ES2953161T3 - Método para ajustar la cantidad de agua de dilución de una composición de calibrado, y unidad de cálculo correspondiente - Google Patents

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Abstract

La invención se refiere a un método para fabricar una estera de fibras minerales (F), en el que se forman las fibras (F) y se aplica a las fibras (F) una composición de apresto obtenida mezclando una composición aglutinante con agua de dilución, impregnando las fibras. con la composición de apresto se recogen en un dispositivo receptor calado (52) provisto de una superficie receptora de fibras y, debajo de la superficie, al menos una funda de succión (54), y la estera se trata térmicamente. El método según la invención comprende una etapa de determinar una cantidad óptima de agua de dilución según la humedad del aire en la estación de fibrización (12), la humedad del aire aspirado y el flujo de aire aspirado hacia al menos un vaina de succión (54), y la cantidad de agua deseada en la estera a la salida de la cámara receptora (50), y una etapa de ajustar la cantidad de agua de dilución de acuerdo con la cantidad óptima así determinada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método para ajustar la cantidad de agua de dilución de una composición de calibrado, y unidad de cálculo correspondiente
La presente invención se refiere a la fabricación de productos basados en fibras minerales, por ejemplo fibras de vidrio, y en particular tales productos fabricados usando una estera de fibras unidas por un aglutinante.
La invención se refiere, más específicamente, a un proceso para fabricar una estera de fibras minerales, y a una planta de fabricación correspondiente.
Los productos de aislamiento actualmente comercializados consisten típicamente en paneles, tableros, rollos o productos de forma tubular o de otra forma obtenidos a partir de una estera de fibras minerales, como fibras de vidrio, consolidadas por un aglomerante orgánico o mineral.
El proceso para la fabricación de una estera de fibras de este tipo es bien conocido y generalmente comprende la serie de etapas siguientes:
- la fusión del material mineral en un horno de vidrio,
- la conformación en fibras,
- la adición de un compuesto de aglutinación a las fibras,
- la recogida de las fibras impregnadas con el compuesto de aglutinación en una cámara receptora que comprende, debajo y en el eje del dispositivo fibrizador, un transportador perforado o una rejilla, equipada en la parte inferior del mismo con uno o más conductos de succión,
- el transporte de las fibras sobre una superficie receptora, en forma de una capa más gruesa o más delgada denominada estera,
- generalmente un tratamiento térmico de reticulación o polimerización del compuesto de aglutinación en un horno de secado, estando previsto dicho tratamiento térmico para dar a la estera su cohesión, y
- una preparación final de los productos resultantes.
Dentro del contexto de la monitorización del proceso de fabricación como se acaba de describir, es necesario llevar a cabo de forma continua procedimientos de monitorización, sobre al menos una parte y preferiblemente en toda la producción, para garantizar una buena calidad de la estera.
La solicitud de patente WO 2006/023137 describe, por ejemplo, un proceso para monitorizar el proceso basándose en una medición por medios espectroscópicos de la humedad presente en la estera de fibras que se impregna con un compuesto de aglutinación, antes del tratamiento térmico en el horno de secado. Al comparar el contenido de humedad medido con un valor de referencia, el ajuste de al menos un parámetro permite el control continuo del proceso. Sin embargo, el proceso no permite evitar variaciones de humedad de la estera; solamente la corrige.
El documento WO 2012/078740 A1 [OWENS CORNING INTELLECTUAL CAP [US] 14.06.2012 describe un método para fabricar una estera de fibra mineral en donde la velocidad de pulverización de la solución aglutinante sobre las fibras minerales en el área de formación se adapta en función del nivel de humedad ambiental medido con un sensor de humedad ubicado en dicha área de formación.
Cabe señalar que la importancia y la necesidad de un proceso de monitorización eficaz en los procesos para fabricar esteras de fibras minerales aumentan aún más actualmente debido al deseo de desarrollar, como reemplazo de las resinas de fenol-formaldehído utilizadas actualmente, aglutinantes alternativos de base biológica. Con estos aglutinantes de base biológica, incluso más que con los aglutinantes de fenol-formaldehído, el control y la optimización de la cantidad de agua y de la distribución, por lo tanto, en el producto no curado es esencial para el control del proceso para garantizar la calidad deseada del producto final.
Específicamente, para reducir la viscosidad de estos aglutinantes alternativos, es necesario aumentar sustancialmente, en comparación con los aglutinantes de fenol-formaldehído, la proporción de agua presente en la solución añadida a las fibras, lo que da como resultado mayores dificultades con respecto a la eliminación del agua residual potencialmente presente en el producto acabado al salir de la línea y, por lo tanto, hace que la presencia de medios de monitoración precisos sea incluso más esencial.
