MCA Strumentazione Industriale – Pirometri infrarossi per estrusione, fonderia e laminazione alluminio
Misura temperatura senza contatto per estrusione su pressa, fonderia di leghe primarie e secondarie, laminazione nastri, tempra T6, forgia e ricottura — modelli a banda corta dedicata per metallo brillante
Trasformazione alluminio
L'alluminio è il materiale industriale più difficile da misurare con tecnica pirometrica. La sua bassa emissività intrinseca (5-20% della radiazione di un corpo nero alla stessa temperatura), la variabilità con la finitura superficiale, la riflessione della luce ambiente e la forma spesso irregolare e cava dei profili estrusi rendono inservibili i pirometri generici a banda larga.
La risposta tecnica è una combinazione di banda spettrale corta (1-1,7 µm o 2460 nm), algoritmi di compensazione dedicati e ottica ad alto D:S. La serie MCA-IRT-8 è la base per estrusione, tempra e laminazione (range 100-1400°C); la serie MCA-IRT-W-2600 a 2460 nm è la scelta high-accuracy per fonderia, leghe critiche e applicazioni dove serve precisione su pochi gradi.
MCA fornisce pirometri per tutta la filiera italiana dell'alluminio: estrusione su pressa, fonderia e colata di pani e leghe per fusione, laminazione di nastri e fogli, tempra T4/T6 in linea, forgia a caldo di leghe aerospace, ricottura di nastri e profili, preriscaldo di billette.
Capire perché l'alluminio è "difficile" è il primo passo per scegliere la configurazione corretta. Sono quattro problemi fisici concreti, non difficoltà generiche.
Mappa operativa: per ogni fase della trasformazione dell'alluminio, il modello MCA consigliato con range, banda spettrale e ragionamento tecnico.
L'estrusione è il primo mercato italiano per i pirometri alluminio. Il profilo esce dalla matrice a 450-550°C in funzione della lega (6060, 6063, 6082, 7075) e della temperatura della billetta in ingresso (preriscaldo tipicamente 450-500°C). La temperatura di uscita è il parametro di controllo principale: troppo bassa, il profilo manca di scorrevolezza; troppo alta, problemi di scorrimento granulare, riga superficiale, picking. La velocità della pressa viene regolata in retroazione sulla lettura pirometrica.
Il pirometro deve essere posizionato perpendicolarmente alla faccia esterna del profilo, in prossimità della matrice (1-3 metri di distanza) per minimizzare il raffreddamento radiativo tra matrice e punto di misura. Banda 1-1,7 µm, D:S 300:1 per gestire profili stretti e cavi, response time 5 ms per la regolazione in tempo reale.
La fonderia di alluminio (forni a riverbero, induzione, holding furnace) lavora il metallo liquido a 700-850°C in funzione della lega. La misura della temperatura del bagno è critica per controllare ossidazione, perdita di leganti volatili (Mg, Zn) e qualità finale del getto. Per pani di alluminio primario e secondario destinati a fonderie esterne si controlla la temperatura di solidificazione in colata.
Il modello dedicato è MCA-IRT-W-2600 a 2460 nm: progettato espressamente per metalli brillanti, accuratezza ±3°C, response time 1,5 ms. In alternativa MCA-IRT-8H2 (300-1400°C) in banda 1-1,7 µm. Per misura attraverso schiuma o scoria si valuta MCA-2C bicromatico, che tollera l'occlusione parziale.
I laminatoi italiani producono nastri di alluminio per imballaggio (foglio fino a 6 µm), automotive (lamierati 5xxx e 6xxx), elettrodomestici, edilizia. La laminazione a caldo lavora tra 350 e 500°C, la laminazione a freddo a temperatura inferiore con riscaldamento da deformazione plastica. La ricottura intermedia in forno passante riporta il metallo a 350-450°C per ricristallizzazione.
