MCA Strumentazione Industriale – Pirometri per ceramica sanitaria in Italia
Pirometro per ceramica sanitaria
Misura della curva di cottura batch su forni a campana e intermittenti — distretto Civita Castellana — pirometri MCA-IRT-6H1 e 6L2 dedicati
MCA Strumentazione Industriale – Pirometri per ceramica sanitaria in Italia
Misura della curva di cottura batch su forni a campana e intermittenti — distretto Civita Castellana — pirometri MCA-IRT-6H1 e 6L2 dedicati
Applicazione ceramica • Sanitaria batch
L'industria italiana della ceramica sanitaria è concentrata nel distretto di Civita Castellana (provincia di Viterbo): 31 aziende, 3,2 milioni di pezzi/anno, 414 milioni € di fatturato (dati Confindustria Ceramica). Il prodotto include vasi WC, lavabi, bidet, piatti doccia, scarichi, in porcellana vetrificata cotta a 1200-1300°C. La produzione richiede forni batch (a campana e intermittenti) anziché tunnel kiln continui, per gestire pezzi grandi (10-50 kg ciascuno), di forma tridimensionale complessa, con curve termiche di 8-24 ore.
La curva di cottura della ceramica sanitaria attraversa quattro fasi distinte: preriscaldo (20-200°C, eliminazione umidità residua), riscaldamento (200-900°C, decarbonatazione e eliminazione organici), cottura crescente (900-1250°C, vetrificazione progressiva di smalti e feldspati), massima cottura (1200-1300°C, vetrificazione completa), seguita da raffreddamento controllato con rampe lente per evitare cricche da shock termico. La temperatura uniforme entro ±15°C nel forno è critica per la qualità di superficie e le dimensioni del prodotto finale.
I forni a campana (con campana che si solleva verticalmente sopra il piano di cottura caricato) e i forni intermittenti (forno a tunnel chiuso a entrambi gli estremi, caricato batch) sono strumentati con 3-6 pirometri distribuiti in volta o in parete laterale. I modelli MCA-IRT-6H1 (banda 1-1,7 µm, range 300-1200°C) e MCA-IRT-6L2 (banda 2-3,1 µm per zone basse) coprono tutta la curva batch. La stessa configurazione si applica anche a forni intermittenti di stoviglie, ceramica artistica (Faenza, Vietri) e porcellane tecniche.
La ceramica sanitaria è una porcellana vetrificata ad alta densità prodotta da una pasta di caolino, argille bianche, feldspati e quarzo, con aggiunta di smalti specifici. Il prodotto crudo è formato per colaggio in stampi di gesso (per geometrie complesse di WC e lavabi) o per pressatura, lasciato essiccare lentamente (1-3 giorni per evitare crepe), smaltato manualmente o per spruzzatura robot, e infine cotto in forno batch fino alla vetrificazione completa della pasta e degli smalti. Il prodotto cotto ha assorbimento d'acqua <0,5%, resistenza meccanica adeguata all'uso sanitario, superficie smaltata liscia e impermeabile.
Due tipologie di forno batch sono usate nel distretto: forno a campana (campana refrattaria mobile che si solleva verticalmente, caricato con pezzi disposti su carrelli o piattaforme fisse) e forno intermittente (tunnel chiuso ai due estremi, caricato con carrelli che attraversano la curva di cottura mentre il forno è in batch). Entrambi permettono controllo preciso della curva termica specifica per ogni lotto, regolazione dell'atmosfera di combustione (ossidante o riducente per modulare il colore del biscotto), gestione di pezzi di geometria complessa con tempi di permanenza adeguati alla loro massa termica (un vaso WC richiede tempi di permanenza più lunghi di un lavabo).
La misura pirometrica distribuita nel forno è il dato primario per il controllo della curva e per la tracciabilità qualità di ogni lotto cotto (riferimento per audit ISO 9001 e certificazioni di prodotto sanitario). 3-6 pirometri in volta e parete laterale registrano la curva termica completa di 8-24 ore, integrandola al PLC del forno per chiudere il loop di controllo delle resistenze elettriche o dei bruciatori a gas. Il logging della curva permette di confrontare lotti diversi e ottimizzare il ciclo per massimizzare resa e qualità.
