Come viene realizzato il vetro
Una breve guida su come viene prodotto il vetro
I metodi di produzione del vetro sono cambiati considerevolmente nel corso dei secoli, passando da un artigianato altamente qualificato all’odierna produzione industriale a volumi elevati. Una delle innovazioni più importanti nel settore del vetro è stata lo sviluppo del processo di produzione del vetro float e vorremmo darvi un’idea di come viene prodotto il vetro float oggi.
Da artigiani esperti all’industrializzazione
Il vetro è stato scoperto per la prima volta intorno al 5.000 a.C. Per secoli, l’artigianalità individuale ha dominato e solo nel XX secolo la produzione del vetro divenne industrializzata e realizzata in massa in lastre. Ma c’era ancora un grosso svantaggio: il vetro doveva essere sottoposto a rettifica e levigatura su entrambi i lati per ottenere la qualità desiderata, un processo che richiedeva molto tempo e denaro.
Poi arrivò forse la più grande innovazione nella storia del vetro: l’introduzione del processo di produzione del vetro float, diffusosi negli anni ‘60. Questa svolta ha portato a un notevole aumento dell’uso del vetro in tutto il mondo.
Il vetro float è oggi alla base dell’offerta Guardian, dal vetro rivestito a controllo solare, alla sicurezza laminata, al vetro antiriflesso e a specchio.
Il processo per il vetro float
Il processo di realizzazione del vetro float è piuttosto simile alla preparazione e alla cottura di un pasto pianificato con cura. Si inizia riunendo tutti gli ingredienti necessari, quindi si segue una serie specifica di processi che includono il riscaldamento alla temperatura corretta e il raffreddamento nel modo giusto. Quando si segue la ricetta alla lettera, i risultati valgono lo sforzo.
Di cosa è fatto il vetro?
Soprattutto, il vetro di soda-calce-silice è costituito da tre componenti principali: sabbia, cenere di soda e calcare. Il vetro float contiene anche dolomite, utilizzata per migliorare la durezza e la resistenza chimica del vetro float.
Breve storia del vetro
I più antichi oggetti di vetro conosciuti, come le perline, risalgono a circa 2.000 aC. Per secoli, la lavorazione del vetro si è basata sull'abile artigianalità degli individui e il vetro è rimasto un materiale lussuoso, tipicamente utilizzato per gioielli o oggetti decorativi. Fu solo nel XIX secolo che il vetro divenne un luogo comune nelle case e negli edifici pubblici. Sebbene la tecnologia del vetro float sia stata brevettata per la prima volta all'inizio del XX secolo, è stata significativamente avanzata e introdotta sul mercato negli anni '50 da Pilkington Brothers Limited. Verso la metà degli anni '60, la loro versione del processo di galleggiamento iniziò a sostituire i tradizionali metodi di produzione del vetro, offrendo una migliore qualità superficiale e costi di produzione ridotti.
L’innovativo metodo del vetro float di Pilkington è ora la tecnica più utilizzata per la produzione di vetro piano.
Come viene prodotto il vetro float?
Il vetro float viene prodotto sciogliendo le materie prime in un forno (un processo comunemente chiamato fusione) e quindi versando continuamente la miscela su un bagno di latta fusa. La gravità e la tensione superficiale gli consentono di galleggiare sulla superficie e trasformarsi in un foglio piatto e liscio noto come nastro. Dopo i processi di fusione e sagomatura, il nastro viene raffreddato e tagliato su misura.
La larghezza tipica del nastro è di 3,21 metri (o 126 pollici) in Europa e 3,30 metri (130 pollici) o 3,66 metri (144 pollici) in Nord America. Le dimensioni di produzione del vetro piano standard possono variare leggermente a seconda della regione. Lo spessore del nastro può variare da circa 2 a 19 mm, o da 3/32” a 3/4”.
Le linee in vetro float possono essere lunghe fino a 500 metri (1.600 piedi) e sono mantenute in funzionamento continuo. In genere, una linea di vetro float avrà una durata di circa 18 a 20 anni. Una linea di vetro float di medie dimensioni può produrre 600 tonnellate di vetro al giorno.
Guardate in questo video come viene realizzato il vetro float:
Quali sono le materie prime utilizzate nella produzione del vetro float?
Le materie prime utilizzate nel processo del vetro float sono una miscela di sabbia di silice, cenere di soda, calcare e dolomite. In peso, il vetro float contiene circa il 70-75% di sabbia di silice, il 15% di cenere di soda e il 15% di una combinazione di calcare e dolomite. Il vetro float contiene anche piccole quantità di torta al sale, carbonio e ossido di ferro.
Ogni componente svolge un ruolo fondamentale. La sabbia di silice crea una struttura rigida e vetrosa. La cenere di soda abbassa la temperatura di fusione della silice e rende il vetro malleabile e più facile da sciogliere. Il calcare funge da stabilizzante e migliora la durata e la durezza del vetro. Dolomite migliora il controllo della viscosità del vetro e la sua resistenza alle sostanze chimiche.
