El vidrio es un material que no tiene análogos en algunas propiedades. Hasta ahora, se utilizan ingredientes naturales para su producción, el procesamiento repetido de un producto dañado puede ocurrir repetidamente sin pérdida de calidad y casi sin desperdicio.

Definición

El vidrio puede estar en varios estados de agregación en diferentes etapas de producción. Y, sin embargo, vidrio: ¿qué es y de qué está hecho?

Según la definición científica, el vidrio es cualquier cuerpo amorfo obtenido por el método de fusión, que, al aumentar la viscosidad, adquiere las propiedades de un cuerpo sólido. El proceso de transición de un estado a otro es reversible.

historia material

En la vida cotidiana, usamos vidrio todos los días. Qué es y de qué está hecho: rara vez se hacen preguntas en los tiempos modernos, el material nos es tan familiar. Los científicos creen que el vidrio se obtuvo por primera vez por accidente, es imposible rastrear el origen de la tecnología. Los primeros productos datan de alrededor del 2540 a. Tres componentes estaban presentes en la receta antigua: soda, arena y alúmina. En el futuro, aprendieron a mejorar las propiedades del material agregando tiza, dolomita y otros componentes a los ingredientes principales. La composición completa a partir de la cual se elabora el vidrio se llama carga.

El vidrio coloreado comenzó a obtenerse utilizando pigmentos naturales: óxido de cromo, óxido de níquel, aditivos de cobalto. El primer producto moldeado fue obtenido en el siglo I dC por artesanos romanos. También inventaron la hoja de vidrio. La tecnología para la producción de vidrio en láminas consistía en soplar una enorme burbuja cilíndrica de tamaño humano a partir de una masa caliente. Hasta que se enfrió, se cortó a lo largo de la parte larga y se colocó en paletas para su alineación. Esta técnica estuvo muy extendida hasta principios del siglo XX. En Rusia, la producción de vidrio se abrió en el siglo XVII y estaba ubicada en el pueblo de Dukhanino, en ese momento solo los extranjeros eran maestros.

Compuesto

El vidrio se utiliza para muchos propósitos. ¿Qué es el vidrio, descubrimos, y cuáles son sus ingredientes principales? La composición de los ingredientes iniciales durante todo el período de la práctica de fabricación del material no ha cambiado. Tres componentes principales constituyen la base (carga): sílice o arena de cuarzo, soda (óxido de sodio) y óxido de calcio, conocido como cal. Los componentes se combinan en determinadas proporciones y se funden en un horno a una temperatura de 300 a 2500 °C. En función de las propiedades deseadas, se añade a la composición de la carga potasa, anhídrido bórico, vidrios rotos de fundiciones anteriores o materias primas recicladas, en función de las propiedades deseadas.

Tecnología

Para potenciar o debilitar las propiedades de los compuestos, se añaden al proceso de fusión potenciadores, opacificantes, colorantes, decolorantes, etc.. Después de la cocción, la masa se enfría rápidamente, lo que permite evitar la formación de cristales. De todos los componentes, el mayor porcentaje en la receta es arena, del 60 al 80%. La arena actúa como núcleo alrededor del cual se forma el material vítreo. La tecnología de producción de vidrio se ha mantenido sin cambios durante siglos.

La cal es otro componente sin el cual no se puede producir vidrio. ¿Qué es el óxido de calcio en los ingredientes? Este componente le da al material resistencia química y mejora el brillo. El vidrio solo se puede fundir con arena y sosa, pero sin cal se disolverá en agua. El tercer jugador en la mezcla es el óxido de metal: sodio o potasio (hasta un 17%). Se introduce en la mezcla en forma de carbonato de sodio o potasa. Estos componentes reducen el punto de fusión, lo que permite que los granos de arena individuales se derritan por completo y se combinen en un monolito.

Tipos

Dependiendo de los componentes utilizados en la mezcla, los tipos de vidrio se dividen:

• Cuarzo. Está hecho de un componente: sílice. Posee altas cualidades: resistente a altas temperaturas (hasta 1000 °C) y choque térmico, transmite el espectro de radiación visible y ultravioleta. La producción está asociada con altos costos de energía, ya que la sílice (vidrio de silicato) es una materia prima refractaria y es difícil de moldear. Las principales áreas de aplicación son cristalería química y de laboratorio, partes de sistemas ópticos, lámparas de mercurio, etc.
• Silicato de sodio. Está hecho de dos componentes, composición de vidrio: arena de silicato y sosa (1: 3). Por sus propiedades es muy utilizado en la industria como componente de cualquier proceso, pero no se utiliza en otros ámbitos, no se elaboran productos a partir de él. La principal desventaja es que se disuelve en agua.
• Cal. El tipo de material más común con el que se fabrican la mayoría de los productos es el vidrio laminado, los recipientes de vidrio, las láminas de espejo, los platos y mucho más.
• Dirigir. El óxido de plomo se añade proporcionalmente a la composición clásica del vidrio (carga). El vidrio de plomo se caracteriza por propiedades dieléctricas aumentadas, lo que hace posible su uso como la mejor composición aislante en tubos de televisión, osciloscopios, capacitores, etc. La presencia de plomo en la masa de vidrio le da al material un brillo adicional, un brillo que es a menudo se utiliza en la fabricación productos de arte, platos, etc. Cristal - uno de los tipos de vidrio de plomo.
• Borosilicato. La adición de óxido de boro a la composición del material aumenta hasta 5 veces su resistencia al choque térmico, mejora significativamente Propiedades químicas. El vidrio de borosilicato se utiliza para la fabricación de tuberías y cristalería química de laboratorio, productos para el hogar. Un caso de uso a gran escala es un espejo de vidrio de borosilicato para el telescopio más grande del mundo.
• Otros tipos de vidrio - aluminosilicato, borato, coloreado, etc.

