Industria

Instrumentación y medición para acería y metalurgia

Instrumentación de medición, caudal e inspección para alta temperatura en hornos y líneas de laminación y acabado.

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Qué debe medir este sector

Una acería se organiza en torno a la temperatura y al movimiento. El metal se funde, se cuela, se lamina y se acaba, y en cada etapa las mediciones que más importan son a qué temperatura está y cuánto está pasando. Casi todo lo demás en la instrumentación se deriva de esas dos, y el entorno que crean —calor radiante, cascarilla, polvo, agua y vibración fuerte— es lo que hace que especificar para una acería sea distinto de especificar para un taller mecánico general.

El segundo rasgo distintivo es que el producto se inspecciona además de medirse. La verificación dimensional, la comprobación de dureza, la medición de espesor de recubrimiento y los ensayos no destructivos en soldaduras y piezas coladas son rutina al final del proceso, y se compran contra normas citadas por su nombre y no contra una preferencia. Una planta que mide la temperatura de maravilla y no puede demostrar el calibre de la banda ha resuelto solo la mitad de su problema.

El acceso para el mantenimiento conforma el resto. Los instrumentos en la acería y en la mesa de salida están expuestos a condiciones que destruirían una instalación estándar, y poder sustituir un sensor sin una parada larga merece pagarse. Por eso aparecen con tanta constancia en este sector los transmisores montados a distancia, la medición de temperatura sin contacto y los componentes de desgaste reemplazables: la instalación se diseña para que el instrumento pueda mantenerse mientras la planta sigue funcionando.

Dónde se sitúan los instrumentos

Siderurgia y acería

Horno alto, convertidor de oxígeno y hornos de arco eléctrico. Se miden temperatura, análisis de gas, caudal y presión en un entorno de calor radiante, polvo y manejo de metal fundido, y los instrumentos se montan con frecuencia a distancia para protegerlos.

Colada

Colada continua y en lingotera. La temperatura del metal y del molde, el caudal de agua de refrigeración secundaria y el nivel en la artesa y en el molde son los servicios recurrentes, y la velocidad de colada los acopla entre sí.

Laminación y conformado

Laminación en caliente y en frío y las líneas de conformado que siguen. Dominan la temperatura, el calibre, la velocidad y la tensión, y la medición de la propia banda es normalmente sin contacto.

Acabado, ensayos y expedición

Decapado, recubrimiento, corte longitudinal, corte e inspección. Aquí tienen lugar la verificación dimensional, el espesor de recubrimiento, la dureza y los ensayos no destructivos, y los registros que generan viajan con el producto.

Instrumentación utilizada en este sector

MagnitudQué se mide en este sectorInstrumentos que se especifican habitualmente
Temperatura Metal fundido, atmósfera del horno, material en laminación, agua de refrigeración y superficie acabadaMedición sin contacto por infrarrojos y con pirómetro para los servicios calientes y en movimiento, termopares para el horno y para gas, y RTD cuando se busca una lectura estable de agua o de proceso
Caudal Agua de refrigeración, refrigeración secundaria, sistemas hidráulicos, gas y vaporCaudalímetros electromagnéticos y ultrasónicos para circuitos de agua, montajes de vórtice o de presión diferencial para gas y vapor, y caudalímetros elegidos por fiabilidad donde un fallo de refrigeración tiene consecuencias
Presión Presión de horno y de gas, sistemas hidráulicos y neumáticos, y diferencial en filtrosTransmisores montados a distancia sobre tomas de impulso para mantener la electrónica fuera del calor, con las líneas dispuestas de modo que ni se obstruyan ni se congelen
Nivel Nivel de horno y de cuchara, tratamiento de agua, cámaras de recogida y depósitos hidráulicosMedición sin contacto cuando el medio está fundido o caliente, transmisores hidrostáticos cuando el recipiente es sencillo, e interruptores para la protección de nivel alto
Análisis de gas Atmósfera del horno, control de combustión y supervisión de seguridad para monóxido de carbono y gas combustibleAnalizadores de proceso y detectores fijos situados donde la muestra sea representativa y el analizador pueda mantenerse, con un acondicionamiento de muestra ajustado al polvo y a la temperatura
Ensayos dimensionales y de material Calibre y perfil de la banda, espesor de recubrimiento, dureza e integridad de soldadurasMedición de calibre sin contacto en la línea, y equipos de dureza, de espesor de recubrimiento y de ensayos no destructivos en el extremo de acabado y expedición

El montaje a distancia y las piezas de desgaste reemplazables son con frecuencia la diferencia entre una instalación que sobrevive a la acería y otra que hay que rehacer en cada parada.

