En el proceso de fabricación de acero, la medición de la temperatura es fundamental para cualquier decisión importante. En esencia, desde que las materias primas se entregan a un horno de coque hasta que reciben su recubrimiento final (galvanizado), el control de la temperatura determina la calidad del producto, la eficiencia operativa y la seguridad en la planta. Como resultado, los pirómetros infrarrojos sin contacto están ganando popularidad como el método de referencia para obtener datos de temperatura precisos e instantáneos en procesos que perjudican otros métodos de detección de temperatura.
Las condiciones durante la fabricación de acero plantean desafíos para los instrumentos de medición tradicionales debido a las temperaturas extremadamente altas (superiores a 2500 °C), la rápida rotación del material, la rápida oxidación de la superficie del acero, así como el alto nivel de polvo, humo y ruido eléctrico del proceso de producción. Los pirómetros permiten una monitorización continua sin interferir con la producción normal.
¿Cómo funciona la tecnología del pirómetro?
La función de un pirómetro es medir la radiación infrarroja emitida por materiales calientes. Al convertir esta energía en un valor de temperatura, proporciona datos de temperatura. Un pirómetro monocromático mide la radiación en una longitud de onda específica. Por lo tanto, es más eficaz cuando se utiliza contra objetivos con emisividad estable y trayectorias ópticas claras.
Los pirómetros de relación o bicolores detectan la radiación emitida por un objeto en dos longitudes de onda. También corrigen cualquier cambio en la emisividad, cualquier obstrucción en la visión del objeto y cualquier cambio en la trayectoria óptica (debido al aire) entre el objeto y el pirómetro. Dado que la emisividad cambia constantemente en función de la temperatura y las condiciones de la superficie, este tipo de pirómetro es especialmente útil para monitorear procesos de metal fundido.
Un pirómetro de fibra óptica funciona de forma diferente a un pirómetro bicolor o de relación. En los pirómetros de fibra óptica, el cabezal de medición se encuentra alejado de la electrónica de procesamiento mediante fibras ópticas. Esto protege los delicados componentes electrónicos del calor extremo y las interferencias electromagnéticas. El tiempo de respuesta de los pirómetros de fibra óptica varía; algunos tienen una respuesta rápida de alrededor de 2 milisegundos en aplicaciones de alta velocidad, mientras que otros tienen tiempos de respuesta más lentos, de varios cientos de milisegundos, cuando se utilizan para recopilar datos para la monitorización estable de procesos.
Proceso de fabricación de acero
La producción de acero sigue un proceso complejo en el que el mineral de hierro extraído de la tierra se procesa mediante tres procesos distintos: refinación, fundición y procesamiento, que dan como resultado la fabricación de productos de acero terminados. En primer lugar, la fabricación de hierro produce hierro fundido a partir del mineral; en segundo lugar, durante el proceso de fabricación del acero, se eliminan las impurezas y se controla la composición química. Finalmente, la fundición y el laminado producen el acero terminado que cumple con los requisitos de tamaño, resistencia y propiedades mecánicas, entre otros.
Aplicaciones primarias de fabricación de hierro
Control de carbonización del horno de coque
Los hornos de coque convierten el carbón metalúrgico en coque a 900-1100 °C en ciclos de 14 a 18 horas. La uniformidad de la temperatura afecta la calidad del coque y el consumo de energía: una temperatura demasiado baja produce coque débil con alto contenido de volátiles, y una temperatura demasiado alta desperdicia combustible y daña los refractarios. La serie Tempsens P450 ofrece un monitoreo robusto compatible con camisas de refrigeración, que abarca rangos de 600 a 3000 °C para un control completo del ciclo.
Perfilado de temperatura del proceso de sinterización
Las plantas de sinterización agregan finos de mineral de hierro a temperaturas máximas de 1300-1400 °C. La distribución de la temperatura determina la resistencia del producto y el consumo de energía. Los modelos de fibra óptica bicolor Tempsen A450c/A450C+ FOPL y A450C FOPL manejan niveles extremos de polvo con cabezales de gran angular que escanean amplias áreas del lecho, mientras que los componentes electrónicos permanecen protegidos remotamente.
Monitoreo de la cúpula de la estufa de aire caliente
Durante el funcionamiento de las estufas regenerativas, la temperatura del aire caliente alcanza los 1300-1400 °C en un entorno de combustión polvoriento. El monitoreo de la cúpula de área amplia evita el deterioro de los refractarios por calor excesivo, manteniendo al mismo tiempo una temperatura adecuada en el aire caliente. Los pirómetros Tempsens A450C+ permiten la medición remota de la temperatura sin refrigeración por agua; capturan la distribución espacial de la temperatura en grandes superficies.
Temperatura del orificio de colada del alto horno
El hierro fundido a 1450-1550 °C fluye a través de los orificios de colada con baja emisividad, en medio de polvo, humo y llamas. La precisión de la medición optimiza los programas de colada y la separación de escoria. El pirómetro bicolor Tempsens A450C+ penetra las interferencias con una óptica de punto pequeño y una mira a través de la lente, enfocando con precisión el flujo de metal.
