MCA Strumentazione Industriale – Pirometri per forni vetrari in Italia
Misura temperatura bacino di fusione, zona di affinaggio, riser e canale feeder — MCA-IRT-W-1550 high-accuracy banda 1550 nm in finestra atmosferica, accuratezza ±3°C
Applicazione vetro • Forno fusorio e feeder
Il forno per vetro è il cuore di una vetreria: una grande vasca refrattaria (volume 50-1000 m³, produzione 50-900 t/giorno) in cui le materie prime vetrificabili (sabbia silicea, soda calcinata, calcare, rottame di vetro o cullet) sono fuse a 1450-1600°C da bruciatori a gas o a oxy-fuel, e il vetro liquido viene poi affinato per eliminare le bolle di gas attraverso il galleggiamento naturale, prima di scendere attraverso il riser nel canale feeder che lo porta alla macchina di formatura (IS-machine per contenitori, vasca float per vetro piano, draw tower per fibra ottica, bushing per fibre di rinforzo).
La misura della temperatura in queste postazioni è critica per il controllo del processo vetrario: (1) il bacino di fusione deve essere mantenuto in finestra termica stretta (±15°C) per garantire fusione completa delle materie prime e uniformità del vetro prodotto; (2) la zona di affinaggio deve essere a temperatura sufficiente per l'eliminazione completa delle bolle (almeno 1450°C); (3) il feeder deve raffreddare il vetro in modo controllato fino alla working temperature di formatura (1100-1200°C per IS-machine). Una variazione di 30°C sul feeder produce difetti di formatura sull'intera produzione.
Il modello MCA-IRT-W-1550 è il pirometro dedicato per vetro fuso: banda 1550 nm in finestra atmosferica (insensibilità a vapore d'acqua e CO₂ dei fumi di combustione), accuratezza 0,15% delle letture (±3°C tipico a 1500°C), response time 1,5 ms, uscita digitale RS-422 alta velocità 1000 letture/s per integrazione level-2 e controllo dinamico della combustione. In alternativa standard si usa MCA-IRT-7H2 (banda 1-1,7 µm). Air-purge obbligatorio davanti alla lente per protezione da volatili dei fumi.
Il forno fusorio per vetro trasforma le materie prime vetrificabili in vetro liquido attraverso quattro fasi distinte. (1) Carica: le materie prime (batch) e il rottame di vetro (cullet) sono caricati in testa al forno tramite caricatore a coclea o nastro. (2) Fusione nel bacino di fusione (melting tank) a 1450-1600°C: i bruciatori a gas naturale (con aria, recuperatore o rigeneratore di calore) o a oxy-fuel scaldano la volta che irradia il calore sul batch galleggiante sul vetro liquido sottostante. La fusione produce vetro con bolle di gas (CO₂ da carbonati, O₂ da affinanti). (3) Affinaggio: il vetro fuso scorre verso la zona di affinaggio (refining zone) dove le bolle salgono per galleggiamento e si liberano in atmosfera. (4) Condizionamento: il vetro affinato scende attraverso il riser e percorre il canale feeder dove è raffreddato controllata-mente alla working temperature di formatura.
La temperatura è il parametro che governa tutto: viscosità, omogeneità, eliminazione bolle, qualità della formatura finale. Il forno è strumentato con termocoppie (per la massa del vetro, dove il pirometro non arriva) e pirometri (per la superficie del bagno, la volta, il jet di colata nel feeder, gli orifizi terminali). I pirometri sono installati in 4-8 postazioni distribuite: 1-2 sul bacino di fusione, 1-2 sull'affinaggio, 2-3 sul canale feeder (entry, middle, end, prima della tagliata o del distributore).
Il controllo dinamico della combustione level-2 dipende dal feedback pirometrico: l'algoritmo di ottimizzazione modula la portata di gas e aria/O₂ dei singoli bruciatori in funzione della temperatura misurata, mantenendo il profilo termico nominale del forno e ottimizzando il consumo energetico (4-7 GJ/t di vetro prodotto, parametro KPI energetico critico per i forni moderni). Un forno per vetro lavora 24/7 per 12-18 anni tra un cold repair e l'altro: la misura pirometrica deve essere stabile per migliaia di ore senza derive, con ricalibrazioni periodiche calendarizzate.