El objetivo de la invención es proporcionar un proceso para fabricar una estera de fibras minerales que permita mejorar la calidad del tratamiento térmico de la estera monitorizando de forma más eficaz la cantidad de agua dentro del producto aún no curado. Este objetivo se logra con un proceso para ajustar la cantidad de agua de dilución de un compuesto de aglutinación destinado a aplicarse sobre fibras en una estación de fibrización de una planta para fabricar una estera de fibras minerales, comprendiendo la planta de fabricación
- una cámara receptora que comprende un dispositivo receptor perforado, en particular un transportador perforado o una rejilla, equipado con una superficie receptora de fibra y, por debajo de dicha superficie receptora, al menos un conducto de succión,
- medios para el tratamiento térmico de la estera,
comprendiendo el proceso al menos las siguientes etapas:
- se determina la humedad del aire ambiente en la estación de fibrización,
- se determina la humedad del aire de admisión y la velocidad de flujo de aire de admisión en el al menos un conducto de succión, y
- se determina una cantidad óptima de agua de dilución como una función al menos de la humedad del aire ambiente en la estación de fibrización, de la humedad del aire de admisión y de la velocidad de flujo de aire de admisión en el al menos un conducto de succión, y de la cantidad deseada de agua en la estera en la salida de la cámara receptora,
- la cantidad de agua de dilución se ajusta en función de dicha cantidad óptima determinada por tanto.
En la presente solicitud, el aire de admisión se define como el aire realmente tomado por el conducto o conductos de succión, a través del transportador perforado o la rejilla de la cámara receptora.
Además, la estación de fibrización se define como que comprende todos los dispositivos o miembros ubicados aguas arriba del transportador perforado o de la rejilla de la cámara receptora.
Por último, el aire inducido se define como la porción del aire tomada por los conductos de succión que no se origina a partir de los miembros de la estación de fibrización, que incluyen en particular miembros para calentar o suministrar aire, agua u otros productos (en particular el quemador, el medio para aplicar el compuesto de aglutinación, el anillo de soplado, las pistolas de aire, los dispositivos opcionales para suministrar fragmentos de producto reciclado, los dispositivos opcionales para suministrar aire de admisión reciclado).
Posteriormente, una cantidad generalmente puede interpretarse como un flujo de masa, siendo el proceso de fabricación un procedimiento continuo (estando la estera en movimiento).
Después de un estudio detallado del modelo termodinámico de la estación de fibrización a aguas arriba del horno de secado, se estableció que el aire inducido es uno de los parámetros más críticos del procedimiento para fabricar la estera de fibras que se describe anteriormente: la contribución al agua de este aire inducido es, entre todas las contribuciones a la humedad de la estera, el parámetro que experimenta las mayores variaciones. Por lo tanto, el aire inducido es un parámetro dominante a controlar para mantener la diana de humedad de la estera.
La cantidad de aire inducido es imposible de cuantificar como tal. Sin embargo, el solicitante ha establecido que el aire de admisión se deriva generalmente muy predominantemente del aire inducido, a menudo a más del 80 %. El proceso que es objeto de la presente invención usa este resultado, y también la posibilidad de medir la cantidad de aire de admisión, calculando o aproximando la cantidad de aire inducido. Conociendo la humedad del aire inducido, es posible conocer la influencia del mismo sobre la humedad de la estera. Si esta influencia es demasiado grande, en otras palabras, si el aire inducido está altamente cargado con agua, este agua se encontrará parcialmente en la estera, y será posible reducir la cantidad de agua contenida en el compuesto de aglutinación. Si, por otro lado, el aire inducido produce una evaporación demasiado grande, será necesario aumentar esta cantidad.
La regulación de la cantidad de agua en el compuesto de aglutinación, en función del agua proporcionada por el aire inducido, tiene la ventaja de ser precisa y no requiere ninguna modificación importante de la planta de fabricación existente.
Puede llevarse a cabo por el simple ajuste de un solo parámetro, y, en última instancia, permite mejorar el rendimiento del producto evitando rechazos, y limitando las operaciones de ajuste en la línea.
El proceso según la invención es particularmente adecuado para la fabricación de una estera de fibras de vidrio.
El aglutinante utilizado en el compuesto de aglutinación puede ser cualquier aglutinante orgánico utilizado comúnmente en el campo de los productos aislantes basados en lana de vidrio.
Puede ser un aglutinante termoestable insoluble e infusible obtenido por polimerización y/o reticulación de monómeros, oligómeros o polímeros que son solubles o dispersables en agua.
Se pueden mencionar como ejemplos de dichos aglutinantes, aquellos
- basados en resinas de resol de fenol-formaldehído, preferiblemente modificadas por urea,
- basados en reactivos de Maillard (azúcares y aminas reductoras),
- basados en polímeros acrílicos y agentes de reticulación tales como reactivos polihidroxilados y poliamino, - basados en azúcares no reductores y/o azúcares hidrogenados y reactivos policarboxilados, tales como ácido cítrico,
- basados en amino amidas obtenidas por reacción de anhídridos carboxílicos y alcanolaminas.
El proceso es particularmente adecuado para fibras minerales unidas por un aglutinante termoendurecido/termoestable, libre de formaldehído y/o basado en compuestos orgánicos de base biológica (también denominados “aglutinantes verdes” ).
Se ha establecido que una cantidad diana de agua para la estera es preferentemente inferior al 15 % en peso, más preferentemente entre el 0,5 % y el 10 % en peso, aún más preferentemente entre el 2 % y el 10 % en peso. Esta cantidad puede variar dependiendo del tipo de aglutinante utilizado en la estera. Por ejemplo, la cantidad diana de agua para la estera que comprende aglutinantes orgánicos de base biológica está entre el 1 % y el 15 % en peso, preferiblemente entre el 2 % y el 10 % en peso. Para una estera que comprende aglutinantes de tipo resina de fenolformaldehído, esta cantidad diana de agua está entre 0,5 % y 15 % en peso y preferiblemente entre 1 % y 5 % en peso. Para una estera que comprende un aglutinante basado en polímero acrílico, la cantidad diana de agua está entre el 1 % y el 15 % en peso, preferiblemente entre el 2 % y el 10 % en peso.
