Proceso del vidrio

Proceso del vidrio con instrumentos de medición.
Documento con el fin de ayudar de ejemplo, puede contener errores. No me hago responsable de una mala calificación :v

1. Lara Morales Arturo Universidad Veracruzana
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UNIVERSIDAD VERACRUZANA















ALUMNO: Lara Morales Arturo

MATERIA: Técnicas De Medición

DOCENTE: Rafael Grajeda Hernández

TRABAJO: Investigación de un proceso

2. 2
Contenido
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 3
PROCESO DE FABRICACIÓN D EL VIDRIO (D.D.F) .......................................................... 4
1.- RECEPCIÓN DE MATERIAS PRIMAS ........................................................................ 5
2.- PREPARACIÓN DE LAS MEZCLAS ........................................................................... 5
3.- FUSION DE LA MEZCLA Y REFINACION DEL VIDRIO ............................................ 6
4.- ACONDICIONAMIENTO DEL VIDRIO ......................................................................... 7
5.- FORMACION DEL ENVASE ........................................................................................ 8
6.- CONFORMACIÓN ......................................................................................................... 9
7.- RECOCIDO DEL ENVASE ........................................................................................... 9
8.- INSPECCION DEL ENVASE FORMADO ...................................................................10
9.- EMPAQUE ....................................................................................................................11
10.- ALMACENAMIENTO Y DESPACHO ........................................................................11
PROCESOS EN LOS QUE SE UTILIZAN INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN ...................12
PIRÓMETRO .....................................................................................................................12
CARACTERISTICAS.........................................................................................................12
PROCESO 3...................................................................................................................13
PROCESO 4...................................................................................................................13
PROCESO 6...................................................................................................................13
PROCESO 7...................................................................................................................13
FUNCION DEL PIROMETRO EN LOS PROCESOS ...................................................13
SENSORES DE TEMPERATURA ....................................................................................14
CARACTERÍSTICAS: ....................................................................................................14
PROCESO 4, 5 Y 6 ........................................................................................................15
MANÓMETRO ...................................................................................................................15
CARACTERISITICAS........................................................................................................15
PROCESO 6...................................................................................................................15
FUNCION DEL MANÓMETRO EN EL PROCESO ......................................................16
ESPESIMETRO .................................................................................................................16
PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS ...........................................................................16
PROCESO 8...................................................................................................................16

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INTRODUCCIÓN
El vidrio se forma con diferentes tipos de sales. El componente más importante es
el dióxido de silicio en forma de arena. Para fabricar el vidrio común se añaden
carbonato sódico y piedra caliza (carbonato de calcio). El tono verdoso del vidrio
antiguo se debe a las impurezas de hierro de la arena. Los vidrios modernos
incorporan otros ingredientes para mejorar el color y algunas de sus propiedades,
por ejemplo, la resistencia al calor.
Las materias primas son mezcladas con precisión y fundidas en el horno. El vidrio
fundido, a aproximadamente 1600ºC, es continuamente derramado en un
estanque de estaño licuado, químicamente controlado. Fluctúa en el estaño,
esparciéndose uniformemente. La espesura es controlada por la velocidad de la
placa de vidrio que se solidifica a medida que continúa avanzando. Tras el re-
cocimiento (enfriamiento controlado), el proceso termina con el vidrio presentando
superficies pulidas y paralelas.

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PROCESO DE FABRICACIÓN DEL VIDRIO
(D.D.F)

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El proceso para la elaboración del vidrio se puede dividir en las siguientes etapas:
1.- RECEPCIÓN DE MATERIAS PRIMAS





El vidrio destinado al acondicionamiento se compone de materias primas
abundantes y naturales:
71% de arena
14% de sosa procedente de carbonato sódico
11% de cal procedente de carbonato de calcio
4% de constituyentes varios, en especial colorantes.
A esta mezcla se le añade calcín, vidrios rotos provenientes de los residuos de
fabricación, de la recogida selectiva de residuos o de los contenedores de
reciclaje. El uso del calcín permite aprovechar los residuos de los envases y
ahorrar energía y materias primas.
2.- PREPARACIÓN DE LAS MEZCLAS