Cómo especificar una acería

  1. La temperatura ambiente en la instalación y no la temperatura del proceso, porque la envolvente de la electrónica suele fallar primero, y el montaje a distancia sobre una toma de impulso resuelve más problemas de estos que una envolvente de mayor grado de protección.
  2. La medición sin contacto cuando el producto está caliente o en movimiento. La medición por infrarrojos y con pirómetro evita el contacto con la banda o el palanquín, y la emisividad de la superficie junto con la cascarilla o el agua que pueda haber sobre ella forma parte del requisito.
  3. Los circuitos de agua de refrigeración como sistemas de protección. Una medición de caudal o de temperatura allí protege equipos que valen mucho más que el instrumento, así que la fiabilidad y una indicación clara de fallo importan más que la precisión.
  4. La cascarilla, el polvo y el agua sobre la superficie que se mide, porque alteran tanto las lecturas ópticas como las de contacto y son una condición normal en un tren de laminación y no una excepción.
  5. Si la medición es para control o para el registro de calidad, porque las mediciones de aceptación llevan requisitos de calibración y de documentación que las lecturas de control no llevan.
  6. La obligación de inspección sobre el producto acabado, incluida la norma que tienen que cumplir los ensayos dimensionales y de material y la forma del registro que viaja con el producto.
  7. El acceso para el mantenimiento, porque un sensor que exige una parada larga para sustituirlo no se sustituirá en plazo, y la medición derivará o fallará sin que nadie lo note entre paradas.
  8. La vibración y el impacto en el punto de medición, que deciden entre una instalación permanente y un instrumento portátil e influyen en cómo se monta el sensor.

Normas y homologaciones que pueden aplicarse

  • Las normas de material y de producto aplicadas al acero acabado, que rigen los requisitos de inspección y de ensayo y no los instrumentos en sí.
  • Las normas de aceptación de ensayos no destructivos para soldaduras, piezas coladas y componentes en servicio, donde la norma nombra el método y el nivel de aceptación.
  • Las obligaciones de supervisión de gas y de emisiones para hornos e instalaciones de combustión, donde un valor medido se reporta a una autoridad.
  • Las normas mecánicas y eléctricas que el emplazamiento aplica a equipos rotativos pesados y de alta tensión.
  • Describimos lo que una instalación puede tener que cumplir. No afirmamos que se tenga una aprobación para un producto salvo que el certificado nos haya sido facilitado, y cuando no lo ha sido, la página de producto lo dice.

Aplicaciones en este sector

Preguntas frecuentes

Preguntas de aprovisionamiento sobre Acero y metalurgia

Las preguntas que surgen en este sector antes de un pedido. Si la suya no está aquí, envíela junto con la aplicación y la responderemos junto con la cotización.

¿Cómo se mide la temperatura del metal fundido?

Normalmente sin contacto, porque nada puede introducirse en el metal de forma repetida sin consumirse. La medición por infrarrojos y con pirómetro encaja con los servicios calientes y en movimiento, mientras que la medición por inmersión se usa cuando la exactitud justifica el consumible. Con un método sin contacto el estado de la superficie importa: la emisividad, la escoria sobre la superficie y la presencia de humos afectan a la lectura, y esas condiciones forman parte de la consulta.

¿Qué hace que una lectura de temperatura sea errónea en banda caliente?

Casi siempre la superficie y no el instrumento. La emisividad cambia con la aleación, la oxidación y la rugosidad, la cascarilla y el agua sobre la superficie cambian lo que ve el sensor, y una lectura tomada a través de vapor o de humos está midiendo el vapor. Por eso la posición de montaje se elige buscando una línea de visión despejada y por eso el material y el estado de la superficie forman parte de la especificación y no son un añadido de última hora.

¿Por qué se trata el caudal de agua de refrigeración como una medición de protección?

Porque los circuitos a los que sirve protegen equipos cuyo valor es órdenes de magnitud mayor que el del instrumento. Una medición de caudal en un circuito de refrigeración de horno o en una caja de laminación existe para detectar una pérdida de refrigeración antes de que se produzca el daño, lo que pone el acento en la fiabilidad y en una señal clara de fallo y no en la exactitud. Una medición que falla sin indicar que ha fallado es peor que no tener ninguna.

¿Qué equipos de ensayo necesita una acería?

