MCA Strumentazione Industriale – Pirometri infrarossi per forni rotanti, tunnel kiln, refrattari, calcinazione
Misura temperatura senza contatto per forni rotanti di clinker, tunnel kiln di piastrelle, shaft kiln per refrattari, calcinazione di magnesia e dolomite — bicromatici per polveri e fumi, fissi multipoint, portatili per ispezioni
Ceramica, cemento, refrattari
I forni di ceramica, cemento e refrattari rappresentano l'ambiente più severo per la misura pirometrica industriale: temperature fino a 1500-2000°C, polveri abrasive in sospensione, fumi di combustione con vapore e CO2, vibrazioni continue su forni rotanti, accessi limitati attraverso il mantello refrattario.
Le caratteristiche tecniche del pirometro adatto sono ben definite: tecnologia bicromatica (ratio) per zone con polveri e fumi che occludono parzialmente il campo visivo, banda spettrale corta (0,4-1,7 µm) per le alte temperature di sinterizzazione, D:S elevato (280:1 o 300:1) per bersagli specifici come il clinker o singole piastrelle, air-purge obbligatorio davanti alla lente per mantenere la trasmittanza ottica.
MCA fornisce pirometri per la filiera ceramica italiana (122 produttori di piastrelle, 31 di sanitari, 30 di refrattari, 8 di stoviglie, 57 di laterizi) e per l'industria cementiera nazionale (29 cementerie a ciclo completo, capacità installata 31,4 milioni di tonnellate). Selezione tecnica gratuita, calibrazione tracciabile con corpo nero di riferimento, assistenza diretta sul territorio.
"Forno per ceramica e cemento" è una categoria che comprende almeno quattro famiglie tecnologicamente molto diverse, ognuna con specifiche esigenze di misura.
Pirometro bicromatico MCA-2C-6H3 sulla zona di sinterizzazione di forno rotante per cemento: il sensore controlla la temperatura del clinker a 1400-1500°C attraverso polveri, fiamma e fumi di combustione. La tecnologia ratio è obbligata in questo ambiente.
Mappa operativa: per ogni fase produttiva di ceramica, cemento e refrattari, il modello MCA consigliato con range, banda spettrale e ragionamento tecnico.
La burning zone del forno rotante è il cuore del processo cementiero. Il materiale (farina cruda di calcare, marna, argilla, scisti) entra a circa 850°C dal preriscaldatore a ciclone e, scorrendo lungo l'asse del forno verso il bruciatore, viene portato a 1400-1500°C. A questa temperatura si formano i minerali del clinker (alite C3S, belite C2S, alluminato C3A, ferrite C4AF) per reazione allo stato solido-liquido. Il controllo preciso della temperatura della burning zone è il parametro principale di gestione del forno: troppo bassa, mancata formazione di alite; troppo alta, formazione di anello (build-up) e consumo eccessivo di gas.
Il pirometro guarda attraverso un'apertura nel mantello, vede la fiamma del bruciatore in primo piano e il clinker in rotolamento come bersaglio. Polveri, fumi di combustione, fiamma stessa creano un ambiente impraticabile per un pirometro monocromatico. La risposta tecnica è il bicromatico MCA-2C-6H3 (1000-3000°C, D:S 280:1, banda 0,4-1,1 µm), con air-purge continuo e raffreddamento ad acqua dell'housing. Range coperto fino a 3000°C per tollerare i picchi di fiamma e dare lettura stabile del clinker.
I tunnel kiln dell'industria ceramica italiana (distretto Sassuolo, 78 aziende su 122) sono forni lineari di 60-120 metri con multiple zone di temperatura controllata. I carrelli (o nastri per cottura rapida) trasportano le piastrelle attraverso preriscaldo, cottura massima (1180-1250°C per gres porcellanato, 1080-1150°C per bicottura), raffreddamento rapido (650-450°C in pochi secondi) e raffreddamento lento. Servono 20-40 punti di misura distribuiti lungo il forno per controllare la curva di cottura.