La preparación de la mezcla se puede dividir en cuatro partes:

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Almacenamiento: consiste en ubicar las distintas materias primas en diferentes
sitios de almacenamiento en donde permanecerán hasta su utilización.
Pesaje: siguiendo la formulación previamente establecida se pesa cada uno de los
componentes mediante mecanismos automáticos y en las proporciones
determinadas.
Mezclado: Luego de ser pesadas cada una de las materias primas, son enviadas a
las mezcladoras en donde, por un tiempo previamente establecido y con una
adición específica de agua, los componentes son mezclados totalmente.
Transporte: Finalmente la mezcla es enviada por medio de elevadores y
transportadores hasta los silos donde queda finalmente lista para ser cargada al
horno.
3.- FUSION DE LA MEZCLA Y REFINACION DEL VIDRIO

El horno es el sitio donde se lleva a cabo la fusión de las materias primas.
Consiste en un recipiente rectangular construido con materiales refractarios
resistentes al desgaste producido por el vidrio líquido y las llamas. El horno utiliza
como combustible el Crudo de Castilla para producir el calor, por medio de dos
quemadores, los cuales funcionan alternadamente veinte veces cada uno. Por uno
de sus extremos se carga la mezcla, mientras que por el otro se extrae el vidrio
fundido. Posteriormente hay una entrada de aire de 1000ºC, con el fin de enfriar el
vidrio que se encuentra dentro del horno. Los gases producidos por el horno son
expulsados por lo regeneradores (1300ºC).
El primer proceso que se identifica claramente en el horno es el de fusión; aquí
todas las materias primas no son propiamente fundidas, sino que al suministrarles
calor primero se descomponen y después reaccionan; así pues los componentes
que poseen menor punto de fusión se vuelven líquidos más rápido que los que
tienen mayor punto de fusión (para la sílice es mayor de 1600ºC, y para el casco
entre 1050 y 1100ºC); a medida que va aumentando la temperatura estos últimos
también se funden y desaparecen como materiales cristalinos.

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A continuación se realiza el proceso de refinación, en el cual se eliminan las
“semillas” (gran número de pequeñas burbujas que se originan a partir de las
reacciones de las materias primas); este proceso empieza casi simultáneamente
con el proceso de fusión y continúa hasta que la mezcla de materias primas esté
completamente líquida.
Luego el vidrio fundido pasa a un segundo tanque, llamado tanque de refinación,
donde se intenta igualar la temperatura del vidrio en toda su extensión, para
posteriormente repartirlo a las máquinas formadoras por medio de los canales.

4.- ACONDICIONAMIENTO DEL VIDRIO

El canal es el encargado de enviar el vidrio desde el horno hasta el lugar donde
están las máquinas formadoras de envases. Durante este trayecto se disminuye la
temperatura del vidrio gradualmente (con lo cual aumenta su viscosidad), de tal
manera que al final del canal se obtenga el vidrio en un estado en el que se pueda
modelar, correspondiendo a una cierta temperatura para fabricar una botella
determinada.
Se denomina acondicionar el vidrio al hecho de controlar la temperatura en el flujo
del vidrio que está dentro de la canal desde refinación hasta el orificio refractario y
se forme la gota.
La homogeneidad de la mezcla del vidrio se mide revisando las temperaturas
existentes desde el fondo hasta la superficie y de lado a lado a la entrada del
tazón (última sección del canal antes de las máquinas I.S.); estas temperaturas
afectan directamente la distribución del vidrio en la botella, la forma de la gota, y
su cargue en la máquina, por esto una falla en esta parte del proceso puede
resultar en la formación de botellas deformes, con una masa mal distribuida y, por
lo tanto más frágiles. Para obtener una temperatura uniforme en el vidrio se deben
tener en cuenta las pérdidas de calor existentes a través del techo, las paredes y
el piso del canal, así como el calor suministrado por los quemadores. Igualmente
para acondicionar el vidrio, es necesario tener en cuenta el color del vidrio, la
cantidad de vidrio que extrae cada máquina, la forma de la botella, la cantidad de
aire disponible para enfriar el equipo de moldura de la máquina y la velocidad de
fabricación de la máquina.