Se deduce de la norma de producto y no de una lista general. La medición dimensional y de calibre, el espesor de recubrimiento, los ensayos de dureza y la inspección no destructiva de soldaduras y piezas coladas son los requisitos recurrentes, y cada uno se compra contra el método que nombra la norma. Envíe la norma de producto y el nivel de aceptación, y de ahí se deduce el equipo, y no de un catálogo.

¿Cómo debe instalarse un transmisor de presión cerca de un horno?

A distancia, con una toma de impulso que lleva la presión a un instrumento montado donde la temperatura ambiente sea soportable. Eso resuelve el problema del calor y hace que el transmisor pueda mantenerse sin entrar en la zona caliente, pero introduce sus propios requisitos: la línea tiene que disponerse de modo que no se obstruya con condensado o con cascarilla y que no pueda congelarse. El grado de protección del transmisor pasa entonces a importar mucho menos que la instalación.

¿Qué debería incluir una consulta de acería?

La etapa del proceso y la medición, el medio y su temperatura, las condiciones ambientales donde se instalará el instrumento, si la lectura es para control o para un registro de calidad, la norma de material o de conexión que utiliza la planta y cualquier norma de inspección que el producto tenga que cumplir. En este sector las condiciones ambientales importan tanto como las del proceso, y son el detalle que más a menudo se omite.

Productos publicados

Instrumentos disponibles para este sector

Un calibrador digital de acero inoxidable con las mordazas abiertas, un visualizador grande de cristal líquido que muestra una lectura en milímetros, y un rodillo para el pulgar y teclas de función en el cursor

Calibradores digitales

Calibrador digital con vernier

Calibrador digital con vernier en rangos de 150, 200 y 300 mm, con visualizador de 0,01 mm, conmutación entre métrico y pulgadas, cero en cualquier posición y una versión estanca IP54 para trabajo húmedo o con polvo.

Rango
De 0 a 150 mm, de 0 a 200 mm y de 0 a 300 mm
Resolución
0,01 mm, mostrados directamente
Exactitud
Se declara como más o menos 0,03 mm
Visualizador
Cristal líquido con retroiluminación LED; 1,5 pulgadas en la versión clásica y 2,2 pulgadas en la versión de pantalla grande
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Dos comparadores de cuadrante mecánicos uno junto al otro sobre una superficie lisa, el pequeño con esfera amarilla y un vástago de medición corto, y el grande con esfera blanca, un contador de vueltas y un vástago más largo

Comparadores de esfera

Comparador de cuadrante mecánico

Comparador de cuadrante y comparador de precisión mecánicos para medición comparativa, con graduaciones de 0,01 mm y 0,001 mm y diámetros de esfera de 42 a 80 mm.

Tipos
Un comparador de cuadrante mecánico que resuelve hasta 0,01 mm y un comparador de precisión que resuelve hasta 0,001 mm
Rangos del comparador de cuadrante
0 a 3, 0 a 5, 0 a 10, 0 a 20, 0 a 30 y 0 a 50 mm
Rangos del comparador de precisión
0 a 1, 0 a 3 y 0 a 5 mm
Graduación
0,01 mm en los comparadores de cuadrante y 0,001 mm en los comparadores de precisión
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Micrómetro exterior digital de 25-50 mm, con su varilla de ajuste de 25 mm, su llave y caras de medición de repuesto

Micrómetros

Micrómetro exterior

Micrómetros exteriores en dos clases: la digital, que lee hasta 0,001 mm, y la mecánica, de 0-25 a 225-250 mm, las dos con caras de medición de carburo y un tope de trinquete.

Resolución
0,001 mm en la clase digital / 0,01 mm en la mecánica
Tolerancia
±0,002 mm en la clase digital / ±0,02 mm en la mecánica
Rangos digitales
0-25, 25-50, 50-75, 75-100 mm
Rangos mecánicos
de 0-25 a 225-250 mm, en pasos de 25 mm
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Un microscopio metalográfico invertido en blanco y negro, con el cabezal trinocular de observación a la izquierda, el revólver de objetivos montado bajo una gran platina mecánica cuadrada, los mandos de enfoque macrométrico y micrométrico en el cuerpo y un iluminador de campo claro en la parte trasera

4XC (13 modelos) · Microscopios de laboratorio

Microscopio metalográfico

Microscopio metalográfico para el examen por luz reflejada de metales y otras muestras opacas, en soportes invertido y vertical, con objetivos de gran distancia de trabajo, salida trinocular para cámara y software de análisis de imagen opcional.