Tipos de vidrio de ventana

El vidrio de las ventanas es el tipo de material más demandado. se salta luz de sol, proporciona aislamiento térmico en invierno y verano, evita la penetración del ruido, decora estéticamente el vano de la ventana y realiza muchas más funciones. Hoy existe una amplia variedad de tipos de vidrio, cada uno de los cuales cumple con ciertos requisitos:

• El ahorro de energía. Un tipo de vidrio teñido a granel o cubierto con una película especial que asegura la penetración de la radiación solar de onda corta en la habitación, y la radiación de onda larga de los dispositivos de calefacción no se libera de la habitación. El segundo nombre es vidrio selectivo. Hasta la fecha, se han desarrollado varios tipos de recubrimientos. Los más prometedores son - K-glass (deposición de óxidos metálicos en la superficie) e i-glass (deposición multicapa al vacío de plata - dieléctrico).
• Protector solar. Reduce la transmisión de la luz solar en la habitación. Se dividen en dos tipos: reflectantes y absorbentes. El efecto se logra tiñendo el vidrio a granel durante la cocción o aplicando una película especial a la superficie.
• Decorativo. Vidrio de ventana con características estéticas adicionales: estampado, coloreado, etc.

Lentes de seguridad

Una de las cualidades negativas del vidrio es su fragilidad, existen tecnologías para fortalecer el material. Los tipos más comunes:

• Reforzado. Hoja de vidrio, durante cuya formación se introduce una malla metálica en la masa. Ámbito de aplicación - nave industrial, calle Encendiendo, revestimiento de huecos de ascensores, etc.
• Laminado o tríplex. Dos o más vasos se mantienen unidos con una película o líquido especial. Este tipo de material reduce significativamente el nivel de ruido en el local. Además, cuando se utilizan filtros de color adicionales durante la laminación, puede realizar funciones de protección solar. Triplex tiene una alta estabilidad mecánica, cuando la lámina se rompe, los fragmentos quedan adheridos a la película, lo que la hace lo más segura posible para su uso en acristalamientos de fachadas, balcones, ventanas y puertas.
• resistente al fuego. En la mayoría de los casos, se produce utilizando la tecnología de laminación con películas especiales, que a temperaturas superiores a 120 ° C cambian sus propiedades físicas y, al expandirse, se vuelven opacas, dando rigidez al vidrio.
• Protector. Es un material multicapa que consta de varios tipos de vidrio unidos con una película de polímero. Por ejemplo, el vidrio de silicato se une al policarbonato y al vidrio orgánico. Tal bloque translúcido es resistente a daños mecánicos, químicos y por impacto. Los tipos de vidrio de seguridad incluyen a prueba de balas, resistentes a impactos, resistentes a pinchazos y otros tipos. Requerimientos técnicos El material y la clasificación de las gafas protectoras están regulados por GOST R 51136.
• Templado. Posee características de alta resistencia. El efecto está garantizado por la tecnología de producción de vidrio: en un horno de túnel especial, las láminas se exponen a altas temperaturas durante un período breve y se enfrían rápidamente. Cuando se rompe, el vidrio templado se rompe en pedazos pequeños que no representan una amenaza para la vida y la salud. La desventaja es la imposibilidad de procesamiento mecánico de la tela endurecida, al menor impacto, se colapsa. La mayoría de los productos de vidrio templado se moldean, cortan o procesan de otro modo antes de templarlos.

Vidrio del carro

Los vidrios para automóviles tienen características de mayor resistencia que cumplen con los requisitos de seguridad. Hasta la fecha, se utilizan dos tecnologías en la producción: laminación (tríplex) y endurecimiento (estalinita):

• Recibir templado tratamiento térmico vidrio de silicato ordinario, calentándolo en un horno a una temperatura de +600 ° C, seguido de un enfriamiento rápido. Adquiere resistencia mecánica y térmica, pero ante fuertes impactos se colapsa, desintegrándose en pequeños fragmentos seguros que carecen de filos cortantes y perforantes. marcado ruso- la letra "Z", Europea - "T" o Templada.
• Laminado: se trata de dos láminas de vidrio delgadas unidas con una película de polímero bajo la influencia de la temperatura y el vacío. Las propiedades del vidrio son tales que permanece intacto bajo fuertes impactos, no se rompe en pedazos si estalla. Las partes permanecen unidas con la película. El tríplex tiene características adicionales- teñido con filtros de color durante el proceso de laminación, aislamiento acústico interior adicional, baja conductividad térmica, etc.

