En el taller de producción de la fábrica de vidrio, el vidrio fundido fluye por el horno como un río dorado.
Tras someterse a procesos como el conformado y el recocido, se transforma finalmente en vidrio plano cristalino, lentes de precisión para instrumentos o productos de vidrio artístico.
Cada paso de la transformación del vidrio, de materia prima sólida a producto acabado transparente, requiere un control preciso de la temperatura.
La temperatura es el "mago" de la fabricación del vidrio, ya que determina su transparencia, resistencia y estabilidad química.
Los sistemas de control de temperatura de Lorentzzi Electric, construidos con sensores de temperatura, controladores de temperatura, relés de estado sólido o Reguladores de potencia SCRse están convirtiendo en un sistema de apoyo fundamental para que las empresas del sector del vidrio controlen la precisión de la producción y mejoren la calidad del producto.
Fusión: la alta temperatura controla la calidad del vidrio fundido
La fusión del vidrio es el proceso de fundir materias primas, como arena de cuarzo y carbonato sódico, a altas temperaturas hasta obtener un vidrio fundido uniforme y transparente.
El control de la temperatura del horno determina directamente la calidad del vidrio fundido.
Tomemos como ejemplo la producción de vidrio flotado.
La sección de fusión del horno de cuba debe mantener una temperatura estable de 1550°C ± 10°C para fundir completamente las materias primas y eliminar burbujas y piedras.
Una vez fuimos testigos de cómo una fábrica de vidrio experimentaba un retraso en la respuesta del sistema de control de temperatura del horno, lo que provocaba fluctuaciones de temperatura de hasta ±30 °C en la sección de fusión.
Esto provocaba una gran cantidad de piedras sin fundir en el vidrio fundido, y el vidrio plano producido contenía entre 3 y 5 manchas de impurezas por metro cuadrado, lo que obligaba a tratarlo como producto defectuoso, causando pérdidas de más de $100.000 al día.
La solución de Lorentzzi Electric proporciona una "válvula de control de precisión" para la calidad de la fusión: los sensores de temperatura termopares de platino-rodio instalados en la sección de fusión del horno soportan temperaturas de hasta 1600°C, con una precisión de medición de ±2°C, captando en tiempo real las fluctuaciones de temperatura dentro del horno.
El controlador de temperatura inteligente que lo acompaña, con un modelo de proceso de fusión de vidrio incorporado, ajusta automáticamente los parámetros de temperatura en función de la composición de la materia prima.
En Regulador de potencia SCR regula con precisión la potencia de las toberas de inyección de combustible o de las resistencias eléctricas para garantizar que la temperatura de la sección de fusión se mantenga estable dentro del intervalo establecido.
Después de que esta empresa de vidrio flotado implantara este sistema, el índice de paso sin burbujas del líquido de vidrio pasó de 82% a 99,5%, un aumento de 35% en el índice de paso, y redujo la pérdida anual de productos defectuosos en más de 30 millones de dólares estadounidenses.
Proceso de moldeo: la temperatura moldea el vidrio con precisión
El moldeado de vidrio es el proceso de moldear vidrio fundido para darle una forma específica. El control de la temperatura es crucial para la precisión dimensional y la calidad superficial del producto.
Por ejemplo, en el moldeo de botellas y tarros de vidrio, la temperatura del vidrio fundido que entra en el molde debe controlarse a 1100°C ± 20°C.
Si la temperatura es demasiado alta, el vidrio fundido se volverá demasiado fluido, provocando fácilmente la deformación de la botella.
Si la temperatura es demasiado baja, el vidrio fundido se volverá demasiado viscoso, por lo que es más probable que se formen puntos fríos y arrugas en la botella.
Lorentzzi Electric personalizó un sistema de control de temperatura dedicado para el taller de fabricación de botellas de una fábrica de vidrio farmacéutico.
Un sensor de temperatura por infrarrojos instalado en la salida del forehearth controla la temperatura de las gotas de vidrio en tiempo real, con una velocidad de respuesta inferior a 0,5 segundos.
Un controlador de temperatura ajusta la potencia calorífica del antehorno mediante un regulador de potencia, controlando estrictamente las fluctuaciones de temperatura dentro de un margen de ±10°C.