La banda 1550 nm del MCA-IRT-W-1550 è una scelta specifica per la misura di vetro fuso in atmosfera di combustione. Quattro motivi tecnici la rendono lo standard internazionale per questa applicazione.
L'atmosfera di combustione contiene 8-15% di vapore d'acqua e 8-12% di CO₂, gas che assorbono radiazione infrarossa in bande specifiche (vapore in 2,7 e 6 µm, CO₂ a 4,3 µm). La banda 1550 nm è in finestra atmosferica dove l'assorbimento è minimo: il pirometro vede il bagno di vetro attraverso la fiamma e i fumi senza distorsioni di lettura.
Il MCA-IRT-W-1550 ha accuratezza 0,15% delle letture, equivalente a ±3°C a 1500°C. Per confronto, un pirometro standard ha accuratezza 0,5% (±7,5°C alla stessa T). Per il controllo metallurgico del processo vetrario, dove ±15°C di finestra termica determina la qualità, l'accuracy del W-1550 è il livello di riferimento. Tracciabilità diretta ACCREDIA e INRIM.
Il tempo di risposta di 1,5 ms e l'uscita digitale RS-422 ad alta velocità (1000 letture/s) permettono integrazione con sistemi level-2 di controllo dinamico della combustione. L'algoritmo di ottimizzazione modula in tempo reale i bruciatori del forno e ottimizza il consumo energetico, riducendo del 3-5% i GJ/t di vetro prodotto.
Il range esteso 200-3000°C copre tutte le postazioni del processo vetrario: dalla volta del bacino a 1500-1650°C, al bagno a 1450-1600°C, al feeder a 1200-1400°C, fino alle zone di pre-uscita feeder a 1100°C. Un unico modello standardizza la flotta del forno, semplifica ricambi e procedure di taratura. Lo strumento è alimentato a corrente (non loop-powered) per garantire la prestazione metrologica.
Un forno per vetro standard ha 4-8 postazioni pirometriche distribuite dal bacino al feeder. Sotto le quattro più rappresentative.
Postazione più calda del forno. Il pirometro misura la temperatura della superficie del bagno attraverso un'apertura di ispezione in volta o in parete laterale, fornendo dato continuo al sistema di controllo della combustione. Misura ridondante rispetto alle termocoppie immerse nel bagno, con valore critico per la regolazione dei bruciatori più caldi.
Configurazione MCA: MCA-IRT-W-1550 banda 1550 nm, range 200-3000°C, sight tube refrattario o canotto raffreddato, air-purge obbligatorio.Zona dove le bolle di gas eliminate dalla fusione salgono per galleggiamento e si liberano in atmosfera. La temperatura deve essere mantenuta sopra 1450°C per garantire eliminazione completa delle bolle. Misura puntuale sulla superficie del bagno per controllo del profilo termico longitudinale del forno.
Configurazione MCA: MCA-IRT-W-1550 o MCA-IRT-7H2 banda 1-1,7 µm range 650-3000°C, finestra ispezione in volta.Il canale feeder porta il vetro affinato dalla zona di affinaggio alla macchina di formatura (IS-machine o linea float). Lungo il feeder il vetro è raffreddato controlla-tamente da 1400°C a 1100-1200°C per portarlo alla working temperature di formatura. 2-3 pirometri distribuiti lungo il feeder (entry, middle, end) controllano il profilo di raffreddamento.
Configurazione MCA: MCA-IRT-W-1550 banda 1550 nm o MCA-IRT-7H2 banda 1-1,7 µm, integrazione level-2 forno tramite RS-422.La temperatura della volta refrattaria è importante per controllare l'irraggiamento sul bagno e per monitorare la vita dei refrattari (un cycle life di forno di 12-18 anni è condizionato dall'integrità refrattaria; superare 1700°C sulla volta accelera l'usura). Misura su refrattario opaco, banda 5 µm.
Configurazione MCA: MCA-IRT-W-5000 banda 5 µm range 500-2500°C, misura sulla volta refrattaria indipendente da fiamma.
Pirometro MCA-IRT-W-1550 banda 1550 nm installato sopra il bacino di fusione di un forno per vetro: la finestra atmosferica della banda permette lettura affidabile attraverso l'atmosfera di combustione (vapore + CO₂), e l'accuratezza ±3°C è il riferimento per il controllo dinamico della combustione level-2.
