MCA Strumentazione Industriale – Pirometri per trafileria in Italia
Misura temperatura filo in movimento ad alta velocità — ricottura in linea, patentamento, pre-zincatura, raffreddamento controllato. D:S 280:1, risposta 1 ms.
Applicazione siderurgia • Trafileria di filo
La trafileria è un processo a bersaglio piccolo e veloce: il filo o il tondino in lavorazione è un cilindro di diametro 1-30 mm che si muove a velocità fino a 1800 m/min (30 m/s) attraverso filiere, forni di ricottura, bagni di patentamento e linee di raffreddamento. La misura della temperatura senza contatto richiede due caratteristiche tecniche specifiche del pirometro: D:S ottica molto elevato (per inquadrare un filo sottile da distanza significativa) e tempo di risposta molto rapido (per seguire le variazioni di temperatura su filo in movimento veloce).
I pirometri MCA-IRT-8H1 e MCA-2C-6H3 sono progettati per questa applicazione: D:S fino a 300:1 (spot 3,5 mm a 1 metro di distanza), tempo di risposta 1 ms, banda spettrale 1-1,7 µm ottimale per filo metallico, mirino laser passante per allineamento preciso al filo. Sono installati a monte dei trattamenti termici (forni di ricottura, bagni di patentamento) per il controllo del raggiungimento della temperatura di setpoint e a valle per la verifica del raffreddamento.
MCA fornisce pirometri a numerose trafilerie italiane per produzione di filo di acciaio comune e armonico (patentato), filo inox, filo rame e ottone, filo per molle, filo per fasce elastiche, filo per funi e cavi acciaio. La selezione tecnica è gratuita e specifica per la velocità di linea, il diametro del filo, il tipo di trattamento e l'integrazione PLC esistente.
La trafilatura è il processo di riduzione progressiva della sezione di un filo o tondino attraverso il passaggio in serie di filiere conicali (matrici di carburo o diamante) che impongono una deformazione plastica a freddo. Il filo entra in linea come "vergella" (Ø 5,5-12 mm dalla laminazione) e ne esce come filo di diametro finale 0,1-6 mm (filo sottile per molle e funi) o tondino calibrato (Ø 8-30 mm per usi meccanici). Tra una passata e l'altra, se il numero di riduzioni è elevato, il materiale incrudisce e richiede ricottura intermedia per ripristinare la duttilità: per questo le trafilerie hanno forni di ricottura in linea o in stazione separata.
Tre trattamenti termici principali caratterizzano la trafileria: ricottura di addolcimento (filo di acciaio o rame riscaldato a 600-1050°C per eliminare l'incrudimento da deformazione a freddo); patentamento (austenitizzazione a 850-1000°C seguita da raffreddamento controllato in bagno di piombo o sali fusi a 450-550°C, per ottenere struttura perlitica fine adatta a filo armonico ad alta resistenza); trattamento di pre-zincatura (riscaldo a 400-600°C prima del bagno di zinco). In tutti questi trattamenti la temperatura raggiunta dal filo è il parametro critico di processo.
Il pirometro a infrarossi è l'unica tecnologia di misura compatibile con un bersaglio piccolo, veloce e in movimento continuo. Le termocoppie a contatto sono escluse (graffierebbero la superficie del filo finito, danneggiando il prodotto); le pirometriche a contatto a rotella sono soluzione tecnica ma fragile e poco precisa. Il pirometro a infrarossi misura la temperatura del filo a distanza, senza contatto, in tempo reale, con accuratezza sufficiente per il controllo di processo.
Pirometro MCA-IRT-8H1 a fissaggio rigido sopra la zona di uscita di un forno di ricottura in linea: lo spot di misura di 3,5 mm a 1 metro di distanza è sufficiente per inquadrare il filo di acciaio in movimento a 600 m/min, evitando di vedere lo sfondo del forno.
La misura della temperatura di un filo in movimento ad alta velocità è il caso più impegnativo per un pirometro a infrarossi. Sotto le quattro caratteristiche tecniche specifiche richieste.
Un filo di 3 mm visto da 1 metro di distanza richiede uno spot di misura uguale o inferiore al diametro del filo, altrimenti il pirometro vede in parte il bersaglio e in parte lo sfondo (lettura mediata, falsata e instabile per le oscillazioni del filo). Il MCA-IRT-8H1 con D:S 300:1 ha spot di 3,5 mm a 1 metro, sufficiente per fili da 4 mm in su. Per fili più sottili si usano ottiche di vicinanza (spot 1-2 mm a 100-300 mm) o pirometri a fibra ottica MCA-FOT con testa avvicinata al filo a pochi centimetri.
