Qual é o fluxo do processo de uma linha de revestimento de bobinas metálicas?

Uma linha de revestimento de bobinas de metal processa bobinas de metal nu através de uma série de estágios precisamente sequenciados: desenrolamento e união, buffer do acumulador de entrada, pré-tratamento químico, aplicação de primer e cura, aplicação e cura de acabamento, aplicação de backcoat opcional, resfriamento e têmpera, e acumulador de saída seguido de recuo ou corte no comprimento. Este processo contínuo – executado em velocidades de linha normalmente entre 40 e 150 metros por minuto, dependendo do tipo de revestimento e do substrato – aplica revestimentos orgânicos a tiras de metal laminadas planas em uma única passagem altamente automatizada. A bobina pré-pintada resultante é então enviada para fabricantes posteriores para formação de produtos acabados, como painéis de construção, caixas de eletrodomésticos, componentes automotivos e embalagens, sem necessidade de qualquer acabamento superficial adicional. Compreender detalhadamente cada estágio do fluxo do processo é essencial para avaliar o projeto da linha, solucionar problemas de defeitos de revestimento, especificar parâmetros de processo para novos sistemas de revestimento e selecionar o correto. Linha de revestimento de bobinas metálicas configuração para um determinado requisito de produção.

Visão Geral: O Conceito de Revestimento Contínuo em Bobina

O revestimento de bobinas – também chamado de revestimento contínuo de tiras ou produção de metal pré-pintado – é fundamentalmente um processo de fabricação rolo a rolo no qual a tira de metal é desenrolada na extremidade de entrada, processada continuamente através de uma sequência de estações de tratamento e revestimento e recolhida na extremidade de saída. A principal conquista de engenharia do processo é manter o movimento contínuo da tira através de toda a linha sem parar, mesmo quando uma bobina de entrada acaba ou uma bobina de saída precisa ser trocada.

Isto é conseguido através de seções acumuladoras – grandes torres de loop ou acumuladores espirais que armazenam um buffer de tira – posicionadas nas extremidades de entrada e saída da seção de processamento. O buffer de acumulação de tiras permite que as seções de entrada e saída parem brevemente para unir ou trocar as bobinas enquanto a seção do processo continua a funcionar a toda velocidade, mantendo a qualidade do revestimento e a estabilidade do processo.

As modernas linhas de revestimento de bobinas são projetadas com base no princípio de que a qualidade do revestimento é muito mais consistente e controlável quando aplicada a tiras planas em uma linha contínua de alta velocidade do que quando aplicada a peças moldadas individualmente. É por isso que o metal revestido com bobina é usado preferencialmente à pós-pintura em praticamente todas as aplicações de alto volume onde a geometria do produto acabado pode ser formada a partir de tiras pré-pintadas.

Parâmetros-chave do processo

Todo o fluxo do processo é governado por um pequeno número de parâmetros mestres que se espalham por todas as variáveis posteriores:

• Velocidade da linha: Normalmente 40 a 150 m/min para aplicações de revestimento orgânico padrão; velocidades mais altas exigem tempos de permanência no forno mais curtos e, portanto, são preferidas para revestimentos mais finos em substratos mais leves
• Temperatura máxima do metal (PMT): A temperatura máxima que a tira de metal atinge dentro do forno de cura, normalmente entre 215 e 260 graus Celsius para revestimentos à base de poliéster e até 280 graus Celsius para sistemas de alto desempenho como PVDF ou plastisol (Fonte: European Coil Coating Association, ECCA, Technical Guide to Coil Coating)
• Peso do revestimento: A espessura da película seca (DFT) de cada camada de revestimento, normalmente de 5 a 30 mícrons para camadas de primer e de 15 a 60 mícrons para camadas de acabamento, dependendo dos requisitos de aplicação
• Concentrações do banho de pré-tratamento químico: Controlado com precisão para obter um peso de revestimento de conversão consistente na superfície do metal antes da aplicação do primer

Estágio 1: Seção de Entrada – Desenrolamento, União e Preparação da Alimentação

A seção de entrada de uma linha de revestimento de bobinas metálicas recebe bobinas de metal puro do pátio de bobinas - normalmente aço galvanizado por imersão a quente, liga de alumínio, aço laminado a frio ou aço eletrogalvanizado - e prepara uma alimentação contínua de tiras para a seção de processo a jusante.