Desarrollos modernos

El siglo XX puede llamarse una época de uso generalizado del vidrio. Después del desarrollo de la tecnología de métodos mecánicos para obtener el material, comenzó a usarse en una variedad de áreas: como la fibra más delgada en el campo de las telecomunicaciones, con no menos éxito se usa en grandes bloques de varias toneladas en la construcción. tecnologías

Las propiedades del vidrio son diversas, todavía se están estudiando en instituciones científicas y los artesanos encuentran nuevas formas de usar e inventar nuevos tipos. En 1940, los vidrieros introdujeron la espuma de vidrio en el mundo. Sus cualidades son:

• Ligereza: no se hunde en el agua, tiene una estructura celular, Gravedad específica un poco más que el peso del corcho.
• Resistencia a la humedad, durabilidad.
• Respeto al medio ambiente (se añade coque a la clásica receta por lotes).
• Ignífugo (no inflamable) y extingue el fuego.
• El material se puede serrar en pedazos sin comprometer la calidad.

El ámbito de aplicación eran materiales aislantes para industrias peligrosas, cámaras frigoríficas, etc.

Para paneles solares use vidrio con una capa conductora de una capa delgada de óxido de metal. Los paneles revestidos funcionan a temperaturas de alrededor de 350°C. Además, dicho vidrio se monta en las cabinas de los aviones para evitar el hielo y mantener el calor dentro de la cabina.

Un logro importante de los tiempos modernos fue la posibilidad de producir vitrocerámica. El material se fabrica utilizando la tecnología del vidrio ordinario, pero en la última etapa de enfriamiento, el proceso se ralentiza y se produce la cristalización en la masa del material. Los catalizadores son aditivos especiales que no afectan el estado externo del vidrio, sino que forman pequeños cristales. El material soporta altas temperaturas sin deformarse y es más resistente a todo tipo de daños. Utilizado en ciencia espacial electrodomésticos, laboratorios, partes de motores y muchas otras áreas.

La base del vidrio es uno de los materiales más comunes: arena de cuarzo. Se somete a un tratamiento especial, se calienta a temperaturas críticas. En este caso, las partículas individuales de arena se fusionan. A esto le sigue un enfriamiento rápido de la masa resultante, durante el cual los granos de arena simplemente no tienen tiempo para volver a su estado original.

El proceso de fabricación del vidrio consta de varias etapas.:

1. La arena se derrite a estado líquido en un horno especial. La arena de cuarzo se derrite a una temperatura de 2300 grados centígrados. La adición de carbonato de sodio (soda) reduce la temperatura requerida para la formación de vidrio a 1500 grados Celsius. Sin embargo, el bicarbonato de sodio hace que el agua corroa el vidrio. Por lo tanto, para neutralizar este fenómeno, se introduce adicionalmente óxido de calcio (cal) en el vidrio.

2. Dependiendo del propósito del vidrio, se agregan otros químicos a esta mezcla. El aditivo de vidrio decorativo más común es el óxido de plomo, que proporciona un acabado brillante y una baja dureza que facilita el corte. Para hacer que el vidrio sea más resistente, se le agregan óxidos de magnesio o de aluminio.

3. Para darle al vidrio el tono deseado, se agregan óxidos de varios metales a la masa fundida. Por ejemplo, el óxido de hierro lo hace rojo, el óxido de níquel púrpura o marrón y el óxido de uranio amarillo. El cobre o el cromo le dan un color verde de diferentes tonalidades.

4. Las burbujas de gas se eliminan de la masa fundida de arena, soda, cal y otros componentes. Esto implica remover el vidrio hasta un espesor uniforme y agregar sustancias como sulfato o cloruro de sodio, óxido de antimonio.

5. Se da forma al vidrio fundido. Esto se puede hacer de una de las siguientes maneras:

• El vidrio se vierte en un baño de estaño fundido como sustrato y se sopla con nitrógeno presurizado para formar y pulir. Así se fabrica el vidrio laminado desde los años 50.
• La masa fundida se vierte en un molde y se deja enfriar el vidrio. Este método fue utilizado por los egipcios y es como se fabrican la mayoría de las lentes ópticas.
• El vidrio se recoge en el extremo de un tubo hueco y luego se sopla girando este tubo. El vidrio está formado por aire soplado, la gravedad que actúa sobre su fusión y cualquier herramienta que use el soplador de vidrio. Así se hacen jarrones, vasos, Decoraciones de navidad y otros artículos grandes.

6. Se deja enfriar el vidrio, después de lo cual se vuelve a someter a un tratamiento térmico. Esto se hace para que el vidrio sea más duradero. Este proceso se denomina recocido y elimina todas las fuentes puntuales de tensión que se pueden haber formado durante el enfriamiento del vidrio.

7. En la etapa final, se aplican varios revestimientos al vidrio, se laminan o se procesan de alguna otra manera para aumentar la resistencia y la durabilidad. La lámina de vidrio se corta en láminas estándar.

Todos los días usando objetos de vidrio, casi nadie piensa de qué se obtiene este material. ¿Cómo se fabrican a veces artículos de interior asombrosamente hermosos? ¿Cómo se hace el vidrio? ¿Por qué la luz del sol entra libremente en la habitación a través de la ventana? ¿Cómo es posible que ciertos tipos de vidrio no se rompan incluso cuando se golpean con fuerza?

Producción tecnológica

El principal material para la fabricación de vidrio es la arena de cuarzo. Sí, la misma que está salpicada de playas de arena y por la que se puede caminar descalzo con placer en verano.

La producción de vidrio comienza con el hecho de que la cantidad del cuarzo más pequeño medido con precisión en balanzas electrónicas se calienta a una temperatura de más de 1500 grados C. Los granos de arena se derriten, formando una masa homogénea. Se les agrega carbonato de sodio y piedra caliza en pequeñas cantidades. ¿Con qué propósito?

