MCA Strumentazione Industriale – Pirometri per siderurgia primaria in Italia
Misura temperatura senza contatto su paniere, lingottiera, raffreddamento secondario e bramme/billette in uscita — bicromatici MCA-2C per acciaio fuso e prodotti con vapore di raffreddamento
Applicazione siderurgia • Colata continua
La colata continua è il cuore della siderurgia moderna: l'acciaio liquido a 1530-1620°C viene trasferito dalla siviera al paniere (tundish), e da questo, attraverso uno o più ugelli, alla lingottiera (mold) raffreddata ad acqua dove inizia la solidificazione. La bramma o billetta in formazione viene estratta verticalmente e curvata verso l'orizzontale attraverso una serie di rulli, raffreddata da spray d'acqua nel raffreddamento secondario, e tagliata a misura prima del trasferimento al laminatoio.
In tutte le postazioni della colata continua l'ambiente di misura è estremo: temperature da 1000 a 1600°C, vapore intenso generato dall'acqua di raffreddamento, ossidi sulla superficie della pelle solidificata, radiazione termica elevata sull'ambiente, vibrazioni meccaniche della macchina di colata. Un pirometro monocromatico standard è impossibile da usare: la tecnologia obbligatoria è il bicromatico ratio, che gestisce vapore, emissività variabile e occlusione parziale del campo visivo.
MCA fornisce pirometri a numerose acciaierie italiane (colata di bramme per nastri a caldo, colata di billette per profili e barre, colata di blumi per fucinatura) con la famiglia MCA-2C-6H1/H2/H3 per le diverse postazioni della macchina. La selezione tecnica gratuita parte sempre dai dati reali della macchina (tipo di colata, range temperature, layout postazioni, sistema di automazione esistente).
La colata continua è il processo con cui l'acciaio liquido proveniente dal forno (forno elettrico EAF nelle acciaierie a rottame, convertitore LD/BOF nei cicli integrali) viene trasformato in semilavorati solidi di sezione costante (bramme rettangolari, billette tonde o quadrate, blumi di grande sezione) attraverso una macchina di colata che opera in continuo. Il flusso di acciaio passa dalla siviera al paniere (tundish, che funge da serbatoio di stabilizzazione e distribuzione), dal paniere alla lingottiera primaria raffreddata ad acqua (dove inizia la solidificazione di una "pelle" esterna), e da qui attraverso i rulli di estrazione mentre il raffreddamento secondario a spray completa la solidificazione del cuore.
La temperatura è il parametro più critico in ogni fase: una temperatura di paniere troppo alta sovrasolicita i refrattari e causa segregazione; troppo bassa rischia clogging degli ugelli e solidificazione prematura. Il profilo di raffreddamento secondario condiziona la qualità della pelle (rischio di cricche se troppo aggressivo, cuore non completamente solidificato se troppo blando). La temperatura di uscita zona determina se la bramma può essere caricata calda direttamente al laminatoio (Hot Charging) con notevole risparmio energetico.
In tutte queste postazioni il pirometro a infrarossi è lo strumento di misura: nessuna termocoppia può resistere al contatto continuativo con acciaio a 1500°C. La sfida tecnica è gestire l'ambiente di misura — vapore, ossidi, radiazione termica, vibrazioni — mantenendo letture stabili a beneficio dei loop di controllo del raffreddamento e della velocità di colata.
Postazione di misura del pirometro bicromatico MCA-2C in zona lingottiera (mold) di colata continua di bramme: il vapore intenso del raffreddamento primario e la radiazione termica del bagno fuso sopra la lingottiera richiedono custodia IP65, water-cooled housing e air-purge collar per la durata in postazione.
In una macchina di colata continua moderna si installano da 3 a 6 pirometri in postazioni diverse, ciascuna con esigenze tecniche specifiche. Sotto le quattro più frequenti negli impianti italiani.
Il paniere è il serbatoio di stabilizzazione tra siviera e lingottiera. La temperatura di colata nel paniere è uno dei parametri di processo più controllati in acciaieria. Il pirometro misura la superficie del bagno (temperatura più bassa del cuore di 30-80°C per perdite radiative) e il jet di colata in uscita dagli ugelli verso la lingottiera. Si integra con le termocoppie immerse usa e getta per il monitoraggio del cuore.
Configurazione MCA: MCA-2C-6H2 bicromatico range 1000-2500°C, banda 1-1,7 µm ratio, D:S 100:1, custodia IP65 con water-cooled housing, air-purge.La pelle solidificata in uscita dalla lingottiera primaria è a 1000-1200°C in superficie. La misura permette di verificare l'efficacia del raffreddamento primario e la qualità della pelle iniziale. Vapore intenso, vibrazioni, accesso ristretto. Pirometro installato in canale dedicato sopra o ai lati della lingottiera.
