Énergie propre

Un concept de four innovant démontre un fort potentiel pour la modernisation des lignes de production de revêtements en bobines existantes, permettant des réductions drastiques de la consommation d’énergie et de la taille.

Largement reconnu comme le moyen le plus efficace de pré-peindre des substrats en acier et en aluminium, le revêtement en bobine est un processus industriel continu et hautement automatisé pour le revêtement efficace des bandes métalliques. Une fois la peinture appliquée sur la bande métallique, elle est séchée pendant 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 de transférer la chaleur par transfert de chaleur par convection. La concentration minimale de solvants nécessaires pour soutenir leur combustion dans l’air est définie comme la limite inférieure d’explosivité. En dessous de ce niveau, le mélange est trop maigre pour brûler. La prévention de l’émission de composés organiques volatils implique soit la récupération des solvants, 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 semble prometteur pour enfreindre 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 de solvants 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 de solvants comme combustible pour la production de chaleur », explique Dimosthenis Trimis, coordinateur du projet.

Les gaz de combustion des brûleurs radiants sont dirigés vers le four de durcissement, où ils sont mélangés à des vapeurs de solvant. Ce mélange gazeux est ensuite extrait de l’étuve de durcissement et introduit dans le brûleur radiant : les vapeurs de solvant sont utilisées pour alimenter le brûleur, tandis que la recirculation des gaz de combustion permet des conditions de fonctionnement avec des concentrations d’oxygène inférieures à la concentration limite d’oxygène, assurant la sécurité des explosions. Les deux unités sont séparées par des lunettes 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 haute température 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 que 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 revêtements en bobines existantes. Ils permettent de réduire la consommation d’énergie de plus de 50 % par rapport aux anciennes ou nouvelles installations de fours. En supposant la même capacité de production, le four de séchage ECCO est plus compact (70 % de volume inférieur) par rapport aux fours conventionnels reposant sur des unités supplémentaires telles que des incinérateurs régénératifs ou récupérateurs », remarque Trimis.La récupération des vapeurs de solvant 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 bobine abondent dans la vie quotidienne. De nombreux appareils ménagers, y compris les réfrigérateurs, les machines à laver et les grille-pain, utilisent une forme d’acier ou d’aluminium prépeint dans leur construction. ECCO présente une solution moins énergivore, respectueuse de l’environnement et économique pour divers marchés.

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