El carbonato de sodio actúa como una especie de catalizador en este proceso y hace que la arena se derrita a una temperatura más baja, alrededor de 850 grados C. Esto reduce los costos de producción de energía. Pero la soda no se usa sin piedra caliza. Este hecho se explica simplemente: la arena fundida y la ceniza de soda, cuando se solidifican, forman una sustancia que se disuelve fácilmente en agua (no es el mejor material para la producción de artículos para el hogar). Aquí también se añaden óxido de magnesio, óxido de aluminio y ácido bórico. Así como una serie de sustancias que evitan la formación de burbujas de aire en la masa.

Después de que todos los componentes alcanzan una cierta temperatura, se produce un enfriamiento brusco; esto evitará que los granos de arena vuelvan a su forma original.

arcoiris de cristal

El cuarzo triturado (arena) en su forma natural contiene una pequeña mezcla de hierro, que da productos terminados fácil en el futuro tinte verde. Para hacer que el material sea transparente, se le agrega selenio. Esta sustancia desprende tonalidades rojizas, pero al mezclarse con el hierro, la superficie del vidrio se vuelve incolora. ¿Y de qué está hecho el vidrio de varios tonos, ya veces ni siquiera monofónico, que brilla con todos los colores del arcoíris?

Para dar color al material, se agregan óxidos metálicos a la mezcla calentada. El cobalto dará ricos colores azules. El producto brillará con tonalidades moradas si se le agrega manganeso durante el proceso de fabricación, y el verde se obtendrá de una mezcla de cromo y hierro. El óxido de cromo es adecuado para el amarillo soleado, los óxidos de cromo y cobre son adecuados para el verde esmeralda. Los componentes que se agregan dependen del propósito de la planta de vidrio.

El secreto de la fuerza

El siguiente proceso después de la tinción es la cristalización de la mezcla. También se llama el proceso de homogeneización. Como resultado, se eliminan todas las burbujas de aire, rayas y otras inconsistencias que pueden afectar aún más la calidad de los productos.

Después de la homogeneización, el vidrio futuro se envía a un tanque con estaño fundido a una temperatura de aproximadamente 1000 grados C. Dado que el estaño tiene una densidad más alta, la masa de vidrio líquido está en su superficie. Donde se vuelve perfectamente liso, se enfría un poco, adquiriendo dureza. En la siguiente etapa, la masa, que se ha enfriado en el tanque a 600 grados C, se transfiere a un transportador de rodillos. Aquí, según las reglas de cómo se hace el vidrio con un alto nivel de calidad, es hasta que la temperatura desciende a 250 grados C. La duración del proceso se explica por la necesidad de un enfriamiento gradual uniforme, con el fin de evitar grietas prematuras. .

Producción única sin residuos

Al final del transportador, se instala un dispositivo que controla la calidad del material terminado y, ante el menor defecto, el vidrio se envía para volver a fundir con una nueva mezcla preparada. Después de pasar el control de calidad, se cortan las hojas terminadas formato deseado y enviado al almacén o para su posterior procesamiento. Todo depende del propósito del producto.

Los residuos después del corte se vuelven a poner en la mezcla para volver a fundir. Allí también se lanza todo el material rechazado. Basado en cómo se fabrica el vidrio, es seguro decir que esta producción no genera desperdicios.

Tipos

Debido a su química y propiedades físicas El vidrio se divide según varios criterios:

• con cita previa (necesidades del hogar, uso industrial, construcción);
• por tipo de procesamiento (tecnologías químicas, mecánicas y especiales);
• según la textura de la superficie (mate, brillante, recubierta con varios metales, con y sin película de recubrimiento).

No hay una división clara en categorías. A la hora de clasificar, proceden de la tecnología y de cómo se fabrica el vidrio. El resultado final puede ser una superficie multicapa con bordes mecanizados o un producto con un alto nivel de transmisión de luz, corte en frío. Cabe señalar que un parámetro de calidad separado es el nivel de transmisión de luz. No hay vidrio con un nivel del 100%, para uso doméstico es del 82%. En productos de alta tecnología: microscopios, telescopios, varias lentes e instrumentos de precisión, esta cifra supera el 90%.

En los últimos 10 años, los productos de la industria del vidrio han tenido una gran demanda. Los productos de recuerdo, los muebles, los componentes de puertas y ventanas, los platos, los diversos recipientes, etc., están hechos de vidrio. Sin embargo, para que los productos fabricados encuentren a su consumidor, es necesario seleccionar correctamente la tecnología de producción y controlar la precisión de su ejecución en todas las etapas del proceso. Otro matiz son las importantes inversiones de capital al principio, que ascienden a más de 100 millones de rublos solo para la compra de equipos. Por esta razón, muchos empresarios están abandonando la producción de vidrio a gran escala en favor del reciclaje del material, que también es un campo de actividad rentable, pero menos costoso en la etapa inicial.

Características del mercado ruso.

Líderes de la industria del vidrio Federación Rusa Hay 11 plantas, las más grandes son: JSC "AGC BSZ" (región de Nizhny Novgorod), JSC "Saratovstroysteklo" (región de Saratov), ​​JSC "Salavatsteklo" (Bashkortostan), LLC "AGC Flat Glass Clean", LLC "Pilkington Vidrio" (región de Moscú). Son estas empresas las que producen el 90% del vidrio plano doméstico. Además, sólo el 30% del volumen de productos de vidrio en el mercado proviene del exterior.

