Grandi rendimenti a temperature persino più alte: automazione dell'ispezione termica a 900 °C

L'industria siderurgica gestisce temperature e ambienti estremi. La formatura delle billette di acciaio, utilizzate nell'edilizia in tutto il mondo, avviene a calore intenso nella seconda fase del processo di colata dell'acciaio. Dopo la colata dell'acciaio fuso nella forma all'interno del crogiolo a temperature roventi fino a 1.370 °C, le barre (o billette) devono essere lasciate raffreddare prima di essere ispezionate, il che significa che spesso trascorrono ore prima che possano essere controllate dopo la fusione.

Ciò può comportare costosi backup produttivi e richiede un'ispezione manuale molto laboriosa. O almeno così è stato prima che BcB Informatica y Control trovasse una soluzione. BcB Informatica y Control è una società spagnola di ingegneria e tecnologia che lavora nel monitoraggio delle condizioni in vari settori: da quello edile a quello industriale e della produzione energetica.

In qualità di integratore Teledyne FLIR dedicato, la società ha sviluppato delle applicazioni software su misura, che integrano la termografia più avanzata per garantire condizioni ottimali ai processi produttivi in tutti gli ambienti, a prescindere da quanto siano difficili o inclementi.

In quest'ultima installazione per conto di CELSA Group, un gruppo internazionale di aziende siderurgiche con sede in Spagna radicato nel settore delle armature in acciaio o tondini, la società utilizza la comprensione dimensionale superiore, e la tecnologia FLIR, per semplificare realmente il controllo qualità delle billette di acciaio con una precisione incredibile.

Le risorse incandescenti necessitano di una termografia accurata

Presso l'acciaieria di Celsa a Barcellona, le temperature della linea di produzione delle billette superano i 700 °C e 905 °C è la temperatura più alta registrata. 

A causa di questo ambiente impegnativo, le normali telecamere non hanno la capacità di acquisire immagini con la precisione e l'omogeneità necessarie per il monitoraggio delle condizioni. Le termocamere sono una scelta ovvia, soprattutto perché funzionano in maniera ottimale in ambienti difficili grazie alle loro unità con alloggiamenti resistenti e alla capacità di vedere oltre lo spettro visibile utilizzando la termografia attiva. 

Misurazione delle discrepanze dimensionali in tempo reale

La qualità delle billette di acciaio è essenziale. Dato che continuano a essere utilizzate nelle applicazioni industriali ed edili, la tolleranza alle variazioni è veramente ridotta, il che è essenziale per garantire precisione e integrità nei progetti su larga scala in cui conta ogni millimetro.

In teoria ogni billetta di acciaio viene colata per essere un parallelepipedo perfetto, con una lunghezza di 10 o 12 metri. Tuttavia, come con qualsiasi processo produttivo, ci sono variazioni microscopiche che devono essere monitorate. Con le billette di acciaio di Celsa, la tolleranza di ciascuna faccia ad entrambe le estremità è di soli 13 mm. Questo vale per tutte le facce delle forme a 6 lati, quindi devono essere misurate in più dimensioni per garantire la totale conformità.

Prima di ricorrere a BcB Informatica per integrare la termografia Teledyne FLIR, le billette di acciaio potevano essere ispezionate solo dopo ogni quattro ore, per consentire un tempo di raffreddamento adeguato.

Tuttavia, questo processo è stato reso radicalmente più efficiente utilizzando un sistema con due laser 2D e due sensori FLIR A700 combinati.

Tra la vista aerea e quella laterale, il sistema garantisce la misurazione accurata di ciascuna dimensione delle facce delle billette quando passano lungo la linea di produzione, per cui le misurazioni avvengono in tempo reale, non quattro ore più tardi. Questa nuova funzionalità fa sì che le billette ritenute inadatte allo scopo (quelle con una variazione su una qualsiasi superficie di 13 mm o più) possono essere rimandate nel crogiolo per essere risciolte e ricolate, visto che l'acciaio può essere sciolto e risciolto all'infinito senza perdere purezza o integrità strutturale.

Per aiutare a resistere a queste temperature intense, BcB Informatica y Control ha integrato un alloggiamento raffreddato ad acqua per tutti i dispositivi coinvolti, assicurando che le telecamere e i laser dimensionali lavorino perfettamente.

La messa a fuoco automatica è essenziale per il passaggio delle billette dal crogiolo all'utente finale

La configurazione Advanced Image Streaming della FLIR A700 è una parte fondamentale di questo sistema di monitoraggio, per la sua capacità di messa a fuoco automatica sugli oggetti dato che la distanza dalla lente varia. La capacità di messa a fuoco del dispositivo ne assicura la possibilità di misurare con precisione le dimensioni delle facce delle billette.

L'unico problema è la scala, ovvero, in che modo la A700 può determinare la distanza dalla billetta alla lente senza scala, soprattutto quando questa è soggetta a variazioni? La soluzione è stata trovata nell'utilizzo ingegnoso di un laser dimensionale 2D, che risplende sulle billette al loro passaggio, utilizza un apposito software per calcolare la distanza in base alla rifrazione della luce e invia la distanza percepita in tempo reale tramite la A700, che permette alla lente di mettere a fuoco in modo ottimale.

Dopo questa fase essenziale, il software dati di BCB Informatica utilizza la computer vision per rilevare se le facce delle billette soddisfano i requisiti specificati (13mm<) e se i bordi delle stesse contengono difetti significativi tali da rendere le billette inadatte allo scopo, nel qual caso vengono rifuse nel crogiolo.

Massimizzazione della resa con soluzioni innovative

Grazie alla presenza di questo sistema high-tech, ora la struttura è in grado di produrre e ispezionare 1000 billette di acciaio al giorno, migliorando la propria resa e massimizzando il profitto di questo produttore internazionale di acciaio.

Nahum Jaime Sánchez, ingegnere progettista di BcB Informatica, afferma: "Tutto il software da noi utilizzato include l'ottenimento di immagini radiometriche, la conversione da pixel a millimetri per l'impiego di termocamere nel controllo dimensionale e avvisa il cliente se qualche billetta non rientra nell'intervallo delle dimensioni specificate o è deformata. Inoltre, al nostro cliente forniamo la temperatura esatta del prodotto, perché questo processo lavora con temperature molto elevate, quindi le letture devono essere precise".

"Il cliente ha lavorato con Teledyne FLIR in passato, i prodotti sono eccellenti per l'ispezione 24 ore su 24 e 7 giorni su 7, funzionano molto bene in ambienti difficili grazie al relativo alloggiamento e sono affidabili per quanto riguarda la comunicazione".