Le linee di trafileria moderne lavorano fino a 30 m/s (1800 m/min). Il filo passa sotto il pirometro per pochi millisecondi, e oscilla lateralmente per le vibrazioni della linea. Il pirometro deve avere tempo di risposta sotto i 5 ms per integrare il segnale stabilmente. Il MCA-IRT-8H1 ha tempo di risposta 1 ms, ampiamente sufficiente. Per linee a 100+ m/s (rare ma esistenti per fili sottilissimi) si valutano modelli speciali con risposta sotto 0,1 ms.
Il filo metallico lucido ha emissività bassa in NIR (acciaio 0,2-0,4, rame 0,1-0,2). Dopo la ricottura forma uno strato di ossido che porta ε a 0,6-0,9, ma in modo non uniforme. La banda 1-1,7 µm dei MCA-IRT-8 minimizza l'errore residuo per unità di errore di emissività; per applicazioni critiche dove serve insensibilità totale a ε si valuta MCA-2C-6H3 bicromatico ratio.
Le filiere di trafilatura usano lubrificanti (oli, saponi, polveri) che generano vapori e residui sulla zona di lavoro. Il pirometro si installa con air-purge collar (aria compressa filtrata che soffia davanti alla lente) e a distanza protetta (1-2 metri dalla filiera). Per ambienti unti si valuta una finestra di protezione in vetro borosilicato sostituibile in pochi minuti senza smontare il pirometro.
Con uno spot di 3 mm e un bersaglio di 3 mm, l'allineamento ottico del pirometro al filo è critico: pochi millimetri di disallineamento e il pirometro vede lo sfondo. Tutti i MCA-IRT-8H1 hanno mirino laser pilota passante (laser che indica esattamente il punto di misura sulla superficie del filo) e supporti meccanici regolabili a tre assi per allineamento di precisione in fase di installazione.
Le trafilerie certificate IATF 16949 (filo destinato ad applicazioni automotive: molle, fasce elastiche, funi) registrano la temperatura del filo per ogni bobina prodotta nel sistema MES. Tutti i MCA hanno output 4-20 mA e RS-485 standard, compatibili con i PLC e i MES di linea. Per loop di controllo veloce della potenza forno di ricottura si usa l'uscita RS-422 ad alta velocità (1000 letture/s).
In una linea di trafileria moderna si installano da 2 a 4 pirometri in postazioni diverse, in funzione del tipo di trattamento e del prodotto.
Forno di ricottura in linea (annealing furnace) per filo di acciaio o rame in atmosfera controllata (forno a tunnel con bobina di alimentazione e bobina di raccolta). Il pirometro misura la temperatura del filo all'uscita del forno per verificare il raggiungimento del setpoint di ricottura e per chiudere il loop di controllo della potenza del forno.
Configurazione MCA: MCA-IRT-8H1 banda 1-1,6 µm, D:S 300:1, mirino laser pilota, RS-485 per integrazione PLC forno.Filo di acciaio armonico (alta resistenza per molle e fasce elastiche) viene austenitizzato in forno a 850-1000°C prima del raffreddamento controllato in bagno di piombo o sali fusi (patentamento). La temperatura di austenitizzazione condiziona la qualità della struttura perlitica finale e le proprietà meccaniche del filo.
Configurazione MCA: MCA-IRT-8H1 banda 1-1,6 µm, ottica per filo sottile (Ø 1-3 mm), installazione protetta da vapori di piombo.Dopo l'austenitizzazione il filo entra in bagno di piombo fuso o sali a 450-550°C per il raffreddamento controllato isotermico (formazione di perlite fine ad alta resistenza). Il pirometro misura la temperatura del bagno e quella del filo all'uscita per verifica della completezza del trattamento.
Configurazione MCA: MCA-IRT-6H1 banda 1,6 µm per range basso, oppure MCA-IRT-8H2 con range esteso fino a 450°C.Per filo destinato a zincatura a caldo il pirometro misura la temperatura del filo prima dell'ingresso nel bagno di zinco (la temperatura corretta è critica per la qualità del rivestimento). Per filo dopo trattamenti termici, pirometro a valle del raffreddamento ad aria forzata o ad acqua per verifica della temperatura finale prima dell'avvolgimento in bobina.
Configurazione MCA: MCA-IRT-6H1 banda 1,6 µm per range basso (200-1000°C), risposta 10 ms.
Postazione pirometrica su linea di patentamento di filo armonico: il bicromatico MCA-2C-6H3 misura la temperatura del filo all'uscita dell'austenitizzatore, dato critico per la formazione della struttura perlitica fine richiesta nelle applicazioni di molle e fasce elastiche.