Bobinas de pagamento e carregamento de bobinas

A maioria das linhas de revestimento de bobinas de produção são equipadas com duas bobinas de desbobinamento (debobinadores), permitindo que uma bobina funcione enquanto a próxima bobina é carregada e enfiada na segunda bobina. Os pesos das bobinas para operações em escala de produção normalmente variam de 5 a 30 toneladas por bobina, dependendo do material do substrato e da bitola, e a bobina de retorno deve ser capaz de desaceleração controlada à medida que o diâmetro da bobina diminui e a bobina se torna mais leve.

Um nivelador de tira ou sistema de rolo de freio na bobina de compensação remove o conjunto de bobinas – a curvatura residual na tira de seu tempo enrolado na bobina – o que de outra forma causaria problemas de rastreamento de tira na seção de processo e aplicação irregular de revestimento. Para substratos pesados ​​ou de alta resistência, podem ser necessários cabeçotes de nivelamento com vários rolos para obter planicidade adequada.

União: Costura ou Soldagem

Quando a bobina em movimento está quase esgotada, a linha desacelera enquanto a cauda da tira da bobina em movimento é unida à cabeça da tira da bobina seguinte. Dois métodos de união são usados:

• Costura: As extremidades da tira são sobrepostas e fixadas mecanicamente com uma série de abas interligadas perfuradas por uma cabeça de costura. A costura é rápida (normalmente de 30 a 60 segundos) e não requer calor, tornando-a adequada para materiais de entrada revestidos ou pré-tratados. A junta costurada cria uma pequena variação de espessura que deve ser acompanhada através da seção do processo
• Soldagem: As extremidades da tira são soldadas a topo com um soldador a laser ou por resistência, criando uma junta quase nivelada com a superfície da tira. A soldagem produz uma espessura de junta mais consistente, mas requer um tempo de união um pouco mais longo e um gerenciamento cuidadoso da zona afetada pelo calor para determinados materiais de substrato

Acumulador de entrada

A jusante da estação de junção, o acumulador de entrada armazena um comprimento de tira suficiente para manter a seção de processo funcionando a toda velocidade durante a operação de junção - normalmente 200 a 600 metros de faixa dependendo da velocidade da linha e do tempo de adesão. O acumulador é preenchido durante a execução normal (quando a seção de entrada é executada mais rapidamente que a seção de processo) e descarregado durante a operação de junção (quando a seção de entrada é interrompida, mas a seção de processo continua). A torre do acumulador utiliza uma série de conjuntos de rolos fixos e flutuantes para acomodar o laço da tira, com a posição do carro flutuante continuamente monitorada e controlada para manter a tensão da tira.

Etapa 2: Seção de Pré-Tratamento Químico

O pré-tratamento químico é a etapa que determina mais diretamente a adesão a longo prazo e a resistência à corrosão do sistema de revestimento aplicado. Mesmo o revestimento orgânico da mais alta qualidade irá falhar prematuramente se aplicado sobre uma superfície metálica mal preparada ou contaminada. A seção de pré-tratamento converte a superfície metálica descoberta em uma base quimicamente receptiva e resistente à corrosão por meio de uma sequência de etapas de limpeza, enxágue, revestimento de conversão e secagem.

Limpeza Alcalina

A primeira etapa de pré-tratamento remove óleos, lubrificantes de laminação, óxidos superficiais e contaminação por partículas acumuladas na superfície da tira durante a laminação a frio e o trânsito. A limpeza alcalina é normalmente realizada em um ou dois estágios usando um sistema de pulverização ou imersão, com a solução de limpeza mantida em temperatura elevada (normalmente 55 a 75 graus Celsius ) para melhorar a eficiência da emulsificação do óleo.

Os produtos de limpeza alcalinos à base de surfactantes levantam e emulsificam os óleos enquanto permanecem quimicamente compatíveis com a química do revestimento de conversão posterior. A eficácia da etapa de limpeza alcalina é crítica – a contaminação residual da superfície atua como uma barreira entre o metal e o revestimento de conversão, criando áreas localizadas de má adesão que se manifestam como bolhas ou descamação do revestimento em serviço.

