Processamento de Vidros

1. INDÚSTRIA DE VIDRO
COMPONENTES:
CAMILA CARVALHO
CAROLINE CARVALHO
GABRIEL MARQUES
IGOR OLIVEIRA
JOÃO CARLOS
MAÍSA BRITO
MALGTON WILL

2. 1. HISTÓRIA
 Descoberta obscura;
 Plínio;
 6000 ou 5000 a.C. no Egito;
 Século XV;
 Primeiras industrias nos Estados Unidos 1608 e 1639;
 Processo Fourcault;
 Industrial atual.

3. 2. ECONOMIA
1972 1963
Vidro plano, total 1241 737
Folha de vidro plano de janela 157 141
Vidro plano e chapa de vidro por flutuação 362 176
Outros vidros planos 163 100
Vidro laminado 528 315
Vidraria 2056 982
Quadro – Valor de vidro e vidraria comercializada (em milhões de doláres)

4. 3. FABRICAÇÃO
- Composição

5. 3. FABRICAÇÃO
- Composição
 Sílica fundida ou sílica vitrosa – grande resistência térmica e altas
temperaturas de fusão.
 Silicatos alcalinos – são solúveis em água.

6.  Vidro à base de soda e cal - tem ampla gama de aplicações em janelas, em
armações transparentes e em toda espécie de vasos.
(1) SiO2: de 70 à 74%
(2) CaO: de 10 a 13%
(3) Na2O: de 13 a 16%
 Vidro de Chumbo – obtido a partir do óxido de chumbo, da sílica e álcalis,
usado para fins decorativos e óticos. Elevada resistência elétrica.
3. FABRICAÇÃO
- Composição

7. 3. FABRICAÇÃO
- Composição
 VIDROS BOROSSILICATOS:
- Vidros 13 a 28% de 𝐵2 𝑂3 e 80% a 87% de Si;
- Estabilidade química excelente;
- Resistência ao choque excelente;
- Resistência elétrica grande.

8. 3. FABRICAÇÃO
- Composição
 VIDROS ESPECIAIS: Vidro de Colorido
- Corantes como o selênio (Se), óxido
de ferro e cobalto para atingir
as diferentes cores.

9. 3. FABRICAÇÃO
- Composição
 VIDROS DE SEGURANÇA: Vidro Temperado
- Faz a imersão em um tanque de nitrato de
potássio derretido. O processo força os íons
do nitrato de potássio aos óxidos de
sódio do vidro.

10. 3. FABRICAÇÃO
- Matérias - Primas
I. FUNDENTE: Barrilha; Sulfato de sódio impuro ou a cal.
II. COLORAÇÃO: Óxido de chumbo; Carbonato de Potássio; Ácido Bórico.
III. ACABAMENTO: Ácido Fluorídrico e produtos abrasivos ;
Barrilha Óxido de Chumbo Ácido Fluorídrico

11. 3. FABRICAÇÃO
- Matérias - Primas
IV. PRINCIPAIS COMPOSTOS:
- Areia (teor de ferro 0,015% ou 0,45%) ;
- Óxido de Sódio (𝑁𝑎2 𝑂) ;
- Feldspaltos (𝑅2 𝑂. 𝐴𝑙2 𝑂3. 6𝑆𝑖𝑂2) − O 𝐴𝑙2 𝑂3 ( puro e fusível);
- Sulfato de Sódio;
- Blocos refratários;

12. 4. REAÇÕES QUÍMICAS

13. 4. REAÇÕES QUÍMICAS
- Arranjo Cristalino do Vidro
Resfriando-se rapidamente a
sílica derretida, uma organização
randômica do tetraedro é
formada, ligada pelas
pontas,originando um material
amorfo conhecido como sílica
vítrea.

14. Figura A: Representação bidimensional do arranjo
cristalino simétrico e periódico de um cristal de
composição A2O3.
Figura B: Representação da rede do vidro do
mesmo composto, na qual fica caracterizada a
ausência de simetria e periodicidade.
4. REAÇÕES QUÍMICAS
- Arranjo Cristalino do Vidro

15. 4. REAÇÕES QUÍMICAS
- Agentes de Coloração

16. 4. REAÇÕES QUÍMICAS
- A Química do Vidro Colorido

17. 5. METODOS DE FABRICAÇÃO
 Fusão
 Conformação e moldagem
 Recozimento
 Acabamento