Estructuras
Invertida, en la que el objetivo queda por debajo de una platina que porta la muestra, y vertical, en la que el objetivo mira hacia abajo sobre ella
Cabezal de observación
Trinocular, inclinado 45 grados, con ajuste interpupilar de 48 a 75 mm, corrección de más o menos 5 dioptrías y un reparto 40:60 declarado entre los oculares y la salida para cámara
Oculares
Oculares planos de gran punto ocular y campo amplio, 10x, con un número de campo de 18, 20 o 22 mm según el modelo
Objetivos
Objetivos planos acromáticos de gran distancia de trabajo a 5x, 10x, 20x, 50x y 100x según el modelo, con un juego plano de gran distancia de trabajo declarado con aperturas numéricas de 0,13, 0,25, 0,40 y 0,65
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Medidor de rugosidad superficial portátil en una carcasa gris y negra apoyado en ángulo, con un visualizador retroiluminado en amarillo que marca 1,600 um sobre una línea Ra y una línea de longitud de muestreo, y seis teclas de control con una tecla START en rojo, teclas de flecha, una tecla ESC y una tecla de encendido

GH880 (2 modelos) · Medidores de rugosidad superficial

Medidor de rugosidad superficial portátil

Medidor de rugosidad superficial portátil que lee Ra y Rz con hasta 26 parámetros, ocho ediciones de norma integradas y cuatro sensores intercambiables para taladros, ranuras y superficies curvas.

Modelo
GH880 / TR100
Principio
Captador inductivo con palpador de diamante y patín
Rango de medición
Ra y Rq de 0,005 a 32 µm; Rz, Ry, Rt, Rp y Rm de 0,02 a 320 µm; rango del visualizador ±160 µm
Resolución
0,001 µm en el GH880; 0,01 µm en el TR100
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Medidor de espesores por ultrasonidos portátil en una carcasa negra apoyado sobre un bloque metálico mecanizado en un taller, con el visualizador marcando 0,94 mm y una línea de velocidad por encima, un teclado de doce teclas con ocho colores por debajo, una línea impresa con el nombre del producto y una mano con guante blanco sosteniendo la sonda contra el bloque

JITAI-510 (4 modelos) · Medidores de espesor por ultrasonidos

Medidor de espesores por ultrasonidos portátil

Medidor de espesores por ultrasonidos portátil que cubre de 0,8 a 600 mm, con variantes para medir a través del recubrimiento, para espesores muy finos y electromagnética, hasta 0,15 mm y con resolución de 0,001 mm.

Modelo
JITAI-510 / JITAI-515 / JITAI-512 / JITAI-514
Rango de medición
De 0,8 a 600 mm en el JITAI-510 según la sonda; de 1 a 300 mm en el modelo para medir a través del recubrimiento; de 0,15 a 300 mm en el modelo para espesores muy finos; de 0,75 a 160 mm en el modelo electromagnético
Resolución
0,01 mm en el JITAI-510, el 515 y el 514; 0,001 mm en el JITAI-512
Exactitud
±0,05 mm entre 0,8 y 10 mm y ±(0,01 + H/200) mm por encima de 10 mm en el JITAI-510, donde H es el espesor medido
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Detector digital de defectos por ultrasonidos en una carcasa gris claro con un visualizador grande que muestra una traza de exploración A sobre una rejilla de distancias, encima de un panel de datos que lista los valores de ganancia, paso, material, retardo, cero, modo de puerta, promedio y rechazo, con un mando giratorio y once teclas de control a la izquierda, y cinco teclas de función marcadas BASE, CAL, DAC, AVG y SYS en la parte inferior

KUT350 (4 modelos) · Equipos de ensayo por ultrasonidos

Detector digital de defectos por ultrasonidos

Detector digital de defectos por ultrasonidos con muestreo de 150 a 800 MHz, curvas DAC y AVG, 500 canales de inspección y almacenamiento en disco U en los modelos superiores, para inspección de soldaduras, forjas y chapas.

Modelo
KUT350 / KY880S / KY990S / KY9901PLUS
Frecuencia de muestreo
150 MHz / 200 MHz / 320 MHz / 800 MHz respectivamente
Rango de barrido
De 0 a 10000 mm en el KUT350; de 0 a 6000 mm en el KY880S; de 15 a 10000 mm en el KY990S; hasta 15000 mm en el KY9901PLUS
Velocidad del sonido
De 1000 a 15000 m/s en el KUT350 como cifra de la ficha, con 100 a 20000 m/s también impresos en la misma página; de 100 a 15000 m/s y de 100 a 20000 m/s en los modelos superiores
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Yugo portátil de inspección por partículas magnéticas con un cuerpo amarillo y negro y una pieza polar laminada plateada, y un cable de alimentación en espiral que va a un paquete de baterías negro rectangular y separado, de pie junto a él

KY-CJE220 Series (3 modelos) · Equipos de ensayo por partículas magnéticas

Yugo portátil de partículas magnéticas

Yugo portátil de inspección por partículas magnéticas con paquetes de alimentación de CA, CC y de inversor, iluminación blanca o ultravioleta y una separación de polos de 0 a 220 mm, con una unidad de banco para piezas pequeñas.