Una estación de fibrización comprende típicamente una pluralidad de miembros para calentar o suministrar aire, agua u otros productos, en particular al menos un quemador y/o medio para aplicar el compuesto de aglutinación y/o al menos un anillo de soplado y/o pistolas de aire y/o al menos un dispositivo para suministrar fragmentos de producto reciclado, en particular recortes de estera, y/o al menos un dispositivo para suministrar aire de admisión reciclado. Las contribuciones al aire de admisión son en particular
- el aire que se origina en el o los anillos de aire,
- el aire que se origina en el o los quemadores,
- el aire que se origina en los medios para aplicar el compuesto de aglutinación,
- el aire que se origina en las pistolas de aire,
- el aire que se origina en el o los dispositivos opcionales para introducir fragmentos de bordes, que obviamente contienen una cierta cantidad de agua, se desconsideran o se toman en cuenta en forma de una constante en la determinación de la cantidad óptima de agua de dilución. Estas contribuciones pueden medirse o calcularse de antemano.
En ciertos casos particulares en donde una porción del aire tomado por el conducto o conductos de succión se recicla para reintroducirse en la estación de fibrización, puede ser necesario tener en cuenta, en el cálculo de la cantidad de agua de dilución, el aire que se origina en los posibles dispositivos para suministrar aire de admisión reciclado. La cantidad de aire de admisión reciclado puede alcanzar, de hecho, valores que oscilan hasta el 50 % de la cantidad de aire de admisión, lo que hace que el parámetro sea significativo.
Según un ejemplo, una cantidad de agua, denominada agua utilizable, resultante de uno o más de los miembros de la estación de fibrización se tiene en cuenta en la determinación de la cantidad óptima de agua de dilución. Esta cantidad de agua utilizable puede medirse de antemano mediante pruebas o determinarse por cálculo.
Según un ejemplo, la cantidad de agua utilizable es al menos igual a la suma de la cantidad de agua resultante del al menos un quemador y de la cantidad de agua resultante de la composición del aglutinante. En otras palabras, la cantidad de agua utilizable se aproxima por un valor al menos igual a esta suma.
En el caso en el que una porción del aire tomada por el conducto o conductos de succión se recicla para reintroducirse en la estación de fibrización, la cantidad de agua utilizable puede ser al menos igual a la suma de la cantidad de agua resultante del al menos un quemador, la cantidad de agua resultante de la composición de aglutinante y la cantidad de agua resultante del al menos un dispositivo para suministrar aire de admisión reciclado. En otras palabras, la cantidad de agua utilizable puede aproximarse por un valor al menos igual a esta suma.
Según un ejemplo, el ajuste de la cantidad de agua en el compuesto de aglutinación se lleva a cabo de forma continua durante la fabricación de la estera de fibras minerales. Por lo tanto, la dilución se adapta en tiempo real en función de las condiciones de humedad ambiental, de modo que las variaciones en la humedad en la estera son muy pequeñas o incluso completamente inexistentes, ya que se han impedido en la fuente.
Según otro ejemplo, el ajuste de la cantidad de agua en el compuesto de aglutinación también puede llevarse a cabo periódicamente, por ejemplo cada hora, o después de cada cambio de producto.
Según una realización ejemplar, la velocidad de flujo de aire de admisión en dicho al menos conducto de succión se mantiene a un valor constante.
Según otro ejemplo, se mide la tasa de flujo de aire de admisión, y el valor así medido se tiene en cuenta como una variable en la determinación de la cantidad óptima de agua de dilución.
La tasa de flujo de aire de admisión en el conducto o conductos de succión puede obtenerse midiendo directamente la velocidad del aire dentro de o en cada conducto de succión, o un diferencial de presión directamente ligado a la velocidad del aire.
Es posible, por ejemplo, usar un sistema de tubo(s) de Pitot o tubo Annubar para una medición de presión, y un anemómetro o cualquier otro sistema equivalente para una medición de velocidad.
De acuerdo con un ejemplo, para determinar la humedad del aire ambiente en la estación de fibrización, las mediciones de humedad del aire se llevan a cabo en varias ubicaciones de la estación de fibrización y se calcula un promedio, opcionalmente, un promedio ponderado de los valores así medidos.
La invención también se relaciona con un proceso para fabricar una estera de fibras minerales, en donde
- en una estación de fibrización, se forman fibras y se aplica un compuesto de aglutinación resultante de la mezcla de una composición de aglutinante con agua de dilución sobre dichas fibras,
- las fibras impregnadas con el compuesto de aglutinación se recogen en una cámara receptora que comprende un dispositivo receptor perforado, en particular un transportador perforado o una rejilla, equipada con una superficie receptora de fibra y, por debajo de dicha superficie, al menos un conducto de succión,
- la estera se trata térmicamente,
estando dicho proceso caracterizado en que, además:
- se determina la humedad del aire ambiente en la estación de fibrización,
- se determina la humedad del aire de admisión y la velocidad de flujo de aire de admisión en el al menos un conducto de succión, y
- una cantidad óptima de agua de dilución se determina como una función al menos de la humedad del aire en la estación de fibrización, de la humedad del aire de admisión y de la tasa de flujo de aire de admisión en el al menos un conducto de succión, y de la cantidad diana de agua deseada en la estera en la salida de la cámara receptora, - la cantidad de agua de dilución se ajusta en función de dicha cantidad óptima determinada por tanto.
