Medición de temperaturas ultra altas en el tratamiento térmico (hornos)

Tabla de contenidos

Durante la fabricación, los metales y las aleaciones metálicas pasan por diversos procesos como la fundición, la soldadura y el laminado que pueden dañar la estructura del metal y afectar a sus propiedades mecánicas. Este problema puede resolverse mediante diversos tipos de tratamientos térmicos (también llamados procesamiento térmico) en los que los metales se calientan y enfrían en distintos tipos de hornos según parámetros exactos de tiempo y temperatura, dependiendo del tipo de metal y del producto final requerido. Por definición, un horno es una estufa que puede alcanzar temperaturas superiores a 1000°C. Un termopar de alta temperatura de buena calidad proporcionará datos exactos de temperatura para garantizar el control preciso necesario. Los termopares de alta temperatura de Kamet (tipos B,S,R, C o D) son una buena elección.

En este artículo veremos cómo nuestros termopares de alta temperatura son muy adecuados para diversos procesos de tratamiento térmico, centrándonos en los hornos de recocido, los hornos de vacío y los hornos de atmósfera.

Tipos de tratamiento térmico y hornos

Cada (combinación de) tipo de tratamiento térmico y horno se adapta a un tipo específico de metal o se elige para conseguir una propiedad concreta en el producto final. El objetivo puede ser, por ejemplo, mejorar la dureza, la ductilidad y/o la resistencia a la corrosión del metal. La elección del horno y del proceso de tratamiento térmico depende de factores como el tipo de material, el acabado superficial deseado y la necesidad de evitar la oxidación (entre otros). Cada horno y proceso de tratamiento tiene sus ventajas y es adecuado para aplicaciones específicas.

Tipos de tratamiento térmico

  • Endurecimiento: aumentar la dureza y la resistencia
  • Revenido: reducir la fragilidad
  • Recocido: ablandamiento, mejora de la ductilidad, alivio de las tensiones internas
  • Normalización: estructura de grano uniforme
  • Enfriamiento: enfriamiento rápido para reducir el tamaño del grano de cristal (aumenta la dureza)
  • (baja presión) Carburación: mejorar las propiedades superficiales del hierro o el acero.

Tipos de horno

 Horno de atmósferaHorno de vacío*Horno de recocido
Tipos de tratamiento térmicoRecocido, endurecimiento, cementación a baja presiónRecocido, endurecimiento, templadoRecocido, templado, revenido, normalizado
FunciónFuncionan con composiciones de gas específicas, por ejemplo, el nitrógeno y el hidrógeno se mezclan para el recocidoEl vacío elimina todos los gases, lo que minimiza la oxidación. Las piezas metálicas que deben soportar altas temperaturas y tensiones requieren un tratamiento térmico en vacío.Ablanda los metales y aumenta su ductilidad modificando su microestructura. Primero se mantiene una temperatura superior a la de recristalización pero inferior al punto de fusión. A continuación se produce un proceso de enfriamiento largo y controlado para la formación de granos más dúctiles.
VentajaReduce el riesgo de oxidación o descarburaciónLa ausencia de aire lo hace adecuado para materiales sensiblesAlivia las tensiones internas haciendo que los metales sean más mecanizables
Temperatura máxima1700°CHasta 3000°C1300 ℃
Tipo de termoparTipos R o SDependiendo de la temperatura del proceso térmico, se puede elegir entre los tipos N, S, R, B y C. Por encima de 1300°C sólo el tipo C es adecuado para su uso en un horno de vacío.El tipo K puede utilizarse hasta 1000℃. Los de tipo R y S son más caros pero ofrecen más precisión en las condiciones extremas de los hornos.
Propiedades específicas del conjunto termoparResistencia al calor elevado en atmósferas oxidantes. reductoras o carbonizantesSoportan temperaturas muy elevadas y el vacío.Lecturas de temperatura muy precisas dentro de una amplia gama de temperaturas. Resistente a la oxidación.

*Enesta página encontrará información adicional sobre el uso de los termopares de Kamet en hornos de vacío.

Utilización de termopares de alta temperatura en hornos

En la tabla anterior puede ver tres de los hornos más comunes y los termopares más adecuados para los procesos de tratamiento térmico que tienen lugar en ellos.

Al seleccionar un termopar para su uso en un horno, es importante tener en cuenta el:

  • funda y alojamiento más adecuados
  • rango de temperatura del horno
  • duración del proceso de tratamiento térmico
  • efectos atmosféricos
  • colocación del termopar
  • resultados metalúrgicos deseados
  • tolerancias requeridas y/o grado de precisión
  • la vida útil requerida (a veces los operadores optan por termopares de un solo uso en aplicaciones de hornos)
  • Función del termopar, por ejemplo, ¿es para la vigilancia y/o para el control del proceso?