Configurazione MCA: MCA-2C-6H1 bicromatico range 700-1800°C, banda 1-1,7 µm ratio, D:S 280:1 per puntare la pelle attraverso il vapore, air-purge attivo.Il raffreddamento secondario è suddiviso in zone (tipicamente 6-12) con portate d'acqua indipendenti, regolate dinamicamente in funzione della velocità di colata e del tipo di acciaio colato. I pirometri intermedi (2-4 unità) monitorano la curva di temperatura tra le zone, segnalando anomalie e permettendo l'ottimizzazione del modello di controllo dinamico.
Configurazione MCA: MCA-2C-6H1 bicromatico, distribuiti tra le zone di raffreddamento, integrazione con sistema level-2 della colata.All'uscita del raffreddamento secondario la bramma/billetta è completamente solidificata (anche al cuore) ed è pronta per il taglio a misura (cesoia o cannelli ossitaglio). La temperatura di uscita determina se la bramma può essere caricata calda al laminatoio (Hot Charging, sopra i 900°C) con notevole risparmio energetico, o se deve essere stoccata e successivamente riscaldata.
Configurazione MCA: MCA-2C-6H3 range 600-1400°C con tempo di risposta veloce per misurare la bramma in movimento sul tavolo di uscita.Quattro condizioni dell'ambiente di colata rendono il monocromatico inutilizzabile e il bicromatico ratio l'unica tecnologia tecnicamente valida.
Il raffreddamento secondario genera grandi quantità di vapore tra la bramma in movimento e l'ottica del pirometro. Un monocromatico cala bruscamente di lettura ad ogni passaggio di vapore denso. Il bicromatico MCA-2C tollera fino al 95% di occlusione del campo visivo: entrambe le bande sono attenuate proporzionalmente, e il loro rapporto resta inalterato.
La pelle solidificata in uscita dalla lingottiera si ossida a contatto con il vapore e l'aria, formando uno strato di scaglia che varia da punto a punto e nel tempo. L'emissività della superficie passa da 0,3 (pelle pulita appena solidificata) a 0,9 (scaglia spessa). Il bicromatico ratio elimina la dipendenza da ε per costruzione: il rapporto di due bande dà la temperatura indipendentemente da quanto la superficie sia ossidata.
La bramma è in movimento a velocità di colata 1-2,5 m/min, ma le oscillazioni della superficie del paniere, le vibrazioni meccaniche della macchina e il movimento del jet di colata richiedono tempo di risposta veloce. Il MCA-2C ha tempo di risposta 10 ms, sufficiente per inseguire le transizioni dinamiche e fornire dati al loop di controllo del raffreddamento secondario.
Sulla stessa macchina di colata le temperature di misura variano da 1620°C nel paniere a 800°C in uscita zona di raffreddamento: oltre 800°C di delta. I MCA-2C-6H1/H2/H3 coprono complessivamente questo range. Un'unica famiglia di pirometri standardizza ricambi, procedure di calibrazione, configurazioni e manutenzione su tutta la macchina.
L'ambiente di acciaieria sottopone gli strumenti a vibrazioni, polveri, calore radiante, umidità, talvolta a contatto con scaglia o spruzzi. I MCA-2C in acciaieria sono installati in custodia IP65 con water-cooled housing, schermatura EM, supporti antivibrazione. La vita media in postazione è 5-8 anni con ricalibrazioni periodiche tracciabili.
I sistemi level-2 di colata continua (Danieli, SMS, Primetals, Q-Heat) ricevono il segnale dei pirometri per i loop di controllo dinamico del raffreddamento secondario: portate acqua zona per zona regolate in funzione della velocità di colata e della temperatura misurata. Tutti i MCA-2C hanno output 4-20 mA e RS-485 compatibili. Tempo di risposta 10 ms compatibile con closed-loop stretto.
Pirometro bicromatico MCA-2C-6H3 in misura su bramma in uscita dal raffreddamento secondario di colata continua: la temperatura di uscita determina la possibilità di Hot Charging diretto al laminatoio (sopra 900°C) con significativo risparmio energetico rispetto al ciclo freddo.