Per laminazione a caldo si usa MCA-IRT-8H1 in banda 1-1,7 µm; per ricottura nastri in forno passante MCA-IRT-8L2 in banda 2-3,1 µm (range 100-500°C) gestisce meglio le temperature più basse.
Le leghe da estrusione e laminazione della serie 6000 (Al-Mg-Si) e 7000 (Al-Zn-Mg) vengono trattate termicamente per ottenere le proprietà meccaniche finali: soluzione a 470-540°C in forno, raffreddamento rapido in acqua o aria forzata, invecchiamento artificiale a 150-200°C. Il controllo della temperatura prima del quenching è critico per la qualità finale del trattamento.
MCA-IRT-8H1 (200-800°C) in banda 1-1,7 µm con response time 5 ms tracking il bersaglio durante il passaggio in vasca. Per controllo invecchiamento artificiale si usa MCA-IRT-8L1/L2 con banda 2-3,1 µm o 8-14 µm a temperature più basse.
La forgia di alluminio per applicazioni aerospace, automotive di alta gamma, militare (leghe 2xxx Al-Cu, 7xxx Al-Zn-Mg, leghe Al-Li) richiede misura della temperatura di lavoro tra 350 e 480°C in funzione della lega. Il pezzo esce dal forno di preriscaldo e va in pressa con una finestra di temperatura stretta per garantire le proprietà meccaniche dopo trattamento termico.
MCA-IRT-8H1 in banda 1-1,7 µm è la configurazione standard; per leghe ad alto contenuto di rame o zinco con emissività particolarmente bassa si passa a MCA-IRT-W-2600.
Le billette per estrusione vengono preriscaldate in forno a induzione o a gas tra 450 e 500°C prima di essere inserite in pressa. L'omogeneizzazione (annealing per uniformare la microstruttura) lavora a 540-600°C per diverse ore. La misura della temperatura della billetta in uscita forno (prima dell'inserimento in pressa) è uno dei controlli principali della linea di estrusione.
MCA-IRT-8H1 sul forno di preriscaldo; per preriscaldo a induzione si valuta MCA-FOT-6 a fibra ottica per separare l'elettronica dal campo elettromagnetico.
Pirometro MCA-IRT-W-2600 dedicato alla misura di alluminio fuso e leghe primarie. La banda 2460 nm è ottimizzata per metalli brillanti a bassa emissività, con accuratezza 0,15% delle letture su tutto il range 25-1625°C.
La regola "alluminio = banda corta" non è una preferenza ma una conseguenza diretta della legge di Wien. Alle lunghezze d'onda corte (vicino al picco di emissione del bersaglio caldo) un errore di stima dell'emissività si propaga con un fattore di amplificazione piccolo sulla temperatura calcolata. Alle lunghezze d'onda lunghe (in coda allo spettro di emissione) lo stesso errore di ε produce errori giganteschi sulla T.
Per un alluminio a 500°C, una stima sbagliata di ε di soli 0,05 (passando da 0,15 a 0,20) genera errori di temperatura molto diversi a seconda della banda:
| Banda spettrale | Errore di T con Δε = 0,05 | Adatto per alluminio? | Modello MCA tipico |
|---|---|---|---|
| 1,0 µm | ~3-5°C | ✓ Eccellente | MCA-IRT-8H3/H4 (alta T) |
| 1,6 µm | ~6-9°C | ✓ Molto buono | MCA-IRT-8H1/H2, MCA-IRT-6H1 |
| 2,46 µm (dedicato) | ~9-13°C | ✓ Ottimo per fonderia | MCA-IRT-W-2600 (high-accuracy) |
| 3,9 µm | ~25-35°C | ⚠ Solo se necessario | Modelli specializzati su richiesta |
| 5 µm | ~50-70°C | ✗ Inadatto | — |
| 8-14 µm | ~100-150°C | ✗ Errore inaccettabile | — (riservata a non-metallici) |
I valori sono indicativi e dipendono dalla temperatura assoluta del bersaglio e dal valore base di emissività. Il messaggio è qualitativo ma chiarissimo: su alluminio servono banda 1-2,5 µm; oltre, l'errore esplode.