Etapas de enxágue

Vários estágios de enxágue seguem a seção de limpeza para remover resíduos de limpador e contaminantes da superfície da tira antes do revestimento de conversão. São usados ​​no mínimo dois estágios de enxágue - normalmente um enxágue com água recirculada seguido de um enxágue com água doce, com o enxágue final imediatamente antes do revestimento de conversão usando água desmineralizada ou deionizada para evitar que depósitos minerais contaminem o banho de revestimento de conversão.

Aplicação de revestimento de conversão

O revestimento de conversão reage quimicamente com a superfície do metal para formar uma camada inorgânica fina e fortemente aderente que proporciona uma transição entre o metal puro e o primer orgânico acima. Esta camada de revestimento de conversão tem duas funções: melhora drasticamente a adesão do primer ao substrato metálico e fornece uma barreira sacrificial contra corrosão que retarda a propagação de qualquer violação do revestimento em serviço.

Três produtos químicos de revestimento de conversão são usados no revestimento de bobinas contemporâneo:

• Revestimento de conversão de cromato: Historicamente o produto químico mais utilizado, proporcionando excelente proteção contra corrosão e promoção de adesão. Agora amplamente eliminado na Europa e restrito em muitos mercados devido à toxicidade e à classificação ambiental dos compostos de cromo hexavalente, sob regulamentações que incluem REACH e RoHS
• Revestimento de conversão de cromo trivalente (Cr-III): Uma alternativa de menor toxicidade ao cromato hexavalente, proporcionando promoção de adesão semelhante com riscos ambientais e de saúde substancialmente reduzidos; agora o padrão em mercados onde o cromato foi restrito
• Revestimento de conversão sem cromato (à base de zircônio ou titânio): A opção mais compatível com o meio ambiente, agora amplamente adotada, especialmente no setor de revestimento de bobinas de alumínio; requer controle cuidadoso do processo para obter pesos de revestimento e promoção de adesão equivalentes aos sistemas de cromato (Fonte: ECCA, Pré-tratamento para Coil Coating, Série de Artigos Técnicos)

Secagem e aquecimento da tira antes do revestimento

Após o estágio final de enxágue, a tira passa por um forno de secagem ou sistema de faca de ar para remover a umidade residual antes de entrar na seção de revestimento. A entrada do aplicador de primer com uma superfície de tira úmida diluiria o revestimento de primer no ponto de aplicação, causando variação na espessura do filme e problemas de adesão. Alguns projetos de linha também utilizam uma seção de pré-aquecimento da tira entre a secagem e a aplicação do primer para melhorar o fluxo do primer e o nivelamento imediatamente após a aplicação.

Etapa 3: Aplicação do Primer e Cura

O primer é a primeira camada de revestimento orgânico aplicada à superfície metálica pré-tratada. Suas principais funções são a promoção da adesão entre o revestimento de conversão e o acabamento, proteção adicional contra corrosão e fornecimento de uma base uniforme para a camada de acabamento acima dele.

Método de aplicação de revestimento em rolo

Praticamente todas as linhas de revestimento de bobinas de produção usam aplicação de revestimento por rolo – especificamente, um cabeçote revestidor de três ou dois rolos – em vez de revestimento por spray ou cortina. O rolo revestidor aplica revestimento líquido na superfície da tira por meio de uma geometria precisa entre o rolo aplicador (que coleta o revestimento do rolo pan que corre na bandeja de revestimento) e o rolo de suporte (que suporta a tira por baixo no ponto de aplicação).

O peso do filme aplicado à superfície da tira é controlado pela pressão de aperto entre o aplicador e os rolos de apoio, a velocidade de rotação de cada rolo em relação à velocidade da tira e a viscosidade do material de revestimento na panela. As taxas de velocidade do rolo - a velocidade de rotação do rolo aplicador expressa como uma porcentagem da velocidade da tira - estão normalmente na faixa de 110 a 130% no modo direto (superfície do rolo movendo-se na mesma direção da tira), proporcionando um efeito de suavização no filme aplicado, ou em modo reverso (superfície do rolo movendo-se na direção oposta à tira) para diferentes características de aplicação (Fonte: National Coil Coating Association, NCCA, Coil Coating Process Overview).

