Aplicaciones
Tratamiento térmico: la tecnología clave para un rendimiento superior
Los hornos de tratamiento térmico son instalaciones industriales fundamentales que se utilizan en una amplia gama de sectores: desde los más exigentes, como el automovilístico y el aeroespacial, hasta las aplicaciones más comunes en mecánica de precisión y en la producción de herramientas. Estas instalaciones desempeñan un papel crucial en la transformación de los materiales metálicos. A través de ciclos controlados de calentamiento y enfriamiento, el metal modifica su estructura interna, adquiriendo las propiedades mecánicas y físicas necesarias para garantizar un alto rendimiento, fiabilidad y durabilidad.
Necesidades:
Control de la temperatura del proceso térmico
Para saber más
Registro digital de las variables del proceso
Para saber más
Umbral de seguridad de alta temperatura del horno
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Control de cargas eléctricas de calentamiento
Para saber más
Medición de la temperatura del proceso térmico
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Necesidad:
Control de la temperatura del proceso térmico
La temperatura es la variable más crítica en el tratamiento térmico de los metales.
Un control preciso y repetible es esencial para garantizar una producción constante y de calidad. Esto es especialmente importante en los sectores aeroespacial y aeronáutico, donde la precisión debe cumplir normativas como AMS2750 y CQI-9.
En los hornos continuos, el sistema de control de la temperatura está formado por una serie de reguladores PID, que deben gestionar con precisión las distintas zonas del horno. De este modo, se garantiza el cumplimiento del perfil térmico exigido por las especificaciones metalúrgicas del producto acabado y, en consecuencia, la conformidad del producto final.
Solución:
El regulador 1850 es la solución ideal para un control preciso y fiable de la temperatura del horno. Gracias a un algoritmo de regulación altamente eficiente, garantiza el cumplimiento de las especificaciones térmicas requeridas por los materiales tratados. Certificado según las normas AMS2750 para el sector aeroespacial y CQI-9 para el sector automovilístico, el regulador 1850 es adecuado para estas aplicaciones que requieren un alto nivel de precisión en el control térmico.
Características principales:
- Salidas de control para SSR y válvulas motorizadas;
- Interfaz LCD en color;
- Conectividad Ethernet y serie (maestro/esclavo);
- Mensajes de diagnóstico multilingües;
- Funciones lógicas y matemáticas.
Necesidad:
Registro digital de las variables del proceso
El registro de las temperaturas durante los tratamientos térmicos es esencial para garantizar la calidad y la seguridad de los materiales tratados. La supervisión y documentación precisas de los parámetros térmicos garantizan que el ciclo de tratamiento cumpla con las especificaciones requeridas, evitando defectos y variaciones en el producto final.
Además, el registro de la temperatura es un requisito fundamental para cumplir con las normativas y estándares del sector, como AMS2750 y CQI-9, especialmente estrictos en los sectores aeroespacial y automovilístico. Este proceso también permite realizar un seguimiento de cada lote de producción, garantizando la total fiabilidad del proceso de producción.
Solución:
La propuesta de Gefran para el registro de las variables de temperatura es el regulador multifunción 3850T, un dispositivo que integra en su interior diversas funciones, entre las que se encuentra una eficiente función de registrador de datos que cumple con las especificaciones ASM2750 y CQI-9. Esta función, asociada al reloj en tiempo real, es capaz de almacenar datos de proceso, señales digitales de entrada/salida y estados de alarma.
Características principales:
- Interfaz gráfica con pantalla táctil;
- Almacenamiento en formato abierto o cifrado;
- Exportación de archivos locales o a través de la red Ethernet;
- Exportación de datos en formato CSV o PDF;
- Conexión remota VNC.
Necesidad:
Umbral de seguridad de alta temperatura del horno
Para proteger la instalación y garantizar la seguridad de los operadores en caso de sobrecalentamiento, es necesario adoptar dispositivos adecuados, denominados umbrales de seguridad.
Un exceso de calor puede comprometer la integridad del horno, dañando resistencias, sensores y revestimientos refractarios, con riesgo de incendios, explosiones o averías mecánicas. En caso de mal funcionamiento del sistema primario y de superación del umbral establecido, el sistema de seguridad interviene automáticamente activando alarmas y apagando la instalación, evitando daños y protegiendo al personal.
En el mercado estadounidense, la normativa Factory Mutual (FM) exige dispositivos certificados que garanticen el correcto funcionamiento en caso de que se supere la temperatura permitida.
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Solución:
Los indicadores de seguridad 650L (formato 48×48) y 1250L (48×96), certificados por Factory Mutual (FM), son dispositivos diseñados para detectar sobrecalentamientos en los procesos industriales de calentamiento y activar una señal que pone la instalación en seguridad.
Para facilitar su instalación y uso, se suministran con una configuración de fábrica lista para su uso, que incluye la función de memoria retentiva de la alarma, que requiere el reconocimiento por parte del operador. El reconocimiento puede realizarse mediante un botón frontal específico (R rojo), una entrada digital opcional o una línea serie. La pantalla LCD muestra mensajes claros que guían al operador en la identificación del estado de la instalación, lo que hace que la intervención sea sencilla e inmediata.
Características principales:
- Certificación Factory Mutual (FM) para su uso como indicador de seguridad en procesos de calentamiento;
- Formatos estándar industriales: 48×48 (650L) y 48×96 (1250L);
- Función de alarma retentiva con reconocimiento del operador;
- Pantalla LCD de alta legibilidad;
- Configuración de fábrica lista para usar;
- Adquisición de alarma mediante botón frontal, entrada digital o línea serie.