La selezione del modello MCA varia in funzione del materiale del filo e del tipo di trattamento termico. Sotto la tabella di sintesi per i casi più frequenti nelle trafilerie italiane.
| Filo / trattamento | Range temperatura | Tecnologia consigliata | Modello MCA |
|---|---|---|---|
| Acciaio comune — ricottura in linea | 700-900°C | Fisso monocromatico | MCA-IRT-8H1 |
| Acciaio armonico — patentamento | 850-1000°C | Fisso monocromatico D:S alto | MCA-IRT-8H1 |
| Acciaio armonico — bagno piombo | 450-550°C | Fisso range basso | MCA-IRT-6H1 |
| Acciaio inox — solubilizzazione | 1000-1100°C | Fisso monocromatico | MCA-IRT-8H1 |
| Rame — ricottura in atmosfera inerte | 550-700°C | Fibra ottica o fisso | MCA-FOT-8 o MCA-IRT-8H2 |
| Ottone — ricottura | 500-700°C | Fisso range medio | MCA-IRT-8H2 |
| Filo per molle — controllo qualità ad alta velocità | 700-950°C | Bicromatico ratio | MCA-2C-6H3 |
| Pre-zincatura | 400-600°C | Fisso range basso | MCA-IRT-6H1 |
Quattro modelli coprono tutte le tipologie di trafileria italiana: filo di acciaio comune e armonico, filo inox, filo di rame e leghe non ferrose, filo per applicazioni speciali.
Range: 600-2200°C • Banda: 1-1,6 µm • D:S: 300:1 • Risposta: 1 ms
Il pirometro standard per ricottura in linea di acciaio, patentamento, solubilizzazione inox. Banda 1-1,6 µm ottimale per acciaio, D:S 300:1 per fili sottili visti da distanza, tempo di risposta 1 ms per linee veloci. Mirino laser pilota passante per allineamento.
Range: 450-1400°C • Banda: 1-1,6 µm • D:S: 280:1 • Risposta: 5 ms
Per ricottura di rame e ottone (550-700°C) e applicazioni a temperatura medio-bassa. Range esteso a 450°C, banda 1-1,6 µm per metalli con emissività bassa.
Range: 100-1000°C • Banda: 1,6 µm o 2,0 µm • D:S: 100:1 • Risposta: 10 ms
Per bagno di patentamento (450-550°C), pre-zincatura (400-600°C), uscita raffreddamento (200-450°C). Range esteso a 100°C, ottica di vicinanza per spot piccolo a breve distanza.
Range: 600-1400°C • Banda: 1-1,7 µm ratio • D:S: 280:1 • Risposta: 10 ms
Per applicazioni critiche dove serve insensibilità a emissività variabile: controllo qualità ad alta velocità di filo per molle automotive, filo armonico per applicazioni di sicurezza, filo speciale. La tecnologia ratio elimina la dipendenza da ε.
Range: 600-1800°C • Banda: 1-1,7 µm • D:S: 100:1 • Risposta: 1 ms
Per misura del filo dentro forni di ricottura in atmosfera protetta o sotto induttori. Testa passiva immune EM, cavo armato fino a 20 m. Per filo rame in atmosfera inerte destinato a elettronica.
Range: 50-1700°C • Tracciabilità: ACCREDIA / INRIM
Per ricalibrazione tracciabile della flotta pirometri di trafileria. Per trafilerie IATF 16949 forniamo certificati di calibrazione conformi alle specifiche di processo del cliente automotive. Piani di ricalibrazione calendarizzati con strumenti sostitutivi.
Inviaci la descrizione della linea (tipo di filo: acciaio comune/armonico/inox/rame/ottone, diametro filo, velocità di linea, trattamento termico: ricottura/patentamento/pre-zincatura, certificazioni: IATF/qualità OEM). Risponderemo con la configurazione MCA per ogni postazione, integrazione PLC, piano di calibrazione tracciabile. Sopralluogo possibile.
Dipende dal processo. Nella ricottura in linea (annealing) di fili di acciaio o rame la temperatura target è 600-1050°C in funzione del materiale; nel patentamento di fili di acciaio armonico (alta resistenza) è 850-1000°C in austenitizzazione seguita da bagno di piombo a 450-550°C; nei trattamenti di pre-zincatura serve 400-600°C; nel raffreddamento controllato in uscita serve 200-450°C. Il pirometro è installato a monte di ogni postazione di trattamento per verificare il rispetto del setpoint.
Servono ottiche ad alta risoluzione D:S. Un filo di 3 mm visto da 1 metro di distanza richiede uno spot di misura uguale o inferiore al diametro del filo, altrimenti il pirometro vede in parte il bersaglio e in parte lo sfondo (con lettura mediata, falsata). Il MCA-IRT-8H1 con D:S 300:1 ha spot di 3,5 mm a 1 metro, sufficiente per fili da 4 mm in su. Per fili più sottili si usano ottiche di vicinanza (spot 1-2 mm a 100-300 mm) o pirometri a fibra ottica MCA-FOT con testa avvicinata al filo. Mirino laser pilota passante per allineamento preciso.
