Coil coating pulito e a basso consumo energetico grazie a una nuova tecnologia per i forni
Il coil coating, ampiamente riconosciuto come il metodo più efficace per preverniciare i substrati in acciaio e alluminio, è un processo industriale continuo e altamente automatizzato per rivestire nastri metallici in modo efficiente. Dopo l’applicazione della vernice sul nastro metallico, l’essiccatura avviene durante l’evaporazione dei solventi. La vernice viene poi polimerizzata fino a una determinata temperatura in cui i reticolanti aumentano l’adesione tra i pigmenti e il nastro metallico.
Risolvere i problemi di infiammabilità dei solventi
I forni di polimerizzazione convenzionali si basano sui ventilatori che consentono di trasferire calore attraverso lo scambio termico per convezione. La concentrazione minima di solventi necessaria per sostenerne la combustione in aria viene definita come limite inferiore di esplosività, al di sotto del quale la miscela è troppo magra per bruciare. Per evitare l’emissione di composti organici volatili è necessario ricorrere al recupero dei solventi o alla decomposizione termica, due metodi complessi e costosi. Con il sostegno del progetto ECCO, finanziato dall’UE, alcuni ricercatori hanno presentato un sistema di polimerizzazione dimostrativo che promette di superare i problemi menzionati. Il sistema del forno è diviso in due sezioni. La prima comprende il bruciatore radiante, dove viene emessa un’intensa radiazione infrarossa ad alte temperature, prodotte dalla combustione del solvente che si verifica all’interno di una struttura porosa in ceramica. «La seconda sezione è costituita dal sistema di polimerizzazione pura, che funziona a concentrazioni di solvente superiori, consentendo l’utilizzo diretto dei solventi come combustibile per generare calore», spiega il coordinatore del progetto Dimosthenis Trimis.
Come funziona il sistema di coil coating
I gas di combustione emessi dai bruciatori radianti sono convogliati nel forno di polimerizzazione, dove vengono mescolati ai vapori dei solventi. Questa miscela gassosa viene quindi estratta dal forno di polimerizzazione e fornita al bruciatore radiante: i vapori dei solventi sono utilizzati per alimentare il bruciatore, mentre il ricircolo dei gas di combustione consente condizioni operative con concentrazioni di O2 inferiori alla concentrazione limite di ossigeno, garantendo la sicurezza contro le esplosioni. Le due unità sono separate da vetri a trasmissione infrarossa. I ricercatori hanno testato vari materiali per verificarne le capacità di massimizzare la trasmissione nell’infrarosso e resistere alle sollecitazioni termiche durante l’avvio, il funzionamento e lo spegnimento del forno. Inoltre, sono stati sviluppati rivestimenti catalitici che evitano la deposizione di sostanze carboniose sul vetro a temperature elevate. Il bruciatore poroso è composto da materiali compositi avanzati a base di carburo di silicio, che tollerano temperature operative più elevate rispetto ad altri materiali ampiamenti utilizzati. Per testare la combustione dei solventi in mezzi porosi strutturati è stato utilizzato un impianto sperimentale.
Una tecnologia innovativa, molteplici vantaggi
«Le soluzioni tecnologiche presentate da ECCO potrebbero contribuire in modo significativo alla conversione delle linee di produzione di coil coating esistenti. Consentono di ridurre il consumo energetico di oltre il 50 % rispetto a impianti a forno nuovi o preesistenti. A parità di capacità produttiva, il forno di polimerizzazione di ECCO è più compatto (70 % di volume in meno) rispetto a quelli convenzionali che fanno affidamento su unità aggiuntive come gli inceneritori rigenerativi o a recupero», osserva Trimis. Il recupero dei vapori di solventi dal processo di essiccatura/polimerizzazione elimina la produzione di rifiuti. Inoltre, i bruciatori radianti porosi dispongono di un’alimentazione flessibile e sono in grado di funzionare con vapori di solventi o gas naturale (o con una miscela di entrambi). Le possibilità di applicazione del coil coating nella vita quotidiana sono numerose. La realizzazione di molti elettrodomestici, tra cui frigoriferi, lavatrici e tostapane, implica l’utilizzo di una qualche forma di acciaio o alluminio preverniciato. ECCO fornisce una soluzione ecologica, economica e a basso consumo energetico per vari mercati.
Parole chiave
ECCO, coil coating, forno di polimerizzazione, vapori di solventi, bruciatore radiante, combustione di solventi, limite inferiore di esplosività, vetri a trasmissione infrarossa