La producción de vidrio consume el 21% de las materias primas, alrededor del 8% del combustible, el 13% energía eléctrica del volumen industrial total de la Federación Rusa.

Tipos de vidrio

Dependiendo de la industria que la empresa va a atender, es posible establecer la producción de varios tipos de vidrio. Entre las modificaciones más solicitadas:

• vidrio de cuarzo. El tipo de material más común y fácil de fabricar a base de arena de cuarzo. Los productos hechos con él tienen resistencia al calor, transparencia, pero al mismo tiempo son bastante frágiles. Dicho vidrio se utiliza, por ejemplo, para la fabricación de matraces y otros artículos de vidrio de laboratorio.
• cal. Un material económico de fabricar, que se utiliza para la fabricación de envases de vidrio, láminas de vidrio y lámparas eléctricas.
• Dirigir. Se agregan sílice y óxido de plomo a la composición de la masa de vidrio. Se utiliza en la producción de cristal y elementos de componentes de radio.
• vidrio coloreado. Puede ser teñido en masa, estirado, enrollado, estampado, liso y bicapa. Se utiliza como material de revestimiento, para acristalamientos decorativos, para hacer vidrieras.
• el ahorro de energía(K-, I-, E-, I-vidrio). Se produce aplicando una fina capa invisible con alta conductividad térmica a la superficie del vidrio. Gracias a esto, alrededor del 70% del calor proveniente de los dispositivos de calefacción se retiene en la habitación.
• vidrio reforzado. Se utiliza para el acristalamiento de estructuras de ventanas y tabiques en locales industriales. En el espesor del vidrio hay una malla metálica, gracias a la cual, en caso de incendio o daño mecánico, la estructura no se rompe en fragmentos, sino que se rompe a lo largo de la línea de corte.
• teñido. Se utiliza para la protección solar. Se produce añadiendo óxidos metálicos de un tono determinado a la masa de vidrio.
• vidrio de protección solar. El recubrimiento adecuado se aplica por pulverización. Al penetrar en el espesor del vidrio, los óxidos metálicos le dan a la superficie una fuerza y ​​​​resistencia adicionales a las influencias externas.
• vidrio colado. El material se obtiene por tratamiento térmico. Tras un calentamiento gradual y un posterior enfriamiento, el vidrio adquiere resistencia mecánica, lo que le permite ser utilizado, por ejemplo, en la industria del automóvil.
• multicapa (Triple). Contiene varias capas pegadas entre sí con polímeros transparentes. Tiene una alta resistencia a la formación de orificios pasantes, buen aislamiento acústico, no se fragmenta en caso de impacto. Se usa con mayor frecuencia como parabrisas en automóviles y en la producción de ventanas de doble acristalamiento.
• Molido. El vidrio ordinario se calienta y se le da una forma determinada. Como resultado, se obtiene una amplia variedad de productos de una configuración compleja, por ejemplo, curvada.
• Blindado. Construcción multicapa de varios vidrios M1 y composición polimérica fotocurable. Puede ser con película y sin película. Protege de forma fiable contra las balas de acuerdo con la clase de resistencia a las balas - B1, B2, B3, B4, B5.
• vidrio incombustible. Poco se produce en Rusia. Contiene un refuerzo que mantiene en su lugar el vidrio agrietado en un incendio, evitando así la propagación de las llamas.

Equipos de producción de vidrio

Desplazarse

La elección del equipo depende del tipo de producto que se está produciendo. En este caso, el fabricante prácticamente no juega un papel. Las unidades nacionales no son inferiores en calidad a las contrapartes extranjeras. Todas las líneas estándar tienen el mismo conjunto de componentes:

• Unidades para la preparación de materias primas. Estos incluyen máquinas para separar impurezas, en particular separadores magnéticos que extraen partículas metálicas de la arena, así como potentes trituradoras para moler ingredientes.
• Plantas para mezcla por lotes (mezcladores de carga). Los componentes se seleccionan en función de la composición del producto final.
• equipo de pesaje. Las básculas de alta precisión le permiten dosificar los componentes correctamente.
• Plantas de fusión de vidrio.
• equipo transportador. Necesario para el transporte de ingredientes.

También necesitará una línea de envasado y, posiblemente, una máquina de chorro de arena.

Equipos para la producción de varios tipos el vidrio se ve bastante similar. Las instalaciones para la fabricación de vidrios para automoción están consideradas como unas de las más complejas, debido a la estricta estandarización del producto final. Hay líneas de enfriamiento específicas, máquinas de encolado, así como dispositivos para procesar productos con polímeros, que le dan a la superficie una resistencia adicional.

Hornos de vidrio

Para fundir vidrio, se utilizan hornos especiales con diferentes modos tecnológicos. este equipo clasificados según dos criterios.

Clasificación por parámetros tecnológicos

En pequeñas empresas para la producción de vidrio óptico, de iluminación y médico, se utilizan hornos de olla. El equipo está diseñado para producir una pequeña cantidad de productos (1-16 ollas instaladas en el horno) con alta transmisión de luz y uniformidad.