Debe observarse que todas las características mencionadas anteriormente en relación con el proceso de monitorización también pueden aplicarse al proceso de fabricación.
La invención también se refiere a una unidad para calcular una cantidad de agua de dilución de un compuesto de aglutinación destinado a aplicarse sobre fibras en una estación de fibrización de una planta para fabricar una estera de fibras minerales, comprendiendo la planta de fabricación
- una estación de fibrización, que comprende medios para formar las fibras y medios para aplicar, sobre dichas fibras, un compuesto de aglutinación resultante de la mezcla de una composición de aglutinante con agua de dilución, - una cámara receptora que comprende un dispositivo receptor perforado, en particular un transportador perforado o una rejilla, equipado con una superficie receptora de fibra y, por debajo de dicha superficie receptora, al menos un conducto de succión,
- medios para el tratamiento térmico de la estera,
comprendiendo además la unidad de cálculo:
- medios para determinar la humedad del aire ambiente en la estación de fibrización,
- medios para determinar la humedad del aire de admisión y medios para determinar la tasa de flujo de aire de admisión en el al menos un conducto de succión,
- medios para calcular la cantidad óptima de agua de dilución en función de la humedad del aire ambiente en la estación de fibrización, de la humedad del aire de admisión y de la tasa de flujo de aire de admisión en el al menos un conducto de succión, y de la cantidad deseada de agua en la estera en la salida de la cámara receptora, y - medios para ajustar la cantidad de agua de dilución en función de dicha cantidad óptima determinada por dichos medios de cálculo.
La invención se refiere finalmente a una planta para fabricar una estera de fibras minerales, que comprende - una estación de fibrización, que comprende medios para formar las fibras y medios para aplicar, sobre dichas fibras, un compuesto de aglutinación resultante de la mezcla de una composición de aglutinante con agua de dilución, - una cámara receptora que comprende un dispositivo receptor perforado, en particular un transportador perforado o una rejilla, equipado con una superficie receptora de fibra y, por debajo de dicha superficie receptora, al menos un conducto de succión,
- medios para el tratamiento térmico de la estera,
estando la planta caracterizada por que comprende además:
- medios para determinar la humedad del aire ambiente en la estación de fibrización,
- medios para determinar la humedad del aire de admisión y medios para determinar la tasa de flujo de aire de admisión en el al menos un conducto de succión,
- medios para calcular la cantidad óptima de agua de dilución en función de la humedad del aire ambiente en la estación de fibrización, de la humedad del aire de admisión y de la tasa de flujo de aire de admisión en el al menos un conducto de succión, y de la cantidad deseada de agua en la estera en la salida de la cámara receptora, y - medios para ajustar la cantidad de agua de dilución en función de dicha cantidad óptima determinada por dichos medios de cálculo.
En el presente documento se describen varias realizaciones o realizaciones ejemplares. Sin embargo, a menos que se especifique lo contrario, las características descritas en relación con cualquier realización o realización ejemplar pueden aplicarse a otra realización o realización ejemplar.
La invención se entenderá mejor y las ventajas de la misma resultarán más evidentes a la lectura de la descripción detallada que sigue de varias realizaciones representadas como ejemplos no limitantes.
La descripción se refiere a los dibujos adjuntos, en donde:
[Figura 1] es una vista esquemática de una planta para fabricar una estera de fibras minerales, según una primera realización ilustrativa de la invención,
[Figura 2A] es una vista en sección transversal a lo largo de II la Figura 1,
[Figura 2B] es una vista detallada de la parte IIB de la figura 2A,
[Figura 3] es una vista esquemática de una planta para fabricar una estera de fibras minerales, según una segunda realización ilustrativa de la invención.
La Figura 1 es una vista esquemática de una planta 10 para fabricar una estera M de fibras de vidrio según una primera realización ilustrativa, que comprende, en el orden del procedimiento de fabricación, una estación de fibrización 12, una estación de formación 14 y un horno de secado 16.
La estación de fibrización 12 comprende al menos un dispositivo fibrizador 20, preferentemente una pluralidad de tales dispositivos 20a, ..., 20n dispuestos en serie, como se muestra en la Figura 1.
Dicho dispositivo de fibrización 20 se muestra con mayor detalle en las Figuras 2A y 2B.
Para fabricar las fibras, el dispositivo 20 comprende un hilador 22, también conocido como hilador de fibrización, capaz de rotar a alta velocidad alrededor de un eje A, que es en particular vertical, y que comprende una pared anular 24 perforada por una pluralidad de orificios 26 y opcionalmente una base. Una corriente de vidrio fundido, introducida en el hilador 22, es proyectada por la pluralidad de orificios 26 bajo el efecto de la fuerza centrífuga, creando una pluralidad de filamentos.
Cada dispositivo de fibrización 20 también comprende al menos un quemador anular 30 que genera un chorro de gas de atenuación de alta temperatura 32, sustancialmente tangencial a la pared anular 24 del hilador 22, destinado a calentar y adelgazar dichos filamentos que salen del hilador, transformándolos así en las fibras F.
