PROCESO DE FABRICACION DE VIDRIO.
OPERACIONES MECANICAS
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA.
FIQ
Vidrio
Definición
El vidrio se considera una sustancia
amorfa formado a partir de dióxido de
silicio el cual se funde a alta
temperaturas con boratos o fosfato.
Aplicación del vidrio un material indispensable.
Vidrio Transporte
Laboratorio
Envases
CONSTRUCCION
Aislamiento térmico y acústico
Ahorro energeticoResistencia estructualSeguridad fisica Protección personalVidrio curvo
PRO CESo
V Plano
V Hueco
V Moldeado
VTubo
V Optico
V en fibra
V ArtísticoV Especiales
CLASIFICACIÓN GENERAL DEL PRODUCTO DE VIDRIO
V plano
Construccion
Automatizacion
Otro usos(Espejo
etc)
V hueco • Envases
• Químico
• Iluminación
• Electrotecnia
V Moldeado
• Construcción
• Electrónica
• iluminación
V en tubo
• Industria química• Industria • Farmacéutica• Electrotecnia
V Fibras
• Textil
• Aislante
V Artístico
Fundentes Estabilizantes
Vetrificantes
Componente secundario.
Materia Prima
Vetrificantes
Los vetrificantes son la sustancia típicamente formadora de vidrio el principal constituyente es la silice.
El silice constituye la especie química mas abundante de la corteza terrestre alrededor del 60%, donde los podemos encontrar en materiales como el cuarzo, la cuarcita, la arena y arnisca de cuarzo
FundentesPor medio de los fundentes favorece a la formación de vidrio ya que rebaja la temperatura de fusión
Los fundente mas utilizado son:
Fundentes
𝑵 𝒂𝟐𝑶
𝑲 𝟐𝑶
𝑁𝑎2𝐶𝑂3
𝑁𝑎𝑆𝑂3
𝐾 2𝐶𝑂3
𝐾 2𝑂 . 𝐴𝑙2𝑂3 .6𝑆𝑖𝑂2(𝐹𝑒𝑑𝑒𝑙𝑝𝑎𝑠𝑡𝑜)
Estabilizante
En esta parte de la materia prima encontramos al elemento mas frecuente que interviene en la industria del vidrio el aluminio.
La incorporación del aluminio lleva un aumento en la resistencia mecánica, un mejoramiento en la estabilidad química, una elevación en la refracteriedad, una disminución en el coeficiente de dilatación térmica y consecuentemente una mejora en la resistencia termica.
Componente secundarioSon sustancia que dan al vidrio aspecto y textura y una variedad de gama de manufactura.
Componente químico Coloración
Oxido de magnesio/sodio-selenio + Oxido de cobalto
Incoloro
Oxido de hierro Verde
Oxido de cromo Verde, café y azul
Oxido de cobalto Azul o violeta
Selenio Naranja o rojo
Inicio
Recepción de materia prima
Trituración
Mezclado
Fusión
Conformado
Vidrio plano
Recocido (extendería)
Primera Transformación (corte)
Otras Transformación
Acabado
Fin
SiNo
Enfriamiento
Transformación
Embalaje
Almacenaje
Reacción de componentes
disolución excedentes de
silicio y homogenización
Transporte de materia PrimaAnteriormente se menciono que la fuentes principales de
silicio son:
• Cuarzo
• Cuarcita
• Arena
• Arnisca siliceas
Materia prima• Difícil su
disolución en el vidrio fundido
cuando las partículas rebalsa el tamaño de 0,3 a
0,4 mm
• No se debe permitir minerales
como corindón, cromita y distena ya que da lugar a la formación de
incursiones solida de difícil digestión.
Trituración
La arena se puede transportar a la
trituradora por medio de elevadores y grúas.
Almacenado de materia primaA
ren
a
Carb
on
ato
de
sosa
Dolo
mía
Oxid
o
de
Hie
rro
Yeso
alu
min
io
La arena triturado se transporta por medio transportadora de banda al mezclador o se almacena en silos el cual se lleva por medio
de elevadores.
