MCA Strumentazione Industriale – Bollate, Milano
Misura in linea dell'umidità su mixer, nastri e silos di sabbia rigenerata
Applicazione · Fonderie di seconda fusione
L'Italia ha circa 1.000 fonderie attive ed è uno dei principali produttori europei di getti in ghisa, acciaio e leghe leggere. Il settore serve principalmente automotive (ghisa sferoidale per componenti motore e assali), ferroviario (carrelli, freni), edile (getti strutturali), oleodinamica (corpi pompe e valvole). La maggior parte produce con il sistema della terra di formatura a verde (green sand), una miscela di sabbia silicea, bentonite, additivi e acqua.
Il controllo dell'umidità della terra è il parametro di processo più importante per la qualità del getto: variazioni dello 0,5% rispetto al setpoint causano già difetti misurabili (porosità da gas, erosione della forma, dimensioni fuori tolleranza). I capitolati di qualità IATF 16949 e le procedure interne ASSOFOND richiedono il controllo statistico (SPC) dell'umidità di formatura.
Questa pagina copre la tecnologia di misura in linea dell'umidità della terra di formatura, le configurazioni tipiche italiane e i parametri di processo per ghisa, acciaio e leghe leggere.
Una fonderia automatizzata italiana attraversa fasi sequenziali in un ciclo chiuso di rigenerazione della terra di formatura:
Il sistema sabbia opera in un ciclo chiuso con flussi tipici di 50-200 t/h per fonderia. La misura in linea dell'umidità è un controllo statistico (SPC) ed è obbligatoria nei capitolati automotive (IATF 16949).
Setpoint 3,5-4,5%. Tolleranza ±0,3%. Aggregati: sabbia, bentonite 7-10%, polvere carbone 4-6%.
Setpoint 3,2-4,0%. Tolleranza ±0,2%. Più stretta per evitare difetti di gas.
Setpoint 3,0-3,5%. Tolleranza ±0,2%. Sabbia speciale ad alto refrattario, bentonite ridotta.
Setpoint 4-5%. Sabbia più umida per minore temperatura di colata. Bentonite calcica.
L'ambiente di fonderia richiede sensori robusti, con teste resistenti all'abrasione e capacità di misura in condizioni di alta temperatura ambientale e variabilità della densità apparente. La tecnologia microonde a 433 MHz (banda ISM) è lo standard di riferimento per le applicazioni di green sand.
Per misura in mixer e nastri trasportatori. Cassa robusta, testa intercambiabile in ceramica o tecnopolimero a elevata durezza per resistere all'abrasione della sabbia silicea. Output 4-20 mA o IO-Link per integrazione PLC del sistema sabbia.
Per applicazioni in zone calde della fonderia. Cassa raffreddata e testa per temperature operative fino a 120 °C. Adatto a installazioni vicine alle macchine formatrici o ai sistemi di raffreddamento sabbia.
Per controllo statistico continuo conforme IATF 16949. Centralina che integra le misure di umidità (uscita mixer, silos, nastro), calcola Cp/Cpk in tempo reale, registra i dati per audit e tracciabilità lotto per lotto.
Per spot-check e validazione SPC. Versione portatile o wireless con sonda a immersione, per controllo manuale in punti senza installazione fissa. Utile per validazione delle misure in linea e per audit.
| Fase fonderia | Punto di misura | Strumentazione consigliata |
|---|---|---|
| Rigenerazione meccanica | Uscita vagliatore + magneti | Sensore microonde robusto + sensore T per controllo raffreddamento |
| Mixer / molasso | Uscita mixer (controllo principale) | Sensore microonde + dosatore acqua proporzionale al PLC |
| Stoccaggio silos | Coclea estrazione fondo silo | Sensore microonde standard |
| Trasporto pneumatico | Tubazione di alimentazione | Sensore microonde con sonda a impatto resistente |
| Macchine formatrici | Nastro alimentazione formatrice | Sensore microonde food-grade resistente all'abrasione |
| Stoccaggio sabbia esausta | Tramoggia di scarico distaffatura | Sensore robusto per controllo recupero |
| Sabbia anime cold-box / no-bake | Mixer additivi | Sensore con range basso 0-2% (sabbia secca) |
| Controllo qualità laboratorio | Stazione SPC | Sistema centralizzato + sensore mobile validazione |
Il settore fonderie è regolato da un quadro normativo specifico, con focus particolare sulla qualità del getto e sulla tracciabilità dei processi:
Tutti i sensori Ludwig per solidi sfusi operano in banda ISM 433 MHz a contatto diretto col materiale (montaggio a parete del silos o tramite slitta dedicata sul nastro trasportatore). Per questo cluster applicativo i modelli più indicati sono:
La selezione del modello specifico dipende dalla configurazione di installazione (silos, nastro, tramoggia, mixer), dalle condizioni di processo (temperatura, abrasione, atmosfera classificata) e dal sistema di automazione esistente. Chiedi una selezione tecnica gratuita a MCA.
