MCA Strumentazione Industriale – Pirometri per estrusione alluminio in Italia
Misura temperatura billetta, pressa e profilo in uscita matrice — pirometri MCA-IRT-5 e MCA-IRT-7 in banda 3,9 µm e 8-14 µm per metalli a bassa emissività
Applicazione alluminio • Estrusione profili
L'estrusione di alluminio è il processo manifatturiero principale dell'industria italiana dei profili: ~600 kt di prodotto estruso nel 2024 (dati Assomet), distribuito su circa 30 estrusori principali tra Lombardia, Veneto, Friuli, Emilia-Romagna e Toscana. Il controllo della temperatura della billetta in ingresso pressa e della temperatura del profilo in uscita matrice è il parametro di processo più critico per la qualità finale del prodotto (resistenza meccanica, anodizzabilità, controllo del grano).
Il pirometro a infrarossi per estrusione alluminio richiede una banda spettrale specifica diversa da quella per acciaio: la banda 3,9 µm (MIR) dei modelli MCA-IRT-5 è quella standard per alluminio a 380-580°C, perché in NIR l'alluminio ha emissività troppo bassa (0,05-0,15) per dare lettura affidabile. La banda MIR dà emissività più alta e più stabile (0,15-0,30), insensibilità relativa ai riflessi della matrice, immunità ai vapori di lubrificante. Per casi specifici si valuta anche la banda 8-14 µm del MCA-IRT-7.
MCA fornisce pirometri a numerosi estrusori italiani di alluminio con la selezione tecnica gratuita a partire dai dati reali della linea: tipo di lega trattata (6xxx, 7xxx, 2xxx, 5xxx), diametro billette, potenza pressa, velocità di estrusione, tipo di taper quench, integrazione con il PLC esistente. Calibrazione tracciabile a corpo nero, supporto in italiano.
L'estrusione di alluminio trasforma una billetta cilindrica (Ø 150-310 mm, lunghezza 0,7-1,5 m, lega 6xxx prevalente) in profili estrusi a sezione costante (architettonici, industriali, automotive, ferroviari) attraverso una pressa orizzontale che spinge la billetta preriscaldata attraverso una matrice in acciaio. La billetta viene preriscaldata in forno (induzione, gas o resistenza) a 460-500°C per lega 6060/6063, caricata in pressa, e estrusa con forza di 2.500-12.500 tonnellate (pressa idraulica) attraverso la matrice che definisce la sezione del profilo.
All'uscita della matrice il profilo è a 480-580°C, raffreddato immediatamente da un taper quench (ventole, acqua nebulizzata o miscele aria/acqua) che porta la temperatura sotto i 250°C entro pochi metri. Il profilo viene poi tirato a velocità costante (5-100 m/min in funzione della sezione), tagliato a misura, stoccato per invecchiamento artificiale in forno a 175-185°C per 8 ore (lega 6060-T5/T6) per raggiungere le proprietà meccaniche finali.
La temperatura è il parametro di processo dominante in tutte le fasi: troppo alta significa rischio di hot cracking del profilo, grano grossolano, decadenza meccanica; troppo bassa significa profilo non solubilizzato, durezza disomogenea, sforzi pressa eccessivi. Il pirometro è installato in tre postazioni per garantire il controllo completo della finestra termica del processo.
Tre motivi tecnici fanno della banda 3,9 µm la scelta standard per estrusione alluminio. La differenza con la banda NIR usata per acciaio è strutturale, non opzionale.
L'alluminio in banda NIR ha emissività 0,05-0,15 (troppo bassa, e molto variabile con la finitura superficiale). In banda MIR 3,9 µm passa a 0,15-0,30, valori 3-5 volte più alti, e più stabili tra alluminio brillante, anodizzato e con ossido naturale. Questo rende la misura pirometrica significativamente più affidabile.
Alle temperature di estrusione (380-580°C) l'emissione radiativa in NIR è troppo debole per essere captata dal sensore: la curva di Planck a queste T ha picco oltre i 5 µm. La banda 3,9 µm intercetta una porzione significativa dell'emissione, permettendo lettura precisa con sensori al sulfuro di piombo (PbS) o all'arseniuro di indio gallio (InGaAs estesi).
La banda 3,9 µm è una finestra atmosferica dove il vapore d'acqua e la CO₂ assorbono poco, e i vapori di lubrificante della matrice sono meno disturbanti. La banda lunga 8-14 µm è invece pesantemente assorbita dal vapore d'acqua, e la banda NIR è disturbata da fumi e particelle in sospensione. Il 3,9 µm è il miglior compromesso.
Il segnale del pirometro è usato per chiudere il loop di controllo della velocità di estrusione: se la temperatura del profilo sale, la pressa rallenta (riduce attrito interno, raffredda il profilo); se la T scende, la pressa accelera. L'output 4-20 mA e RS-485 dei MCA-IRT-5 sono compatibili con tutti i PLC di pressa estrusione (Siemens, Rockwell, Schneider). Tempo di risposta 10 ms compatibile con loop di velocità.