Modelli consigliati: MCA-IRT-6H1 (300-1200°C, banda 1-1,7 µm) per zone basse e medie; MCA-IRT-6H2 (500-1400°C) per zone di massima cottura; portatile MCA-HHT per controlli di taratura incrociata.
La produzione italiana di refrattari (30 aziende, 1.546 addetti, 270.500 tonnellate, 348 mln € 2024) richiede forni di calcinazione ad alte temperature: shaft kiln verticali e rotativi per dolomite, magnesite (sinterizzazione magnesia caustica a magnesia sinterizzata), bauxite, allumina. Dolomite ad alta purezza richiede 1700°C, magnesia ad alta purezza 1900-2000°C per sinterizzazione completa; la tecnologia di light burning activation permette di scendere a sotto 1600°C con pre-trattamento.
Modelli consigliati: MCA-2C-6H3 bicromatico (1000-3000°C) per shaft kiln con polveri e particolato, MCA-IRT-6H3 monocromatico (800-2500°C, banda 0,4-1,1 µm) per zone meno polverose, MCA-IRT-W-1550 per applicazioni ad alta accuratezza su processi pilota e R&D refrattari.
Nei forni rotanti moderni la calcinazione della farina cruda avviene principalmente nel preriscaldatore a ciclone (4-6 stadi) e nel calcinatore prima dell'ingresso al forno rotante. Il preriscaldatore porta la materia prima da temperatura ambiente a 750-850°C in cascata attraverso i cicloni, recuperando calore dai gas in uscita. Il calcinatore brucia parte del combustibile primario e calcinizza fino al 90% del CaCO3 a 850-950°C prima del forno rotante.
Modelli consigliati: MCA-IRT-6H1 (300-1200°C) per i cicloni superiori, MCA-IRT-6H2 (500-1400°C) per gli stadi inferiori e calcinatore, MCA-2C-6H1 bicromatico per il calcinatore dove la combustione produce fiamma.
La misura della temperatura superficiale del mantello esterno del forno rotante (shell scanner) è una delle applicazioni più importanti per la manutenzione predittiva del rivestimento refrattario. Quando un mattone refrattario si assottiglia o si stacca, la temperatura del mantello esterno in quel punto sale localmente di 50-100°C. Misurare la T del mantello in continuo permette di identificare la zona danneggiata prima del cedimento strutturale.
Esistono sistemi scansionatori dedicati (un pirometro mobile che spazzola tutta la circonferenza), ma anche pirometri fissi su punti critici noti danno informazione utile. Range tipico 250-450°C. Modelli consigliati: MCA-IRT-6L1 (8-14 µm) o MCA-IRT-6L2 (2-3,1 µm), MCA-HHT portatile per ispezioni periodiche.
L'industria italiana della ceramica sanitaria (31 aziende, distretto Civita Castellana, 3,2 milioni di pezzi/anno, 414 mln € fatturato) usa principalmente forni a campana o intermittenti per la cottura della porcellana sanitaria. Cicli batch di 8-24 ore con cottura a 1200-1300°C in atmosfera ossidante o riducente per modulare il colore finale. Curve programmate con multiple zone di temperatura per evitare cricche e deformazioni.
Modelli consigliati: MCA-IRT-6H1 per la zona di massima cottura, multipoint per registrazione della curva. La medesima configurazione si usa per forni intermittenti di stoviglie e ceramica artistica.
Confrontati a siderurgia, alluminio o vetro, i forni di ceramica e cemento presentano un mix ambientale unico: polveri abrasive in concentrazione molto alta, fiamma diretta nel campo visivo, ciclo continuo con vibrazione, accesso limitato attraverso il mantello refrattario. Capire queste sfide aiuta a configurare correttamente il pirometro.
Tutte queste sfide sono note al sito DIKAI da cui MCA acquisisce la tecnologia: la pagina "Ceramics and Refractories" dichiara esplicitamente che nei tunnel kiln crucial ci sono molti punti di misura e tempi di lavoro lunghi, e che un controllo improprio della temperatura genera significativi danni economici al produttore. La selezione del pirometro corretto è una delle decisioni operative più importanti su questi impianti.