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5.- FORMACION DEL ENVASE

Una vez se ha acondicionado el vidrio, en el alimentador se forma la gota de vidrio
con el peso correcto y la forma deseada por medio de un sistema de partes
refractarias compuesto por: un tubo que controla el flujo de vidrio hacia el orificio,
una aguja que impulsa intermitentemente el vidrio hacia el orificio, que determina
la cantidad de vidrio que tendrá la gota. Para formar la gota el flujo de vidrio se
corta por el sistema de tijera.
Posteriormente, la gota se hace llegar a la máquina I.S. mediante el equipo de
entrega, que consiste en de una cuchara, encargada de recibir la gota, una canal
por donde la gota resbala hacia cada sección y un deflector que la entrega al
equipo de moldura. La sigla I.S. significa máquinas de secciones independientes,
en estas una sección se puede parar sin afectar el funcionamiento de las otras o
de la máquina completa. Las empresas vidrieras utilizan en la actualidad máquinas
de 6, 8, 10 y 12 secciones. Cada sección puede fabricar una botella (gota sencilla)
o dos botellas (doble gota). Las botellas se pueden fabricar en dos procesos
básicos: Soplo y Soplo (S.S.) y Prensa y Soplo (P.S.).
Para formar una botella se necesita de la moldura; que generalmente está hecha
de fundición o en aleaciones metálicas especiales (el valor de cada molde está
alrededor de los cien mil dólares). Las piezas usadas son: la camisa, la aguja y la
boquillera para formar el terminado; el pre-molde, la tapa y el embudo para formar
el palezón o preforma de la botella; y el molde, el fondo y la sopladora, para
formas la botella. Las pinzas se encargan de sacar la botella del lado del molde
hacia la plancha muerta en donde se traslada hacia el transportador, mediante los
barredores, el cual finalmente la llevará al archa de recocido.

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6.- CONFORMACIÓN

La conformación consiste en dar forma a un artículo de vidrio hueco por moldeo
con la ayuda de un punzón metálico o de aire comprimido. El conformado se
efectúa por lo general en dos etapas:
La gota se transforma por soplado o prensado en una preforma hueca de forma
intermedia que ya tiene la embocadura final.
A continuación, la preforma se transfiere mediante un brazo a un molde terminador
que, por soplado, confiere su forma final a la botella o al tarro. El envase de vidrio
se extrae del molde de acabado con una pinza, colocándose en una placa de
enfriamiento, antes de pasar a la cinta transportadora.
Las botellas y los tarros de vidrio salen de la máquina a unas temperaturas que
superan los 500 °C. La totalidad del ciclo de conformado no dura más que unos
segundos.
7.- RECOCIDO DEL ENVASE

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Cuando se forma la botella, el vidrio se enfría muy rápido, creándose una gran
cantidad de esfuerzos internos, que debilitan la botella. El archa de recocido es la
encargada de aliviar esas tensiones.
En el archa se calienta de nuevo la botella ya formada a una temperatura de unos
550ºC, durante unos diez minutos, disminuyendo luego lenta y controladamente la
temperatura, teniendo como base una curva de temperatura que garantiza alivio
de tensiones y el surgimiento de nuevos esfuerzos en la botella.

8.- INSPECCION DEL ENVASE FORMADO



Después las botellas son conducidas por medio de bandas transportadoras hacia
una zona de revisión, compuesta por una gran cantidad de dispositivos
automáticos, dotados de sistemas capaces de detectar defectos provenientes de
la formación de la botella; ahí se retiran de la línea de producción todas aquellas
botellas que tengan defectos de forma y/o dimensionales, grietas, arrugas,
distribución irregular del vidrio en las paredes del envase y resistencia, entre otros,
garantizando así que la producción que se enviará al cliente sea de excelente
calidad.

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9.- EMPAQUE









En esta etapa, los envases son empacados de acuerdo al requerimiento del
cliente por medio de diferentes métodos, como son: el termo encogido, el
paletizado y el encanastado en cajas plásticas (que hacen en la misma planta).