La selezione del modello dipende dalla postazione e dalla profondità di lettura desiderata (massa vs superficie). Sintesi nella tabella sotto.
| Postazione | Temperatura | Banda / lettura | Modello MCA |
|---|---|---|---|
| Bacino fusione — bagno vetro | 1450-1600°C | 1550 nm — massa | MCA-IRT-W-1550 |
| Bacino fusione — alternativa standard | 1450-1600°C | 1-1,7 µm — massa | MCA-IRT-7H2 |
| Zona affinaggio | 1450-1550°C | 1550 nm o 1-1,7 µm | MCA-IRT-W-1550 o 7H2 |
| Feeder entry | 1350-1450°C | 1550 nm | MCA-IRT-W-1550 |
| Feeder middle/end | 1200-1350°C | 1-1,7 µm | MCA-IRT-W-1550 o 7H2 |
| Volta forno (refrattari) | 1500-1650°C | 5 µm — superficie opaca | MCA-IRT-W-5000 |
| Pareti laterali esterne | 100-450°C | 8-14 µm | MCA-IRT-7L1 o MCA-HHT |
Quattro modelli coprono tutte le postazioni del forno fusorio per vetro, dal bacino al feeder, dai refrattari di volta alle pareti esterne.
Range: 200-3000°C • Banda: 1550 nm finestra atmosferica • Accuracy: 0,15% delle letture • Response time: 1,5 ms • RS-422 1000 letture/s
Il pirometro standard per bacino di fusione, affinaggio, feeder. Banda 1550 nm progettata per misura attraverso atmosfere di combustione. Output RS-422 per closed-loop level-2.
Range: 650-3000°C • Banda: 1-1,7 µm • Lente: double-cemented InGaAs • Two-wire 4-20 mA
Alternativa standard al W-1550 per applicazioni dove non serve accuracy estrema. Range esteso fino a 3000°C, tecnologia two-wire per sostituzione termocoppie. Banda 1-1,7 µm legge la massa del vetro.
Range: 500-2500°C • Banda: 5000 nm • Accuracy: 0,15% delle letture • RS-422 alta velocità
Per misura su volta refrattaria opaca del forno (1500-1650°C). Banda 5 µm dove il vetro è completamente opaco e i refrattari emettono come corpo grigio. Insensibile alla fiamma di combustione che brilla in NIR ma è trasparente in MIR.
Range: -25 a 400°C • Banda: 8-14 µm • Lente: germanio • Two-wire 4-20 mA
Per misura della temperatura delle pareti esterne del forno, parametro utile per il monitoraggio dell'isolamento e dell'efficienza energetica. Banda lunga dove i refrattari ossidati sono corpi grigi con emissività vicina a 1.
Inviaci la descrizione del forno (tipo: rigenerativo/recuperativo/oxy-fuel/all-electric, capacità produttiva t/giorno, tipo di vetro prodotto: piano/cavo/tecnico/farmaceutico, sistema level-2 esistente, eventuale revamping in progetto). Risponderemo con la configurazione MCA-IRT-W-1550 per ogni postazione del forno e feeder, integrazione level-2, piano di calibrazione tracciabile ACCREDIA. Sopralluogo possibile.
Quattro postazioni con range diverso. (1) Bacino di fusione (melting tank): 1450-1600°C, dove le materie prime vetrificabili (sabbia silicea, soda, calcare) sono fuse insieme. (2) Zona di affinaggio (refining zone): 1450-1550°C, dove il vetro fuso elimina le bolle di gas attraverso galleggiamento naturale. (3) Riser e canale di trasferimento: 1300-1450°C, vetro affinato che scende dalla zona di affinaggio verso il feeder. (4) Feeder verso macchina di formatura: 1200-1400°C, raffreddamento controllato per portare il vetro alla working temperature di formatura (1100-1200°C per IS-machine, 1050-1100°C per float).
Tre motivi tecnici. (1) Accuratezza: il MCA-IRT-W-1550 ha accuratezza 0,15% delle letture, ovvero ±3°C tipico a 1500°C, sufficiente per il controllo metallurgico del processo vetrario. Il MCA-IRT-7H2 standard ha accuratezza 0,5% (±7,5°C a 1500°C). (2) Banda 1550 nm: è una finestra atmosferica dove né vapore d'acqua né CO₂ della combustione interferiscono con la misura. La banda 1-1,7 µm del 7H2 ha qualche assorbimento residuo. (3) Response time 1,5 ms e uscita RS-422 alta velocità: permettono integrazione level-2 per ottimizzazione dinamica della combustione. Per applicazioni dove non serve accuracy estrema il MCA-IRT-7H2 è alternativa economica valida.