18.  Os fornos utilizados se resumem em três:
1. Fornos Cadinhos
Com capacidades de 2 a 3 toneladas e utilizados para produção de vidros especiais ou quando é necessário
proteger bem a massa de vidro fundida. São produzidos em argila especial revestidos de platina.
2. Fornos Tanques
Capacidade de abrigar 1.400 toneladas de massa de vidro e tratados com revestimentos refratários. Chamas
provenientes de bicos injetores que se alternam dentro do tanque. O aquecimento pode ser por energia
elétrica ou a gás (GLP).
3. Fornos Regenerativos
São produzidos nas mesmas condições que os fornos-tanque, porém operam em dois ciclos contínuos com
duas câmaras de regeneração onde o ar pré-aquecido pela queima da combustão anterior é misturado com o
gás combustível resultando numa nova chama mais quente e mais limpa.
Fusão

19. Fusão

20. É a segunda etapa da produção de vidro que consiste em dar forma ao vidro. Ele pode ser modelado
à mão ou conformado mecanicamente. A principal característica desta etapa é o tempo curto para finalizar
o objeto que, em questão de segundos, transforma-se de líquido viscoso para sólido límpido.
 Sopro/compressão
 Vidro Plano
o Processo Fourcault
o Processo Colburn
o Folha contínua
o Flutuação
Conformação ou Moldagem

21. Sopro/Compressão
A máquina efetua uma operação de fundição que usa a pressão do ar para criar um oco interno. O
vidro prensado é parecido com o soprado, só há algumas modificações. Em compressão o processo se
limita ao gotejamento e prensagem.
O processo de conformação dura cerca de 5 minutos e é realizado nas seguintes etapas:
Etapa 1 - Carregamento
Etapa 2 – Compressão/prensagem
Etapa 3 – Transferência
Etapa 4 – Assopro final
Etapa 5 – Extração

22. Sopro/Compressão
Por prensagem:
Por compressão:
Por sopro:

23. Processo Fourcault
Composto basicamente por uma ferramenta refratária, rolos de estiramento e serpentinas para
arrefecimento.
Uma câmara de estiramento é preenchida pela massa de vidro devidamente fundida. Em
seguida o vidro é puxado do forno, na vertical, mediante uma máquina de estirar com o escoamento
do vidro em forma de fita.
A velocidade que o vidro é puxado pra cima é a mesma com que flui através da fenda, e tem sua
superfície arrefecida por serpentinas de água adjacentes à superfície. Ainda na vertical, passa por
uma chaminé de recozimento e, ao sair, o vidro é cortado no tamanho em que se deseja para depois
ir para lapidação e corte.

24. Processo Fourcault

25. Processo Colburn
Neste método o estiramento inicia-se na vertical ao forno, porém
após percorrer 91 centímetros o vidro é aquecido e curvado sobre um
rolete horizontal, sendo impelido para frente por barras de pega de
uma correia transportadora. A folha move-se sobre uma mesa
retificadora, através do forno de recozimento com roletes motrizes até
chegar à mesa de corte.

26. Processo Colburn

27. O Processo de folha contínua é um processo automático contínuo para
laminar grosseiramente o vidro numa fita contínua. Depois de fundido, o
vidro escoa por uma ampla boca em refratário, passa entre dois rolos que
são resfriados a água, tomando o aspecto de uma fita, que é puxada para
baixo e passa por roletes menores, também resfriados mas que giram com
uma velocidade maior que o dos rolos laminadores. Depois segue para
recozimento e/ou corte.
Chapa de vidro

28. Chapa de vidro

29. Flutuação
Capaz de produzir vidros de 0,25 a 2,5 cm, o vidro por flutuação
produz vidros de alta qualidade. Depois de obtida uma fita de vidro por
laminação, a mesma é posta a flutuar num banho de metal fundido. A
temperatura na entrada da câmara de flutuação tem que ser elevada
para tornar o vidro mole o suficiente para flutuar no metal fundido, onde
é banhada. Ao contato com o metal, a superfície inferior é retificada e a
superior também se torna plana ao escoar pela ação da gravidade.
Essa técnica permite que as irregularidades sejam eliminadas.

30. Flutuação

31. Recozimento
Para reduzir a tensão, é necessário recozer todos os objetos de vidro, seja os
que foram fabricados mecanicamente, seja os fabricados manualmente. O
recozimento envolve, resumidamente, duas operações:
• Manutenção da massa de vidro acima de uma certa temperatura crítica
durante um tempo suficientemente dilatado para que as tensões internas
sejam reduzidas graças ao escoamento plástico, ficando abaixo de um
máximo pré-determinado;
• Resfriamento da massa até a temperatura ambiente, com lentidão
suficiente para manter a tensão abaixo desse máximo.
O forno de recozimento (LEHR) é uma câmara aquecida, onde a taxa de
resfriamento pode ser controlada.