Opcionalmente, el dispositivo de fibrización 20 también puede comprender un dispositivo para calentar la parte inferior del hilador en forma de un anillo de inducción magnética 34.
Cada dispositivo de fibrización 20 comprende además un anillo de soplado o anillo de aire 36 colocado debajo del quemador 30, y destinado a evitar una dispersión de las fibras demasiado lejos del eje de rotación A del hilador 22.
Cada dispositivo de fibrización 20 comprende, finalmente, un dispositivo 40 para aplicar un compuesto de aglutinación sobre las fibras F. Este dispositivo de aplicación 40 está típicamente en forma de un anillo anular 42 que lleva boquillas de pulverización 44 y por cuyo interior pasan sucesivamente las fibras de vidrio F. El anillo 42 está conectado a un tanque de compuesto de aglutinación 46 y cada boquilla de pulverización 44 asociada con este anillo está configurada para recibir, por un lado, una cantidad del compuesto de aglutinación y, por otro lado, una cantidad de aire comprimido a través de un suministro independiente (no representado) para proyectar el compuesto de aglutinación a medida que pasan las fibras de vidrio.
En el tanque de compuesto de aglutinación 46, una composición de aglutinante se mezcla con una cantidad mayor o menor de agua de dilución resultante de un tanque de agua 47 conectado al tanque de compuesto de aglutinación 46 a través de una línea de suministro de agua 48 provista de medios de ajuste, típicamente una válvula de control 49.
La composición de aglutinante es una solución acuosa, cuyo contenido en sólidos es constante, típicamente del orden del 15 % en peso. Sus sólidos consisten en precursores químicos destinados a reaccionar mediante polimerización dentro del contexto de un tratamiento térmico en el horno de secado 16.
La cantidad de agua de dilución, por su parte, es un parámetro que puede ajustarse en virtud del medio de ajuste 49, lo que hace posible regular el contenido de agua del compuesto de aglutinación aplicado finalmente sobre las fibras F.
Opcionalmente, el dispositivo de fibrización 20 puede comprender, además, aguas abajo del dispositivo 40 para aplicar el compuesto de aglutinación, boquillas de aire 38, también conocidas como pistolas de aire, representadas aquí esquemáticamente por flechas, que hacen posible distribuir las fibras F. La distribución de las fibras F se ajusta si es necesario mediante la modificación de la orientación de las boquillas y la presión del aire que resulta de esto.
Las fibras de vidrio F de cada dispositivo de fibrización 20 caen hasta que llegan a la estación de formación 14. Se recogen en forma de una estera M en una cámara receptora 50, en un transportador perforado 52. Como se muestra en las figuras, uno o más conductos de succión 54 (tres conductos respectivamente 54a, 54b, 54c en el ejemplo representado en la Figura 1) están destinados a crear y mantener una presión negativa por debajo de la superficie receptora 52a del transportador 52 que recibe la estera M. Para esto, cada conducto de succión 54 se abre, a través de su extremo “ aguas arriba” , debajo de la superficie receptora 52a del transportador 52, y está conectado a uno o más ventiladores de extracción 56 (visibles en la Figura 2A) generando la fuerza de succión. El aire así tomado se denomina aire de formación o aire de admisión.
La cámara receptora 50 está típicamente delimitada por cuatro paredes, que son ortogonales en pares: dos paredes fijas delantera y trasera 58, 60, transversales a la dirección de transporte del transportador, y dos paredes laterales 62, 64, también conocidas como paredes de campana que consisten en cintas sin fin móviles, de las cuales las porciones exteriores 62a, 64a se limpian continuamente por agua. Las superficies interiores 62b, 64b de las paredes de campana recuperan el polvo y el aglutinante dentro de la cámara receptora 50. Este polvo se descarga durante la limpieza de dicha superficie al exterior cuando pasan al exterior mediante rotación.
Cabe señalar que, como variante, las cuatro paredes de la cámara receptora pueden estar formadas por cintas sin fin móviles como se definió anteriormente.
La estera M se envía entonces en la dirección del horno de secado 16 que forma una estación de reticulación, en donde se seca simultáneamente y se somete a un tratamiento térmico específico que da lugar a la polimerización (o “curado” ) de la resina del aglutinante presente en la superficie de las fibras.
La estera M de fibras minerales se somete a continuación a
- un corte longitudinal de sus bordes irregulares, en la dirección longitudinal, generalmente por medio de sierras, y
- un corte en una dirección transversal y opcionalmente en la dirección del espesor (división), para obtener bloques que luego pueden disponerse ya sea como hojas o como rollos, generalmente por medio de una sierra o de una guillotina, para formar, por ejemplo, paneles o rollos de aislamiento térmico y/o acústico.
En ciertas plantas de fabricación, los bordes irregulares de los paneles se recuperan, se muelen, luego se reintroducen aguas arriba en el proceso. La estación de fibrización 12 puede entonces, además de lo anterior, comprender uno o más dispositivos 68 para suministrar fragmentos de producto reciclado: cada dispositivo 68 para suministrar fragmentos de producto reciclado se ubica, por ejemplo, entre dos dispositivos de fibrización 20, preferentemente entre dos hiladoras 22, como se muestra en la Figura 3.
Según la invención, el proceso de fabricación comprende una etapa de calcular la cantidad óptima de agua de dilución en función de varios parámetros medidos a diferentes niveles del proceso y, para otros parámetros, calculados o establecidos de antemano.