Los termopares de ultra alta temperatura (tipo C/D o B,R o S) tienen muchas características únicas que los convierten en una excelente elección para su uso en el calor extremo de los hornos. Para más detalles sobre sus propiedades y funcionamiento, puede leer aquí.

Control de la temperatura

Los termopares de alta temperatura pueden utilizarse para suministrar datos a un controlador de temperatura que mantiene el calor deseado ajustando la potencia de entrada al horno. Un control preciso de la temperatura requiere datos procedentes de termopares colocados en varios puntos del horno. El control de la temperatura puede afectar al control de la atmósfera y, por tanto, a la metalurgia del producto final. Por ejemplo, en la cementación, si el producto no está a una temperatura uniforme y el centro está más frío, habrá menos difusión y una pieza potencialmente más blanda. Tanto la colocación del termopar como el cálculo de los puntos de consigna y las tolerancias requeridas son esenciales para obtener resultados óptimos.

Posición de los termopares para el control de la temperatura

La uniformidad de la temperatura en todo el horno garantiza una calidad superior del producto. La colocación del termopar es, por tanto, un factor importante a tener en cuenta con varias posibilidades. Una posición cercana a los elementos/fuente de calentamiento proporciona lecturas precisas de la temperatura a lo largo de todo el proceso. Una segunda opción es la colocación cerca del material que se está procesando y, en el caso de los hornos continuos, sería cerca de los puntos de entrada/salida de los materiales. De este modo se puede controlar el perfil de temperatura de los productos durante el calentamiento y el enfriamiento. Además, los termopares suelen colocarse en determinados puntos críticos de la cámara del horno, como los lugares donde se producen reacciones químicas específicas o transformaciones estructurales. Los termopares situados en los tres lugares permiten controlar con precisión las variaciones de temperatura dentro del horno y contribuyen al importante objetivo de la uniformidad de la temperatura.

Definición y cumplimiento de las tolerancias para el control de la temperatura

Se calcula un punto de consigna de temperatura basado en el controlador, el termopar y los resultados metalúrgicos requeridos. Ciertos procesos de tratamiento térmico pueden tener tolerancias y objetivos muy ajustados con respecto a la temperatura máxima y la velocidad de calentamiento/enfriamiento. En estos casos, la precisión de las lecturas del termopar es crítica y determinará tanto la elección del termopar como el tipo de vaina. Además, la colocación de los termopares en diferentes posiciones es muy aconsejable cuando las tolerancias son ajustadas (como se explica en el párrafo anterior).

Termopares de Kamet

En conclusión, el tratamiento térmico es una ciencia exacta que implica temperaturas extremadamente altas (generalmente superiores a 1000°C) y, como tal, los termopares de ultra alta temperatura desempeñan un papel esencial para garantizar que se mantienen los parámetros térmicos precisos que darán como resultado la calidad requerida del producto metálico.

Kamet’s ofrece todas las piezas necesarias para un montaje completo del termopar a prueba de hornos, incluyendo una variedad de tipos de funda y una gama de diámetros para el cable (de extensión) del termopar y los alambres conductores. También podemos suministrar tanto uniones en caliente como terminaciones en frío.

Nuestros termopares de alta temperatura cumplen las normas de calidad más exigentes, satisfaciendo los exigentes requisitos de los hornos de tratamiento térmico. Los termopares Kamet de los tipos R / S / B / D/ / C cumplen no sólo estas normas, sino también los requisitos de calibración más precisos, especialmente en lo que se refiere a la tolerancia. Nuestros termopares son una excelente inversión para aplicaciones de tratamiento térmico a temperaturas extremadamente altas. Puede leer información más detallada sobre los termopares de ultra alta temperatura de Kamet aquí. También puede interesarle nuestro folleto sobre termopares de alta temperatura.

Descargue el folleto del termopar de alta temperatura

En este folleto encontrará dibujos técnicos y opciones de personalización del producto, incluidos todos los pasos para configurar el termopar que necesita.

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Acerca de Kamet

Kamet puede ofrecerle más de 35 años de conocimientos y experiencia industrial y de mercado en el mundo de los termopares de alta temperatura. Esperamos poder ayudarle con los conjuntos de termopares ideales para sus procesos de tratamiento térmico. Nuestro sitio web ofrece una amplia base de conocimientos de preguntas frecuentes junto con páginas de información sobre los productos. No obstante, si tiene preguntas específicas, póngase en contacto con nosotros y nuestro experto interno le responderá rápidamente.

Folleto de termopares de alta temperatura

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