banner-image

Aplicações

Aplicações para o mundo Metal: Fornos contínuos


Tratamento térmico: a tecnologia fundamental para um desempenho superior
Os fornos de tratamento térmico são instalações industriais fundamentais, utilizadas em uma ampla gama de setores: desde os mais exigentes, como o automotivo e o aeroespacial, até as aplicações mais comuns na mecânica de precisão e na produção de ferramentas.Essas instalações desempenham um papel crucial na transformação dos materiais metálicos. Através de ciclos controlados de aquecimento e resfriamento, o metal modifica sua estrutura interna, adquirindo as propriedades mecânicas e físicas necessárias para garantir alto desempenho, confiabilidade e durabilidade.

Necessidades:

Necessidade:

Controle da temperatura do processo térmico

A temperatura é a variável mais crítica no tratamento térmico de metais.
Um controle preciso e repetível é essencial para garantir uma produção constante e de qualidade. Isso é particularmente importante nos setores aeroespacial e aeronáutico, onde a precisão deve cumprir normas como AMS2750 e CQI-9.
Nos fornos contínuos, o sistema de controle de temperatura é formado por uma série de controladores PID, que devem gerenciar com precisão as zonas individuais do forno. Isso garante a execução do perfil térmico exigido pelas especificações metalúrgicas do produto acabado e, consequentemente, a conformidade do produto final.
hotspot-image
O controlador 1850 representa a solução ideal para um controle preciso e confiável da temperatura do forno. Graças a um algoritmo de regulação altamente eficiente, garante o cumprimento das especificações térmicas exigidas pelos materiais tratados. Certificado de acordo com as normas AMS2750 para o setor aeroespacial e CQI-9 para o setor automotivo, o controlador 1850 é adequado para essas aplicações que exigem um alto nível de precisão no controle térmico.
Características principais:
  • Saídas de controle para SSR e válvulas motorizadas;
  • Interface LCD a cores;
  • Conectividade Ethernet e serial (mestre/escravo);
  • Mensagens de diagnóstico multilíngues;
  • Funções lógicas e matemáticas.

Necessidade:

Registro digital das variáveis do processo

O registro das temperaturas durante o tratamento térmico é essencial para garantir a qualidade e a segurança dos materiais . Monitorar e registrar com precisão os parâmetros térmicos garante que o ciclo de tratamento cumpra as especificações exigidas, evitando defeitos e variações no produto final.
Além disso, o registro da temperatura é um requisito fundamental para estar em conformidade com as normas e padrões do setor, como AMS2750 e CQI-9, particularmente rígidos nos setores aeroespacial e automotivo. Esse processo também permite rastrear cada lote de produção, garantindo a total confiabilidade do processo produtivo.
hotspot-image
A proposta da Gefran para o registro das variáveis de temperatura é o controlador multifuncional 3850T, um dispositivo que integra várias funcionalidades, entre as quais uma eficiente função de datalogger em conformidade com as especificações ASM2750 e CQI-9. Esta função, associada ao Relógio em Tempo Real, é capaz de armazenar dados de processo, sinais digitais de Entrada/Saída e estados de alarmes.
Características principais:
  • Interface gráfica touch screen;
  • Armazenamento em formato aberto ou criptografado;
  • Exportação de arquivos localmente ou através da rede Ethernet;
  • Exportação de dados em formato CSV ou PDF;
  • Conexão remota VNC.

Necessidade:

Limite de segurança de alta temperatura do forno

Para proteger o sistema e garantir a segurança dos operadores em caso de superaquecimento, é necessário adotar dispositivos adequados, chamados limites de segurança.
O excesso de calor pode comprometer a integridade do forno, danificando resistências, sensores e revestimentos refratários, com risco de incêndios, explosões ou falhas mecânicas. Em caso de mau funcionamento do sistema primário e ultrapassagem do limite definido, o sistema de segurança intervém automaticamente, ativando alarmes e desligando a instalação, prevenindo danos e protegendo o pessoal.
No mercado americano, a norma Factory Mutual (FM) exige dispositivos certificados, para garantir o funcionamento correto em caso de ultrapassagem da temperatura permitida.
hotspot-image
hotspot-image
1 - 2
Os indicadores de segurança 650L (formato 48×48) e 1250L (48×96), certificados pela Factory Mutual (FM), são dispositivos projetados para detectar superaquecimento em processos industriais de aquecimento e ativar um sinal que coloca a instalação em perigo.
Para facilitar a instalação e o uso, eles são fornecidos com configuração de fábrica pronta para uso, incluindo a função de memória retentiva do alarme, que requer reconhecimento por parte do operador. O reconhecimento pode ser feito através de um botão frontal dedicado (R vermelho), entrada digital opcional ou linha serial. O display LCD exibe mensagens claras que orientam o operador na identificação do estado da instalação, tornando a intervenção simples e imediata.
Características principais:
  • Certificação Factory Mutual (FM) para uso como indicador de segurança em processos de aquecimento;
  • Formatos padrão industriais: 48×48 (650L) e 48×96 (1250L);
  • Função de alarme retentivo com reconhecimento do operador;
  • Display LCD de alta nitidez;
  • Configuração de fábrica pronta para uso;
  • Aquisição de alarme através de botão frontal, entrada digital ou linha serial.

