Processo Nip Roller

Data: 30 settembre 2022

Di Luc Moeyersons

Uno sguardo al processo a rulli.

Forno – Concetti di riscaldamento:

Convezione (circolazione dell'aria):

- Non sensibile ai rivestimenti in vetro (riflettenti IR) - Processo lento - Trasferimento di calore in base alla massa/spessore del vetro

Radiazione IR a onda lunga:

Vedi più avanti in questo capitolo.

Radiazione IR a onde corte:

Vedi più avanti in questo capitolo.

Microonde:

Concetto di riscaldamento a infrarossi

Se si osservano le scansioni di assorbanza del rivestimento interstrato, si può notare che circa 3,5 micron (3500 nanometri) di PVB e altri interstrati/inserti assorbono energia mentre il vetro trasmette questa energia.

Se si guardasse la trasmittanza, si vedrebbe che il vetro (indipendentemente dal colore) trasmette ca. il 30% di questa specifica energia IR, mentre il PVB trasmetterebbe meno del 10% a questa specifica lunghezza d'onda.

Corretta radiazione IR:

Tradotto in un processo di riscaldamento della laminazione, con elementi riscaldanti IR (corretti) sopra e sotto i laminati, e in base all'apprezzamento della termocoppia, ci si aspetterebbe che quando si utilizzasse vetro da 4 mm e uno strato intermedio di 0,76 mm, il vetro assorba ca. 70% dell'energia, 20% all'interfaccia PVB/Vetro e 10% dal PVB.

Radiazione IR non corretta:

Utilizzando elementi IR a lunghezza d'onda corta (picco di radiazione intorno a 1,5 micron), la maggior parte dell'energia IR passerebbe attraverso il vetro e il PVB. Ciò significherebbe che molta energia andrebbe dispersa all’interno del forno, venendo assorbita da tutti gli elementi possibili e convertita in energia di convezione/calore.

Si può supporre che il 20% dell'energia infrarossa verrebbe assorbita dal vetro, il 5% nell'interfaccia PVB/vetro, il 5% dal PVB e il 70% passerebbe attraverso il laminato, trasformandosi in energia convettiva. Si noti che il riscaldamento per convezione è un processo più lento dell'irraggiamento.

L'elemento IR che fornisce questo picco di radiazione IR concentrato intorno a 3,5 micron (da 2,5 a 4,5 micron) sarebbe un "elemento a lunghezza d'onda media a risposta rapida" (da 3,5 a 6 micron) al 90% della velocità massima di emissione/combustione dell'elemento (1400 °C rispetto a 1600 °C).

La lunghezza d'onda degli elementi IR è impostata dalla "temperatura dell'emettitore IR", quindi gli elementi di lunghezza d'onda media potrebbero essere sintonizzati su lunghezze d'onda comprese tra 2,5 e 4,5 micron influenzando la "temperatura dell'emettitore IR" o riducendo la potenza elettrica fornita all'elemento IR. A mio parere gli elementi IR a onde medie fornirebbero il miglior equilibrio tra efficienza della radiazione e potenza.

La società Heraeus ha sviluppato (insieme agli emettitori IR a doppio tubo), un sistema per controllare la radiazione di elementi IR, chiamato Herathron Thyriston Power Controllers.

Questo sistema permette di legare la temperatura dell'elemento irradiato al controllo di processo.

Sono stati condotti esperimenti in cui gli elementi IR funzionavano al di sotto del 90% della potenza elettrica per garantire una radiazione adeguata e gli elementi venivano ridotti a un livello del 60%, quando nessun laminato passava attraverso il forno.

Ciò garantisce anche una risposta molto rapida per aumentare al giusto livello di energia elettrica, dove occorre un tempo molto più lungo (da 4 a 5 volte) affinché un elemento IR (a partire da 0) raggiunga la massima “temperatura dell'emettitore IR”.

Herathron, se installato correttamente, permette anche un irraggiamento diverso dall'alto verso il basso.

Ciò aiuta a fornire la stessa energia da entrambi i lati, nonostante il fatto che i rulli trasportatori assorbano/riflettono continuamente l'energia.

D'altra parte, questo sistema aiuterà a lavorare la costruzione laminata asimmetrica, nello spessore, nel colore e persino con i rivestimenti.

Herathron consente inoltre un livello di energia elettrica molto meglio controllato e di conseguenza una radiazione IR meglio controllata e focalizzata.

Un altro punto importante è l'equilibrio tra radiazione IR e convezione.

La maggior parte delle aziende produttrici di forni IR utilizza la temperatura del forno (convezione) per dirigere la radiazione IR.