Are
na
Carb
on
ato
de
sosa
Dolo
mía
Oxid
o
de
Hie
rro
Yeso
alu
min
io
Fusión Una vez triturado, mezclado y
con la cantidad de agua necesaria para tener una
humedad correcta (4-4,5%) se lleva al horno por medio de
banda transportado y se introduce al horno por un
equipo llamado enfornadora
Fusión
Horno de fusión
En la fusión comprende una serie de
transformaciones física y química en virtud de la mezcla vetrificantes se convierte en una masa
vítrea.
Fusión Propiedades físicas
• Se modifica el estado cristalino.• Desprendimiento de gases• Fusión de cada constituyentes.• Volatilización parcial.
Propiedades quimicas
• Evaporación de agua húmeda• Deshidratación de cada constituyente• Disociación de carbonatos, sulfatos y fabricación
de colores• Asociación de los óxidos liberados (reacción de la
distintas especies.
Conformado
ConformadoEl conformado es una operación que
permite moldear los vidrios a alta temperatura , esta operación se
puede realizar por diversos procedimiento
Yo no se nada de
conformado
• Colado
• Soplado
• Estirado• Lamina
do• Prensad
o
Conformado
En cada procedimiento mencionado anteriormente se debe condicionar térmicamente con objeto de
estabilizar la viscosidad.
SopladoPor ejemplo en la fabricación de vidrio hueco se utiliza el procedimiento de soplado el cual
se divide en los siguientes:
• Soplado a boca
• Succión soplado
• Soplado-Soplado
• Prensado Soplado
• Laminado Soplado
Soplado
Succión-sopladoLa materia prima(vidrio fundido) se transporta en el procedimiento de succión soplado a través de una
plataforma circular de 5m de diámetro en los cuales se montan en varios brazos automático para
trasladar los moldes
En este procedimiento consta con un sistema de calefacción que mantiene el proceso a temperatura
de trabajo.
Proceso de succión soplado
Procedimiento laminado-sopladoEl procedimiento inicia cuando se recibe un chorro
continuo de vidrio atreves de un pequeño orificio de 25 mm de diámetro generalmente este chorro
incide directamente entre dos pequeños rodillos laminados que posteriormente lo transporta en una
banda transportadora.Chorro continuo de vidrio
Rodillo
Banda transportadora
Procedimiento laminado soplado
Fabricación de vidrio plano.Generalmente en este proceso se sigue
transportando por banda transportadora, sistema de rodillo o tubería.
Sistema colburn-Libbey -Owens
Su método de
transporte se basa en
una serie de rodillos
transportadores forjados de asbestos
Sistema fourcault
Aquí una vez mas se
utiliza el sistema de transporte por rodillo
en este caso se va
elevando hasta entrar a la cámara de estirado
Sistema pittsburg
Una vez mas se utiliza el sistema de rodillo para transportar el
flujo de vidrio al equipo que se le dará el laminado
Procedimiento de flotado
En este procedimiento se pasa del horno de fusión a una cámara de baño de estaño por medio de
tubería.
La importancia radica en que en este procedimiento se obtiene una lamina pulida en ambas caras.
Sistema de controlLa prioridad del sistema de control tiene como prioridad los siguientes
aspectos.• Verificar que no se
encuentre ninguna inclusiones solidas
piedras en la lamina
• Verificar la temperatura en ambos lados de
las caras
• Mantener la estabilidad de los equipos en el flujo
de vidrio.
Corte Una vez pasado por el control la lamina se pasa por
una maquina
cortadora la cual se
transporta por una banda
transportadora se corta
según dimensione
s.
Embalaje Se empaca de acuerdo a la
característica del diseño del vidrio puede ser por un
sistema automatizado o
manual lo cual va a depender de la
planta
Almacén
El producto terminado se puede transportar al área
de almacén, en monta carga, grúas o
banda transportadora lo
cual va a depender de acuerdo al nivel
industrial de la empresa.
Bibliografía
• Jim Lesko; Diseño industrial Guia de materiales y proceso de manufactura Editorial Limusa Wiley
• Robert H. Perry. Manual del Ingeniero Químico (tercera edición en español). México: editorial Mc Graw-Hill
• Mikell P. Groover; Fundamento de manufactura moderna (cuarta edicion) editorial Willey
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