Energia limpia

Un innovador concepto de horno demuestra un gran potencial para modernizar las líneas de producción de revestimiento de bobinas existentes, lo que permite reducciones drásticas en el consumo de energía y el tamaño.

Ampliamente reconocido como la forma más efectiva de prepintar sustratos de acero y aluminio, el recubrimiento de bobinas es un proceso industrial continuo y altamente automatizado para recubrir de manera eficiente tiras de metal. Después de aplicar la pintura a la tira de metal, se seca mientras se evaporan los solventes. Posteriormente, la pintura se cura hasta cierta temperatura, donde los reticulantes aumentan la adherencia entre los pigmentos y la tira de metal.

Los hornos de curado convencionales se basan en ventiladores que permiten que el calor se transfiera a través de la transferencia de calor por convección. La concentración mínima de disolventes necesaria para soportar su combustión en el aire se define como el límite explosivo inferior. Por debajo de este nivel, la mezcla es demasiado pobre para quemarse. La prevención de la emisión de compuestos orgánicos volátiles implica la recuperación de disolventes o la descomposición térmica, que son complejas y costosas. Con el apoyo del proyecto ECCO, financiado con fondos europeos, los investigadores dieron a conocer un sistema de curado de prueba de concepto que promete resolver los problemas anteriores. El sistema del horno se divide en dos secciones. La primera es la sección del quemador radiante, donde se emite una intensa radiación infrarroja a altas temperaturas resultante de la combustión del solvente que tiene lugar dentro de una estructura porosa de cerámica. "El segundo es el sistema de curado puro que funciona con mayores concentraciones de solventes, lo que permite la utilización directa de solventes como combustible para la generación de calor", explica el coordinador del proyecto, Dimosthenis Trimis.

Los gases de combustión de los quemadores radiantes se dirigen al horno de curado, donde se mezclan con vapores de solventes. A continuación, esta mezcla gaseosa se extrae del horno de curado y se alimenta al quemador radiante: los vapores de disolvente se utilizan para alimentar el quemador, mientras que la recirculación de gases de combustión permite condiciones de funcionamiento con concentraciones de oxígeno por debajo de la concentración de oxígeno límite, lo que garantiza la seguridad contra explosiones. Las dos unidades están separados por lentes que transmiten infrarrojos. Los investigadores probaron la capacidad de diferentes materiales para maximizar la transmisión en el infrarrojo y resistir las tensiones térmicas durante el encendido, el funcionamiento y el apagado del horno. También se desarrollaron recubrimientos catalíticos que evitan la deposición de sustancias carbonosas sobre el vidrio a altas temperaturas. El quemador poroso consta de materiales compuestos avanzados basados ​​en carburo de silicio que toleran temperaturas de operación más altas en comparación con otros materiales ampliamente utilizados. Se utilizó una instalación experimental para probar la combustión de disolventes en medios porosos estructurados.

"Las soluciones tecnológicas presentadas por ECCO podrían ayudar en gran medida a modernizar las líneas de producción de revestimiento de bobinas existentes. Permiten reducciones en el consumo de energía de más del 50 % en comparación con las instalaciones de hornos nuevos o antiguos. Asumiendo la misma capacidad de producción, el horno de curado de ECCO es más compacto (70 % menor volumen) en comparación con los convencionales que dependen de unidades adicionales, como incineradores regenerativos o recuperativos", comenta Trimis. La recuperación de los vapores de disolventes del proceso de secado/curado elimina la producción de residuos. Además, los quemadores porosos radiantes son combustibles flexibles; pueden funcionar con vapores de solventes o gas natural (o una mezcla de ambos). Las aplicaciones de recubrimiento de bobinas abundan en la vida cotidiana. Numerosos electrodomésticos, incluidos refrigeradores, lavadoras y tostadoras, utilizan algún tipo de acero o aluminio prepintado en su construcción. ECCO presenta una solución económica, respetuosa con el medio ambiente y que demanda menos energía para varios mercados.

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