Fabricación secundaria de acero y refinación
Temperatura básica de la cuchara del horno de oxígeno
La sangría de cucharas BOF requiere mediciones rápidas a 1600-1680 °C con una precisión de ±3 °C para la toma de decisiones sobre el soplado de oxígeno y la adición de aleación. La alta concentración de polvo y llamas dificulta la medición. El FOPL Tempsens A450C+/A450C con software y detector de picos captura automáticamente la temperatura de cada cuchara, filtrando las interferencias y proporcionando camisas de refrigeración y una pantalla OLED para la configuración in situ.
Operaciones de colada continua
Control de temperatura de artesa y hebra: La colada continua controla la temperatura de la artesa (1450-1550 °C), la salida del molde y la zona de enfriamiento secundario (800-1000 °C) para controlar eficazmente el crecimiento de la cáscara y mitigar las roturas. El Tempsens A450C utiliza tecnología de fibra óptica bicolor que garantiza estabilidad tanto en condiciones de vapor como de incrustaciones. Además, cuenta con tubos de observación con punta de cerámica y óptica refrigerada por aire para proteger la óptica de daños causados por interferencias electromagnéticas en la electrónica.
Operaciones de laminación en caliente
Temperatura del horno de recalentamiento y laminación: Los hornos de recalentamiento calientan las palanquillas a 1100-1250 °C para un laminado uniforme. Durante el laminado a velocidades de hasta 20 m/s, las capas de cascarilla dificultan la medición. Las series Tempsens A250/A250+ utilizan un detector de picos y una óptica de punto pequeño para penetrar la cascarilla, con registro de datos con precisión de milisegundos y pantallas OLED que permiten la correlación de los parámetros del laminador en tiempo real.
Proceso de tratamiento termomecánico (TMT)
Las barras TMT requieren gradientes precisos de superficie a núcleo (900 °C en la superficie y 1000-1050 °C en el núcleo) antes del temple para desarrollar bordes martensíticos. Las series Tempsens A250/A250+ y A450/A450+ ofrecen una precisión de ±0,31 TP3T con una respuesta de 2 milisegundos, además de orientación láser y salidas analógicas/digitales (4-20 mA, RS-485) para el control del temple en bucle cerrado.
Temperatura del molino de alambre y varilla
El alambre y la varilla se mueven a velocidades de 10-100 m/s con una rápida pérdida de calor debido a la alta relación superficie-volumen. Las altas temperaturas ambientales cerca de las cajas de laminación dificultan la supervivencia de los sensores. El pirómetro de fibra óptica Tempsens A250 FOPL ofrece una respuesta de 2 milisegundos con tamaños de punto de hasta 1 mm, posicionando la electrónica de forma remota y eliminando las interferencias electromagnéticas.
Tratamiento térmico y acabado
Control de temperatura del horno de recocido: Los procesos de recocido a 650-850 °C requieren una uniformidad de ±5 °C en el ancho de las bobinas o flejes para garantizar la consistencia del tamaño del grano y las propiedades mecánicas en operaciones discontinuas, continuas, de normalización y de alivio de tensiones. Tempsens A250/A250+ ofrece mediciones precisas en atmósferas oxidantes con camisas de refrigeración y ventanas de cuarzo, lo que permite la instalación de varias unidades para el perfilado de temperatura a lo ancho.
Líneas de galvanización
La medición de baja temperatura en superficies metálicas no oxidadas requiere instrumentos especializados. El Tempsens A150 es ideal para superficies de baja emisividad, garantizando la apariencia final, la calidad del recubrimiento y una mayor velocidad de línea.
Por qué las plantas de acero confían en los pirómetros Tempsens
Los pirómetros Tempsens ofrecen ventajas líderes en la industria:
- Alta precisión entre 600 °C y 3000 °C.
- Tecnología de fibra óptica para zonas con alta incidencia EMI.
- Tiempo de respuesta rápido para mover acero.
- Diseño espectral de banda estrecha para metales.-
- Capacidad de supervivencia a altas temperaturas.
- Rendimiento estable en entornos polvorientos, con humo y alta radiación.
- Integración perfecta con los sistemas de control de planta (4–20 mA, RS485, Modbus, Ethernet).
Beneficios estratégicos para los productores de acero
- Reducción de desechos y reprocesamiento
- Propiedades mecánicas mejoradas y consistencia metalúrgica.
- Consumo energético optimizado en hornos
- Mayor vida útil del refractario y del equipo
- Manipulación más segura a altas temperaturas
- Mayor rendimiento mediante monitoreo continuo
- En la fabricación de acero, el control de temperatura es control de calidad, y Tempsens está diseñado para ambos.
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La gente también pregunta
¿Cuál es el propósito de un pirómetro?
Para medir altas temperaturas sin contacto físico mediante detección de radiación infrarroja.
¿Qué es un pirómetro de 3 colores?
Un pirómetro infrarrojo de longitud de onda múltiple que se ajusta a la variación de emisividad y proporciona mediciones extremadamente estables para acero fundido.