Modelo
Serie KY-CJE220, serie Y y la unidad de banco CDX-III
Separación de polos de magnetización
De 0 a 220 mm en la gama portátil; de 0 a 160 mm, de 0 a 255 mm, 100 mm y Φ120 mm entre las cuatro sondas de banco
Profundidad detectable
3 mm bajo la superficie solo con alimentación de CA; 5 mm en las variantes que llevan paquete de alimentación de CC o de inversor
Fuerza de elevación
CA 45 N o mejor en los yugos de alimentación directa; CA 69 N y CC 215 N en el modelo de inversor; el material también indica CA 69 N y CC 215 N para la serie Y
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Cuatro módulos aisladores de señal para carril DIN, estrechos y dispuestos uno al lado del otro, cada uno con bornes enchufables en la cara superior

M2 · Aisladores de señal

Aislador de señal para carril DIN

Aisladores y distribuidores de señal para carril DIN con aislamiento de 2000 V eficaces entre entrada, salida y alimentación, exactitud de transmisión de 0,1 % del fondo de escala y respuesta de 10 ms.

Aislamiento
2000 V eficaces durante 1 min, sin contorneo, entre entrada, salida y alimentación
Resistencia de aislamiento
100 MΩ mínimo a 500 V CC
Exactitud de transmisión
0,1 % del fondo de escala a 20 °C
Deriva térmica
0,0075 % del fondo de escala/°C
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Durómetro Leeb portátil en una carcasa negra sellada con un LCD de 128 por 64 que marca 46,6 HRC sobre una línea de material y un contador de mediciones, un teclado de doce teclas con teclas de colores y un cable amarillo en espiral hacia un dispositivo de impacto separado que se apoya sobre un bloque de ensayo cilíndrico a su lado

TH100 (4 modelos) · Durómetros

Durómetro Leeb portátil

Durómetro Leeb portátil que lee HL y convierte a HB, HRC, HRB, HRA, HV y HS con una tecla, con un dispositivo de impacto tipo D, medición en 360° y diez materiales memorizados.

Modelo
TH100 / TH110 / TH120 / TH140
Escalas de dureza
HL, HB, HRC, HRB, HRA, HV y HS, convertidas en el propio instrumento
Rango de medición
De 170 a 960 HLD, de 17,9 a 69,5 HRC, de 19 a 683 HB, de 80 a 1042 HV, de 30,6 a 102,6 HS
Dispositivo de impacto
Tipo D suministrado de serie; tipos DC, DL, D+15, C, G y E disponibles bajo pedido
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Medidor de espesor de recubrimiento de sonda separada en una carcasa negra con el cable entrando por la parte superior, un visualizador retroiluminado que marca 49,4 um por encima de una línea que muestra el tipo de sonda y el modo de medición puntual, y un teclado de doce teclas debajo con ocho teclas agrupadas en parejas de colores y una tecla redonda en el centro

TT220 (3 modelos) · Medidores de espesor de recubrimiento

Medidor de espesor de recubrimiento de doble principio

Medidor de espesor de recubrimiento magnético y por corrientes de Foucault, de 0 a 1250 µm sobre acero y aluminio, con identificación automática de la sonda, estadísticos, alarmas de límite y 500 lecturas almacenadas.

Modelo
TT220 / TT230 / TT260 y las series F y N de sonda separada
Principio de medición
Inducción magnética sobre sustratos ferromagnéticos y corrientes de Foucault sobre sustratos no férricos, seleccionadas automáticamente por la sonda montada
Rango de medición
De 0 a 1250 µm con la sonda F1 o N1 estándar; de 0 a 400 µm con F400; de 0 a 5000 µm con F5; de 0 a 10000 µm con F10; de 0 a 2000 µm en el TT220 integrado
Resolución
0,1 µm por debajo de 100 µm; 10 µm en la sonda de rango largo F10; 1 µm por encima de 100 µm en el modelo integrado
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