La tabella mappa l'applicazione al modello consigliato. La configurazione esatta (ottica, distanza, accessori, parametrizzazione) dipende dal caso specifico: ti accompagniamo nella selezione finale.
| Processo | Range tipico | Banda | Modello MCA | Note |
|---|---|---|---|---|
| Estrusione, uscita pressa | 400-550°C | 1-1,7 µm | MCA-IRT-8H1 | Standard estrusione, D:S 300:1 |
| Estrusione, leghe critiche aerospace | 400-550°C | 2460 nm | MCA-IRT-W-2600 | Accuratezza 0,15% per controllo automatico pressa |
| Fonderia, alluminio fuso | 650-850°C | 2460 nm | MCA-IRT-W-2600 | Dedicato metalli brillanti |
| Fonderia, scoria/schiuma | 700-850°C | 0,8-1,1 µm (ratio) | MCA-2C-6H1 | Bicromatico per occlusione superficiale |
| Laminazione a caldo | 350-500°C | 1-1,7 µm | MCA-IRT-8H1 | Response time 5 ms su nastri veloci |
| Ricottura nastri laminati | 300-450°C | 2-3,1 µm | MCA-IRT-8L2 | Banda media per temperature più basse |
| Tempra T4/T6, soluzione | 470-540°C | 1-1,7 µm | MCA-IRT-8H1 | Tracking quenching ad alta velocità |
| Invecchiamento artificiale T6 | 150-200°C | 2-3,1 µm | MCA-IRT-8L2 | Temperature basse, banda media |
| Forgia a caldo leghe aerospace | 350-480°C | 1-1,7 µm | MCA-IRT-8H1 | Per leghe 2xxx, 7xxx |
| Preriscaldo billette, forno gas | 450-500°C | 1-1,7 µm | MCA-IRT-8H1 | Su billetta in uscita forno |
| Preriscaldo billette, induzione | 450-500°C | 1-1,7 µm (fibra ottica) | MCA-FOT-6 | Testa remota per campo EM |
| Omogeneizzazione, forno annealing | 540-600°C | 1-1,7 µm | MCA-IRT-8H1 | Misura attraverso finestra borosilicato |
| Controlli volanti e audit | −25 ÷ 1800°C | variabile | MCA-HHT | Portatile per ispezioni periodiche |
Installazione su laminatoio nastri alluminio: il pirometro MCA-IRT-8 controlla la temperatura del nastro all'ingresso e all'uscita di ogni passaggio per regolare la velocità di laminazione e il sistema di raffreddamento ad emulsione.
Sono gli errori che vediamo più spesso quando un cliente ci contatta dopo aver installato uno strumento configurato male. Sull'alluminio, sbagliare la configurazione produce errori di lettura nell'ordine delle decine o centinaia di gradi: la differenza tra controllo di processo e impianto fuori specifica.
È l'errore numero uno. La banda 8-14 µm è la più diffusa nel mercato consumer e nei pirometri portatili economici, ma è inadatta all'alluminio brillante: errori sistematici di 50-150°C. Sull'alluminio servono banda 1-1,7 µm o 2460 nm.
L'alluminio nuovo e quello con strato di ossido naturale hanno ε molto diverse. Tarare il pirometro confrontandolo con una termocoppia su superficie ossidata produce letture sballate quando si misura materiale appena estruso o lucidato. La taratura va fatta sul materiale effettivamente in produzione.
La riflessione solare e le lampade industriali ad alta intensità entrano nel campo visivo del pirometro e alzano la lettura. Schermare il pirometro dalla luce diretta e dalle riflessioni laterali è una contromisura banale ma quasi sempre dimenticata in fase di installazione.