Tras implantar este sistema, la desviación del grosor de las paredes de los frascos de vidrio se ha reducido de ±0,3 mm a ±0,1 mm, y el acabado superficial de los frascos ha mejorado un grado, cumpliendo las estrictas normas del vidrio farmacéutico.
En el conformado de vidrio plano, los sensores de temperatura Lorentzzi, combinados con la función de control en bucle cerrado del controlador de temperatura, controlan la diferencia de temperatura dentro del baño de estaño a ±5°C, garantizando un error de planitud inferior a 0,5mm/m para las hojas de vidrio bruto, cumpliendo los requisitos de instalación del vidrio arquitectónico de gama alta.
Proceso de recocido: el control de la temperatura elimina las tensiones internas del vidrio
El recocido es un proceso de estabilización en la fabricación de vidrio.
Al enfriar lentamente el vidrio, se eliminan las tensiones térmicas en su interior, lo que evita que el producto acabado explote espontáneamente durante su uso.
La temperatura de recocido del vidrio ordinario debe controlarse entre 500-550°C, y la velocidad de enfriamiento debe ajustarse estrictamente a la curva del proceso: desde la temperatura de recocido hasta 300°C, la temperatura no debe superar los 50°C por hora.
En una ocasión, una fábrica de vidrio para muebles sufrió una retirada de productos debido a un control impreciso de la temperatura del horno de recocido, lo que provocó la explosión de un lote de vidrio para mesas de café durante la instalación por parte del cliente.
La solución de control de la temperatura de recocido de Lorentzzi Electric demuestra una gran capacidad de control del proceso: sensores de temperatura blindados distribuidos a lo largo del horno de recocido supervisan la temperatura del vidrio en tiempo real en las diferentes etapas de recocido.
Los controladores de temperatura Lorentzzi utilizan un algoritmo PID difuso para ajustar con precisión la potencia de cada sección del ventilador de refrigeración a través de un regulador de potencia, ajustándose estrictamente a la curva de refrigeración preestablecida.
Tras la renovación, la tensión interna del vidrio producido por la fábrica bajó de 8MPa a menos de 3MPa, y el índice de autoexplosión descendió de 1,2% a menos de 0,1%.
Durante el recocido de vidrio electrónico ultrafino, la capacidad de control preciso de la temperatura de los controladores de temperatura Lorentzzi puede limitar la desviación de la velocidad de enfriamiento a ±2°C/h, aumentando la resistencia al impacto del vidrio en 20%.
Conclusión
La competencia por la calidad en la fabricación de vidrio hace tiempo que ha entrado en una batalla de precisión micrométrica y cero defectos, y el control de la temperatura está en el centro de esta competencia.
Los sensores de temperatura de Lorentzzi actúan como "ojos de temperatura precisos", captando los cambios de temperatura a lo largo del proceso de producción; los controladores de temperatura actúan como "centros inteligentes", tomando decisiones de control en tiempo real basadas en las normas del proceso; y los reguladores de potencia actúan como "manos de ejecución estables", garantizando que las temperaturas cumplan sistemáticamente los requisitos del proceso.
Los tres componentes trabajan juntos para crear un sistema de control de temperatura de bucle cerrado que abarca todo el proceso, desde la fusión de la materia prima hasta el recocido del producto acabado.
Para responder a la creciente demanda de productos de gama alta, como el vidrio fotovoltaico y el vidrio para pantallas, Lorentzzi ha desarrollado nuevos productos de control de la temperatura específicamente destinados a este fin: un sistema de medición distribuida de la temperatura diseñado para hornos de fusión de vidrio fotovoltaico a gran escala, que permite la supervisión simultánea de 32 puntos; y un controlador de temperatura de alta precisión personalizado para el recocido de vidrio flexible, que alcanza una precisión de control de la temperatura de hasta ±0,5°C.
A medida que la producción de vidrio se desplaza hacia la gama alta, Lorentzzi seguirá aprovechando la innovación tecnológica y el control preciso de la temperatura para fabricar más productos de control de temperatura de alta calidad, ayudando a la industria a ganar ventaja en la competencia del mercado mundial.