La tabella mappa applicazione forno → modello MCA consigliato. La configurazione finale dipende da geometria del forno, distanza, angolo di vista disponibile e ambiente specifico.
| Applicazione | Range tipico | Banda | Modello MCA | Note |
|---|---|---|---|---|
| Forno rotante, burning zone clinker | 1400-1500°C | 0,4-1,1 µm (ratio) | MCA-2C-6H3 | Bicromatico obbligato per fumi/fiamma |
| Forno rotante, clinker uscita | 1200-1400°C | 0,8-1,1 µm (ratio) | MCA-2C-6H2 | Pre-raffreddatore satellite/griglia |
| Preriscaldatore a ciclone | 400-850°C | 1-1,7 µm | MCA-IRT-6H1 | Multipoint sui cicloni |
| Calcinatore (precalciner) | 850-950°C | 0,8-1,1 µm (ratio) | MCA-2C-6H1 | Bicromatico per fiamma |
| Mantello esterno forno rotante | 250-450°C | 8-14 µm | MCA-IRT-6L1 | Shell scanner per manutenzione refrattari |
| Tunnel kiln, zona max cottura gres | 1180-1250°C | 1-1,7 µm | MCA-IRT-6H2 | Multipoint 20-40 punti |
| Tunnel kiln, zone medie | 500-1100°C | 1-1,7 µm | MCA-IRT-6H1 | Curva di cottura completa |
| Tunnel kiln, raffreddamento | 200-700°C | 2-3,1 µm | MCA-IRT-6L2 | Range basso, banda media |
| Forno a campana, ceramica sanitaria | 200-1300°C | 1-1,7 µm | MCA-IRT-6H1 | Curva batch programmata |
| Shaft kiln, calcinazione dolomite | 1500-1700°C | 0,4-1,1 µm (ratio) | MCA-2C-6H3 | Polveri abrasive intense |
| Calcinazione magnesia alta purezza | 1900-2000°C | 0,4-1,1 µm (ratio) | MCA-2C-6H3 | Top range bicromatico |
| Light burning magnesia | 1100-1600°C | 0,4-1,1 µm | MCA-IRT-6H3 | 800-2500°C, monocromatico |
| Forni laterizi (mattoni, tegole) | 900-1100°C | 1-1,7 µm | MCA-IRT-6H1 | Tunnel kiln o intermittente |
| Controlli volanti, audit termici | −25 ÷ 3000°C | variabile | MCA-HHT | Portatile, taratura incrociata |
Pirometro bicromatico MCA-2C-6H3 su shaft kiln di calcinazione magnesia ad alta purezza: temperatura di sinterizzazione 1900-2000°C, polveri abrasive intense, ambiente che esclude qualsiasi pirometro monocromatico.
Gli errori di configurazione del pirometro su forni rotanti e tunnel kiln si traducono in perdita di controllo della cottura, sprechi energetici (su forni a 1500°C ogni grado in più sul setpoint costa molto), problemi di qualità sul prodotto finito e cedimenti prematuri dei refrattari.
La zona di sinterizzazione del forno rotante è un ambiente che esclude di fatto i pirometri monocromatici: fiamma, polveri, fumi rendono la lettura inutilizzabile. Su burning zone il bicromatico MCA-2C-6H3 è praticamente l'unica scelta tecnica corretta.
In ambienti polverosi come tunnel kiln e forni rotanti la lente del pirometro si sporca in giorni o ore. Air-purge con aria compressa pulita, secca e filtrata è OBBLIGATORIO. Su forni rotanti si usa air-purge ad anello con flussaggio continuo.
Le bande 2,7 µm (vapore) e 4,3 µm (CO2) sono "occupate" dall'atmosfera di combustione. Un pirometro che lavora in queste bande dentro un forno ha letture instabili al variare dell'umidità o della combustione. I modelli MCA lavorano in finestre atmosferiche pulite.
Sul mantello del forno rotante o vicino al bruciatore del calcinatore la temperatura ambiente sull'housing del pirometro può superare i 100°C. Senza water cooling o air cooling l'elettronica deriva e si guasta. Tutti i pirometri MCA prevedono opzioni di raffreddamento.