10.- ALMACENAMIENTO Y DESPACHO

Luego de que el envase ha sido empacado, es transportado a las bodegas de
almacenamiento, en donde queda listo para ser despachado al cliente respectivo.

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PROCESOS EN LOS QUE SE UTILIZAN INSTRUMENTOS
DE MEDICIÓN

PIRÓMETRO

Un pirómetro, dispositivo capaz de medir la temperatura de una sustancia sin
necesidad de estar en contacto con ella. El
término se suele aplicar a aquellos
instrumentos capaces de medir temperaturas
superiores a los 600 grados Celsius. El rango
de temperatura de un pirómetro se encuentra
entre -50 grados Celsius hasta +4000 grados
Celsius. Una aplicación típica es la medida de
la temperatura de metales incandescentes en
molinos de acero o fundiciones.


CARACTERISTICAS
- Punto láser extra claro
- Fácil manejo
- Alta precisión
- Sólida carcasa
- Alta resolución óptica
- Relación 50:1
- Alto rango de medición hasta + 1000 °C
- Pantalla con iluminación de fondo
- Data Hold para memoria rápida de los
valores de medición
- Fija el valor mínimo, máximo, medio y
diferencial de una serie de medición
- Mantiene el valor límite de alarma ("superior"
e "inferior" / "high" y "low")
- Posibilidad de calibración ISO opcional

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PROCESO 3
El horno es el sitio donde se lleva a cabo la fusión de las materias primas cuya
temperatura se mantiene entre 1,400 y 1,500 ° C.
PROCESO 4
Durante este trayecto se disminuye la temperatura del vidrio gradualmente (con lo
cual aumenta su viscosidad).
PROCESO 6
Las botellas y los tarros de vidrio salen de la máquina a unas temperaturas que
superan los 500 °C. La totalidad del ciclo de conformado no dura más que unos
segundos.
PROCESO 7
En el archa se calienta de nuevo la botella ya formada a una temperatura de unos
550ºC, durante unos diez minutos, disminuyendo luego lenta y controladamente la
temperatura.
FUNCION DEL PIROMETRO EN LOS PROCESOS
Un pirómetro detecta la radiación infrarroja emitida por la superficie de un objeto y
produce una lectura de temperatura. Similar a una cámara, la óptica del pirómetro
de precisión se centra en el objeto que se mide e indica la posición exacta y el
tamaño del punto de destino. El pirómetro por lo tanto puede ser instalado a una
distancia segura de la diana caliente.

Un pirómetro no tiene partes sujetas a desgaste, por lo tanto, una fundición no
incurre en costos de operación de piezas de desgaste. El método de inmersión,
por otra parte, utiliza puntas de termopares que requieren una sustitución
frecuente. Un pirómetro basado en una de dos colores (ratio) técnica produce
resultados de medición muy fiables, incluso cuando el polvo o humo obstruir el
campo de vista del pirómetro. Un pirómetro detecta la energía infrarroja en dos
longitudes de onda diferentes y produce lecturas de temperatura basado en la
relación de estas dos intensidades. El método de la razón produce datos de
temperatura precisas incluso a atenuación de la señal de hasta 90%. La
temperatura del hierro fundido se mide en un punto crucial en el proceso de
casting: al igual que el hierro se vierte en el molde. A las funciones de pirómetro
de forma independiente, por lo tanto la exactitud de los datos de temperatura no
está sujeta a la atención o la precisión del empleado que realiza la medición. Por
todas estas razones, un pirómetro es algo más que una alternativa a un sensor de
inmersión.

