Installation et procédé de pre-laquage par poudre

Abstract

 L'invention comprend une installation de pré-laquage du type à ligne de passe horizontale pour pré-laquer un support par exemple une bande, comprenant une unité de déroulement (1) de la bande de support, une décintreuse (2) pour redresser la bande, une ou deux cabines (3) d'enduction simple ou double face de peinture en poudre pour enduire le support par voie électrostatique, un four de cuisson (4) du type NIR pour durcir la peinture, une unité de refroidissement et de séchage (5) pour à la fois refroidir les éléments chauffants et la bande de support, et une unité de ré-enroulement munie d'un enrouleur à courroie (6) de la bande de support, une unité de ré-enroulement (6) de la bande de support, des unité de guidage enroulement et déroulement. Le procédé de pré-laquage d'un support 1 comprenant les étapes de procéder au déroulement d'une bobine nue de support, appliquer de la peinture en poudre par voie électrostatique, procéder à la cuisson de l'ensemble support et poudre de peinture par infra-rouge, de préférence selon le procédé NIR (Near Infra-Red, c.à.d. Infra-rouge proche), refroidir ce support enduit de peinture au moyen d'un liquide, ré-enrouler le support sous forme de bobine.

Description

[0001] La présente invention concerne une installation ou ligne compacte de pré-laquage de supports, de préférence des supports sous forme de bandes métalliques.

[0002] Des installations de pré-laquage sont connues utilisant le plus souvent des peintures liquides à base de solvant et nécessitant des installations importantes liées aux techniques utilisées. Citons entre autres:

• Les temps de cuisson allant généralement de 30 secondes à plusieurs minutes.
• L'inertie thermique des moyens de cuisson imposant des vitesses de production constantes, imposant des dispositifs d'accumulation d'entrée et de sortie, et des bandes d'arrêt pour ne pas arrêter le procédé.
• Dans le cas de peintures du type avec solvant, il faut envisager la nécessité d'utilisation d'incinérateurs de fumée.
• obligation de mise en oeuvre de mesures de sécurité (par exemple,pour éviter les explosions ou incendies)

[0003] Les usines productrices de métal pré-laqué, sont généralement filiales de grands groupe sidérurgiques, par exemple en Europe Arcelor, Thyssen, Chorus, SSAB, et d'autres installées aux USA, Australie, Japon, Corée etc..

[0004] Les industries utilisatrices du pré-laqué, sont généralement des industries de formage de l'acier et parmi elles les profileurs soit pour la fabrication de tôles profilées, soit de panneaux moussés.

[0005] La taille de ces sidérurgistes et les installations sur lesquelles ils produisent imposent nécessairement le respect d'impératifs de minima de quantités par article et de planification, généralement incompatibles avec ceux des profileurs plus proches des clients, et où les marchés deviennent de plus en plus concurrentiels. La flexibilité et la rapidité de réponse à la demande deviennent des éléments prépondérants pour conserver ces marchés ou en acquérir des nouveaux. Pour y faire face les profileurs doivent donc constituer d'importants stocks et ceci nécessite beaucoup de place et d'argent immobilisé. Ces coûts peuvent atteindre plusieurs millions d'Euros.

[0006] L'installation selon la présente invention répond à ce double problème des profileurs, la flexibilité et délai de livraison, en devenant leur propre pré-laqueur, ce qui permet une diminution drastique des stocks de bobines pré-laquées en amont de l'installation, qui sont remplacées par des bobines non peintes. L'ampleur du stock devant ligne peut être réduites de l'ordre de 10 fois, et par conséquents réductions des dépenses de stockage et de l'argent immobilisé auxquels s'ajoutent l'économie de la marge fournisseur.

[0007] Le but de la présente invention est de réaliser une installation rassemblée en une unité compacte de l'ordre de 20 à 40 m selon les options. Les composants de l'installation sont connus en soit, individuellement, mais leur réunion permet de réaliser une opération de pré-laquage de qualité égale ou supérieure à celle obtenue avec les installations existantes.

[0008] Un autre but de l'invention, au moyen de cette installation, est sans nécessairement les exclure, est de supprimer certaines étapes obligatoires mentionnées plus haut dans les systèmes conventionnels, telles que le pré-traitement du support, les incinérateurs de fumée, accumulateurs d'entrée et de sorties etc... Grâce à cette installation, il n'y a plus de génération de pollution, ni de risque d'explosions ni d'incendies.