Per un profilo estruso largo 30 mm, un pirometro con D:S 100:1 a 3 metri di distanza vede uno spot di 30 mm: lo spot è grande quanto il bersaglio e qualsiasi piccolo disallineamento fa entrare lo sfondo. Servono D:S 300:1 o superiore per margine di sicurezza.
Sull'alluminio a bassa ε, la radiazione ambiente riflessa rappresenta una quota significativa del segnale. I pirometri MCA con funzione di compensazione automatica della T ambiente (Background Temperature Compensation) gestiscono questo aspetto, ma va abilitata e impostata correttamente.
Sull'alluminio la deriva del pirometro nel tempo (deposito sulla lente, invecchiamento del detector) si traduce molto rapidamente in errori percepibili sul processo. Ricalibrazione annuale con corpo nero tracciabile è il minimo, ogni 6 mesi su applicazioni critiche.
L'industria italiana dell'alluminio ha esigenze precise: precisione di misura coerente con la finestra di processo, integrazione con sistemi di controllo automatico delle presse e dei laminatoi, robustezza meccanica in ambienti polverosi e con vibrazioni. MCA lavora con questo approccio.
Non vendiamo un pirometro generico "buono per tutto" perché sull'alluminio non esiste. Selezioniamo banda 1-1,7 µm, 2460 nm o 2-3,1 µm in funzione del processo (estrusione/fonderia/tempra/laminazione/ricottura), della lega e del range di temperatura attesa. È la prima domanda che ci interessa quando ci contatti.
Per alluminio la nostra gamma di riferimento è composta da MCA-IRT-8 (sei sottomodelli, banda 8-14 / 2-3,1 / 1-1,7 / 0,4-1,1 µm) per le applicazioni standard, e MCA-IRT-W-2600 (2460 nm dedicato metalli brillanti) per le applicazioni high-accuracy. Per situazioni speciali abbiamo bicromatici MCA-2C e fibra ottica MCA-FOT.
Ogni pirometro fornito è accompagnato da certificato di taratura con sorgente corpo nero di riferimento. Gestiamo ricalibrazione periodica in laboratorio o presso il cliente, e per estrusori e laminatoi con flotte multiple offriamo un piano di manutenzione termica calendarizzato per non lasciare gli strumenti in deriva.
L'output 4-20 mA e RS-485 dei pirometri MCA si integra direttamente con i PLC di controllo presse di estrusione, laminatoi e linee di tempra. Forniamo documentazione tecnica, registri Modbus e supporto in fase di messa in servizio per integrazione SCADA. Tutto in italiano e con interlocutore tecnico diretto.
Inviaci una descrizione del processo: lega (1xxx, 2xxx, 5xxx, 6xxx, 7xxx, ecc.), fase del processo (estrusione/fonderia/laminazione/tempra/forgia), range di temperatura attesa, geometria del bersaglio e distanza dal punto di installazione, eventuali vincoli di integrazione con PLC esistenti. Rispondiamo con la configurazione consigliata tra MCA-IRT-8, MCA-IRT-W-2600, MCA-2C e MCA-FOT.
L'alluminio è un metallo brillante con emissività molto bassa (0,05-0,20 nella banda visibile e infrarosso vicino), il che significa che emette poca radiazione termica anche quando è caldo. Inoltre l'emissività varia con la finitura superficiale, lo strato di ossido naturale, l'angolo di vista e la temperatura stessa. L'acciaio quando ossidato a caldo ha invece ε stabile attorno a 0,80-0,90. Misurare l'alluminio richiede banda spettrale corta (1-1,7 µm o 2460 nm) e algoritmi di compensazione dedicati: con banda lunga 8-14 µm l'errore può superare i 100°C anche su strumenti di alta qualità.
Per l'estrusione (uscita pressa, range tipico 400-550°C in funzione della lega e del profilo) si usa MCA-IRT-8H1 in banda 1-1,7 µm con D:S 300:1 e response time 5 ms. Il profilo si muove rapidamente, ha forma irregolare e spesso è cavo: il pirometro deve essere veloce e con spot piccolo. Per applicazioni dove serve precisione su pochi gradi (controllo automatico velocità pressa, leghe critiche) si valuta MCA-IRT-W-2600 con accuratezza 0,15% delle letture.