L'accesso al bersaglio attraverso il mantello refrattario è limitato: aperture di 50-100 mm di diametro, a 2-5 m dal bersaglio. Se il D:S è troppo basso, lo spot pirometrico è più grande dell'apertura e parte della radiazione è bloccata dalle pareti. Calcolare D:S minimo richiesto in fase di progetto.
Su forni continui che lavorano 365 giorni l'anno, la deriva del pirometro si accumula rapidamente. Ricalibrazione annuale con corpo nero tracciabile è il minimo; sui punti critici come burning zone e zona max cottura ogni 6 mesi è consigliata.
L'industria italiana del cemento e della ceramica lavora con costi energetici elevati e margini compressi (l'ETS sul cemento è passato da 10 a 75 €/t tra 2018 e 2024, costo extra di 120 mln €/anno per il settore). La precisione della misura termica si traduce direttamente in consumo specifico di combustibile per tonnellata di prodotto. MCA lavora con questo approccio.
"Pirometro per forno" non basta come specifica: forno rotante per cemento, tunnel kiln per piastrelle, shaft kiln per refrattari, forno a campana per sanitari hanno esigenze diverse. La prima domanda che ti facciamo è "quale tipo di forno, dove vuoi misurare, che temperatura attesa, che vincoli di accesso". La configurazione finale tra MCA-2C, MCA-IRT-6/8, MCA-FOT, MCA-HHT segue da lì.
Per burning zone cemento, shaft kiln refrattari e calcinatori la serie MCA-2C bicromatica con D:S 280:1 è la base. Tre sottomodelli per range (600-1400, 800-1800, 1000-3000°C), housing NEMA 4 (IP66), display LED integrato per parametrizzazione locale, uscita RS-485 per integrazione con sistema di controllo forno.
Sui forni di ceramica e cemento il pirometro è solo metà del lavoro. Forniamo air-purge collar con regolazione di flusso, sistemi di raffreddamento ad aria o acqua dell'housing, cannoni di vista in inox o ceramica, finestre di accesso in zaffiro o quarzo per la banda corretta. Tutto integrato in un singolo pacchetto di installazione.
Per cementifici e tunnel kiln con flotte di pirometri (20-40 punti su tunnel kiln, 5-10 su forno rotante) offriamo un piano di manutenzione termica calendarizzato con ricalibrazione tracciabile e sostituzione in service. Documentazione tecnica e supporto in italiano, ricambi disponibili a lungo termine.
Inviaci una descrizione dell'impianto: tipo di forno (rotante cemento, tunnel kiln ceramica, shaft kiln refrattari, forno a campana, intermittente), punto di misura (burning zone, zona cottura, mantello esterno, calcinatore, raffreddamento), range di temperatura attesa, materiali coinvolti, accessibilità del bersaglio (finestra, foro nel mantello, lato esterno), eventuali vincoli di integrazione con DCS o PLC esistenti. Rispondiamo con la configurazione consigliata tra MCA-2C, MCA-IRT-6/8 e accessori (air-purge, raffreddamento, cannone di vista).
La zona di sinterizzazione (burning zone) di un forno rotante per cemento lavora il clinker a 1400-1500°C in atmosfera di combustione con polveri elevate, fiamma diretta e materiale in rotolamento sul rivestimento refrattario. Il pirometro deve essere bicromatico (ratio) per gestire fumi, polveri e occlusione parziale del campo visivo: la serie MCA-2C-6H3 (1000-3000°C, D:S 280:1, banda 0,4-1,1 µm) è la configurazione standard. Il sensore guarda attraverso un'apertura nel mantello, con air-purge continuo e raffreddamento ad acqua dell'housing.
Il tunnel kiln di un'azienda di piastrelle ceramiche ha tipicamente 20-40 zone di cottura con temperature scalari da 200°C (preriscaldo) a 1200-1250°C (zona di massima cottura, gres porcellanato), fino a 60-80 metri di lunghezza. Si usano pirometri fissi monocromatici multipoint: MCA-IRT-6H1 (300-1200°C) e MCA-IRT-6H2 (500-1400°C) in banda 1-1,7 µm, montati su aperture lungo il forno con air-purge. Per zone con maggiore presenza di polveri o variabilità di emissività si passa a MCA-2C bicromatico.