Sintesi della selezione tecnica per le postazioni principali di colata continua. La tabella copre i casi più frequenti in acciaierie italiane di tipo elettrico EAF e integrali a ciclo intero.
| Postazione | Range tipico | Tecnologia | Modello MCA consigliato |
|---|---|---|---|
| Paniere — superficie bagno | 1500-1600°C | Bicromatico ratio | MCA-2C-6H2 |
| Jet di colata paniere → lingottiera | 1500-1620°C | Bicromatico ratio + D:S alto | MCA-2C-6H2 con D:S 100:1 |
| Lingottiera — pelle solidificata | 1000-1200°C | Bicromatico ratio | MCA-2C-6H1 |
| Raffreddamento secondario zone 1-3 | 950-1150°C | Bicromatico ratio | MCA-2C-6H1 |
| Raffreddamento secondario zone 4-6 | 850-1050°C | Bicromatico ratio | MCA-2C-6H1 o H3 |
| Uscita zona — Hot Charging | 900-1050°C | Bicromatico o monocromatico | MCA-2C-6H3 o MCA-IRT-8H1 |
| Taglio bramme (cesoia/cannelli) | 800-1000°C | Monocromatico o ratio | MCA-IRT-8H1 (ambiente più pulito) |
| Acciai alta accuratezza (inox, leghe) | 1500-1700°C paniere | Monocromatico high-accuracy | MCA-IRT-W-1550 |
Quattro modelli coprono tutte le postazioni della macchina di colata. L'uniformità di parco strumenti semplifica ricambi, calibrazione e manutenzione.
Range: 700-1800°C • Banda: 1-1,7 µm ratio • D:S: 280:1 • Risposta: 10 ms
Il pirometro standard per lingottiera, raffreddamento secondario zone 1-6, postazioni intermedie. Range tipico per pelle solidificata e bramma in movimento. Mirino laser passante optional.
Range: 1000-2500°C • Banda: 1-1,7 µm ratio • D:S: 180:1 • Risposta: 10 ms
Per il paniere (temperatura del bagno e del jet di colata) e per applicazioni con temperature fino a 2500°C. Range esteso fino al fuso, indispensabile per le postazioni di colata primaria.
Range: 600-1400°C • Banda: 1-1,7 µm ratio • D:S: 280:1 • Risposta: 10 ms
Per uscita zona di raffreddamento, taglio bramme e Hot Charging. Range basso esteso a 600°C per le postazioni più fredde della macchina. Mantenimento dell'algoritmo ratio anche su bramme con vapore residuo.
Range: 1000-2400°C • Banda: 1550 nm • Accuratezza: 0,15% lettura • RS-422: 1000 letture/s
Per acciaierie che richiedono alta accuratezza sulla temperatura di paniere (acciai inox, leghe speciali, certificazioni). Risoluzione 0,1°C, uscita digitale ad alta velocità per closed-loop su modello metallurgico level-2.
Range: 600-2200°C • Banda: 1-1,6 µm • D:S: 300:1 • Risposta: 1 ms
Per postazioni con ambiente più pulito (uscita zona Hot Charging, tavolo di taglio dove vapore è già dissipato). Monocromatico economico, tempo di risposta veloce, alta risoluzione D:S.
Range: 50-1700°C • Tracciabilità: ACCREDIA / INRIM
Per ricalibrazione periodica della flotta pirometri di colata continua. MCA gestisce il piano calendarizzato con strumenti sostitutivi durante il fermo di colata, per non interrompere le misure critiche sulle postazioni di automazione.
Inviaci il layout della macchina (tipo di colata: bramme/billette/blumi, sezione, velocità tipica, numero zone raffreddamento secondario, sistema level-2). Risponderemo con la configurazione MCA-2C per ogni postazione, parco unico di ricambi, piano di calibrazione tracciabile, supporto di startup in italiano. Sopralluogo possibile.
L'acciaio nel paniere (tundish) è a 1530-1580°C (acciai al carbonio) o 1560-1620°C (acciai inox e legati): è la temperatura di colata, parametro critico controllato per evitare clogging dei refrattari e segregazione. All'uscita dalla lingottiera la pelle solidificata è a 1000-1150°C in superficie. Dopo il raffreddamento secondario le bramme/billette in uscita sono a 900-1100°C in superficie, con cuore a temperatura più elevata (1200-1300°C). Al taglio le bramme sono a 800-1000°C. La temperatura di uscita zona è il parametro che condiziona la possibilità di Hot Charging diretto al laminatoio.
La pratica industriale standard usa termocoppie immerse usa e getta per la misura del paniere (Pt-Rh, immersione veloce con sonde sostituibili). Il pirometro a infrarossi si usa per la temperatura della superficie del bagno (più bassa di 30-80°C rispetto al cuore per perdite radiative), per la temperatura della scoria, per il monitoraggio della tundish car e per il jet di colata dal paniere alla lingottiera. Il bicromatico MCA-2C-6H2 con range fino a 2500°C è la scelta standard. Per misure di alta accuratezza (controllo metallurgico level-2) si valuta MCA-IRT-W-1550 monocromatico in banda 1550 nm.