Este cálculo se lleva a cabo por una unidad 70 para calcular la cantidad óptima de agua de dilución, unidad 70 que está conectada a una pluralidad de dispositivos de medición descritos posteriormente, por medio de los cuales se determina lo siguiente:
- la humedad del aire ambiente en la estación de fibrización,
- la humedad del aire de admisión en el al menos un conducto de succión, y
- la velocidad de flujo de aire de admisión en el al menos un conducto de succión.
Mediante el uso de estos datos medidos y otros parámetros del proceso que se calculan o establecen de antemano, la unidad de cálculo determina la cantidad óptima de agua de dilución mediante el uso de una ecuación del tipo: [Math1]
Figure imgf000008_0001
donde
Dd es la tasa de flujo másico de agua que se va a añadir al compuesto de aglutinación (en kg/h)
Dm es la tasa de flujo másico diana del agua deseada en la estera móvil en la salida de la cámara receptora y aguas arriba del horno de secado (en kg/h)
Daa es la tasa de flujo másico de aire tomado por el al menos un conducto de succión (en kg/h), Haa es la humedad absoluta del aire en el al menos un conducto de succión (kg de agua/kg de aire seco)
Hai es la humedad absoluta media del aire en la estación de fibrización (kg de agua/kg de aire seco)
Ca es un valor representativo de la cantidad de aire resultante de los miembros de la estación de fibrización Ce es un valor representativo de la cantidad de agua resultante de los miembros de la estación de fibrización.
La humedad absoluta del aire ambiente en la estación de fibrización 12 se puede obtener calculando a partir de la humedad relativa y de la temperatura del aire, medida usando al menos un dispositivo de medición de humedad relativa 72 y al menos un dispositivo de medición de temperatura 74, que se colocan en una zona representativa de la higrometría general y las condiciones de temperatura de la estación de fibrización.
Como la higrometría y la temperatura pueden variar localmente, la planta comprende preferiblemente, en la estación de fibrización 12, una pluralidad de dispositivos de medición de humedad relativa 72a, ..., 72n, y también una pluralidad de dispositivos de medición de temperatura 74a, ..., 74n, colocados respectivamente en varias zonas denominadas zonas de prueba. Todos estos dispositivos de medición de humedad y temperatura están conectados a la unidad 70 para calcular la cantidad óptima de agua de dilución, que, sobre la base de las mediciones así obtenidas, calcula un promedio de los valores de humedad y temperatura, y deducir a partir de los mismos una humedad absoluta promedio que puede usarse en la ecuación mencionada anteriormente como Hai.
Las zonas de prueba se determinan, por ejemplo, de antemano produciendo un mapa de la higrometría del aire inducido mediante el uso de sondas higrométricas distribuidas a lo largo de la totalidad de la estación de fibrización. Estas sondas permiten detectar los flujos de aire y las diferencias en la higrometría, y para definir así las zonas que deben tenerse en cuenta para la determinación de la humedad ambiental promedio.
La tasa de flujo másico diana de agua deseada en la estera Dm (en kg/h) se determina mediante pruebas y depende de las características requeridas de las esteras curadas: depende en particular de la densidad de las fibras F, sobre la fórmula de la composición de aglutinante, y sobre la cantidad de aglutinante.
La tasa de flujo másico de aire tomado por el al menos un conducto de succión Daa (en kg/h) es fácilmente medible y ajustable.
En la Figura 2A se representa esquemáticamente un dispositivo 76 para medir la tasa de flujo dentro del conducto 54b. Ventajosamente, cuando se detecta una variación en la tasa de flujo por el dispositivo de medición 76, el dispositivo de control 80 ajusta en consecuencia la velocidad del/de los ventilador(es) de extracción 56 para llevar la tasa de flujo de vuelta a su valor nominal/deseado. La tasa de flujo de aire de admisión en dicho al menos conducto de succión 54 se mantiene así a un valor constante.
El dispositivo de medición 76 puede comunicarse directamente con la unidad 70 para calcular la cantidad óptima de agua de dilución (comunicación no representada en la Figura 2A).
Según otro ejemplo de implementación, la tasa de flujo de aire de admisión puede medirse como se indica anteriormente, y el valor así medido puede tomarse en cuenta como una variable en la determinación de la cantidad óptima de agua de dilución. En este caso preciso, una comunicación directa entre el dispositivo de medición 76 y la unidad de cálculo 70 es particularmente ventajosa.
La humedad absoluta del aire Haa en el al menos un conducto de succión 54b, se mide u obtiene por cualquier medio adecuado (o combinación de medios) provisto dentro del conducto, referenciado 78 en la Figura 2A, también en comunicación con la unidad de cálculo 70.
El valor Ce preferiblemente se aproxima por un valor al menos igual a la suma de la cantidad de agua resultante del quemador 30 y de la cantidad de agua resultante de la composición de aglutinante, que puede calcularse conociendo respectivamente la tasa de flujo y la composición del aire incinerado, y la tasa de flujo de composición de aglutinante definido por ajuste y el contenido de agua de la composición de aglutinante.