Pirometro MCA-IRT-5 banda 3,9 µm installato in uscita matrice di pressa estrusione alluminio: il segnale chiude il loop di controllo della velocità di estrusione e garantisce temperatura profilo nella finestra di processo (480-580°C per leghe 6xxx) pezzo dopo pezzo.
Una pressa di estrusione completa di automazione moderna ha tipicamente tre postazioni di misura della temperatura. Sotto le configurazioni MCA consigliate per ciascuna.
La billetta in uscita dal forno di preriscaldo (induzione, gas o tunnel a resistenza) deve essere a temperatura uniforme assialmente per garantire estrusione regolare. Il pirometro misura la billetta sulla traiettoria forno → pressa, prima del caricamento in container. Misura ridondante rispetto alle termocoppie del forno, con segnalazione di billetta fuori range che ferma il caricamento.
Configurazione MCA: MCA-IRT-5 banda 3,9 µm, range 200-700°C, D:S 60:1, installazione fissa con air-purge.Postazione di controllo più critica. Il pirometro misura il profilo immediatamente in uscita dalla matrice, lungo l'asse di estrusione, prima dell'ingresso al taper quench. Il dato chiude il loop di controllo velocità pressa. Linee veloci (5-100 m/min) richiedono tempo di risposta sotto i 50 ms.
Configurazione MCA: MCA-IRT-5 banda 3,9 µm, D:S 100:1 per profili stretti, tempo risposta 10 ms, RS-485 verso PLC pressa.Dopo il taper quench (ventole, spray d'acqua o miscele aria/acqua) il profilo deve raggiungere temperature sotto 250°C per il controllo della solubilizzazione (mantenimento del soluto in soluzione fino all'invecchiamento). Pirometro in postazione protetta dopo la zona di raffreddamento per verifica del risultato del quench.
Configurazione MCA: MCA-IRT-6H1 banda 1,6 µm range basso (100-1000°C), o MCA-IRT-7 banda 8-14 µm per range esteso.I profili estrusi in lega 6xxx vengono invecchiati in forno batch a 175-185°C per 8 ore (T5/T6) per raggiungere le proprietà meccaniche finali. Pirometro fisso o portatile per verifica della temperatura del forno e della uniformità di carica. Solitamente termocoppie + pirometro di backup.
Configurazione MCA: MCA-IRT-7 banda 8-14 µm range basso (100-500°C), o MCA-HHT-L1 portatile per verifiche periodiche.La scelta della banda dipende dalla lega di alluminio, dalla finitura superficiale e dalla temperatura di lavoro. Sintesi pratica nella tabella.
| Lega / finitura | Temperatura | Banda consigliata | Modello MCA |
|---|---|---|---|
| 6xxx (6060/6063/6082) — profilo lucido | 480-580°C | 3,9 µm (MIR) | MCA-IRT-5 |
| 7xxx (7075/7050) aeronautica — profilo lucido | 440-540°C | 3,9 µm con tabella ε | MCA-IRT-5 |
| 2xxx (2024) — profilo lucido | 440-530°C | 3,9 µm | MCA-IRT-5 |
| 5xxx (5083) — profilo | 440-520°C | 3,9 µm o 8-14 µm | MCA-IRT-5 o MCA-IRT-7 |
| Billetta cast — superficie ruvida | 380-500°C | 3,9 µm o 8-14 µm | MCA-IRT-5 |
| Profilo anodizzato (pre-trattamento) | 20-200°C | 8-14 µm | MCA-IRT-7 |
| Forno invecchiamento | 170-200°C | 8-14 µm | MCA-IRT-7 o MCA-HHT |
Quattro modelli coprono tutte le postazioni di una linea di estrusione alluminio, dal preriscaldo billetta al forno di invecchiamento.
Range: 100-1200°C • Banda: 3,9 µm • D:S: 100:1 • Risposta: 10 ms
Il pirometro standard per estrusione alluminio: uscita forno preriscaldo, uscita matrice, controllo profilo. Banda 3,9 µm ottimale per metalli a bassa emissività. Modelli con tabelle di emissività dedicate per le leghe 6xxx, 7xxx, 2xxx.
Range: -40 a 600°C • Banda: 8-14 µm • D:S: 60:1 • Risposta: 50 ms
Per applicazioni a temperatura medio-bassa: uscita taper quench, forno di invecchiamento, pre-anodizzazione. Banda 8-14 µm efficace su superfici anodizzate o ossidate dove l'emissività è più alta.
Range: 100-1000°C • Banda: 1,6 µm o 2,0 µm • D:S: 100:1 • Risposta: 10 ms
Per ambienti puliti (uscita taper quench in linee chiuse) con range esteso fino a 100°C. Compatibile con alluminio ossidato o con finitura non lucida.
