EOW May 2007

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EuroWire – Mayo de 2007 158
español
(600°C) para fundir los revestimientos
superficiales de cobre y cinc que se
difunden en el alambres de base para
producir el hilo para neumáticos.
Los alambres tienen normalmente una
distancia entre ejes de 0,61" a 1" (de
15,5mm a 25,5mm) y un diámetro que
varía de 0,031" a 0,080" (de 0,8mm a 2mm).
La productividad típica se basa en DV=70
(donde D=diámetro y V=velocidad).
El número de alambres contenidos en una
determinada bobina de calentamiento
es generalmente determinado por la
distancia entre ejes, dado que la bobina
es difícil de manejar cuando se tiene un
número elevado de alambres con una
distancia entre ejes elevada.
Control de potencia interactivo
en circuito cerrado
Respecto a los procesos como los que
se realizan en hornos de gas y eléctricos,
calentadores de infrarrojos, calentadores
de resistencia y lechos fluidizados, el
calentamiento inductivo responde
muy rápidamente a los cambios de los
parámetros operativos de proceso.
Un cambio pequeño de potencia o de
velocidad de línea tiene un efecto casi
instantáneo en la temperatura del producto
que se procesa. Por esta razón, el control
de la línea debe ser considerado atenta-
mente para obtener resultados coherentes.
Los dos métodos estándares usados
son la realimentación de dispositivos de
detección de la temperatura (como los
pirómetros de infrarrojos) y la velocidad
de línea.
Sensores de temperatura
Cuando se calienta acero magnético a
la temperatura de austenización para el
proceso de temple, si no se incorpora una
atmósfera, se puede formar cascarilla en la
superficie del alambre. Esto puede afectar
a las mediciones de los sistemas que
utilizan pirómetros de infrarrojos de uno
o dos colores.
Por lo tanto, la eliminación de la cascarilla
y la precisión del posicionamiento y de la
distancia focal del sistema pirométrico
determinarán la consiguiente señal de
realimentación a la alimentación de
potencia inductiva.
La contaminación debida al aire (como
el humo), puede afectar también a la
señal procedente de los pirómetros. Si
no se presta una particular atención a la
limpieza del alambre y a la precisión de
la realimentación de otros parámetros de
proceso, y al control en circuito cerrado,
el uso de sistemas pirométricos no será
eficaz. Los sensores de temperatura
también deben ser enfocados hacia el
alambre que se calienta y, en particular,
en el caso de alambres de diámetro
pequeño, estos alambres se pueden mover
verticalmente durante el proceso y salirse
del campo visual del pirómetro dando
señales falsas al proceso de inducción.
Velocidad de línea
El cálculo de la velocidad de línea con
relación a las dimensiones del alambre
y el nivel de potencia del calentador
inductivo es un proceso factible y para
ello se han usado con éxito controladores
por prealimentación.
Materiales no ferrosos
Hasta ahora, se ha tratado el calentamiento
por inducción de alambres de acero al
carbono. Los materiales no ferrosos como
el aluminio y el latón se pueden calentar
igualmente por inducción, pero con menor
rendimiento.
Por ejemplo, imagínese un alambre de
latón de 0,08" (2mm) de diámetro que
debe ser calentado de una temperatura
ambiente de 70°F (20°C) a 1.200°F (650°C)
a una velocidad de 985ft/min (300m/
min). Éste requerirá un total de 540KW
de potencia de salida a una frecuencia de
50KHz con una bobina de inducción de
longitud total de 10ft (3m).
Un alambre de latón de 0,24" (6mm)
de diámetro calentado de 70°F (20°C)
a 1.200°F (650°C) a una velocidad de
985ft/min (300m/min) necesitará 1.500KW
de potencia de salida a una frecuencia
de 10KHz con una bobina de longitud
total de 20ft (6m).
Los valores de rendimiento finales son
respectivamente de un 6% para el alambre
de 0,08" (2mm) de diámetro del primer
ejemplo y un 20% para el alambre de 0,24"
(6mm) de diámetro del segundo ejemplo.
Si se comparan los rendimientos totales,
de hasta un 80% para el calentamiento de
acero magnético, se puede comprender
porqué no se suele usar el calentamiento
por inducción para materiales no ferrosos.
Sin embargo, actualmente hay instala-
ciones que funcionan satisfactoriamente
con rendimientos reducidos, compensados
por otros beneficios ofrecidos por el
proceso de inducción como, por ejemplo,
el ambiente de trabajo.
Perspectivas futuras
El calentamiento por inducción continúa
siendo ampliamente usado en la
industria del alambre, en particular para
calentar alambres de acero. Este sistema
irá adquiriendo cada vez más interés
y será utilizado cada vez más para
completar y mejorar la productividad de los
sistemas de calentamiento convencionales
existentes.
El sector del calentamiento de alambres
muy finos y de aleaciones especiales,
metales compuestos y materiales como
el titanio y el tungsteno seguirá desarrol-
lándose. Las dimensiones físicas de las
de las fuentes de potencia inductiva
disminuirán mientras que sus prestaciones
aumentarán.
Se producirán avances en las técnicas
y sistemas de control para asegurar
tolerancias muy estrictas y uniformidad de
los productos de alambre, y se obtendrán
mejoras con el control de calidad en línea.
“A medida que se vayan descubriendo
otros procesos a los que se pueda aplicar
el calentamiento por inducción, cada uno
deberá ser analizado separadamente.
Nuestra experiencia nos dice que a veces
la aplicación que parece ser la menos
adecuada, o la que parece inicialmente
no factible, puede resultar una instalación
exitosa y factible desde el punto de
vista económico.” n
Radyne
Thermatool House
Crockford Lane, Basingstoke
Hampshire, RG24 8NA, UK
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