirkung des Aktivbades muss durch andere qualitäts- bestimmende Faktoren ausgeglichen werden! - Druck - Konzentration an Chemikalien - Behandlungszeit Bild: Vorbehandlungsanlage Vorbehandlungsschritte (sauer) Entfetten (mild alkalisch) (stark alkalisch) Beizen (stark alkalisch) Vor- Anodisation Spüle Gelbchromatierung Spüle Neutralisierung (sauer) Spüle Konversionsbehandlung Spüle VE-Spüle Trocknen Beschichtung VE-Spüle Grünchromatierung neue, chromfreie Verfahren (Sprühen mit VE- Wasser) Einbrennen No rinse

3 Entfettung von Aluminium Zu Anfang einer Oberflächenbehandlung steht meist eine Entfettung. Entfernt werden Verunreinigungen und eine vollständig mit Wasser benetzbare Oberfläche entsteht. Bild: richtig entfettete, benetzbare Oberfläche Bild: Mechanismus der Partikelablösung Bild: nicht vollständig entfettete Oberfläche /Beizen Verunreinigungen Schmutz / Abrieb Öl Primär- und Sekundär Ausscheidungen Oxid Deformationsschicht Al - Legierung Entfernung der natürlich gebildeten Al 2 O 3 Schicht; Beseitigung der mikrokristallinen Deformationsschicht, die als Initiator der Filiformkorrosion anzusehen ist. Empfohlener Beizabtrag: 1g/ m 2 bei EN AW 6060 und EN AW 6063

4 Saure, fluoridhaltige Systeme: /Beizen t = 3min => 1,4 g/m 2 Alkalisches System: /Beizen

5 /Beizen Einfluss Aluminium: Chromfreie No Rinse Technologie Chromatierung: Chromfrei: Alkalische Beizentfettung Spüle 1 Spüle 2 Saure Dekapierung Spüle 1 Spüle 2 Chromatierung Spüle 1 Spüle 2 VE- Spüle Saure Beizentfettung Spülen Spülen VE- Spülen Chromfreie Konversion mit Nabutan es gilt: No Rinse!

6 Abluft und Schwadenabsaugung Beispiel: Kammertaktanlage Mehrfachnutzung des Spülwassers Nachstehende Spülmethoden können den Frischwasserbedarf auf bis zu 0,7-1,0 l/m reduzieren: Sauer Vorspülen Spüle 1 Vorspülen Spüle 2 Vorspülen - mehrstufige Spülmethode im Gegenstromprinzip (Kaskadenspülung) VE-Spüle - Verwendung von Ionentauschern oder Membranverfahren zur Rückgewinnung von entsalztem Spülwasser VE Wasser Chromfreie Konversion - Einsatz von Verdampfern zur Rückgewinnung von entsalztem Spülwasser

7 M M KMU UMWEL TSCHUTZ GMBH KMU UMWEL TSCHUTZ GMBH PS PS Verdampfertechnologie 4 Kammeranlage ohne Kreislaufanlage Abwasser 9m_ Kammer 1 Kammer 2 Kammer 3 Kammer l/h = 42l /Takt Entfetten / Phosphatieren Pumpensumpf Druckluf t NaOH Durchlauf - neutralisation Konzentrate zur Entsorgung Spül - behälter Spülen 1 Spülen 2 No-Rinse Passivieren Eindampfanlage PROWADEST 400 /1 Destillat - behandlungs - stufe AKF Aktivkohle - filter MBT Mischbett - ionentauscher Destillat / Rohwasser 9m_ Oberflächendurchsatz : 300m_/h Taktzeit : 5min Abtropfwasser von Kammer 4: <30μS /cm Haftwasser : 150ml/m_ Betriebszeit : 16h/d Stadtwasserkonditionierung RO 250 Kanal Netzwasser Verdampfertechnologie 4 Kammeranlage mit Kreislaufanlage Abwasser 9m_ Kammer 1 Kammer 2 Kammer 3 Kammer 4 Entfetten / Phosphatieren Pumpensumpf Druckluf t NaOH Durchlauf - neutralisation Konzentrate zur Entsorgung Spül - behälter Eindampfanlage PROWADEST 200 / 1 Spülen 1 Spülen 2 No -Rinse Passivieren Destillat - behandlungs - stufe Destillat / Rohwasser 9m_ Pumpensumpf Druckluf t H 2 SO 4 AKF K A VE -Kreislaufanlage VE -Spülen 150 l/takt = 1800 l/h 2m _/h NaOH 200 l/h VE -Wasser 6m_ Oberflächendurchsatz : 300m_/h Taktzeit : 5min Abtropfwasser von Kammer 4: <30μS/cm Haftwasser : 150ml/m_ Betriebszeit : 16h/d Stadtwasserkonditionierung RO 250 Kanal Netzwasser

8 Gehängeoptimierung Durch die Optimierung des Oberflächendurchsatzes, z. B. durch Gehängeoptimierungen, kann eine Reduzierung der Anlagenlaufzeit oder eine Erhöhung des Anlagendurchsatzes erreicht werden. Da die Betriebskosten im wesentlichen von der Anlagenlaufzeit abhängen, ergeben sich z.b. durch eine Reduktion der Anlagenlaufzeit deutliche Einsparungen. Spritzdruck Verwendung von regelbaren (z.b. drehzahlgeregelten) elektrischen Antrieben, z.b. kann bei Vorbehandlungsanlagen der Spritzdruck mit Hilfe von Frequenzumrichtern eingestellt werden. Bei 2000 Jahres-Betriebsstunden liegt die Amortisation bei ca. 4 Jahren.

9 Zusammenfassung Das Vorbehandlungsergebnis ist das Produkt vieler Einflussfaktoren. Die effektivste Kombination dieser Einflussfaktoren muss empirisch ermittelt werden, um ein optimales Vorbehandlungsergebnis unter wirtschaftlichen Rahmenbedingungen zu erhalten.

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