L'alluminio fuso e in colata (650-850°C in funzione della lega) si misura con banda 2,2-2,5 µm. Il modello dedicato è MCA-IRT-W-2600 (2460 nm), progettato espressamente per metalli brillanti come alluminio, magnesio e leghe leggere: accuratezza ±3°C, response time 1,5 ms, ottimizzato per la bassa emissività con compensazione dedicata. In alternativa MCA-IRT-8H1 in banda 1-1,7 µm con calibrazione specifica del materiale.
Tecnicamente sì, praticamente no. Sull'alluminio brillante la banda 8-14 µm dà letture molto inferiori al reale (anche 50-150°C di errore a 500°C) e instabili al variare della finitura superficiale. Il problema non è risolto con la sola correzione di emissività: un piccolo errore di ε in banda lunga produce errori grandissimi sulla temperatura calcolata. La regola è: alluminio = banda corta, sempre. Solo per alluminio molto ossidato (vecchi pani, scorie) la banda lunga diventa accettabile, e comunque mai ideale.
I profili in alluminio sono spesso cavi e di forma irregolare: il target effettivo del pirometro è ridotto e parte dello spot può vedere lo sfondo o l'interno del profilo. La risposta tecnica è doppia: scegliere un pirometro con D:S elevato (300:1) per ridurre lo spot effettivo, e posizionare lo strumento perpendicolarmente alla faccia esterna piena del profilo (non sull'asse di estrusione, dove il profilo è visto in scorcio). Per profili molto piccoli o complessi si valuta MCA-2C bicromatico, che tollera meglio il riempimento parziale del campo visivo.
I trattamenti di tempra di soluzione T4 e T6 su leghe della serie 6000 e 7000 (estrusi e laminati) si lavorano tra 450 e 550°C in forno e poi raffreddamento rapido in acqua o aria forzata. La misura della temperatura del materiale al momento del quenching è critica per le proprietà meccaniche finali. Si usa MCA-IRT-8H1 (200-800°C) in banda 1-1,7 µm con response time 5 ms per tracciare il bersaglio durante il passaggio in vasca.
Sì. L'alluminio brillante riflette la radiazione solare e la luce di lampade industriali ad alta intensità (specialmente quelle al sodio o agli alogenuri). Una parte di questa radiazione riflessa entra nel campo visivo del pirometro e viene interpretata come emissione termica del bersaglio, generando letture artificialmente più alte. Le contromisure sono: schermare il pirometro dalla luce diretta, usare bande spettrali fuori dallo spettro solare significativo (la banda 2460 nm di MCA-IRT-W-2600 è ottimale), montare un cannone di vista che riduce l'angolo solido visto.
Sì, ed è l'applicazione più importante. La temperatura di uscita del profilo dipende dalla velocità di estrusione e dalla temperatura della billetta in ingresso. Il pirometro fornisce il feedback in tempo reale per regolare automaticamente la velocità della pressa e mantenere la temperatura nella finestra di processo ottimale per la lega. MCA-IRT-8 ha uscita analogica 4-20 mA per il PLC, RS-485 bidirezionale per integrazione SCADA e response time 5 ms compatibile con il controllo in retroazione di una pressa di estrusione.
MCA fornisce pirometri per industria dell'alluminio con supporto tecnico applicativo, calibrazione tracciabile e assistenza in Lombardia, Veneto, Piemonte, Emilia-Romagna, Friuli-Venezia Giulia, Bergamo, Brescia e su tutto il territorio italiano. Lavoriamo con estrusori, laminatoi, fonderie, OEM costruttori di linee di trattamento termico per alluminio e fornitori di sistemi di controllo automatico delle presse di estrusione.