Mejora de la pirometría infrarroja aplicada a hornos de recocido continuo

Abstract

[Improved infrared pyrometry applied to continuous annealing furnace]

En muchos procesos de calentamiento industrial (líneas de galvanizado continuo, producción de tubos de acero, fusión de vidrio, etc.) se debe calentar rápidamente la carga logrando al mismo tiempo un control preciso de su temperatura final. Para lograr este control es necesario medir apropiadamente la temperatura de la carga, lo que se debe normalmente realizar sin contacto (ya que la carga se traslada dentro del horno, a veces a velocidades considerables). La solución tecnológica actual consiste en utilizar pirómetros infrarrojos (instrumentos que miden la radiación en el infrarrojo que sale de la superficie de la carga en cierta dirección dada, habitualmente en un intervalo de longitudes de onda fijo, e infieren la temperatura de la superficie a partir de ella).
Esta solución dista mucho de ser óptima, por varios motivos. Uno, la radiación que sale de la superficie no es sólo radiación emitida por la superficie (que testimonia su temperatura) sino radiación reflejada desde otros puntos de la cavidad del horno. Esta radiación reflejada en muchos casos puede ser mucho más intensa que la emitida (por razones de productividad la temperatura del horno es normalmente superior a la temperatura de la carga). En segundo lugar, las propiedades ópticas de las superficies que son relevantes para esta técnica (emisividad, por ejemplo) están habitualmente mal caracterizadas y dependen mucho del estado superficial de la carga que en muchos casos es incontrolable.
La tecnología actual ha desarrollado mucho estos instrumentos, hasta el punto en que es posible medir simultáneamente la radiación proveniente de varios puntos diferentes, en varios intervalos de longitud de onda distintos.
La propuesta de este trabajo consiste en pensar cuál es la promesa de estos instrumentos mejorados para la medición de temperatura; hallar, si es posible, configuraciones de distintas direcciones de vista/distintas longitudes de onda que proporciones mediciones más precisas, robustas, etc.
Desde el punto de vista técnico, trabajar exitosamente con este problema involucraría hacer / perfeccionar modelos de los intercambios de radiación dentro de una cavidad con superficies a distintas temperaturas y con distintas propiedades ópticas; realizar análisis de sensibilidad de los parámetros que se desee medir respecto de las perturbaciones (tanto de temperaturas y propiedades de las superficies como ‘errores de
modelización’).