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SENSORES DE TEMPERATURA

La temperatura tiene una importancia fundamental en numerosos procesos
industriales. Por ello, es imprescindible disponer de una medición precisa.
Las temperaturas inexactas pueden tener graves consecuencias, como la
reducción de la vida útil del equipo si sufre un sobrecalentamiento de unos grados.
El sensor de temperatura de semiconductor dispone de funciones de transferencia
que son proporcionales a la temperatura en °K, °C o °F. En la mayor parte de las
aplicaciones, la señal de salida alimenta un comparador o un convertidor A/D para
convertir los datos de temperatura a un formato digital.
Los sensores desarrollados en este campo son analógicos y digitales con tensión
de salida proporcional a la temperatura absoluta o a la temperatura en °C o °F,
sensibilidad 10 mV/°C y una exactitud de ± 1 °C dentro del intervalo -55 °C a 150
°C. Hay analógicos con corriente de salida proporcional a la temperatura absoluta
y sensibilidad de 1 A/°C a 3 A/°C y termostatos de -40 °C a +125 °C.
Un sensor de temperatura de silicio es un circuito integrado (IC) que puede
contener un circuito de procesamiento de la señal que se encargue de la
compensación de la unión fría o de la linealización dentro del mismo IC (circuito
integrado).
CARACTERÍSTICAS:


 Alto grado de protección contra la humedad;
 Medición de temperaturas entre – 50 ºC y 800 ºC;
 Punta de medición fija o intercambiable;
 Elemento de resistencia Pt 100 / Pt 1000, NTC / PTC y termopares;
 Disponible con transmisor incorporado;
 Disponible con homologaciones marinas.

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PROCESO 4, 5 Y 6
Al igual que el pirómetro los sensores de temperatura aseguran un control
estable sobre las botellas una baja temperatura provocaría severos daños
hacia las botellas disminuyendo su resistencia por lo cual es importante tener
un control adecuado sobre las temperaturas.

MANÓMETRO


El manómetro es un instrumento de medición para
la presión de fluidos contenidos en recipientes
cerrados. Se distinguen dos tipos de manómetros,
según se empleen para medir la presión de líquidos
o de gases.


CARACTERISITICAS
Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan la presión
atmosférica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la presión real o
absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este valor presión manométrica;
dichos aparatos reciben el nombre de manómetros y funcionan según los mismos
principios en que se fundamentan los barómetros de mercurio y los aneroides. La
presión manométrica se expresa ya sea por encima, o bien por debajo de la
presión atmosférica. Los manómetros que sirven exclusivamente para medir
presiones inferiores a la atmosférica se llaman vacuómetros. También
manómetros de vacío.


PROCESO 6

La conformación consiste en dar forma a un artículo de vidrio hueco por moldeo
con la ayuda de un punzón metálico o de aire comprimido.

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FUNCION DEL MANÓMETRO EN EL PROCESO

La presión con la que se moldea el vidrio debe de tener una presión controlada ya
que una presión alta podría disminuir considerablemente su resistencia haciendo
quedar a al molde del vidrio muy delgado, una presión demasiado baja podría no
dejar una buena cavidad dentro del molde y hacer sus paredes mucho más
gruesas.
La presión suele medirse en atmósferas (atm); en el sistema internacional de
unidades (SI), la presión se expresa en Newton por metro cuadrado; un newton
por metro cuadrado es un pascal (Pa). La atmósfera se define como 101.325 Pa, y
equivale a 760 mm de mercurio en un barómetro convencional.
ESPESIMETRO

El Espesímetro Magnético para Frascos es un refinado espesímetro portátil para
botellas. Puede medir espesores en materiales no magnéticos como plásticos,
vidrio, materiales sintéticos, aluminio, titanio, etc. La precisión en la medición no es
distorsionada por la forma de las muestras.
El Espesímetro Magnético para Frascos se basa en la teoría del Efecto Hall.
PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS
Método de ensayo no destructivo. Medición rápida de espesores en puntos
específicos en zonas en donde se requiere de una medición precisa en zonas con
formas complicadas como esquinas, radios cerrados, vértices, etc.
El espesímetro muestra el espesor verdadero y captura automáticamente el
espesor mínimo.
Este instrumento se usa comúnmente en la industria de envases plásticos.
Mediciones rápidas de hasta 16 veces por segundo
Precisión de +/- 1%.
PROCESO 8
La medida del espesor del recubrimiento se hace en el área de Control de Calidad
con un aparato que dispara una luz infrarroja sobre la botella, la cual absorbe una

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determinada cantidad de luz, la luz reflejada se relaciona con el espesor de la
capa, pues es proporcional a esta. Esta lectura se hace en menos de un minuto.