Necesidad:
Control de cargas eléctricas de calentamiento
En la calefacción eléctrica industrial, la gestión de la potencia es fundamental para garantizar la uniformidad de la temperatura, la eficiencia energética y la continuidad operativa. Las aplicaciones requieren sistemas capaces de adaptarse a diferentes tipos de cargas, desde resistencias lineales hasta transformadores, manteniendo la estabilidad incluso en presencia de variaciones en el proceso. Para satisfacer estas necesidades, se necesitan soluciones que ofrezcan flexibilidad de configuración, diagnósticos avanzados para el mantenimiento predictivo y compatibilidad con los protocolos de comunicación más recientes.
Una integración eficaz de las E/S permite la gestión de las señales, desde la retransmisión de los comandos hasta la supervisión de las variables del proceso.
Por último, la necesidad de instalaciones en espacios reducidos hace indispensables los sistemas compactos y robustos, capaces de garantizar la seguridad, la eficiencia y la reducción de las paradas de la planta.
En el calentamiento eléctrico, para garantizar temperaturas de tratamiento superiores a 1000 °C, Gefran propone los controladores de potencia dela serie GRC, dispositivos inteligentes que gestionan la potencia eléctrica con precisión y eficiencia.
Características principales:
- Corrientes de 25 a 150 A;
- Configuraciones monofásicas, bifásicas y trifásicas;
- Modos de control configurables;
- Diagnóstico integrado;
- Conectividad fieldbus.
Necesidad:
Medición de la temperatura del proceso térmico
La temperatura es la variable más crítica en los procesos de tratamiento térmico. Un control preciso es esencial para garantizar las propiedades mecánicas requeridas, la repetibilidad del proceso, el cumplimiento de los estándares de calidad y la seguridad operativa. Las sondas de temperatura deben funcionar en entornos con altas temperaturas, garantizando una medición estable y continua. Es fundamental la funda que protege el elemento sensible, normalmente termopares, que, además de resistir las altas temperaturas, debe soportar la acción de las atmósferas de proceso presentes en el horno, como en el caso de la nitruración. Por ello, es necesario elegir un material de revestimiento adecuado, capaz de garantizar fiabilidad y una larga duración en el tiempo.
Solución:
Las sondas de temperatura de las series TC6M, equipadas con un elemento sensible de termopar, representan una solución ideal para aplicaciones de tratamiento térmico con temperaturas de hasta 1000 °C. La posibilidad de elegir el tipo de termopar, el rango de medición, la longitud de instalación y el material de la funda permite una gran versatilidad de uso. Por ejemplo, una funda de acero AISI 316 es adecuada para temperaturas medias en atmósferas no agresivas, mientras que la aleación INCONEL 600 (a base de níquel-cromo-hierro) es más adecuada para altas temperaturas en entornos agresivos, gracias a su resistencia a los gases reactivos.
Características principales:
- Mide temperaturas de hasta 1000 °C con elemento sensible de termopar;
- Funda en AISI 316 o INCONEL 600 para resistir diferentes entornos y temperaturas;
- Fiabilidad y estabilidad de medición incluso en condiciones térmicas extremas.
El principio de funcionamiento
Cuando se habla de tratamientos térmicos, los hornos continuos representan la solución más extendida y apreciada por su alta productividad, especialmente en el tratamiento de grandes volúmenes. En estas instalaciones, las piezas se mueven a través de la cámara de calentamiento en un flujo continuo. Los hornos continuos están formados por un túnel aislado, dividido en varias zonas de calentamiento independientes, y por un sistema de transporte —de cinta o de empuje— que permite el paso del material por el interior de su estructura, garantizando un proceso de tratamiento térmico ininterrumpido y eficiente. Con temperaturas que pueden alcanzar los 1000 °C, los hornos continuos son ideales para una amplia gama de tratamientos térmicos, como temple, recocido, revenido y normalización.
Cada proceso se gestiona según un perfil térmico preciso, que se obtiene mediante el paso del material por diferentes zonas de temperatura controladas individualmente, una característica fundamental para conseguir las propiedades metalúrgicas deseadas.
Necesidades y tecnología
En el tratamiento térmico, la temperatura es el parámetro más crítico: debe gestionarse con absoluta precisión y estabilidad constante para garantizar resultados fiables y conformes con los más altos estándares.
Por este motivo, las instalaciones modernas confían en reguladores PID avanzados, equipados con algoritmos optimizados y funciones de autotuning, que simplifican la gestión y garantizan un control intuitivo y eficiente de todo el proceso.
El calentamiento puede realizarse mediante resistencias eléctricas o quemadores de gas: en el primer caso, el regulador se comunica con controladores electrónicos de potencia, que modulan la energía térmica con extrema precisión; en el segundo, gestiona directamente las válvulas de gas, garantizando la capacidad de respuesta y la seguridad. Además del control, también es fundamental registrar y supervisar la evolución de la temperatura, especialmente en sectores altamente especializados como e laeroespacial y el aeronáutico, donde la trazabilidad del proceso es esencial para certificar la calidad y cumplir con las normativas más estrictas.
Por último, para proteger la instalación y garantizar la seguridad de los operadores, es indispensable integrar dispositivos de protección específicos, como umbrales de seguridad contra sobrecalentamientos, que intervienen rápidamente para evitar situaciones críticas.