[0009] Enfin, un autre but de l'invention est la réalisation d'une installation permettant des vitesses de production comprise entre 10 à 50 m/min ce qui est en harmonie avec les vitesses des machines des profileurs.

[0010] Facultativement, au moyen d'une unité supplémentaire on peut mettre en oeuvre la réalisation double face sans accroissement notable de la longueur de l'ensemble.

[0011] Des études de faisabilité d'une telle installation ont été faites et ont permis de conclure à la possibilité de réaliser des installations qui peuvent produire annuellement et par poste jusqu'à 8500 tonnes de bobines pré-laquées. La rentabilité du système est non seulement liée à l'économie d'achat du support non peint, mais plus principalement à la souplesse de production du support pré-laqué, conduisant à une réduction importante des stocks devant installation, et de la réduction du coût de ce stockage.

[0012] Pour que l'invention puise être mieux comprise référence est faite au dessin accompagnant représentant un schéma d'une installation de pré-laquage selon l'invention.

[0013] L'installation de ligne compacte de pré-laquage selon l'invention est décrite dans la revendication 1.

[0014] Les étapes du procédé au moyen de cette installation consistent, dans l'ordre chronologique à:

1. procéder au déroulement d'une bobine nue de support;

2. appliquer de la peinture en poudre par voie électrostatique;

3. procéder à la cuisson de l'ensemble support et poudre de peinture par infra-rouge, de préférence selon le procédé NIR (Near Infra-Red, c.-à-d. dans l'infra-rouge proche);

4. refroidir et sécher au moyen d'un refroidisseur à eau et d'un sécheur de bande servant à refroidir ce support enduit de peinture

5. ré-enrouler le support sous forme de bobine.

[0015] Le mode de réalisation préféré de l'installation de pré-laquage selon l'invention sera maintenant décrit en se référant au dessin accompagnant. Elle est du type ligne de déroulement et enroulement à bande tendue horizontale.

[0016] La bande de support est déroulée dans une unité de déroulement (1) et passe dans un décintreuse (2) où elle est redressée et de là elle passe successivement dans une cabine d'enduction de peinture en poudre (3) fonctionnant selon le procédé de poudrage électrostatique, un four de cuisson NIR (4), puis une unité de refroidissement et de séchage (5) avant d'être ré-enroulée dans une unité de ré-enroulement (6).

[0017] Ces diverses unités sont bien connues des spécialistes et ne doivent pas être décrites en détails ici.

[0018] La cabine de poudrage électrostatique (3) est un ensemble fermé et équipé d'un système d'aspiration et de recyclage de peinture via un cyclone. L'extraction et le rejet de l'atmosphère résiduelle se fait dans un hall via une batterie de filtres. Le recouvrement de peinture est réalisé par pistolage électrostatique à minimum d'air. L'ensemble est compact et autonome, et est conçu pour permettre un chargement de couleur rapide. L'équipement sera conçu pour permettre l'application d'un revêtement d'épaisseur de 60 µ nominale aux vitesses spécifiées. Les dimensions habituelles seront ; longueur 4 à 6m, largeur 1 à 3m, hauteur 2,5m à 3m.

[0019] Le Four de Cuisson NIR est basé sur une cuisson à Infra Rouge de longueur d'onde très courte p.ex. (2,5 µm) (infra rouge proche) qui permet de réaliser la cuisson en des temps de 1 à 4 secondes, et il ne nécessite donc que 2m de longueur de radiateurs pour une vitesse de 50m/min. L'avantage premier de ce système outre sa faible longueur, réside dans le fait que la cuisson se réalise dans la masse de la peinture elle même, sans échauffement excessif de la masse du support (acier par exemple) à l'inverse d'autres techniques comme l'induction par exemple. La puissance installée est importante de l'ordre de 900 KVA, et nécessite un refroidissement des éléments IR du fait de la chaleur dégagée. Un dispositif de mesure régule la température de la bande.

[0020] Le rayonnement des lampes impose un capotage suffisant de même qu'une aspiration des fumées aux extrémités.

[0021] Le système est mis hors service lors de l'arrêt de la bande ce qui réalise une économie d'énergie. Tous les éléments de commande sont regroupés dans une armoire de commande et synchronisés pour la marche en ligne.

[0022] Le refroidisseur à eau (5) a été choisi pour des raisons d'efficacité comparé au refroidisseur à air. Il permet également de participer au refroidissement des éléments chauffants du four NIR.