Forno de cura de primer

Após a aplicação, a tira de primer entra imediatamente no forno de cura do primer, onde o calor faz com que o revestimento líquido flua, nivele e, em seguida, faça ligações cruzadas em um filme sólido e aderente. O forno de cura é normalmente um forno de convecção com aquecimento direto a gás ou aquecimento indireto, projetado para aquecer a tira até o pico de temperatura do metal (PMT) exigido pelo revestimento dentro do tempo de permanência do forno disponível determinado pela velocidade da linha e comprimento do forno.

Os perfis de temperatura do forno são cuidadosamente projetados para fornecer calor adequado para curar totalmente o revestimento sem exceder o PMT especificado para o sistema de revestimento ou a liga do substrato. Undercure produz um filme com densidade de ligação cruzada inadequada , resultando em baixa dureza, flexibilidade e resistência a solventes; a supercura causa fragilização e pode descolorir sistemas de revestimento de cores claras. Para a maioria dos sistemas de primer de poliéster e poliuretano, o PMT alvo é de 215 a 232 graus Celsius, mantido por um tempo de permanência calculado a partir do modelo térmico do forno para as condições operacionais específicas.

Resfriamento com água após cura com primer

Imediatamente após sair do forno de cura do primer, a tira é rapidamente resfriada por spray de água para reduzir a temperatura da tira a um nível adequado para manuseio e aplicação de acabamento – normalmente abaixo de 50 graus Celsius. A rápida têmpera do primer curado a quente interrompe qualquer reação térmica residual e evita que a absorção pelo calor danifique a qualidade do filme do primer. A qualidade da água de resfriamento é controlada (normalmente amolecida ou deionizada) para evitar manchas minerais na superfície do primer antes da aplicação do acabamento.

Etapa 4: Aplicação e cura do acabamento

O acabamento é a camada de revestimento externa que fornece a aparência, cor, nível de brilho e propriedades primárias de resistência às intempéries do produto acabado. É a camada de revestimento visível para o usuário final do produto revestido e, portanto, a camada com especificações mais críticas no sistema de revestimento.

Revestidor de rolo de acabamento

O aplicador de acabamento é um segundo cabeçote de aplicação de revestimento por rolo idêntico em conceito ao aplicador de primer, mas configurado para a reologia específica e os requisitos de aplicação da formulação de acabamento. Os filmes de acabamento são normalmente Espessura de filme seco de 15 a 60 mícrons , significativamente mais espesso que os primers (que geralmente têm DFT de 5 a 10 mícrons), refletindo o papel do acabamento como barreira primária contra radiação UV, umidade e abrasão mecânica em serviço.

O controle do peso do revestimento na aplicação do acabamento é particularmente crítico porque a variação da espessura do filme ao longo da largura da tira se traduz diretamente na variação de cor e brilho visível no produto acabado – um defeito de qualidade imediatamente óbvio para o cliente final. As modernas linhas de revestimento de bobinas usam medição automatizada de espessura de filme (normalmente fluorescência de raios X ou medidores de interferometria óptica posicionados imediatamente após o revestidor) com feedback de circuito fechado para o sistema de controle de nip do revestidor, mantendo a uniformidade da espessura do filme dentro mais ou menos 1 a 2 mícrons ao longo da largura da tira durante a produção em estado estacionário.

Forno de cura de acabamento

O forno de cura de acabamento é normalmente o maior e mais exigente equipamento de processo em uma linha de revestimento de bobinas, porque as formulações de acabamento – particularmente sistemas de alto desempenho como PVDF (fluoreto de polivinilideno) ou plastisol de PVC – exigem temperaturas de metal de pico mais altas e tempos de permanência mais longos do que os primers.

O comprimento do forno em linhas de revestimento de bobinas em escala de produção é normalmente 35 a 80 metros para o forno de acabamento, permitindo tempo de permanência adequado nas velocidades da linha de produção. O forno é dividido em múltiplas zonas de temperatura — normalmente uma zona de aquecimento, uma zona de retenção na temperatura máxima e uma zona de resfriamento — para atingir o perfil PMT necessário sem excedê-lo. A uniformidade térmica em toda a largura da tira é mantida pelo fluxo de ar precisamente equilibrado através dos conjuntos de bicos do forno, com variação de temperatura transversal normalmente controlada dentro de mais ou menos 3 graus Celsius na zona de pico de temperatura.