Come funziona il processo di fusione
Una volta che ogni materia prima è stata pesata accuratamente secondo la ricetta richiesta, viene accuratamente miscelata nella batch house prima di essere trasferita nella tramoggia del forno. Il 15% - 25% della miscela batch per il vetro float standard è costituito da vetro tritato noto come rottame. Il proiettile proviene solitamente da lotti di produzione precedenti, ma può essere fornito da società specializzate nel riciclaggio o trasformatori di vetro. Il proiettile deve essere rigorosamente ispezionato per garantire che soddisfi gli standard di qualità.
Gli strumenti noti come caricabatterie vengono utilizzati per inserire la miscela nel forno. Un forno a filo in vetro float ha una zona di fusione compresa tra circa 1.500 e 1.600 °C (2.700 e 2.900 °F).
In un forno rigenerativo, una serie di bruciatori laterali a gas naturale mantiene la temperatura. Ogni set di bruciatori funziona a turno per circa 20 minuti prima di passare all’altro lato. Il gas di scarico dal forno viene alimentato attraverso il rigeneratore inattivo opposto, mantenendo la temperatura del rigeneratore e conservando quantità significative di energia.
Come si modella il vetro
Dopo il processo di fusione, il nastro di vetro fuso viene alimentato in un bacino di condizionamento tramite un meccanismo di vita che limita il flusso. Il vetro fuso viene agitato da piastre raffreddate ad acqua prima di entrare nel bagno di latta. Prima di essere galleggiato in cima allo stagno fuso, il vetro passa attraverso una barriera mobile chiamata tweel. Lo stagno fuso ha una bassa reattività con il vetro e un'alta densità, superiore al vetro fuso. Queste proprietà consentono al vetro di galleggiare uniformemente sulla sua superficie, risultando in lastre perfettamente piatte.
Lo spessore del vetro si normalizza a circa 6 mm. È possibile ottenere spessori diversi utilizzando rulli superiori, noti come zigri, che allungano il vetro man mano che la velocità della linea viene aumentata per produrre vetro più sottile. Per produrre vetro più spesso, i rulli superiori comprimono il vetro e la velocità della linea viene ridotta.
Al termine del processo di sagomatura, la temperatura del vetro scenderà da circa 1.100 °C (2.000 °F) a circa 600 °C (1.100 °F). Il vetro lascia il bagno di latta in uno stato quasi solido.
L'importanza del raffreddamento del vetro
Il vetro passa quindi in una lehr di ricottura per raffreddare. Questa è un'area a temperatura controllata utilizzata per raffreddare gradualmente il vetro appena formato. Il lehr di ricottura è costituito da un canale chiuso seguito da un tratto aperto esposto all’aria forzata. Lehrs di ricottura sono piuttosto lunghe e di solito corrono per circa 200 metri (700 piedi).
Durante il processo di ricottura, l'aria forzata abbassa la temperatura del vetro a livello ambientale. Quando il vetro si raffredda, le sollecitazioni interne vengono rimosse e il vetro assume un profilo di stress uniforme. L'uniformità del profilo di sollecitazione consente di tagliare il vetro in fogli di materiale industriale e di conservarlo.
Quali sono le proprietà del vetro?
Il vetro architettonico moderno va ben oltre la trasparenza. Il vetro float è un materiale progettato con precisione con resistenza, durata e chiarezza ottica ben definite.
Queste proprietà consentono di utilizzare il vetro per una vasta gamma di applicazioni. Il trattamento termico, il rivestimento e la laminazione del vetro migliorano le proprietà del vetro e aggiungono funzionalità come maggiore resistenza, controllo solare, isolamento termico, sicurezza, sicurezza, prestazioni acustiche e altro ancora.
Controllo qualità nella produzione del vetro
Mantenere la qualità è fondamentale nella produzione del vetro. I sensori laser o le telecamere ad alta risoluzione vengono utilizzati per rilevare i difetti. Queste aree vengono ritagliate dalle lastre di vetro e utilizzate come rottame.
Prestazioni ambientali nella produzione di vetro
Ci impegniamo a migliorare le prestazioni ambientali dei nostri processi e prodotti di produzione per tutto il loro ciclo di vita. Ciò include l'utilizzo di meno risorse naturali, la riduzione al minimo degli sprechi e l'innovazione continua per operare in modo efficiente e responsabile.
Un esempio lampante è la nostra fornace a Bascharage, in Lussemburgo, che presenta una tecnologia di nuova generazione e si erge come la nostra fornace più efficiente dal punto di vista energetico fino ad oggi.
Un altro esempio è Guardian NEXA™, una gamma di soluzioni in vetro a basso contenuto di carbonio (riduzione fino al 38% del carbonio incorporato*), ottenuta ottimizzando i processi di produzione e la selezione delle materie prime.
Domande frequenti su come si fa il vetro
Quali sono le fasi della produzione del vetro
Raccolta di materie prime, fusione, sagomatura, raffreddamento e taglio.
Di cosa è fatto il vetro?
Sabbia, cenere di soda, calcare e dolomite. Altre sostanze possono anche essere aggiunte per migliorare il vetro.
Che cos'è il vetro float?
Il vetro float viene prodotto versando materie prime fuse su un letto di latta fusa. Ciò si traduce in lastre di vetro piatte perfettamente uniformi che non richiedono la macinazione o la lucidatura.