Le linee di trafileria moderne lavorano fino a 30 m/s (1800 m/min) sul tratto di passaggio sotto il pirometro, con il filo che cambia ad alta frequenza la propria posizione laterale (oscillazione meccanica). Il pirometro deve avere tempo di risposta sotto i 5 ms per garantire letture stabili a queste velocità. Il MCA-IRT-8H1 ha tempo di risposta 1 ms, ampiamente sufficiente. Per linee a 100+ m/s (rare ma esistono per fili sottilissimi) si valutano modelli speciali con risposta sotto 0,1 ms.
Il filo in trafileria è metallico e lucido nel processo di trafilatura (basta passare attraverso una filiera per ottenere superficie speculare), con emissività in banda NIR di 0,2-0,4 per acciaio brillante o 0,1-0,2 per rame. Dopo la ricottura o il patentamento si forma uno strato di ossido che porta ε a 0,6-0,9. Tra le due fasi del processo l'emissività cambia molto. La banda 1-1,7 µm dei MCA-IRT-8 minimizza l'errore residuo per unità di errore di emissività; per applicazioni critiche si valuta MCA-2C-6H3 bicromatico che è insensibile a ε per costruzione del rapporto.
Le filiere di trafilatura usano lubrificanti (oli, saponi, polveri) che generano vapori di olio sulla zona di lavoro. Il pirometro è installato con air-purge collar (anello con aria compressa filtrata che soffia davanti alla lente per impedire il deposito di vapori grassi) e tipicamente a distanza di 1-2 metri dalla filiera in postazione protetta. Per ambienti particolarmente unti si valuta una finestra di protezione in vetro borosilicato sostituibile in pochi minuti senza smontare il pirometro.
Per ricottura di filo di rame a 550-700°C il MCA-IRT-8H2 con range 450-1400°C è la scelta standard, banda 1-1,7 µm. Il rame ha emissività bassa in NIR (0,1-0,15) ma dopo ricottura l'ossidazione superficiale la porta a 0,5-0,7, stabilizzata. Per linee in atmosfera inerte (filo di rame puro destinato a elettronica, dove non si vuole ossidazione) si usa il MCA-FOT-8 a fibra ottica con testa puntata sul filo dentro il forno di ricottura attraverso una finestra dedicata.
Tutti i modelli MCA per trafileria hanno output 4-20 mA per collegamento diretto al PLC di linea (Siemens, Rockwell, Schneider, B&R) e RS-485 bidirezionale per configurazione remota. Il segnale del pirometro viene usato come (1) feedback per il controllo automatico della potenza del forno di ricottura, (2) interlock di qualità che ferma la linea se la temperatura esce dal range, (3) dato di registrazione qualità per ogni bobina prodotta. Per linee veloci con loop di controllo PID stretto si usa l'uscita RS-422 ad alta velocità (1000 letture/s).
Sì, ma con accorgimenti. Il forno di ricottura ha pareti calde che potrebbero confondere la misura se viste dal pirometro. Si usa una finestra di ispezione in quarzo o zaffiro montata in parete forno, con il pirometro installato fuori in postazione climatizzata. La D:S 300:1 del MCA-IRT-8H1 permette di puntare il filo (1-3 mm di diametro) attraverso la finestra ed evitare di vedere le pareti del forno. In alternativa si usa il pirometro a fibra ottica MCA-FOT-8 con testa avvicinata al filo dentro il forno attraverso un canotto di ispezione.
MCA fornisce pirometri a trafilerie italiane (Lombardia, Brescia, Bergamo, Trentino, Friuli, Veneto, Emilia-Romagna) per produzione di filo di acciaio comune, acciaio armonico (patentato), inox, rame, ottone, leghe speciali. Supporto applicativo, calibrazione tracciabile, ricalibrazioni periodiche calendarizzate, ricambi a magazzino. Per trafilerie certificate IATF 16949 (filo destinato ad applicazioni automotive: molle, fasce elastiche, funi) forniamo documentazione di calibrazione conforme alle specifiche di processo del cliente OEM.
MCA fornisce pirometri industriali per trafileria di filo e tondino a trafilerie italiane in tutto il territorio nazionale: filo di acciaio comune, filo armonico (patentato) per molle e fasce elastiche, filo inox, filo di rame e leghe non ferrose. La selezione tecnica è gratuita e specifica per la velocità di linea, il diametro del filo e il tipo di trattamento termico. Calibrazione tracciabile, supporto in italiano, integrazione PLC.