Más preferentemente aún, el valor Ce se aproxima por un valor igual a la suma de la cantidad de agua resultante del quemador 30 y de la composición de aglutinante, pero también de la cantidad de agua resultante del anillo de aire 36 y/o de las pistolas de aire 38 y/o del dispositivo 40 para aplicar el compuesto de aglutinación y/o desde los posibles dispositivos 68 para introducir fragmentos de borde.
El valor Ca preferiblemente se aproxima por un valor al menos igual a la suma de la cantidad de aire resultante de las pistolas de aire 38 y de los posibles dispositivos 68 para introducir fragmentos de borde.
Más preferentemente aún, el valor Ca se aproxima por un valor igual a la suma de la cantidad de aire resultante de las pistolas de aire 38 y de los posibles dispositivos 68 para introducir fragmentos de borde, pero también de la cantidad de aire resultante del quemador 30 y del anillo de aire 36.
Una vez que la unidad de cálculo 70 ha calculado la cantidad óptima de agua de dilución, esta cantidad se compara con la cantidad real de agua de dilución en el momento considerado y, si es necesario, la unidad de cálculo 70 controla medios para ajustar la cantidad de agua de dilución de modo que alcance dicho valor óptimo, aquí la válvula de control 49.
La Figura 3 es una vista esquemática de una planta para fabricar una estera de fibras minerales, según un segundo ejemplo de implementación de la invención.
Esta planta difiere de la descrita en relación con las Figuras 1 y 2, en que comprende un circuito 90 para recircular una porción del aire de admisión a la estación de fibrización 12, donde se reintroduce este aire. Como se muestra en la Figura 3, una línea de recirculación 92 conecta cada conducto de succión 54a, 54b, 54c a los dispositivos 94a, ..., 94d para suministrar aire de admisión reciclado que se coloca cada uno entre dos dispositivos de fibrización 20.
La tasa de flujo de aire reciclado representa, por ejemplo, X = 20 % a 70 % de la tasa de flujo de aire de admisión.
La determinación de la cantidad óptima de agua de dilución se lleva a cabo en este caso usando una ecuación del tipo:
[Math2]
Dd = Dm Dgj, * (Hgg - Hai-X * Hgj) Ca * Hai - Ce (2) donde
Dd es la tasa de flujo másico de agua que se va a añadir al compuesto de aglutinación (en kg/h)
Dm es la tasa de flujo másico diana del agua deseada en la estera móvil en la salida de la cámara receptora y aguas arriba del horno de secado (en kg/h), Daa es la tasa de flujo másico de aire tomado por el al menos un conducto de succión (en kg/h), Haa es la humedad absoluta del aire de admisión en el al menos un conducto de succión (kg de agua/kg de aire seco)
Hai es la humedad absoluta media del aire en la estación de fibrización (kg de agua/kg de aire seco)
Har es la humedad absoluta del aire reciclado (kg de agua/kg de aire seco)
X es la relación de la tasa de flujo másico de aire reciclado/tasa de flujo másico de aire de admisión
Ca es un valor representativo de la cantidad de aire resultante de los miembros de la estación de fibrización Ce es un valor representativo de la cantidad de agua resultante de los miembros de la estación de fibrización.
Cabe señalar que la humedad absoluta del aire reciclado H ar puede, o no, ser igual a la humedad absoluta del aire de admisión Haa.
Preferentemente, la higrometría del aire reciclado dentro de la línea de recirculación 92 se mide por medio de al menos un dispositivo de medición de humedad relativa y de un dispositivo de medición de temperatura (que no están representados), cada uno conectado a la unidad 70 para calcular la cantidad óptima de agua de dilución.

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un proceso para ajustar la cantidad de agua de dilución de un compuesto de aglutinación destinado a aplicarse sobre fibras (F) en una estación de fibrización (12) de una planta (10) para fabricar una estera (M) de fibras minerales, comprendiendo la planta de fabricación (10)
    - una estación de fibrización (12), que comprende medios (20) para formar las fibras y medios (40) para aplicar, sobre dichas fibras (F), un compuesto de aglutinación resultante de la mezcla de una composición de aglutinante con agua de dilución,
    - una cámara receptora (50) que comprende un dispositivo receptor perforado (52), en particular un transportador perforado o una rejilla, equipado con una superficie receptora de fibra y, por debajo de dicha superficie receptora, al menos un conducto de succión (54),
    - medios (16) para el tratamiento térmico de la estera (M),
    comprendiendo el proceso al menos las siguientes etapas:
    - determinar la humedad del aire ambiente en la estación de fibrización (12),
    - determinar la humedad del aire de admisión y la tasa de flujo de aire de admisión en el al menos un conducto de succión (54),
    - determinar una cantidad óptima de agua de dilución como una función al menos de la humedad del aire ambiente en la estación de fibrización (12), de la humedad del aire de admisión y de la tasa de flujo de aire de admisión en el al menos un conducto de succión (54), y de la cantidad deseada de agua en la estera (M) en la salida de la cámara receptora (50), y
    - ajustar la cantidad de agua de dilución en función de dicha cantidad óptima determinada.
  2. 2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la estación de fibrización (12) comprende una pluralidad de miembros para calentar o suministrar aire, agua u otros productos, en particular al menos un quemador (30) y/o medios (40) para aplicar el compuesto de aglutinación y/o al menos un anillo de soplado (36) y/o pistolas de aire (38) y/o al menos un dispositivo (68) para suministrar fragmentos de producto reciclado y/o al menos un dispositivo (94a, ..., 94d) para suministrar aire de admisión reciclado, y la cantidad óptima de agua de dilución se determina teniendo en cuenta además la cantidad de agua, denominada agua utilizable, resultante de uno o más de dichos miembros, preferentemente medida de antemano por pruebas o determinadas por el cálculo.