Têmpera do acabamento e resfriamento da tira

Tal como acontece com a seção de primer, a tira de acabamento curada é imediatamente temperada com água após sair do forno de acabamento. A têmpera do acabamento é particularmente crítica porque a superfície do acabamento recém-curado a quente é mecanicamente vulnerável – o contato com os rolos acumuladores de saída, os rolos de tensão ou o enrolador antes do resfriamento adequado pode causar marcação na superfície, bloqueio (aderência entre camadas de tira na bobina) ou marcação no rolo que danifica permanentemente a aparência do produto acabado.

Alguns designs de linha incluem uma seção adicional de resfriamento a ar após a têmpera em água para garantir que a temperatura da superfície da tira esteja abaixo de 40 graus Celsius antes de entrar em contato com qualquer rolo de contato, o que é particularmente importante para sistemas de acabamento de alto brilho, onde a menor marca na superfície é imediatamente visível.

Etapa 5: Aplicação de backcoat (quando necessário)

Muitas especificações de produtos de revestimento de bobinas exigem um backcoat – um revestimento aplicado na parte inferior da tira (a face que ficará no lado interno do produto acabado), além do acabamento na face visível. O backcoat desempenha diferentes funções dependendo da aplicação do produto.

Funções e especificações do backcoat

• Barreira contra corrosão do lado reverso: Na construção de produtos de envoltório, como painéis de parede e telhado, a face interna do metal fica exposta à condensação e um revestimento posterior funcional evita a corrosão que eventualmente prejudicaria o sistema de revestimento na face visível
• Proteção contra formação de danos: Um backcoat lubrificado ou flexível protege a parte inferior da tira durante as operações de perfilagem e perfilagem, reduzindo o risco de danos ao revestimento devido ao contato da ferramenta na face não visível
• Superfície de colagem para produtos laminados: Na produção de painéis compósitos metálicos, o backcoat é formulado para fornecer um perfil de adesão específico para o material do núcleo polimérico ligado a ele no processo de laminação posterior.
• Estética para faces reversas expostas: Produtos como painéis cassete utilizados em sistemas de fachada ventilada podem ter a face reversa visível na instalação, necessitando de um acabamento de backcoat de qualidade igual ao acabamento.

Posição de aplicação do backcoat na linha

O aplicador de contracapa pode ser posicionado em diferentes pontos da sequência da linha, dependendo do design do produto. Em linhas que produzem sistemas padrão de primer mais topcoat, o backcoat é comumente aplicado na mesma passagem que o primer - o backcoat coater aplica o revestimento na parte inferior da tira ao mesmo tempo que o primer coat aplica o primer na face do acabamento, e ambos são curados na mesma passagem do forno de primer. Este arranjo minimiza o número de passagens necessárias no forno, mas limita o peso do filme de contracapa ao que pode ser curado no perfil térmico do forno de primer.

Para produtos que exigem filmes de contracapa mais pesados ​​ou formulações especializadas de contracapa que necessitam de diferentes temperaturas de cura, alguns designs de linha incorporam um revestidor e um forno de contracapa dedicados, ou processam o contracapa em uma passagem de linha separada.

Estágio 6: Seção de Saída – Acumulador, Inspeção e Recuo

Após a seção final de têmpera e resfriamento, a tira totalmente revestida entra na seção de saída da linha, onde é acumulada, inspecionada e rebobinada ou convertida em chapa.

Sair do acumulador

O acumulador de saída executa a mesma função que o acumulador de entrada, mas ao contrário: ele permite que a seção de saída (rebobinador ou cisalhamento e empilhador) pare brevemente para trocar uma bobina completa ou uma pilha cortada sem exigir que a seção de processo diminua a velocidade ou pare. O acumulador de saída armazena um buffer de tira revestida acabada - normalmente 150 a 400 metros — e libera-o para a seção de saída na taxa necessária enquanto a seção de processo continua em execução.

O gerenciamento correto do acumulador de saída é particularmente importante do ponto de vista da qualidade, porque a superfície da tira revestida no circuito do acumulador não deve entrar em contato com os rolos ou guias de forma que marque a superfície recém curada. Os projetos de acumuladores de saída utilizam rolos largos e bem acabados com materiais de superfície selecionados para compatibilidade com o revestimento que está sendo produzido e mantêm a tensão da tira cuidadosamente controlada para evitar o contato catenário entre os laços.