Range: -30 a 800°C • Banda: 8-14 µm • D:S: 60:1
Pirometro portatile per controlli periodici di temperatura su billette in carico, profili in stoccaggio, forni di invecchiamento, taratura dei pirometri fissi installati. Memoria interna per logging.
Inviaci la descrizione della linea (tipo di pressa: tonnellaggio e produttore, leghe trattate prevalenti, diametro billette, velocità tipiche, tipo di taper quench, integrazione PLC esistente). Risponderemo con la configurazione MCA-IRT-5/7, integrazione con la pressa, piano di calibrazione tracciabile e supporto di startup. Sopralluogo possibile.
L'alluminio è un metallo a bassa emissività: in banda NIR (1-1,7 µm, quella usata per acciaio) l'emissività dell'alluminio lucido è 0,05-0,15, troppo bassa per dare lettura affidabile. In banda MIR 3,9 µm l'emissività dell'alluminio passa a 0,15-0,30, ed è molto più stabile. Inoltre alle temperature di estrusione (380-580°C) l'emissione radiativa in NIR è troppo debole. I pirometri MCA-IRT-5 (banda 3,9 µm) e MCA-IRT-7 (banda 8-14 µm) sono progettati per alluminio.
Tre temperature critiche. (1) Temperatura della billetta in uscita dal forno di preriscaldo: tipicamente 460-500°C per leghe 6xxx (più diffuse per profili architettonici), 350-440°C per 7xxx (alta resistenza aeronautica), 380-470°C per 2xxx. (2) Temperatura del profilo in uscita dalla matrice: 480-580°C, condizionata dall'attrito di estrusione e dalla velocità. (3) Temperatura dopo taper quench (raffreddamento controllato in uscita pressa): 200-300°C per il controllo della solubilizzazione e mantenimento del soluto in soluzione fino all'invecchiamento artificiale.
L'estrusione di alluminio è un processo a deformazione plastica intensiva: la billetta a 460-500°C viene forzata attraverso una matrice con riduzione di sezione fino a 1:100, e il calore generato per attrito interno e per attrito con le pareti della matrice innalza la temperatura del profilo in uscita fino a 50-80°C sopra quella della billetta. Il controllo della temperatura di uscita è critico: troppo alta significa rischio di hot cracking del profilo, decadenza delle proprietà meccaniche, problemi di anodizzazione successiva. Troppo bassa significa profilo non completamente solubilizzato, durezza disomogenea.
Si installa un pirometro fisso MCA-IRT-5 o MCA-IRT-7 a circa 1-2 metri dall'uscita della matrice, puntato sulla superficie del profilo lungo l'asse di estrusione. La banda 3,9 µm è preferita perché meno sensibile a vapori di lubrificante e a riflessi della matrice. Per profili stretti (sezione piccola) si usa un'ottica ad alta risoluzione D:S 100:1, per profili larghi (lamiere o profili pieni grandi) basta 30:1. Il segnale è integrato al PLC della pressa per closed-loop sulla velocità di estrusione (rallenta se T sale, accelera se T scende).
Le matrici di estrusione alluminio usano lubrificanti (grafite, oli) che generano vapori e fumi nella zona di uscita profilo. Il pirometro è installato a distanza protetta (1-2 metri) con air-purge collar (aria compressa filtrata davanti alla lente). La banda 3,9 µm dei MCA-IRT-5 è meno disturbata dai vapori di lubrificante rispetto alla banda lunga 8-14 µm. Per ambienti molto contaminati si valuta una finestra di protezione in vetro borosilicato sostituibile rapidamente senza smontare il pirometro.
L'accuratezza tipica del MCA-IRT-5 su alluminio in estrusione (450-580°C) è di ±2°C ripetibilità su misure successive e ±0,5% del valore letto in tracciabilità a corpo nero MCA-BBF: tipicamente ±3°C a 500°C. Per i casi più critici (estrusione di leghe aerospaziali 7xxx) si configura il pirometro con una tabella di emissività dedicata al tipo di lega e di superficie (cast, brillante, ossidata) per minimizzare l'errore residuo. Tutta la documentazione di calibrazione è in italiano e tracciabile ACCREDIA.
MCA fornisce pirometri a estrusori italiani di alluminio (Lombardia, Veneto, Friuli, Emilia-Romagna, Toscana) con supporto applicativo, calibrazione tracciabile, ricalibrazioni periodiche calendarizzate. Per estrusori certificati IATF 16949 (profili destinati ad applicazioni automotive) forniamo certificati di calibrazione conformi alle specifiche di processo del cliente OEM. Ricambi a magazzino per i modelli più diffusi e assistenza in italiano per troubleshooting di linea.
MCA fornisce pirometri industriali per estrusione alluminio a estrusori italiani in tutto il territorio nazionale: profili architettonici, industriali, automotive, ferroviari, aeronautici. La selezione tecnica è gratuita e specifica per la pressa e le leghe trattate. Calibrazione tracciabile ACCREDIA, supporto in italiano, documentazione per certificazioni automotive IATF 16949.