I forni di calcinazione per refrattari lavorano a temperature molto elevate: dolomite ad alta purezza richiede 1700°C, magnesia ad alta purezza 1900-2000°C. Si usano pirometri ad alto range: MCA-2C-6H3 bicromatico (1000-3000°C) per shaft kiln e forni rotanti di calcinazione, MCA-IRT-6H3 monocromatico (800-2500°C) in banda 0,4-1,1 µm per shaft kiln meno sporchi. Per zone di light burning a temperature inferiori (1100-1600°C) bastano MCA-IRT-6H1/H2.
Il forno rotante per cemento è uno degli ambienti più severi per la misura pirometrica: la fiamma del bruciatore principale produce gas di combustione caldi con elevate concentrazioni di vapore e CO2, le polveri di cinder e cinder dust riducono drasticamente la trasmittanza ottica nell'attraversamento, il clinker stesso ruotando ha emissività variabile in funzione del grado di formazione della fase liquida. Il bicromatico calcola la temperatura dal rapporto di due bande spettrali ed è in larga parte immune a tutti questi disturbi: è la tecnologia di scelta praticamente obbligata.
Per il clinker in uscita dal forno rotante (1200-1450°C, prima dell'ingresso al raffreddatore a satellite o griglia) si usa MCA-2C-6H2/H3 bicromatico per gestire la presenza di polveri di cinder. Per le piastrelle in uscita dal tunnel kiln (450-650°C nella zona di raffreddamento rapido) si usano MCA-IRT-6H1 o MCA-IRT-8L2 in banda 2-3,1 µm. La misura post-forno è importante per il controllo qualità del prodotto e per ottimizzare il raffreddatore.
Sì, ed è una delle applicazioni più importanti. La temperatura della superficie esterna del mantello del forno rotante (shell scanner) viene misurata con pirometri scansionatori o, in alternativa per punti critici, con pirometri fissi singoli. Variazioni della T sulla superficie esterna indicano zone di refrattario assottigliato o staccato (rivestimento usurato), permettendo manutenzione predittiva senza fermare l'impianto. Si usano MCA-IRT-6L1/L2 (8-14 µm o 2-3,1 µm) sulla T del mantello esterno tipicamente 250-450°C.
I materiali refrattari (allumina, magnesia, mullite, silice fusa, dolomite, carburo di silicio) sono generalmente ossidi non metallici con emissività elevata (0,80-0,95) in tutte le bande IR sopra 1 µm. La banda spettrale 1-1,7 µm è la più usata per temperature 800-1500°C (MCA-IRT-6/8); per temperature più alte (calcinazione a 1700-2000°C) si va a 0,4-1,1 µm con MCA-IRT-6H3. Per la temperatura della superficie esterna del rivestimento (250-450°C) si usa la banda 8-14 µm.
In tutti i forni di cemento, ceramica e refrattari l'air-purge davanti alla lente del pirometro è obbligatorio. Si fornisce aria compressa pulita, secca e filtrata (assolutamente nessuna umidità o tracce d'olio) con flussaggio continuo a 30-100 l/min in funzione della severità ambientale. Su forni rotanti di cemento si usa air-purge ad anello concentrico al pirometro, con possibilità di soffiaggio pulsato programmato dal PLC ogni X minuti. Senza air-purge la lente si sporca in giorni o ore e la lettura cala progressivamente.
MCA fornisce pirometri per forni di ceramica, cemento, refrattari e laterizi con supporto tecnico applicativo, calibrazione tracciabile e assistenza in Emilia-Romagna, Lombardia, Veneto, Lazio (distretto Civita Castellana per sanitari), Piemonte e su tutto il territorio italiano. Lavoriamo con cementifici, distretti ceramici di Sassuolo, produttori di refrattari, fornaci di laterizi, OEM costruttori di tunnel kiln e forni rotanti.