[0023] L'ensemble est en INOX, par exemple, et comprend un rouleau d'entrée poli permettant un léger embarrage de la bande, évitant un écoulement d'eau vers l'amont. Il comprend une série de rampes à pulvérisations alimentées par une pompe de circulation à fort débit. Les rampes sont suivies d'une paire d'essoreurs et d'un sécheur à air à lame. La longueur de l'ensemble sera de l'ordre de 3 m. Un réfrigérant extérieur est prévu pour maintenir la température d'eau dans des limites bien définies.

[0024] Le support métallique employé sous forme de bobines peut être en acier galvanisé Z 275 ou de l'Aluzinc AZ 150 traités SPT. La présente invention est prévue avec le dépôt d'un film sec (SPT) assurant le bon accrochage peinture, une section de pré-traitement peut-être dans la l'installation.

[0025] La peinture est de caractéristique définie pour la cuisson NIR dans les temps requis. La résine, de base de ces peintures est du type polyester de qualité extérieure, c'est - à - dire répondant aux normes de l'ECCA. Elle est appliquée en épaisseurs d'environ 60 micromètres (µ), et elle peut être de finition lisse ou texturée.

[0026] Les données paramétriques ci-dessus sont à titre purement indicatif et en aucun cas ne sont limitatifs de l'invention telle que revendiquée.

[0027] Les options retenues ci-dessus garantissent la parfaite qualité des productions et du rendement de matière subséquents.

[0028] L'installation décrite ci-dessus permet de créer un système très compact, capable de produire un produit de qualité lors des phases transitoires et permet de gérer les changements de bobines sans nécessairement recourir à des investissements lourds comme dans les équipements classiques.

[0029] La gamme de vitesse retenue est de 10 à 50 m/min pour la bande. La ligne est conduite par deux opérateurs de qualification moyenne.

[0030] La largeur de bande est de 600 à 1500 mm.

[0031] L'épaisseur du support est de 0,3 mm à 1 mm.

a) A titre d'exemple, une bande d'acier utilisée dans le procédé selon l'invention peut avoir les spécifications suivantes:

• Support Aluzinc Z150 revêtu de film sec
• bobines de 1250 mm x 0,5 mm de 7 à 8 tonnes
• vitesse de passage 30 m/min
• revêtement texturé polyester noir de 60µ
• température métal PMT 270 °C

Il est bien évident que les exemples sont purement illustratifs et que l'invention n'est limitée que par les revendications ci-jointes. En particulier, bien que l'invention soit une ligne compacte de pré-laquage, on peut aisément adapter l'installation d'application de la peinture de poudre et de la cuisson par le procédé NIR sur une ligne de pré-laquage conventionnelle.

Revendications

1. Installation de pré-laquage du type à ligne de passe horizontale pour pré-laquer un support par exemple une bande, comprenant:

- une unité de déroulement (1) de la bande de support;

- une décintreuse (2) pour redresser la bande;

- une ou deux cabines (3) d'enduction simple ou double face de peinture en poudre pour enduire le support par voie électrostatique;

- un four de cuisson (4) du type NIR pour durcir la peinture;

- une unité de refroidissement et de séchage (5) pour à la fois refroidir les éléments chauffants et la bande de support, et

- une unité de ré-enroulement munie d'un enrouleur à courroie(6) de la bande de support.

- une unité de ré-enroulement (6) de la bande de support.

- des unité de guidage enroulement et déroulement.

2. Installation selon la revendication 1 où le support est un métal, par exemple, de l'acier galvanisé ou de l'Aluzinc ou d'autres métaux aluminium, zinc, cuivre, Inox etc..

3. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 où la bande de support se déplace dans l'installation à une vitesse de 10 à 50 m/minute.

4. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 3 où la largeur de la bande se situe entre 600 à 1500 mm et elle a une épaisseur de 0,3 à 1 mm.

5. Procédé de pré-laquage d'un support au moyen de l'installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 comprenant les étapes de:

1. procéder au déroulement d'une bobine nue de support

2. appliquer de la peinture en poudre par voie électrostatique

3. procéder à la cuisson de l'ensemble support et poudre de peinture par infra-rouge, de préférence selon le procédé NIR (Near Infra-Red, c.-à-d. Infra-rouge proche).

4. refroidir ce support enduit de peinture au moyen d'un liquide.

5. ré-enrouler le support sous forme de bobine.

6. Procédé selon la revendication 5 où on applique un revêtement de l'ordre de 60 µm nominal.

Dessins