Quattro vantaggi specifici della banda 1-1,7 µm per la cottura batch di ceramica sanitaria. Le esigenze sono diverse dai tunnel kiln di piastrelle ma usano la stessa famiglia MCA-IRT-6.
La porcellana vetrificata e gli smalti sanitari in cottura hanno emissività alta e stabile in banda 1-1,7 µm (~0,85-0,95). La banda NIR è ottimale per misure di zona di massima cottura (1200-1300°C), dove l'emissione radiativa è forte e la dipendenza da emissività residua è minima. La superficie smaltata (vetrificata) e la pasta sotto smalto hanno comportamento radiativo simile.
La porcellana sanitaria può essere cotta in atmosfera ossidante o riducente per modulare il colore del biscotto. La banda 1-1,7 µm è poco sensibile sia all'eccesso di aria sia ai gas di riduzione (CO, H₂), garantendo misure coerenti su entrambe le tipologie di cottura. La banda lunga 8-14 µm sarebbe invece disturbata dai fumi di riduzione.
Le curve di cottura batch di 8-24 ore hanno rampe lente di 1-5°C/minuto: il tempo di risposta del pirometro non è critico (10 ms standard è ampiamente sufficiente). La priorità è invece la stabilità di lettura nel lungo periodo, garantita da pirometro fisso ben installato con calibrazione tracciabile periodica.
L'output RS-485 dei MCA-IRT-6 permette logging completo della curva batch di 8-24 ore con timestamp ogni 10 secondi, archiviato per ogni lotto cotto. Riferimento essenziale per audit ISO 9001, certificazioni di prodotto sanitario, controllo statistico di processo, e per ottimizzazione di cicli sperimentali in fase di sviluppo prodotto.
Una curva batch standard di ceramica sanitaria attraversa quattro fasi termiche con esigenze pirometriche specifiche. Sotto le configurazioni MCA per ciascuna.
Fase iniziale lenta in cui i pezzi perdono l'umidità residua dell'essiccazione. Rampa lenta (1-3°C/min) per evitare crepe da espansione del vapore residuo. Durata 1-3 ore. Le termocoppie tradizionali sono sufficienti per il controllo, ma un pirometro fisso può dare backup ridondante.
Configurazione MCA: MCA-IRT-6L1 banda 8-14 µm range -40 a 600°C o MCA-IRT-6L2 banda 2-3,1 µm per range esteso.Fase di trasformazioni chimiche della pasta: eliminazione di organici residui (bruciatura), decarbonatazione di carbonati eventualmente presenti (calcite, dolomite negli ingobbi), inizio di reazioni allo stato solido. Rampa moderata (3-5°C/min). Atmosfera ossidante critica per eliminazione carbonio residuo (rischio di "cuore nero" della pasta).
Configurazione MCA: MCA-IRT-6L2 banda 2-3,1 µm range 100-1000°C, oppure MCA-IRT-6H1 banda 1-1,7 µm per zona alta.Zona principale del processo: il forno raggiunge la massima cottura a 1200-1300°C per la vetrificazione completa di pasta e smalti. La temperatura va mantenuta uniforme entro ±15°C su tutta la carica del forno. Mantenimento del picco per 1-3 ore per garantire vetrificazione completa di tutti i pezzi (anche i più grandi e spessi).
Configurazione MCA: MCA-IRT-6H1 banda 1-1,7 µm range 300-1200°C, multipoint per mappa termica della carica.Fase finale di raffreddamento lento (1-3°C/min in zona critica) per evitare cricche da shock termico, particolarmente nella zona di transizione α→β del quarzo a 573°C. Durata 4-8 ore. Il controllo della rampa di raffreddamento è critico tanto quanto il riscaldamento.
Configurazione MCA: MCA-IRT-6L2 banda 2-3,1 µm range 100-1000°C, gli stessi pirometri della fase di riscaldamento.
Postazione pirometrica MCA-IRT-6H1 banda 1-1,7 µm installata in volta di forno a campana per cottura di ceramica sanitaria: il dato si integra al PLC del forno per chiudere il loop di controllo dei bruciatori e per logging completo della curva batch di 8-24 ore, riferimento per audit ISO 9001 e certificazione di prodotto.