Necessidade:

Controle de cargas elétricas de aquecimento

No aquecimento elétrico industrial, o gerenciamento da potência é crucial para garantir uniformidade de temperatura, eficiência energética e continuidade operacional. As aplicações exigem sistemas capazes de se adaptar a diferentes tipos de cargas – desde resistências lineares a transformadores – mantendo a estabilidade mesmo na presença de variações no processo. Para satisfazer estas necessidades, são necessárias soluções com flexibilidade de configuração, diagnóstico avançado para manutenção preditiva e compatibilidade com os mais recentes protocolos de comunicação.
Uma integração eficaz de E/S permite o gerenciamento de sinais, desde a retransmissão de comandos até o monitoramento de variáveis de processo.
Por fim, a necessidade de instalações em espaços reduzidos torna indispensáveis sistemas compactos e robustos, capazes de garantir segurança, eficiência e redução das paradas da planta.
hotspot-image
No aquecimento elétrico, para garantir temperaturas de tratamento superiores a 1000 °C, a Gefran oferece os Power Controllers da série GRC, dispositivos inteligentes que gerenciam com precisão e eficiência a potência elétrica.
Características principais:
  • Corrente de 25 a 150 A;
  • Configurações monofásicas, bifásicas e trifásicas;
  • Modos de controle configuráveis;
  • Diagnóstico integrado;
  • Conectividade fieldbus.

Necessidade:

Medição da temperatura do processo térmico

A temperatura é a variável mais crítica nos processos de tratamento térmico. Um controle preciso é essencial para garantir as propriedades mecânicas exigidas, a repetibilidade do processo, o cumprimento dos padrões de qualidade e a segurança operacional. Os sensores de temperatura devem operar em ambientes de alta temperatura, garantindo uma medição estável e contínua. Fundamental é a bainha que protege o elemento sensível — geralmente termopares — que, além de resistir a altas temperaturas, deve suportar a ação das atmosferas de processo presentes no forno, como no caso da nitretação. Por isso, é necessário escolher um material de revestimento adequado, capaz de garantir confiabilidade e longa durabilidade.

hotspot-image
Os sensores de temperatura série TC6M, equipado com elemento sensível de termopar, representam uma solução ideal para aplicações de tratamento térmico com temperaturas até 1000 °C. A possibilidade de escolher o tipo de termopar, a faixa de medição, o comprimento de instalação e o material da bainha permite uma ampla versatilidade de uso. Por exemplo, uma bainha em aço AISI 316 é indicada para temperaturas médias em atmosferas não agressivas, enquanto a liga INCONEL 600 (à base de níquel-cromo-ferro) é mais adequada para altas temperaturas em ambientes agressivos, graças à sua resistência a gases reativos.
Principais características:
  • Mede temperaturas até 1000 °C com elemento sensível a termopar;
  • Bainha em AISI 316 ou INCONEL 600 para resistir a diferentes ambientes e temperaturas;
  • Confiabilidade e estabilidade de medição mesmo em condições térmicas extremas.

O Princípio de Funcionamento:

Quando se trata de tratamentos térmico, os fornos contínuos representam a solução mais difundida e apreciada por sua alta produtividade, especialmente no tratamento de grandes volumes. Nestas instalações, as peças movem-se através da câmara de aquecimento num fluxo contínuo. Os fornos contínuos são formados por um túnel isolado, dividido em várias zonas de aquecimento independentes, e por um sistema de transporte — por correias ou esteiras — que permitem a passagem do material no interior da sua estrutura, garantindo um processo de tratamento térmico ininterrupto e eficiente. Com temperaturas que podem atingir os 1000 °C,os fornos contínuos são ideais para uma grande variedade de tratamentos térmicos, tais como têmpera, recozimento, revenimento e normalização.
Cada processo é gerenciado de acordo com um perfil térmico preciso, que é fornecido pela passagem do material através de diferentes zonas de temperatura controladas individualmente, uma característica fundamental para alcançar as propriedades metalúrgicas desejadas.

Requisitos e Tecnologia:

No tratamento térmico industrial, a temperatura é o parâmetro mais crítico: deve ser gerenciada com precisão absoluta e estabilidade contínua para garantir resultados confiáveis e em conformidade com os mais altos padrões de qualidade industrial.

Por esse motivo, as instalações industriais modernas contam com controladores PID avançados, equipados com algoritmos otimizados e funções de autotuning, que simplificam o gerenciamento e garantem um controle de temperatura preciso, intuitivo e eficiente em todo o processo.

O aquecimento pode ser realizado por meio de resistências elétricas ou queimadores a gás. No primeiro caso, o controlador se comunica com controladores eletrônicos de potência, responsáveis por modular a energia térmica com extrema precisão. No segundo, o sistema gerencia diretamente as válvulas de gás, assegurando monitoramento contínuo e altos níveis de segurança operacional.

Além do controle, é fundamental registrar e monitorar a evolução da temperatura, especialmente em setores altamente especializados, como o setor aeroespacial e aeronáutico, onde a rastreabilidade do processo térmico é essencial para certificar a qualidade e cumprir as normas técnicas mais rigorosas.

Por fim, para proteger o sistema e garantir a segurança dos operadores, é indispensável integrar dispositivos de proteção dedicados, como limitadores de segurança contra superaquecimento, que atuam prontamente para prevenir falhas críticas e proteger os equipamentos industriais.

Produtos recomendados Metal: Fornos contínuos