Inspeção Automática de Superfície

Entre o acumulador de saída e o recuperador, a maioria das linhas de revestimento de bobinas metálicas em escala de produção incorporam sistemas automáticos de inspeção óptica de superfície que examinam ambas as superfícies da tira continuamente em busca de defeitos de revestimento. Esses sistemas usam câmeras de varredura de linha de alta resolução e algoritmos de processamento de imagem para detectar defeitos como:

• Arranhões no revestimento ou marcas de contato com o equipamento de processo
• Listras ou faixas de espessura de revestimento irregular ao longo da largura da tira
• Inclusões superficiais ou defeitos de substrato telegrafando através do revestimento
• Desvios de cor ou brilho do padrão de referência
• Feriados ou aplicação excessiva de revestimento de borda
• Marcas de manuseio ou marcas de rolos de rolos acumuladores a jusante

A detecção de defeitos aciona uma marcação automática do local da tira defeituosa, permitindo que os operadores posteriores na bobinadeira ou tesoura excluam ou rebaixem o produto afetado. Os sistemas de inspeção modernos combinam a inspeção de superfície com medição espectrofotométrica de cores e medição de brilho para fornecer um registro completo de qualidade para cada bobina produzida.

Recuando

A tira revestida é rebobinada em um mandril no rebobinador de saída, que deve manter a tensão controlada durante toda a operação de rebobinamento para construir uma bobina firme e estável que não se torne telescópica ou desenvolva colapso interno da bobina durante o manuseio e transporte. Dois conjuntos de rolos de freio de tensão - um freio de tensão antes do enrolador e o próprio acionamento do enrolador - controlam a tensão da tira precisamente no valor alvo especificado para o material do substrato, medidor e sistema de revestimento.

O rebobinador foi projetado para lidar com toda a gama de pesos de bobina produzidos na linha, normalmente de 25 a 30 toneladas, com diâmetro externo da bobina (diâmetro externo) de até 2.000 mm em grandes linhas de produção. Quando uma bobina está completa, a tira é cisalhada, a bobina é amarrada e etiquetada, e o novo mandril é acelerado para receber a próxima bobina enquanto o acumulador de saída faz a ponte entre a transição.

Opções de corte e corte no comprimento

Algumas linhas de revestimento de bobinas são equipadas com um cortador ou cisalhamento em linha e empilhador a jusante da bobinadeira, permitindo que a bobina revestida de largura total seja cortada em tiras mais estreitas ou cortada em folhas planas na mesma passagem de produção. O corte em linha é particularmente valioso quando os clientes posteriores exigem larguras de tira mais estreitas do que a largura da bobina base produzida na linha, evitando uma operação de corte separada e o manuseio associado e o risco de qualidade do processamento do produto revestido acabado através de equipamentos adicionais.

Sistemas de revestimento comuns processados em linhas de revestimento de bobinas metálicas

O sistema de revestimento – a combinação específica de produtos químicos de primer e acabamento – é selecionado com base nos requisitos de uso final do produto revestido. Diferentes aplicações exigem diferentes perfis de desempenho e o sistema de revestimento deve corresponder às condições de cura alcançáveis ​​na linha específica.

Pontos de verificação de controle de qualidade ao longo do processo

Uma linha de revestimento de bobinas metálicas bem operada integra monitoramento de qualidade em vários pontos do fluxo do processo, em vez de depender apenas da inspeção de final de linha da bobina acabada. A detecção antecipada de desvios do processo — antes que eles sejam detectados pelo forno de cura — permite uma ação corretiva no nível do revestidor, em vez de produzir uma grande quantidade de material fora da especificação que deve ser rebaixado ou descartado.