Le quattro postazioni tipiche sono: (1) sopra la lingottiera per misura del jet di colata e della superficie del bagno; (2) zona di raffreddamento secondario per controllo della curva di estrazione del calore (2-4 pirometri distribuiti tra le zone); (3) in uscita zona di raffreddamento per controllo temperatura bramme/billette prima del taglio; (4) sul tavolo di taglio (cesoia o cannelli) per verifica della temperatura prima della fase successiva. In tutte le postazioni l'ambiente ha vapore intenso di raffreddamento ad acqua e richiede bicromatici ratio.
Il raffreddamento secondario della colata continua spara grandi quantità di acqua sulla bramma/billetta in uscita dalla lingottiera, generando vapore intenso che ostruisce parzialmente o totalmente il campo visivo di un pirometro standard. Inoltre la pelle solidificata si ossida e l'emissività varia. Il bicromatico MCA-2C tollera fino al 95% di occlusione del campo visivo mantenendo lettura corretta (le due bande sono attenuate proporzionalmente e il loro rapporto resta inalterato) e elimina la dipendenza da emissività. È l'unica tecnologia che dà letture stabili in queste condizioni.
Dipende dalla postazione. Per misure sul paniere e sul jet di colata serve un range alto: 1000-2500°C, coperto da MCA-2C-6H2. Per misure sulla pelle in uscita lingottiera e sul raffreddamento secondario il range tipico è 700-1800°C, coperto da MCA-2C-6H1. Per uscita zona di raffreddamento e taglio (bramme a 800-1000°C) il MCA-2C-6H3 con range 600-1400°C è ottimale. Spesso si usa una stessa famiglia MCA-2C con configurazioni diverse per uniformità di parco e ricambi.
Il pirometro è installato in custodia IP65 in acciaio inox, con water-cooled housing in ambiente con T ambiente >100°C e air-purge collar per evitare deposito di vapore/polvere/spruzzi sulla lente. Per postazioni particolarmente esposte (vicino al pelo libero del paniere o alla lingottiera) si usano custodie con isolamento termico aggiuntivo e supporti antivibrazione. Il cavo di segnale è sempre schermato per resistere all'ambiente EM dell'acciaieria. Manutenzione tipica della lente è settimanale o mensile in funzione delle condizioni ambientali della postazione.
Sì, ed è la scelta in due casi. Primo: misura della temperatura di paniere o del jet di colata dove serve precisione assoluta sotto i 5°C per il controllo del processo metallurgico (controllo della solidificazione, prevenzione clogging dei refrattari, certificazione metallurgica). Secondo: misura della temperatura della pelle in uscita lingottiera in postazioni con basso vapore (ad esempio a piè di lingottiera in colate di acciai inox dove il raffreddamento è meno aggressivo). Nelle postazioni con vapore intenso il bicromatico MCA-2C resta la scelta preferita per la sua tolleranza all'occlusione.
I sistemi di automazione di colata continua (Danieli, SMS, Primetals) ricevono il segnale del pirometro come input per i loop di controllo del raffreddamento secondario (portate acqua zona per zona), per il controllo della velocità di colata, per la gestione automatica del taglio bramme. Tutti i pirometri MCA hanno output 4-20 mA e RS-485 standard, compatibili con i PLC e i sistemi level-2 della colata. Il tempo di risposta 10 ms permette closed-loop sul raffreddamento. Documentazione di integrazione fornita da MCA in italiano, supporto di startup direttamente in acciaieria.
MCA fornisce pirometri a numerose acciaierie italiane (Lombardia, Brescia, Bergamo, Trentino, Friuli, Toscana) con supporto applicativo direttamente sul reparto, calibrazione tracciabile dei pirometri installati, ricalibrazioni periodiche pianificate, ricambi a magazzino, assistenza in italiano. Per acciaierie con flotte di pirometri (10-30 unità installate tra colata, laminatoio e trattamenti termici) gestiamo piani di manutenzione termica calendarizzati con strumenti sostitutivi durante il fermo, per non lasciare scoperte le postazioni di misura critiche.
MCA fornisce pirometri industriali per colata continua acciaio alle acciaierie italiane di tutto il territorio nazionale: colate di bramme per nastri a caldo, colate di billette per profili e barre, colate di blumi per fucinatura. La selezione tecnica è gratuita e parte dai dati reali della macchina di colata. Calibrazione tracciabile, supporto in italiano, integrazione level-2.