Forni per polimerizzazione per linee automatiche
I forni per la polimerizzazione utilizzati nelle linee automatiche sono essenzialmente di due tipi:
- Forno di polimerizzazione
- Forno di asciugatura
Ad essi vanno affiancate altre soluzioni tecnologiche e determinati materiali per ottenere un corretto funzionamento dell’intera linea.
Il forno di polimerizzazione ( detto anche di cottura) a camera di combustione tradizionale e’ un forno statico a cui sono stati modificati i ricircoli d’aria, per ottenere una costante e ben distribuita temperatura all’interno.
Viene progettato affinché la cottura della vernice applicata sui manufatti sia omogenea. Grazie ad una perfetta distribuzione del calore in ogni angolo interno, i pezzi appesi al trasportatore che transiteranno nel forno non avranno zone d’ombra nella copertura o sezioni surriscaldate che provocano il pessimo effetto “buccia d’arancia”
Il forno di asciugatura possiede le stesse caratteristiche tecnico/costruttive del primo. Stessa struttura esterna, stesso concetto di ricircolo dell’aria e scambiatore di calore; si differenzia esclusivamente per la temperatura d’esercizio erogata intorno ai 100°C contro i 180/200°C necessari alla polimerizzazione delle vernici. Per sopperire a problemi di spazio e di scarso budget, a volte il processo di asciugatura dei pezzi in arrivo dal lavaggio e sgrassaggio viene integrato all’interno dello stesso forno di cottura. Grazie ad una parte interna divisoria e a bruciatori indipendenti tra loro, si è in grado di conservare due differenti livelli di temperatura, in base al servizio che devono offrire.
Funzionamento
Il forno è dotato di un generatore di calore a scambio indiretto che consente il raggiungimento della temperatura di lavoro all’interno della camera utile. Gli elettroventilatori elicoidali movimentano la massa d’aria che lambisce quest’ultimo determinando lo scambio termico.
L’aria calda attraversa le aperture presenti nel pavimento e sfruttando la legge fisica della convezione viene convogliata verso l’alto, avvolgendo cosi i pezzi provenienti dalla cabina di verniciatura che saranno stati appesi al trasportatore che attraversa all’interno del forno.
I deflettori (veli d’aria) posti nella parte superiore interna delle aperture di passaggio dei pezzi, hanno la funzione di convogliare verso l’alto il flusso d’aria, in modo da distribuirla in maniera omogenea all’interno del forno. Un sistema di regolazione dei deflettori consente di ottenere la condizione ottimale per la conservazione della temperatura, controllata da un a sonda posta all’interno della cabina a sua volta collegata ad un termoregolatore posto sul quadro elettrico di comando.
Il termoregolatore tarato alla temperatura di esercizio, comanderà accensioni e spegnimenti del bruciatore installato nel generatore di calore. Qualora si verifichi una anomalia di funzionamento della termoregolazione ed in particolare il mancato arresto del bruciatore, con conseguente aumento della temperatura oltre il valore impostato, un apposito termostato di sicurezza (tarabile) provvede allo spegnimento del bruciatore.
A questo punto i ventilatori elicoidali movimenteranno l’aria riportandola verso la camera di combustione che garantisce la fonte di calore primaria e nuovamente alla camera di diffusione posta sotto al pavimento.
Questo percorso di riciclo continuo, garantisce una omogenea temperatura in ogni parte del forno.
I pezzi ricoperti dalla vernice, transitando nel forno che già si trova a temperatura di regime, subiscono una prima alterazione molecolare utile al consolidamento ma solo dopo una sosta per il tempo prestabilito in base alla tipologia di polvere utilizzata, potremo parlare di totale e permanente polimerizzazione.
Componenti e loro funzione
1. Generatore di calore: riscalda l’aria necessaria al forno per svolgere il suo compito ed è composto da queste parti:
- Bruciatore : prepara la miscela combustibile – comburente opportunamente dosata e attua la combustione che è la fonte del riscaldamento.
- Scambiatore di calore: ha la funzione di contenere la fiamma ed i gas prodotti dalla combustione, dando origine allo scambio termico tra questi e l’aria riciclata nel forno che lambisce la superficie metallica dello scambiatore. Il generatore di calore è composto da un primo tratto cilindrico nel quale si sviluppa la fiamma di combustione seguito da un raccordo di collegamento al fascio tubiero superiore. Distribuire al massimo il contenuto termico derivato dai gas prodotti nella combustione su un grande superfice di tubi, permette di ottimizzare i tempi necessari al raggiungimento della temperatura e a ridurre notevolmente i consumi. Questo sistema di tubazioni converge in uscita in un raccordo finale collegato al camino di scarico. Lo scambiatore di calore è sostenuto da apposite guide scorrevoli che permettono la dilatazione termica senza pregiudicarne la funzionalità.
- Elettroventilatori di riciclo aria: creano il moto convettivo all’interno del forno, consentendo lo scambio termico ed il mantenimento della temperatura di esercizio.
2. Avanforno o Cappa: normalmente ne sono presenti due. E’ composto da pannelli in lamiera zincata e da una cappa superiore dove viene montato l’elettroventilatore centrifugo di estrazione aria. Posto esternamente alle aperture di passaggio dei pezzi ha la funzione di aspirare ed espellere l’esigua quantità d’aria in esubero del forno. L’elettroventilatore assicura il necessario ricambio d’aria al volume interno del forno.
3. Struttura portante: è l’insieme di colonne, travi, telai e pannelli coibentanti che compongono il forno. Fondamentale per reggere il proprio peso e il sovraccarico dei pezzi da trattare appesi al binario aereo.
4. Rivestimento del forno: è costituito da pannelli zincati pressopiegati contenenti al loro interno la lana di roccia di coibentazione dalla densità di 80kg m3. La pannellatura così composta, posizionata anche sul pavimento, isola la camera interna dall’ambiente esterno e garantisce la tenuta termica complessiva.
Potenze elettriche e termiche impegnate:
- energia elettrica: 19 kW circa
- energia termica: 450.000 kcal/h (523 KW) circa
Caratteristiche tecniche generali
- Finalità d’utilizzo: polimerizzazione della polvere verniciante applicata a manufatti metallici vari
- Velocità del trasportatore aereo: 1 m/1′ (regolabile)
- Temperatura di esercizio forno: 180 °C (regolabile)
- Sviluppo trasportatore interno forno: 30m circa •
- Permanenza: 30′ circa
- Energia elettrica necessaria: 380v 3f 50 hz
- Combustibile necessario: gas metano
- N° 06 elettroventilatori di riciclo aria: potenza elettrica di 2,2 KW cad.
- N° 02 elettroventilatore di estrazione aria: applicati alle cappe del forno; potenza elettrica di 2,2 KW cad.
- N° 02 bruciatori bi stadio: alimentati a gas metano
- Isolamento pareti, tetto e pavimento : realizzato mediante lana minerale, spessore 150 mm
- Camera di combustione (n° 02): il primo tratto è costituito da un cilindro in acciaio inox AISI 430 , seguito da un secondo tratto e da un raccordo in acciaio al carbonio per collegamento al fascio tubiero di ritorno dei fumi.