La selezione del modello dipende dal tipo di forno batch e dalla zona della curva di cottura. Sintesi nella tabella sotto.
| Tipologia / fase | Temperatura | Banda | Modello MCA |
|---|---|---|---|
| Forno a campana — zona alta | 1200-1300°C | 1-1,7 µm | MCA-IRT-6H1 |
| Forno a campana — zona media | 800-1200°C | 1-1,7 µm | MCA-IRT-6H1 |
| Forno a campana — zona bassa | 200-800°C | 2-3,1 µm | MCA-IRT-6L2 |
| Forno intermittente — zona max | 1200-1300°C | 1-1,7 µm | MCA-IRT-6H1 o 6H2 |
| Forno preriscaldo uscita essiccatoio | 20-200°C | 8-14 µm | MCA-IRT-6L1 |
| Stoviglie / ceramica artistica | 1000-1300°C | 1-1,7 µm | MCA-IRT-6H1 |
| Controlli incrociati | variabile | 1-1,7 µm | MCA-HHT portatile |
Quattro modelli della famiglia MCA-IRT-6 coprono tutte le tipologie di cottura batch della ceramica sanitaria: dai forni a campana ai forni intermittenti, dalle zone di preriscaldo alla massima cottura.
Range: 300-1200°C • Banda: 1-1,7 µm • D:S: 100:1 • Risposta: 10 ms
Il pirometro standard per zona di massima cottura (1200-1300°C) e per zone di cottura crescente. Banda 1-1,7 µm ottimale per porcellana e smalti vetrificati. Output 4-20 mA e RS-485 per integrazione PLC forno.
Range: 500-1400°C • Banda: 1-1,7 µm • D:S: 100:1 • Risposta: 10 ms
Per zone di massima cottura sopra 1250°C (sanitaria avanzata, porcellane tecniche) o per applicazioni con margine di range esteso. Stesso principio del 6H1 con range superiore.
Range: 100-1000°C • Banda: 2-3,1 µm • D:S: 60:1 • Risposta: 50 ms
Per preriscaldo (200-800°C) e raffreddamento controllato (1000→200°C). Banda 2-3,1 µm con emissione radiativa adeguata alle temperature più basse, dove la banda NIR sarebbe già troppo debole.
Range: 250-2000°C • Banda: 1-1,6 µm • D:S: 100:1 • Memoria interna
Pirometro portatile per controlli incrociati di taratura dei pirometri fissi del forno, misure puntuali durante audit ISO 9001 e certificazione prodotto, ronda di verifica della curva batch.
Inviaci la descrizione del forno (tipo: a campana o intermittente, capacità batch, sistema PLC esistente, eventuale revamping pirometrico). Risponderemo con la configurazione MCA-IRT-6H1/6L2 per la curva batch, integrazione PLC, piano di calibrazione tracciabile ACCREDIA, supporto per audit ISO 9001. Sopralluogo possibile nel distretto Civita Castellana.
La porcellana sanitaria (vasi WC, lavabi, bidet, piatti doccia) cuoce a 1200-1300°C in zona di massima cottura. La curva termica completa è di 8-24 ore in cicli batch, con quattro fasi: preriscaldo (20-200°C) per eliminazione umidità residua, riscaldamento (200-900°C) con decarbonatazione carbonati e eliminazione organici, cottura crescente (900-1250°C) con vetrificazione progressiva degli smalti e dei feldspati, massima cottura (1200-1300°C) per la vetrificazione completa, raffreddamento controllato (1300°C → ambiente) per evitare cricche da shock termico. La temperatura uniforme entro ±15°C è critica per qualità di superficie e dimensioni del prodotto.
Le ceramiche sanitarie sono pezzi grandi (10-50 kg ciascuno), complessi (forme tridimensionali con cavità interne), spesso ottenuti per colaggio in stampi in gesso. Non si prestano a cottura in tunnel kiln continuo (rischio di deformazione per peso e fragilità). I forni a campana (con campana che si solleva verticalmente sopra il piano di cottura caricato) e i forni intermittenti (forno a tunnel chiuso a entrambi gli estremi caricato batch) permettono di controllare con precisione la curva di cottura specifica per ogni lotto, regolare l'atmosfera (ossidante o riducente per modulare il colore finale del biscotto), e gestire pezzi di geometria complessa con tempi di permanenza adeguati alla loro massa termica.