32. Recozimento: Têmpera
Resfria-se por igual o vidro sob condições muito controladas, de 600°C a 100°C. O termo
Têmpera propriamente dito refere-se a um processo de aquecimento e resfriamento graduais.
Na indústria do vidro, o termo é usualmente aplicado ao processo final de resfriamento
controlado, praticado em um Lehr.

33. Todos os tipos de vidro recozido devem sofrer algumas operações de
acabamento que, embora relativamente simples, são muito importantes.
Essas operações incluem a limpeza, o esmerilhamento, a lapidação, o
despolimento, o esmaltamento, a graduação e a calibração.
Embora nem todas sejam necessárias para todos os vidros, uma ou mais de
uma sempre serão necessárias.
Acabamento

34. 6. FABRICAÇÃO DE VIDROS ESPECIAIS

35. 6. FABRICAÇÃO DE VIDROS
ESPECIAIS
- Vidro de Sílica Fundida
 Obtido pela fusão da sílica pura;
 Pirólise do tetracloreto de carbono em fase vapor;
 Sílica na forma de chapas ou globos;
 Impurezas na sílica fundida;
 Menor coeficiente de absorção de ultra-sons;
 Usado em espelhos de telescópio.

36.  Vycor;
 Propriedades próximas das da sílica;
 Limitações sobre a fusão e a conformação;
 96% de sílica;
 3% de óxido de boro;
 1% de alumina e óxidos alcalinos.
6. FABRICAÇÃO DE VIDROS
ESPECIAIS
- Vidro a Alta Sílica

37.  75% de sílica;
 Estágios iniciais onde os vidros são fundidos e conformados;
 Após o resfriamento, acontece um tratamento térmico e de recozimento;
 Separação de duas fases distintas;
 Lixiviação da fase solúvel;
 Conversão da estrutura alveoluada em vidro não poroso;
 Contração linear de até 14%;
 Grande durabilidade química.
6. FABRICAÇÃO DE VIDROS
ESPECIAIS
- Vidro a Borossilicatos

38.  Pyroceram;
 Desvitrificação controlada;
 Nucleação catalítica em tordo de um constituinte
secundário;
 Crescem cristais em torno dos núcleos devido a
elevação da temperatura do vidro até a faixa de
desvitrificação do vidro;
 Propriedades mais próximas das cerâmicas ;
 Praticamente imunes a quebra ocasionada por choque
térmico;
 Pequenas tolerâncias dimensionais ;
 Utilizado em objetos de mesa que vão do forno a
geladeira.
6. FABRICAÇÃO DE VIDROS
ESPECIAIS
- Vidro Cerâmico

39.  O plástico e o vidro são lavados e aplica-se
um adesivo;
 Para selagem de bordas são comprimidos
sob calor moderado;
 Submetido a temperaturas elevadas e
pressões hidráulicas ;
 Nitrato de celulose;
 Acetado de celulose.
6. FABRICAÇÃO DE VIDROS
ESPECIAIS
- Vidro de Segurança Laminada

40.  Usado em portas e em janelas de automóveis;
 Elevadas tensões internas;
 Recozimento térmico controlado .
6. FABRICAÇÃO DE VIDROS ESPECIAIS
- Vidro de Segurança Temperado

41.  Silicato de lítio modificado por óxido de potássio e óxido
de alumínio;
 Traços de compostos de cério e de prata;
 Possibilidade de uma reprodução em vidro muito exata e
com mínimos detalhes;
 Aplicação em chapas de circuitos elétricos em vidro.
6. FABRICAÇÃO DE VIDROS
ESPECIAIS
- Vidro Fotossensível

42.  Propriedades pouco comuns;
 Escurecem oticamente sob a luz;
 Perdem a cor no escuro;
 Perdem a cor em temperaturas mais elevadas;
 Propriedades não sujeitas a fadiga.
6. FABRICAÇÃO DE VIDROS
ESPECIAIS
- Vidro a Silicatos Fotocrômicos

43. Referências
• Shreve, R.N. & Brink Jr., J.A. Indústrias de Processos
 Químicos, Editora Guanabara, 4ª Ed., Rio de Janeiro, 1977.
 Indústrias de Processos Químicos, Shreve – 4ª edição (1977)
 Apostila de processos Industriais – Indústria de alumínio e Vidro, Real Marcia, 2009.
 http://pt.wikipedia.org/wiki/Vidro, acessado em (23/11/2015)
 http://www.fazfacil.com.br/materiais/vidro_reciclagem.html, acessado em (23/11/2015)
 http://www.vidrostemperado.com/, acessado em (23/11/2015)