Vom Werkstoff zum Wertstoff

Unsere neue Serie „Vom Werkstoff zum Wertstoff“ startet mit einer kleinen Werkkunde zum Alleskönner Zink. Denn das Spurenelement ist nicht nur gut für unsere Gesundheit, Zink umgibt um überall im Alltag und wird schon über zwei Jahrhunderte als Baustoff verwendet. Welche Verarbeitungsmöglichkeiten es gibt, wie energieeffizient und nachhaltig das Material ist und vieles weitere Wissenswerte finden Sie im Folgenden.

Alleskönner Zink

Zink ist als Spurenelement essenziell für die menschliche Gesundheit, Wachstum und Wundheilung werden positiv beeinflusst. Bekannt ist Zink vor allem für seine Aufgaben in unserem Immunsystem, gerade in der Erkältungszeit sind entsprechende Präparate sehr beliebt. Zudem umgibt uns Zink überall im Alltag: vom Druckguss in Armaturen und Komponenten im Automobilbau über feuerverzinkte Geländer bis zur Dachrinne, Fassadenbekleidung oder Dachdeckung, wie sie bei RHEINZINK hergestellt wird.

Teil 1: Der Werkstoff

Zink findet bereits seit über 200 Jahren am Bau Verwendung - Titanzink ist die moderne Version dieses natürlich vorkommenden Metalls. RHEINZINK ist eine Legierung, die aus Feinzink und minimalen Anteilen an Titan und Kupfer besteht. Das Feinzink und Titan werden aus verschiedenen Ursprungsländern bezogen: Skandinavien, Spanien, Holland, Belgien und Deutschland, selten auch aus Mexiko oder Peru.  Das Kupfer als Recyclingstoff kommt in Form von Bruchschrott in die Verarbeitung.  Die Legierungs-Zusätze sind bedeutsam für die Farbe der Patina und die besonderen materialtechnologische Eigenschaften.

Die Legierungszusammensetzung gibt dem Material einerseits die erforderliche Festigkeit andererseits lassen sich die Produkt gut verformen. Durch diese Verarbeitungsmöglichkeiten lassen sich komplizierte Details lösen und beliebige Dachformen realisieren. RHEINZINK-Titanzink stellt egal ob als Gauben-, Giebel-, Balkon- oder Kaminbekleidung, aufgrund seiner ansprechenden Optik eine Aufwertung für das gesamte Gebäude dar. Dachränder, Vordächer und Mauerabdeckungen erstrahlen durch den edlen Werkstoff in neuem Glanz.

Nachhaltig

Nahezu 100 Prozent des verwendeten Titanzinks können mit sehr geringem Energieeinsatz und ohne umweltbelastende Rückstände recycelt werden. Die schützende Patina, welche sich im Laufe der Zeit auf der Zinkoberfläche bildet, sorgt für eine enorm hohe Lebenserwartung. Etliche historische Gebäude können belegen, dass Zinkdächer nach über 200 Jahren, ohne beachtenswerten Wartungsaufwand, vollkommen intakt sind. Darüber hinaus besteht jedes RHEINZINK-Produkt heute bereits zu 30 Prozent aus Sekundärmaterial.

Teil 2: Die Vorlegierung

Die Produktion

Der Herstellungsprozess von RHEINZINK-Titanzink umfasst mehrere Schritte, die in der Produktion im Werk Datteln durchgeführt werden.  Wir werfen einen Blick in die Bereiche Vorlegierung, die Schmelz-Gieß-Walz-Straße, die Vorbewitterungsanlage und enden mit der Weiterverarbeitung. Den Start macht die Vorlegierung.

Vorlegierung

Der Produktionsbereich der Vorlegierung darf nur von Fachkräften mit genauer Unterweisung und besonderer Schutzausrüstung betreten werden. Denn hier geht es im wahrsten Sinne des Wortes heiß her. Bei knapp 800 °C werden im Induktionstiegelofen (Fassungsvermögen 2 t) aus Feinzink, Titan und Kupfer so genannte Vorlegierungsblöcke hergestellt. Diese Blöcke enthalten ein Vielfaches der Titan- und Kupferanteile der späteren Walzlegierung.

Es wird heiß

Aber was genau ist eine Vorlegierung? Damit werden Legierungen bezeichnet, die nicht zur Fertigung von Endprodukten dienen, sondern Metallschmelzen zugesetzt werden. Die Vorlegierung unterstützt den Prozess der Metallverbindung. So erschweren beispielsweise unterschiedliche Schmelzpunkte die Verbindung von verschiedenen Metallen zu einer finalen Walzlegierung sehr. So haben alle drei Bestandteile der Legierung, wie sie bei RHEINZINK benötigt wird, unterschiedlich hohe Schmelzpunkte: Zink: 418°C, Kupfer: 1.083°C, Titan: 1.670°C

Die Vorlegierungsblöcke werden später in einem bestimmten Verhältnis mit Feinzink in die großen Schmelzöfen gegeben, wo dann zum Einschmelzen „nur“ noch eine Temperatur von ca. 550 °C nötig ist.

Teil 3: Schmelzen-Gießen-Walzen

Die Schmelz-Gieß-Walz-Straße

In dieser Folge unserer Serie „Vom Werkstoff zum Werkstoff“ präsentieren wir eine echte Besonderheit, denn im RHEINZINK Werk Datteln steht die einzige kontinuierliche Schmelz-Gieß-Walz-Straße der Welt.

In den 60er Jahren haben maßgeblich RHEINZINK-Ingenieure diese patentierte Breitband-Gieß-Walzstraße entwickelt und damit das traditionelle Paketwalzverfahren abgelöst. Der Unterschied zu anderen Herstellern: Die spezielle RHEINZINK-Legierung wird in einem kontinuierlichen Produktionsprozess vom Schmelzen bis zum Walzen zu Bändern in verschiedenen Metalldicken verarbeitet.

Der erste Schritt ist das Schmelzen. Die Öfen erreichen eine Temperatur von 550 °C und schmelzen die Vorlegierungsblöcke gemeinsam mit Feinzinkblöcken und/oder Rücklaufschrotten zu der finalen RHEINZINK-Legierung. Die gewonnene flüssige Legierung wird nun der Gießmaschine, eines der Herzstücke des RHEINZINK-Verfahrens zugeführt. Die hier zugrunde liegende Technik schafft die Voraussetzungen für eine gleichmäßige und vor allem störungsfreie Materialqualität. Durch umlaufendes Kühlwasser wird die RHEINZINK-Legierung so weit unter den Schmelzpunkt gekühlt, dass ein fester Gussstrang entsteht.

RHEINZINK-Verfahren

Anschließend warten fünf in Reihe angeordnete Walzgerüste auf den Gussstrang. In jedem Walzgerüst wird die Dicke des 15 mm dicken Stranges um 35 bis 50 Prozent reduziert. Die endgültige Materialdicke beträgt zwischen 0,5 – 2 mm. Nach dem letzten Walzgerüst wird das nun fertiggewalzte RHEINZINK-Band zu 20 Tonnen schweren sogenannten Großcoils aufgewickelt. Der Wechsel erfolgt dabei „fliegend“, da der kontinuierliche Produktionsprozess kein Anhalten erlaubt.

 Auch dieses Verfahren ist eine RHEINZINK-Entwicklung und weltweit einzigartig. Die noch heißen Großcoils (ca. 140 °C) werden im Anschluss zur Abkühlung auf Raumtemperatur mindestens zwei Tage zwischengelagert.