También en la industria del vidrio, se utilizan a menudo hornos de baño de acción continua o discontinua, que tienen la forma de recipientes rectangulares macizos. Su diseño y dimensiones pueden variar. Las líneas incluyen instalaciones con estaño fundido, donde se enfría la masa de vidrio.

Los hornos de baño de gran tamaño están equipados con complejos para el control automático de los quemadores, lo que le permite regular y distribuir uniformemente la presión, la temperatura y el componente de gas en la superficie de trabajo.

Clasificación según el principio de calentamiento.

Según el principio de calefacción, se distinguen los hornos de plasma y eléctricos. Los primeros funcionan a partir de la combustión de combustibles y tienen baja eficiencia, ya que energía térmica utilizado para calentar la carga y las calderas.

Los equipos eléctricos permiten producir todos los especies existentes vaso. Aquí, la masa de vidrio actúa como un elemento calefactor que, bajo la influencia de altas temperaturas, adquiere las propiedades de un electrolito. La principal ventaja de las instalaciones es la ausencia de pérdidas de calor con los gases de salida.

También existen hornos combinados de gas y electricidad, donde se utiliza el calentamiento de gas para fundir la carga y la masa de vidrio se calienta por medio de una resistencia directa.

¿De qué está hecho el vidrio?

De acuerdo con la tecnología clásica, las principales materias primas en la producción de vidrio son arena de cuarzo, sulfato de sodio, dolomita y piedra caliza. Para acelerar los procesos de producción, se utiliza la llamada carga: óxidos específicos que promueven la formación de vidrio. Pueden ser básicos o ácidos. Para darle al vidrio las propiedades deseadas, se utilizan "ingredientes" auxiliares: tintes de manganeso, cromo y cobalto, abrillantadores (salitre, trióxido de arsénico), etc.

Los componentes básicos de la mezcla de vidrio son arena (70%), soda y cal (30%). Después de añadir otras sustancias según proceso tecnológico, la masa se mezcla, se funde, se enfría y se corta en láminas de un tamaño determinado. Las líneas de producción modernas están diseñadas para la producción de láminas de vidrio con un espesor de 2-50 mm y un tamaño de 5x3 m².

Tecnología de producción de vidrio + Vídeo cómo lo hacen

Su producción es un proceso laborioso y laborioso que requiere conocimientos profesionales de la tecnología y grandes inversiones. Manera clasica La fabricación del vidrio se basa en la fusión de la masa inicial, donde adicionalmente se introducen decolorantes, silenciadores, colorantes, amplificadores, etc., luego la composición se enfría y se corta, en base a los parámetros especificados. Actualmente, 2 tecnologías de producción de vidrio son populares en el mundo.

Método de Emil Furko

La tecnología se basa en el dibujo mecánico vertical del material. La masa de vidrio se funde en un horno de fundición de vidrio y se extrae por medio de ejes de laminación, luego se alimenta al eje de enfriamiento y se corta. Las láminas casi terminadas se someten a esmerilado y pulido. El grosor de los productos se regula cambiando la velocidad de dibujo.

Método flotante [principal]

La tecnología supone que la masa de vidrio fundido procedente del horno se coloca sobre paletas horizontales y se introduce en un baño de flotación con estaño fundido y una atmósfera de gas y aire. Moviéndose a lo largo de la superficie, el futuro vidrio adquiere una forma plana y se satura con partículas de estaño. A continuación, las láminas se enfrían y se recocen. Las principales ventajas del método son la alta productividad y la ausencia de procesamiento posterior (esmerilado, pulido). Además, este vaso tiene:

• geometría correcta, mismo espesor en toda la hoja;
• alta calidad;
• transparencia;
• Excelentes propiedades ópticas.

De manera similar, se fabrica vidrio reforzado con celdas figuradas.

Vídeo completo sobre todo el proceso de cómo lo hacen, incluida la preparación de la arena:

Procesamiento adicional

En este caso, estamos hablando de aplicar materiales de pintura en el lado del vidrio que no entró en contacto con el estaño fundido. La tecnología encuentra aplicación en la creación de soluciones de diseño no estándar.

Debido al alto costo de los equipos y la alta complejidad proceso de producción, muchos empresarios prefieren el negocio secundario del procesamiento de vidrio o la fabricación de ciertos productos: souvenirs, espejos, muebles de vidrio, ventanas de doble acristalamiento, diversos productos decorativos.

Tecnología de producción de espejos

La superficie del espejo se obtiene mediante el procesamiento decorativo de láminas de vidrio. A lo largo del borde de la pieza de trabajo, las facetas se hacen con un ancho de 4-30 mm y un ángulo de inclinación con respecto a la superficie frontal de 5-30°.

Luego, se aplica una capa reflectante de plata de 0,15-0,3 µm de espesor en la parte posterior y se recubre con una película a base de cobre para la protección electroquímica de la capa de plata. El proceso se completa con la aplicación de pinturas y barnices que evitan daños mecánicos a la superficie. Como tales se pueden utilizar esmaltes epoxi, polivinil butiral y composiciones nitroepoxi.

Otra forma de fabricar espejos es la metalización del vidrio por evaporación al vacío y pulverización catódica.

Tecnología de producción de vidrio coloreado + Video

Por apariencia y, en consecuencia, las tecnologías de fabricación distinguen varios tipos de láminas de vidrio: estirado, estampado, liso, coloreado en masa, de dos capas, realizado mediante la aplicación de películas de óxido de un color determinado.

