Emailtechnik

Emailtechnik
Dipl.-Ing. Wolfgang Kühn
Ing. Dietmar Geu
VEB Verlag Technik, Berlin
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.1. Begriffsbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.2. Zweck und Anwendung der Emaillierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.3. Geschichtliche Entwicklung des Emails. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.4. Emailtechnologien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2. Rohstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.1. Werkstoffe für Rohwaren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.1.1. Stahlblech . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.1.2. Gusseisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.1.3. Nichteisenschwermetalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.1.4. Leichtmetalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2. Emailrohsfoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2.1. Hochschmelzende Stoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2.1.1. Quarz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2.1.2. Feldspat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.2.1.3. Ton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.2.1.4. Aluminiumoxid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2.1.5. Magnesiumoxid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2.2. Flussmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2.2.1. Bormineralien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2.2.2. Soda. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.2.2.3. Pottasche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.2.2.4. Kalkspat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.2.2.5. Bariumverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.2.2.6. Bleiverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.2.2.7. Lithiumkarbonat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.2.2.8. Synthetische Flussmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.2.3. Trübungsmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.2.3.1. Zinndioxid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.2.3.2. Titandioxid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.2.3.3. Zirkonverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.2.3.4. Kryolith . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
1

2.2.3.5. Flussspat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.2.3.6. Antimonverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.2.4. Farbkörper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.2.4.1. Gelb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.2.4.2. Rot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.2.4.3. Blau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.2.4.4. Grün. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.2.4.5. Schwarz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.2.5. Haftmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.2.5.1. Kobaltoxid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.2.5.2. Nickeloxid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.2.5.3. Molybdänoxid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.2.5.4. Arsensulfide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.2.5.5. Antimonsulfide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.2.6. Hilfsstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.2.6.1. Mühlenzusätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.2.6.2. Stellmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.2.6.3. Wasser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3. Emailaufbau – Emailtypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.1. Email für Stahlblech . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.1.1. Grundemail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.1.2. Deckemail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.1.2.1. Weissemail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.1.2.2. Farbemail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.1.2.3. Transparentemail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.2. Email für Gusseisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.2.1. Grundemail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.2.2. Deckemail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.2.2.1. Nassweissemail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.2.2.2. Farbemail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.2.2.3. Gusspuderemail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.2.2.4. Majolikaemail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.3. Einschichtemail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.4. Sonderemail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.4.1. Emails für Schwermetalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.4.2. Emails für Leichtmetalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.4.3. Leuchtemail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.4.4. Hochtemperaturemail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4. Herstellen der Emails . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.1. Schmelzen der Fritten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.1.1. Lagern der Rohstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.1.2. Schmelzeinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.1.2.1. Tiegelöfen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
2

4.1.2.2. Rotierende Trommelschmelzöfen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.1.2.3. Wannenöfen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4.1.3. Schmelzvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.2. Mahlen der Emailmassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.2.1. Lagern der Rohstoffe und Fritten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.2.2. Aufbau der Mühle und Zusatzeinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.2.3. Mahlvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5. Vorbereiten der Rohware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.1. Blechrohware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.2. Gussrohware. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5.3. Emailgerechtes Konstruieren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
6. Technologie der Emaillierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
6.1. Vorbehandlung der Rohware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
6.1.1. Vorbehandlung der Blechrohware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
6.1.1.1. Entfetten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
6.1.1.2. Glühen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
6.1.1.3. Beizen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
6.1.1.4. Besondere Vorbehandlungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
6.1.1.5. Beispiele für Vorbehandlungstechnologien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
6.1.2. Vorbehandlung der Gussrohware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
6.1.3. Mechanische Vorbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
6.2. Auftragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
6.2.1. Nassverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
6.2.1.1. Auftragen von Hand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.2.1.2. Maschinelles Auftragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
6.2.1.3. Spritzauftrag. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
6.2.1.4. Sonderverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
6.2.2. Trockenverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
6.2.2.1. Warmpuderverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
6.2.2.2. Kaltpuderverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
6.2.3. Dekorverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
6.2.4. Einschichtdirektemaillierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
6.3. Zwischenarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
6.4. Trocknen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
6.5. Brennen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
6.5.1. Brennvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
6.5.2. Brenneinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
6.5.3. Haften des Emails . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
7. Eigenschaften des Emails . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
7.1. Schmelzbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
7.1.1. Erweichungspunkt von Emails . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
7.1.2. Fliessbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
7.2. Elastizität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
3

7.3. Ausdehnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
7.4. Härte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
7.5. Dichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
7.6. Zug- und Druckfestigkeit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
7.7. Spezifische Wärme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
7.8. Oberflächenspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
8. Prüfen der Rohstoffe, Hilfsstoffe und Erzeugnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
8.1. Prüfen der Emailrohstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
8.1.1. Probenentnahme und visuelle Beurteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
8.1.2. Analysen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
8.1.2.1. Wassergehalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
8.1.2.2. Mahlfeinheit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
8.1.2.3. Dichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
8.1.2.4. Kornverteilung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
8.1.2.5. Auftragfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
8.1.2.6. Schmelz- und Brenntemperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
8.2. Prüfen der Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
8.2.1. Wasserstoffverhalten des Bleches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
8.2.2. Erichsen-Prüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
8.2.3. Tiefzieh-Weitungsversuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
8.2.4. Näpfchenprobe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
8.3. Prüfen der Bäder. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
8.3.1. Beizbäder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
8.3.1.1. Salzsäurekonzentration und Eisengehalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
8.3.1.2. Schwefelsäurekonzentration und Eisengehalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
8.3.2. Entfettungsbäder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
8.4. Prüfen der Erzeugnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
8.4.1. Schichtdicke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
8.4.2. Weissgehalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
8.4.3. Glanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
8.4.4. Porenprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
8.4.5. Abriebfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
8.4.6. Schlagfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
8.4.7. Temperaturwechselbeständigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
8.4.8. Wetterfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
8.4.9. Säurebeständigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
8.4.10. Laugenbeständigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
9. Emailfehler und Qualitätseinstufung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
9.1. Emailfehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
9.1.1. Abplatzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
9.1.2. Haarlinien - Haarrisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
9.1.3. Blasenbildung und Aufkochen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
9.1.4. Fleckenbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
4

9.1.5. Fischschuppen-Ausspritzer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
9.1.6. Sonstige Fehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
9.2. Qualitätseinstufung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
9.2.1. Mathematisch-statistische Qualitätskontrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
9.2.2. Qualitätssicherungssystem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
9.3. Behandlung emaillierter Erzeugnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
9.4. Entemaillierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
10. Aufbau von Emaillierwerken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
10.1. Flachteilemaillierwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
10.2. Gussemaillierwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
10.3. Geschirremaillierwerke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
11. Sachwörterverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
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