Énergie propre

Un concept de four innovant démontre un fort potentiel de modernisation des lignes de production de coil coating existantes, permettant des réductions drastiques de la consommation d'énergie et de la taille.

Largement reconnu comme le moyen le plus efficace de pré-peinture des substrats en acier et en aluminium, le revêtement en continu est un processus industriel continu et hautement automatisé pour le revêtement efficace des bandes métalliques. Une fois la peinture appliquée sur la bande métallique, celle-ci est séchée tandis que les solvants s'évaporent. Ensuite, la peinture est durcie jusqu'à une certaine température, où les agents de réticulation augmentent l'adhérence entre les pigments et la bande métallique.

Les fours de durcissement conventionnels reposent sur des ventilateurs qui permettent à la chaleur d'être transférée par transfert de chaleur par convection. La concentration minimale de solvants nécessaire pour favoriser leur combustion dans l'air est définie comme la limite inférieure d'explosivité. En dessous de ce niveau, le mélange est trop pauvre pour brûler. La prévention de l'émission de composés organiques volatils implique soit la récupération du solvant, soit la décomposition thermique, qui sont à la fois complexes et coûteuses.Soutenus par le projet ECCO financé par l'UE, les chercheurs ont dévoilé un système de durcissement de preuve de concept qui s'avère prometteur pour résoudre les problèmes ci-dessus. Le système de four est divisé en deux sections. Le premier est la section du brûleur radiant, où un rayonnement infrarouge intense est émis à des températures élevées résultant de la combustion du solvant à l'intérieur d'une structure poreuse en céramique. "Le second est le système de durcissement pur qui fonctionne à des concentrations de solvants accrues, permettant l'utilisation directe des solvants comme combustible pour la génération de chaleur", explique le coordinateur du projet Dimosthenis Trimis.

Les gaz de combustion des brûleurs radiants sont dirigés vers le four de durcissement, où ils sont mélangés aux vapeurs de solvant. Ce mélange gazeux est ensuite extrait du four de cuisson et acheminé vers le brûleur radiant : les vapeurs de solvant sont utilisées pour alimenter le brûleur, tandis que la recirculation des fumées permet des conditions de fonctionnement avec des concentrations en oxygène inférieures à la concentration limite en oxygène, garantissant la sécurité contre les explosions. Les deux unités sont séparés par des verres transmettant l'infrarouge. Les chercheurs ont testé la capacité de différents matériaux à maximiser la transmission dans l'infrarouge et à résister aux contraintes thermiques lors du démarrage, du fonctionnement et de l'arrêt du four. Des revêtements catalytiques empêchant le dépôt de substances carbonées sur le verre à des températures élevées ont également été développés. Le brûleur poreux est constitué de matériaux composites avancés à base de carbure de silicium qui tolèrent des températures de fonctionnement plus élevées par rapport à d'autres matériaux largement utilisés. Une installation expérimentale a été utilisée pour tester la combustion de solvants dans des milieux poreux structurés.

"Les solutions technologiques présentées par ECCO pourraient grandement aider à moderniser les lignes de production de coil coating existantes. Elles permettent de réduire la consommation d'énergie de plus de 50 % par rapport aux anciennes ou aux nouvelles installations de four. En supposant la même capacité de production, le four de durcissement ECCO est plus compact (70 % de volume inférieur) par rapport aux incinérateurs conventionnels reposant sur des unités supplémentaires telles que des incinérateurs régénératifs ou récupérateurs », remarque Trimis. La récupération des vapeurs de solvants du processus de séchage/durcissement élimine la production de déchets. De plus, les brûleurs poreux radiants sont flexibles en combustible ; ils peuvent fonctionner avec des vapeurs de solvant ou du gaz naturel (ou un mélange des deux). Les applications de revêtement en continu abondent dans la vie quotidienne. De nombreux appareils électroménagers, y compris les réfrigérateurs, les machines à laver et les grille-pain, utilisent une certaine forme d'acier ou d'aluminium prépeint dans leur construction. ECCO présente une solution moins énergivore, respectueuse de l'environnement et économique pour différents marchés.

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