Per la quotazione servono: tipologia di getti (ghisa, acciaio, leghe leggere), capacità del sistema sabbia in t/h, sistema di formatura (a verde, cold-box, no-bake), tipologia di mixer/molasso (continuo, batch), automazione esistente (PLC marca/modello), requisiti SPC IATF 16949, eventuali zone classificate ATEX. Inviaci queste info e configuriamo insieme il sistema completo.
L'umidità ottimale della terra a verde varia tra 3% e 5%, in funzione del metallo. Per ghisa grigia 3,5-4,5%; per ghisa sferoidale 3,2-4,0%; per acciaio fuso 3-3,5%; per leghe leggere 4-5%. Variazioni del 0,5% rispetto al setpoint causano già difetti significativi: troppo asciutto significa forme che si rompono, troppo umido significa difetti di gas. Per processi a secco con resine cold-box, hot-box o no-bake l'umidità deve essere praticamente nulla.
È una miscela di sabbia silicea, bentonite (argilla legante), polvere di carbone, additivi e acqua. La denominazione 'a verde' indica che la forma viene utilizzata umida, senza essiccazione, sfruttando la coesione della bentonite idratata. È il sistema più diffuso per la produzione in serie di getti in ghisa e acciaio in fonderie automatizzate. La gestione dell'umidità è critica perché determina la coesione della sabbia, la trasmissione del calore, la formazione di gas durante la colata.
I punti principali sono tre. All'uscita del mixer/molasso: per controllare la sabbia rigenerata prima del riutilizzo. Sul nastro trasportatore: come controllo finale prima della formatura. Nei silos di stoccaggio: per monitorare le variazioni durante lo stoccaggio. Il sensore a microonde è la tecnologia di riferimento perché lavora indipendentemente dalla densità apparente.
I difetti tipici sono cinque. Difetti di gas (porosità, soffiature) per umidità troppo alta. Difetti di forma (rottura, erosione) per umidità troppo bassa. Inclusioni di sabbia: erosione delle pareti durante la colata. Strappi a caldo: variazioni dell'umidità nello spessore. Difetti dimensionali: variazioni di compattabilità. Tutti questi difetti generano scarti che impattano i KPI IATF 16949.
L'ambiente è ostile (alte temperature, polveri abrasive, vibrazioni). La tecnologia che risponde meglio è la microonde a 433 MHz con sensore a montaggio incassato e testa di misura ceramica o tecnopolimero ad alta resistenza all'abrasione. La calibrazione iniziale richiede un campionamento esteso. L'infrarosso NIR è inadatto (la sabbia è opaca); il capacitivo è sensibile alla densità apparente variabile.
Per applicazioni industriali di misura online il costo di un sensore Ludwig FL-WAPP si colloca nella fascia 4.000-5.000 €, comprensivo di kit di installazione (slitta o supporto a parete del silos, cablaggio, software di calibrazione). La cifra esatta dipende dal modello (FL-WAPP standard, exchangeable head per materiali abrasivi, ATEX per zone classificate, High-Temperature, Food, Compact) e dagli accessori (sistema di trasmissione wireless integrato, holder system specifico). MCA fornisce in Italia la quotazione completa con pre-vendita tecnica gratuita.
MCA Strumentazione Industriale fornisce sensori per la misura in linea dell'umidità della terra di formatura nelle fonderie italiane, rappresentando i principali brand del settore. Operiamo a Milano, in Lombardia e in tutta Italia con supporto tecnico diretto.