La composición básica del material es similar a la utilizada para la fabricación de láminas de vidrio para ventanas. Los colorantes moleculares se utilizan con mayor frecuencia para la tinción. Más buscado use productos de color rojo, azul, verde, morado, azul, blanco lechoso, amarillo, naranja y negro.

Según el tipo de tinción, el vidrio puede ser transparente, apagado o marmóreo. En este último caso, el efecto se logra mediante una mezcla incompleta de la masa de vidrio coloreado con vidrio opaco.

Los óxidos metálicos, los compuestos de azufre de hierro, plomo, cadmio y cobre, así como el azufre y el selenio actúan como colorantes. La intensidad del color depende tanto del tinte elegido como de las propiedades del propio vidrio. Al experimentar con varios pigmentos, es posible obtener docenas de opciones de color.

Las diferencias entre la tecnología de producción de vidrio coloreado y la producción de láminas de vidrio ordinarias radican en las especificaciones de los procesos de fusión y moldeado. Por lo tanto, durante la cocción, es necesario prestar especial atención al cumplimiento de las condiciones de temperatura y gas, el algoritmo para el suministro de carga en el horno y el desperdicio de vidrio de retorno. Una serie de componentes colorantes se evaporan cuando se calientan, respectivamente, incluso pequeñas desviaciones de la tecnología pueden causar una calidad inferior.

Debido a la diferencia significativa en la transferencia de calor de las capas exterior e interior, las primeras se endurecen más rápido cuando se enfrían. Por lo tanto, cuanto más delgada es la cinta, más uniformemente se enfría. Es por eso que el método de embutición vertical en barco no se utiliza para la producción de láminas de vidrio espesadas.

La fusión de vidrio coloreado se lleva a cabo en hornos de fusión de vidrio con una capacidad de 2-15 toneladas por día con una piscina de poca profundidad (300-700 mm). El modo de cocción se configura según el tipo y la composición del vaso, así como las propiedades de los aditivos utilizados. Hace algún tiempo, la fusión de vidrios coloreados comenzó a realizarse en hornos de calentamiento directo sin recuperadores y regeneradores.

Requisitos para las instalaciones de producción

Hoy en día, la producción de vidrio con una capacidad de alrededor de 600 o más toneladas de productos por día se considera la más rentable. En consecuencia, la ubicación de la planta debe seleccionarse teniendo en cuenta la presencia de depósitos cercanos de arena de cuarzo y componentes de lotes de vidrio, lugares de residencia compacta de la población y la carretera, incluidos los intercambiadores ferroviarios.

El ciclo tecnológico permite la introducción de vías férreas en el territorio de la empresa, respectivamente, se debe excluir la presencia de estructuras combustibles abiertas, revestimientos y techos en las estructuras, y el ancho de las vías de acceso debe ser suficiente para el suministro de fuego. motores

Las estructuras donde se lleva a cabo directamente la producción de vidrio pertenecen a la categoría G en relación con seguridad contra incendios, el resto de los edificios - a la categoría D.

De acuerdo con las normas sanitarias vigentes, la producción de vidrio pertenece a la clase III y debe estar separada por una zona de protección sanitaria de 300 m de ancho, además, se debe instalar un sistema de filtración en la empresa. Aguas residuales y filtros de aire.

Cada edificio de la empresa debe estar conectado al suministro de agua, alcantarillado, suministro de energía, suministro de calor, suministro de gas, ventilación de flujo.

El tipo y número de pisos de las estructuras depende de la composición, tipo, cantidad y dimensiones del equipo de producción. Como regla general, estamos hablando de edificios de varios vanos de un piso con una cuadrícula de columnas de 30x12 y 36x12 m, 14,4 y 16,5 m de altura El marco de los edificios está hecho de estructuras de soporte de acero o hormigón armado prefabricado.

Tendencias en el desarrollo de la producción de vidrio.

La producción moderna de vidrio se desarrolla en tres áreas principales: mejorar las condiciones de trabajo, automatizar los procesos y centrarse en la producción de productos "verdes".

Para resolver las tareas establecidas, se están desarrollando e introduciendo nuevas tecnologías, incluidos desarrollos avanzados en la industria de TI, la modernización activa de las instalaciones de producción existentes, se están introduciendo programas especiales que prevén una reducción de la jornada laboral, seguro de empleados y la instalación. de equipos de ventilación eficientes.

Las empresas se esfuerzan por compensar el daño causado al medio ambiente en el proceso de fusión del vidrio mediante el uso activo de materiales reciclados.

La producción de vidrio comenzó al menos ya en el tercer milenio antes de Cristo, como lo demuestran las partículas de vidrio encontradas en Mesopotamia. La fabricación de vidrio, que alguna vez fue un arte raro, se ha convertido en una industria dominante en la que los productos hechos de vidrio se utilizan tanto en aplicaciones comerciales como domésticas, como recipientes de vidrio, material aislante, fibra de refuerzo, lentes y artesanías. Aunque los materiales utilizados para hacer vidrio pueden variar, el proceso básico de cómo se hace el vidrio sigue siendo el mismo y se describe a continuación.

Obtenga suficiente arena de sílice. También llamada arena de sílice, la arena silícea es el ingrediente principal en la fabricación de vidrio. El vidrio sin hierro se usa para hacer vidrio transparente, ya que el hierro, cuando está presente, hace que el vidrio se vuelva verdoso. Si no es posible encontrar arena sin impurezas de hierro, el efecto de tinte se puede eliminar agregando una pequeña cantidad de dióxido de manganeso.