  3. 3. El proceso según la reivindicación 2, en donde la cantidad de agua utilizable es al menos igual a la suma de la cantidad de agua resultante del al menos un quemador (30) y de la cantidad de agua resultante de la composición de aglutinante.
  4. 4. El proceso según la reivindicación 2, en donde la cantidad de agua utilizable es al menos igual a la suma de la cantidad de agua resultante del al menos un quemador (30), la cantidad de agua resultante de la composición de aglutinante y la cantidad de agua resultante del al menos un dispositivo (94a, ..., 94d) para suministrar aire de admisión reciclado.
  5. 5. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la estación de fibrización comprende una pluralidad de miembros para calentar o suministrar aire, agua u otros productos, en particular al menos un quemador (30) y/o medios (40) para aplicar el compuesto de aglutinación y/o al menos un anillo de soplado (36) y/o pistolas de aire (38) y/o al menos un dispositivo (68) para suministrar fragmentos de producto reciclado y/o al menos un dispositivo (94a, . , 94d) para suministrar aire de admisión reciclado, y la cantidad óptima de agua de dilución se determina teniendo en cuenta además una cantidad de aire, denominado aire utilizable, resultante de uno o más de dichos miembros, preferentemente medidos de antemano por pruebas o determinados por el cálculo.
  6. 6. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la velocidad de flujo de aire de admisión en dicho al menos un conducto de succión (54) se mantiene a un valor constante.
  7. 7. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde, para determinar la humedad del aire ambiente en la estación de fibrización (12), las mediciones de humedad del aire se llevan a cabo en varias ubicaciones de la estación de fibrización (12) y se calcula un promedio de los valores así medidos.
  8. 8. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el ajuste de la cantidad de agua de dilución en el compuesto de aglutinación se lleva a cabo de forma continua durante la fabricación de la estera (M) de fibras minerales.
  9. 9. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el ajuste de la cantidad de agua en el compuesto de aglutinación se lleva a cabo periódicamente, por ejemplo cada hora, o después de cada cambio de producto.
  10. 10. Un proceso para fabricar una estera (M) de fibras minerales, en donde
    - en una estación de fibrización (12), se forman fibras (F) y se aplica un compuesto de aglutinación resultante de la mezcla de una composición de aglutinante con agua de dilución sobre dichas fibras (F),
    - las fibras (F) impregnadas con el compuesto aglutinante se recogen en una cámara receptora (50) que comprende un dispositivo receptor perforado (52), en particular un transportador perforado o una rejilla, equipado con una superficie receptora de fibra y, por debajo de dicha superficie, al menos un conducto de succión (54),
    - la estera se trata térmicamente,
    el proceso comprende además un monitoreo de la cantidad de agua de dilución de un compuesto de aglutinación de acuerdo con el proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
    Una unidad (70) para calcular una cantidad de agua de dilución de un compuesto de aglutinación destinado a aplicarse sobre fibras (F) en una estación de fibrización (12) de una planta (10) para fabricar una estera (M) de fibras minerales, comprendiendo la planta de fabricación (10)
    - una estación de fibrización (12), que comprende medios (20) para formar las fibras (F) y medios (40) para aplicar, sobre dichas fibras (F), un compuesto de aglutinación resultante de la mezcla de una composición de aglutinante con agua de dilución,
    - una cámara receptora (50) que comprende un dispositivo receptor perforado (52), en particular un transportador perforado o una rejilla, equipado con una superficie receptora de fibra y, por debajo de dicha superficie receptora, al menos un conducto de succión (54), y
    - medios (16) para el tratamiento térmico de la estera,
    comprendiendo además la unidad de cálculo:
    - medios (72, 74) para determinar la humedad del aire ambiente en la estación de fibrización, - medios (78) para determinar la humedad del aire de admisión y medios (76) para determinar el tasa de flujo de aire de admisión en el al menos un conducto de succión (54),
    - medios para calcular la cantidad óptima de agua de dilución en función de al menos la humedad del aire ambiente en la estación de fibrización (12), de la humedad del aire de admisión y de la tasa de flujo de aire de admisión en el al menos un conducto de succión (54), y de la cantidad deseada de agua en la estera (M) en la salida de la cámara receptora (50), y
    - medios para ajustar la cantidad de agua de dilución en función de dicha cantidad óptima determinada por dichos medios de cálculo.
    Una planta (10) para fabricar una estera (M) de fibras minerales, que comprende
    - una estación de fibrización (12), que comprende medios (20) para formar las fibras y medios (40) para aplicar, sobre dichas fibras, un compuesto de aglutinación resultante de la mezcla de una composición de aglutinante con agua de dilución,
    - una cámara receptora (50) que comprende un dispositivo receptor perforado (52), en particular un transportador perforado o una rejilla, equipado con una superficie receptora de fibra y, por debajo de dicha superficie receptora, al menos un conducto de succión (54),
    - medios (16) para el tratamiento térmico de la estera,
    siendo la planta de fabricación caracterizada por que comprende además una unidad de cálculo (70) de acuerdo con la reivindicación 11.
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