Energia limpia

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

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

Los hornos de curado convencionales dependen de ventiladores que permiten la transferencia de calor mediante transferencia de calor por convección. La concentración mínima de disolventes necesaria para sustentar su combustión en el aire se define como límite explosivo inferior. Por debajo de este nivel, la mezcla es demasiado pobre para quemarse. Prevenir 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 parece prometedor para resolver los problemas mencionados anteriormente. El sistema del horno está dividido 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 disolvente que tiene lugar dentro de una estructura porosa cerámica. "El segundo es el sistema de curado puro que funciona con mayores concentraciones de disolvente, lo que permite la utilización directa de disolventes 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 disolventes. A continuación, esta mezcla gaseosa se extrae del horno de curado y se alimenta al quemador radiante: los vapores del disolvente se utilizan para alimentar el quemador, mientras que la recirculación de los gases de combustión permite condiciones de funcionamiento con concentraciones de oxígeno inferiores a la concentración límite de oxígeno, lo que garantiza la seguridad contra explosiones. Las dos unidades están separados por gafas 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, funcionamiento y apagado del horno. También se desarrollaron revestimientos catalíticos que evitan la deposición de sustancias carbonosas sobre el vidrio a altas temperaturas. El quemador poroso está fabricado con materiales compuestos avanzados basados ​​en carburo de silicio que toleran temperaturas de funcionamiento 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 enormemente a modernizar las líneas de producción de recubrimiento de bobinas existentes. Permiten reducir el consumo de energía en más del 50 % en comparación con instalaciones de hornos nuevas o antiguas. Suponiendo la misma capacidad de producción, el horno de curado ECCO es más compacto (un 70 % menos de volumen) en comparación con los convencionales y depende de unidades adicionales como incineradores regenerativos o recuperativos”, comenta Trimis. La recuperación de vapores de disolventes del proceso de secado/curado elimina producción de residuos. Además, los quemadores porosos radiantes son flexibles en cuanto a combustible; 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 requiere menos energía para varios mercados.

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