Il pirometro è installato attraverso un'apertura di ispezione nella volta o nella parete laterale del forno (sight tube refrattario o canotto raffreddato ad acqua), puntato sulla superficie del bagno di vetro fuso. L'apertura deve essere protetta da air-purge obbligatorio per evitare deposito di volatili dei fumi di combustione sulla lente e per impedire il contro-flusso di aria fredda nel forno. Il pirometro stesso è in custodia IP65 con water-cooled housing per ambiente con T ambiente >150°C. Tipicamente 4-6 pirometri distribuiti: 1-2 sulla volta del bacino di fusione, 1-2 sulla zona di affinaggio, 2 sul feeder verso la macchina di formatura.
I forni per vetro sono prevalentemente a combustione (metano + aria o metano + ossigeno per gli oxy-fuel più moderni), e l'atmosfera del forno contiene vapore d'acqua (8-15%) e CO₂ (8-12%) prodotti dalla combustione. Questi gas assorbono radiazione infrarossa in bande specifiche: vapore in 2,7 e 6 µm, CO₂ a 4,3 µm. La banda 1550 nm del MCA-IRT-W-1550 è in finestra atmosferica dove l'assorbimento da vapore e CO₂ è minimo, garantendo lettura affidabile attraverso l'atmosfera del forno. La banda 5 µm (MCA-IRT-W-5000) è alternativa per misura della volta refrattaria opaca dove non interessa vedere attraverso fiamma.
Sì, ma con banda spettrale diversa. La volta del forno è in refrattari (silice fusa o AZS, Alumina-Zirconia-Silica) ed è opaca alla radiazione: si misura con banda 5 µm (MCA-IRT-W-5000) per lettura della superficie indipendente dalla fiamma. Il monitoraggio della temperatura della volta è importante per il controllo della vita refrattari (cycle life di un forno è 12-18 anni tra cold repair, condizionata dall'integrità refrattaria) e per ottimizzazione della combustione. Le temperature di volta tipiche sono 1500-1650°C; superare 1700°C accelera l'usura dei refrattari.
I sistemi level-2 di automazione di forni per vetro (Stara, Glass Service, Owens Corning, Forglass) ricevono il segnale dei pirometri per il controllo dinamico della combustione: regolazione delle portate di gas e di aria/ossigeno per ogni bruciatore, controllo del booster elettrico, gestione del battente del bacino. Il MCA-IRT-W-1550 ha output 4-20 mA standard e RS-422 ad alta velocità (1000 letture/s) per closed-loop level-2. Il dato pirometrico è la fonte primaria di feedback per ottimizzazione dei consumi energetici (un forno per vetro consuma 4-7 GJ/t di vetro prodotto). Documentazione tecnica e supporto di integrazione forniti da MCA in italiano.
MCA fornisce pirometri ai forni vetrari italiani in produzione: vetrerie di vetro piano (~982 kt/anno), vetrerie di vetro cavo (~4,37 Mt/anno, dati Assovetro 2024), vetrerie di vetro tecnico (farmaceutico, automotive) in Lombardia, Veneto, Friuli, Trentino, Sicilia, Sardegna. Calibrazione tracciabile ACCREDIA, ricalibrazioni periodiche pianificate. I forni per vetro lavorano 24/7 in continuo per cicli di 12-18 anni: la misura pirometrica è la fonte primaria di dato per il controllo della combustione e per l'ottimizzazione energetica. Documentazione tecnica e supporto in italiano.
MCA fornisce pirometri industriali high-accuracy per forni vetrari italiani in tutto il territorio nazionale: bacino di fusione, zona di affinaggio, canale feeder verso IS-machine e linea float, volta refrattaria. Il modello MCA-IRT-W-1550 banda 1550 nm in finestra atmosferica è il riferimento per la misura high-accuracy del vetro fuso a 1200-1600°C. Calibrazione tracciabile ACCREDIA, supporto in italiano, integrazione level-2 con sistemi di controllo combustione.