Per la zona di massima cottura (1100-1300°C) si usa la banda 1-1,7 µm del MCA-IRT-6H1 (range 300-1200°C) o MCA-IRT-6H2 (range 500-1400°C). La banda 1-1,7 µm è ottimale per i materiali ceramici a queste temperature: emissività alta e stabile (~0,85-0,95 per porcellana e smalti vetrificati), insensibilità relativa ad atmosfera di combustione. Per zone di preriscaldo e raffreddamento (200-700°C) si usa la banda 2-3,1 µm del MCA-IRT-6L2 dove l'emissione radiativa è più adeguata alle temperature più basse.
Tipicamente 3-6 pirometri distribuiti nel forno a campana, montati in volta o in parete attraverso aperture di ispezione: 1-2 in zona alta del forno (vicino al picco di cottura), 1-2 in zona media, 1-2 in zona bassa o vicino al piano di carico. Per ogni ciclo batch (8-24 ore) i pirometri registrano la curva termica completa, integrandola al PLC del forno per chiudere il loop di controllo delle resistenze elettriche o dei bruciatori a gas. Il logging della curva permette tracciabilità qualità per ogni lotto cotto (riferimento per audit ISO 9001 e certificazioni di prodotto sanitario).
La porcellana sanitaria può essere cotta in atmosfera ossidante (eccesso di aria nella combustione, colore biscotto bianco-crema) o riducente (difetto di aria, colore biscotto grigio-rosato che richiede smalti coprenti). L'atmosfera è controllata dal rapporto aria/gas dei bruciatori. Per il pirometro infrarossi le due atmosfere danno solo piccole differenze: la banda 1-1,7 µm è poco sensibile sia all'eccesso di aria sia ai gas di riduzione (CO, H₂). La banda 8-14 µm invece sarebbe più disturbata da fumi di riduzione: motivo aggiuntivo per preferire la 1-1,7 µm in cottura sanitaria.
Sì, sono utili in due casi. (1) Controlli incrociati di taratura dei pirometri fissi del forno: una ronda periodica con il MCA-HHT portatile su tutti i punti di misura permette di identificare derive o anomalie dei sensori fissi prima che generino difetti di cottura sul lotto. (2) Misure puntuali durante audit di processo (ISO 9001, certificazioni di prodotto sanitario) per verifica della curva termica registrata. Il MCA-HHT ha memoria interna per logging delle ronde periodiche, utile per ricostruzione storica della performance dei pirometri di linea.
MCA fornisce pirometri ai produttori italiani di ceramica sanitaria, con concentrazione nel distretto di Civita Castellana (provincia di Viterbo): 31 aziende, 3,2 milioni di pezzi/anno, 414 milioni € fatturato (dati Confindustria Ceramica). Altri distretti minori in Veneto e Emilia-Romagna. Supporto applicativo, calibrazione tracciabile ACCREDIA, ricalibrazioni periodiche pianificate. La stessa configurazione MCA-IRT-6H1/6L2 si applica anche a forni intermittenti di stoviglie, ceramica artistica (Faenza, Vietri) e porcellane tecniche. Documentazione tecnica in italiano e assistenza diretta sul territorio.
MCA fornisce pirometri industriali per ceramica sanitaria a produttori italiani in tutto il territorio nazionale, con concentrazione nel distretto di Civita Castellana (31 aziende, 3,2 milioni di pezzi/anno). Forni a campana e intermittenti per cottura batch di porcellana sanitaria, vasi WC, lavabi, bidet, piatti doccia. Stessa configurazione applicabile a stoviglie, ceramica artistica (Faenza, Vietri), porcellane tecniche. La famiglia MCA-IRT-6 con sottomodelli H1, H2, L2 copre tutta la curva batch di 8-24 ore. Calibrazione tracciabile ACCREDIA, supporto in italiano, documentazione per audit ISO 9001.