Monitoramento da qualidade pré-tratamento

• Concentração e temperatura do banho de limpeza alcalina: verificada no mínimo a cada duas horas durante a produção ou monitorada continuamente por sensores de condutividade em linha
• Condutividade da água de enxágue: monitorada continuamente para detectar a presença de resíduos de limpador nos estágios de enxágue que contaminariam o banho de revestimento de conversão
• Concentração e pH do banho de revestimento de conversão: verificados em intervalos especificados e ajustados para manter o peso alvo do revestimento de conversão na superfície da tira
• Peso do revestimento de conversão: verificado periodicamente em amostras de tiras usando medição de fluorescência de raios X, visando normalmente 10 a 40 mg/m2 para sistemas livres de cromato

Monitoramento da qualidade da aplicação de revestimento

• Viscosidade e temperatura do revestimento no recipiente de revestimento: monitoradas e controladas para manter um peso de aplicação consistente durante toda a produção
• Espessura do filme úmido: verificada na inicialização do revestidor e após qualquer mudança de velocidade ou configuração do rolo usando medição de filme úmido em amostras retiradas diretamente do revestidor
• Espessura do filme seco: medida em amostras curadas usando medidor de indução magnética (para revestimentos em aço) ou medidor de corrente parasita (para revestimentos em alumínio) e pelos medidores ópticos ou de raios X em linha descritos na seção de saída
• Temperatura máxima do metal: monitorada continuamente usando termopares de tira na saída do forno e validada periodicamente com perfis de temperatura de registro de dados executados através do forno em suportes calibrados

Testes de qualidade de revestimento acabado

Na saída da linha, amostras são retiradas de cada bobina de produção para testes laboratoriais de acordo com a especificação de revestimento aplicável:

• Teste de adesão de curvatura em T: O painel revestido é dobrado 180 graus sobre si mesmo e o grau de fissuração ou delaminação do revestimento é avaliado de acordo com um critério de aprovação/reprovação; uma passagem 0T ou 1T indica excelente flexibilidade e adesão do revestimento
• Teste de adesão hachurada: De acordo com a ISO 2409, um padrão de grade de cortes é feito através do revestimento e uma fita padronizada é aplicada; qualquer desprendimento do revestimento indica uma falha de adesão
• Dureza do lápis: Avaliado de acordo com ASTM D3363, confirmando que o revestimento curado atingiu a dureza especificada indicativa de cura completa
• Resistência ao impacto reverso: Avaliado através de um impacto de queda de peso no verso do painel, verificando a delaminação do revestimento na face de impacto
• Medição de cores: Medição espectrofotométrica em relação ao padrão mestre de cores, com tolerâncias normalmente expressas em unidades CIE Delta E (desvio permitido normalmente Delta E menor que 0,5 a 1,0 para produtos com tolerância restrita)
• Resistência à corrosão por névoa salina: Testes periódicos de corrosão acelerada de acordo com a ISO 9227 para validar se o sistema de revestimento está fornecendo a proteção contra corrosão especificada (Fonte: ISO 9227:2022, Testes de corrosão em atmosferas artificiais)

Resumo do fluxo do processo: da bobina nua ao produto acabado pré-pintado

O fluxo completo do processo através de uma linha padrão de revestimento de bobinas metálicas pode ser resumido em ordem sequencial como segue:

1. Carregamento da bobina e rosqueamento da tira: Bobina de metal puro carregada na bobina de pagamento; tira enfiada na linha e unida à cauda da tira em execução
2. Achatamento de tiras: Conjunto de bobinas removido por rolos niveladores ou niveladores para obter a geometria de tira plana necessária para aplicação de revestimento consistente
3. Enchimento do acumulador de entrada: Strip loop construído no acumulador de entrada durante o threading inicial e durante a produção normal quando a seção de entrada é executada mais rápido que a seção de processo
4. Limpeza alcalina: Óleos, lubrificantes e óxidos de superfície removidos em spray alcalino aquecido ou sistema de limpeza por imersão
5. Etapas de enxágue: Limpador residual removido em múltiplas etapas de enxágue com água; enxágue final com água desmineralizada
6. Revestimento de conversão: A reação química entre a solução de tratamento e a superfície do metal cria uma camada inorgânica resistente à corrosão, promotora de adesão
7. Secagem: Água residual de enxágue removida em estufa de secagem ou sistema de faca de ar antes da aplicação do revestimento
8. Aplicação de primer: O revestidor de rolo aplica primer líquido na face do acabamento; aplicação simultânea de backcoat na face reversa em vários designs de linha
9. Forno de cura de primer: Tira aquecida até PMT alvo (215 a 232 graus Celsius típico) para curar completamente o filme de primer
10. Têmpera pós-primer: A têmpera em água resfria a tira abaixo de 50 graus Celsius antes da aplicação do acabamento
11. Aplicação de acabamento: O revestidor de rolo aplica acabamento líquido na gramatura de filme especificada (15 a 60 mícrons DFT)
12. Forno de cura de acabamento: Tira aquecida até PMT específico do acabamento (220 a 260 graus Celsius, dependendo da química do revestimento)
13. Têmpera e resfriamento pós-acabamento: Têmpera em água seguida de resfriamento a ar abaixo de 40 graus Celsius antes dos rolos de contato
14. Sair do acumulador: Tira revestida e tamponada para permitir a troca do rebobinador sem interromper a seção do processo
15. Inspeção de superfície: Inspeção óptica automatizada de ambas as superfícies da tira quanto a defeitos de revestimento; medição de cor e brilho
16. Recuando and labelling: Tira revestida acabada enrolada na bobina de saída; peso, dimensões e dados de qualidade da bobina registrados em relação à identidade da bobina
17. Corte opcional ou corte no comprimento: Bobina revestida cortada na largura ou cortada nas dimensões da folha conforme exigido pela especificação do cliente