Agregue carbonato de sodio y óxido de calcio a la arena. El carbonato de sodio (o sosa) reduce la temperatura necesaria para fabricar vidrio en escala industrial. Sin embargo, permite que el agua penetre en el vidrio, por lo que se agrega carbonato de sodio o hidróxido de calcio para neutralizar esta propiedad. También se puede agregar magnesio y/o óxido de aluminio para fortalecer el vidrio. Como regla general, estos aditivos no forman más del 26-30 por ciento de la carga de vidrio.

Para mejorar la calidad del vidrio, agregue otros elementos químicos de acuerdo con el propósito de su uso. El aditivo más común para la producción. vidrio decorativo es un óxido de plomo que imparte un brillo a transparente productos de vidrio, así como la plasticidad, que facilita el proceso de corte del vidrio y, además, reduce el punto de fusión. Los cristales de las gafas pueden contener óxido de lantano, debido a sus propiedades refractivas, mientras que el hierro ayuda al cristal a absorber el calor.

Crystal puede contener hasta un 33 por ciento de óxido de plomo; sin embargo, cuanto más óxido de plomo, más habilidad se requiere para dar forma al vidrio fundido, por lo que muchos cristaleros optan por menos plomo en el vidrio.

Si necesita hacer vidrio de cierto color, agréguele productos químicos. Como se mencionó anteriormente, las impurezas de hierro en la arena de cuarzo le dan al vidrio un tinte verdoso, por lo que se agrega óxido de hierro, como el óxido de cobre, para aumentar el tinte verde. Los compuestos de azufre imparten un tinte amarillento, ámbar, parduzco o incluso negruzco al vidrio, según la cantidad de carbono o hierro que se agregue a la mezcla.

Coloque la mezcla en un buen crisol o recipiente resistente al calor.

Derrita la mezcla hasta que quede líquida. Para la fabricación de vidrio de cuarzo industrial, la fusión se lleva a cabo en un horno de gas, mientras que el vidrio especial se puede producir utilizando un horno de fusión eléctrico, un horno de marmita o un horno de tostación.

La arena de cuarzo sin aditivos se convierte en vidrio a una temperatura de 2300 grados centígrados (4174 grados Fahrenheit). Cuando se agrega carbonato de sodio (soda), la temperatura se reduce al nivel requerido para fabricar vidrio, hasta 1500 grados Celsius (2732 grados Fahrenheit).

Eliminar las burbujas y asegurar la homogeneidad de la masa de vidrio fundido. Esto significa revolver la mezcla hasta que espese y agregar químicos como sulfato de sodio, cloruro de sodio o trióxido de antimonio.

Forma de vidrio fundido. La formación de vidrio se puede hacer de varias maneras: el vidrio fundido se vierte en un molde y se enfría en él. Este método fue utilizado por los egipcios y ahora se usa para fabricar lentes.

Gran parte del vidrio fundido puede acumularse en el extremo de un tubo hueco, que luego se sopla con aire mientras gira simultáneamente el tubo. La forma del vidrio se da con la ayuda del aire que entra por el tubo, la fuerza de la gravedad atrae el vidrio fundido hacia si y el soplador lo aprovecha varias herramientas para trabajar con vidrio fundido.

El vidrio fundido se puede verter en un baño de estaño fundido como base y presurizar con nitrógeno para darle al vidrio su forma y brillo. El vidrio fabricado con este método se denomina vidrio flotado y es el mismo método que se ha utilizado para fabricar cristales de ventanas desde la década de 1950.

Deja que el vaso se enfríe.

Para aumentar la resistencia del vidrio, debe recurrir al tratamiento térmico. Este proceso se denomina cocción y elimina el daño que se formó durante el proceso de enfriamiento del vidrio. Cuando se completa este proceso, el vidrio se puede recubrir, laminar o tratar de otra manera para mejorar su resistencia y durabilidad.

El recocido es el siguiente proceso de fabricación en el que el vidrio moldeado y pulido se coloca en un horno calentado a por lo menos 600 grados Celsius (1112 grados Fahrenheit) y luego se enfría rápidamente (“templado”) usando una fuerte corriente de aire a alta presión. El vidrio recocido se rompe en pedazos pequeños a 6000 psi, mientras que el vidrio templado se rompe en pedazos pequeños a no menos de 10 000 psi y generalmente alrededor de 24 000 psi.

Las piezas trituradas de vidrio viejo se pueden agregar a la mezcla de vidrio antes de que el vidrio se derrita para reciclarlo en vidrio nuevo. Primero se debe revisar el vidrio viejo o el "cullet" en busca de impurezas que puedan debilitar las propiedades del vidrio nuevo cuando ingresan.

Componentes que necesitará:

• arena de cuarzo (dióxido de silicio);
• carbonato de sodio (soda);
• óxido de calcio (hidróxido de calcio);
• otros óxidos y sales: (por ejemplo, óxido de magnesio, alúmina, óxido de hierro, óxido de magnesio o de sodio, o sales de calcio según se desee);
• óxido de plomo (opcional)
• crisol resistente al calor, tubo perfilado o hueco;
• horno u horno para vidrio Esto completa la producción de vidrio.