Selecionando a configuração correta da linha de revestimento de bobinas metálicas

As especificações da linha de revestimento de bobinas metálicas devem corresponder aos requisitos específicos de produção do operador – tipos de substrato, larguras de tiras, sistemas de revestimento, volumes de produção e mix de produtos influenciam a configuração correta da linha. As principais decisões de especificação incluem:

Velocidade da linha e comprimento do forno

A velocidade da linha e o comprimento do forno estão interligados: uma linha mais rápida requer um forno mais longo para atingir o mesmo tempo de permanência da tira no pico da temperatura do metal. Linhas de revestimento de bobinas em escala de produção visando taxas de produção de 80 a 150m/min requerem comprimentos totais de forno de seção de processamento (primer mais acabamento) de 60 a 120 metros ou mais. Linhas menores projetadas para produção flexível de tiragens curtas em velocidades mais baixas podem usar fornos mais curtos. Combinar o comprimento e a velocidade do forno com os sistemas de revestimento destinados à produção é a decisão central do projeto na especificação da linha.

Largura da tira e capacidade do substrato

As linhas de produção são projetadas em torno de uma largura máxima de tira, normalmente de 600 mm a 2.000 mm, dependendo do mercado-alvo. O cabeçote do revestidor, os conjuntos de bicos do forno, os cabeçotes de têmpera e os rolos acumuladores devem ser todos projetados para a largura máxima da tira, mantendo ao mesmo tempo a uniformidade de desempenho em toda a largura. As linhas projetadas para processar substratos de aço e alumínio exigem a consideração das diferentes propriedades térmicas, requisitos de formação e requisitos de tratamento de superfície de cada material.

Integração de sistemas de automação e controle

As modernas linhas de revestimento de bobinas integram controle de processo, coleta de dados de qualidade, rastreamento de bobinas e gerenciamento de produção em uma plataforma de automação unificada. O controle de nível 1 (controle de processo baseado em PLC) gerencia unidades individuais, revestidoras e zonas de forno. O controle de nível 2 (sistema de gerenciamento de processos) integra dados de qualidade, programação de produção e gerenciamento de receitas para diferentes especificações de produtos. A conectividade de nível 3 (integração de ERP) liga a linha ao planejamento de produção e aos sistemas de gestão de qualidade da fábrica. O grau de automação especificado afeta diretamente a capacidade da linha de manter uma qualidade consistente em longos ciclos de produção e o nível de habilidade do operador necessário para um gerenciamento eficaz da produção.

Para fabricantes que estejam avaliando nova capacidade de revestimento de bobinas ou atualizando linhas existentes, trabalhar com um fornecedor com experiência em soluções completas e prontas para uso Linha de revestimento de bobinas metálicas projeto e entrega - capazes de integrar todas as seções do processo, desde a entrada até a saída, em um sistema de produção coerente e bem otimizado - é o caminho mais confiável para uma linha que atenda tanto aos requisitos atuais de produção quanto às necessidades futuras de desenvolvimento de produtos.