Vetro float e vetro laminato
Vetro float
Il processo float, inventato da Sir Alastair Pilkington nel 1952, produce vetro piano.Questo processo consente la produzione di vetro trasparente, colorato e rivestito per edifici e di vetro trasparente e colorato per veicoli.
In tutto il mondo esistono circa 260 impianti float con una produzione complessiva di circa 800.000 tonnellate di vetro a settimana.Un impianto float, che opera ininterrottamente per 11-15 anni, produce circa 6.000 chilometri di vetro all'anno con spessori da 0,4 mm a 25 mm e larghezze fino a 3 metri.
Una linea galleggiante può essere lunga quasi mezzo chilometro.Da un'estremità entrano le materie prime e dall'altra escono lastre di vetro, tagliate esattamente secondo le specifiche, a ritmi fino a 6.000 tonnellate a settimana.Nel mezzo si trovano sei fasi altamente integrate.
Fusione e raffinazione
Gli ingredienti a grana fine, attentamente controllati per la qualità, vengono miscelati per formare un lotto, che scorre nel forno che viene riscaldato a 1500°C.
Float oggi produce vetro di qualità quasi ottica.Nelle 2.000 tonnellate di vetro fuso presenti nel forno si svolgono contemporaneamente diversi processi – fusione, raffinazione, omogeneizzazione.Si verificano in zone separate in un flusso di vetro complesso guidato da alte temperature, come mostra il diagramma.Si aggiunge a un processo di fusione continuo, della durata di 50 ore, che consegna il vetro a 1.100°C, privo di inclusioni e bolle, in modo fluido e continuo al bagno di galleggiamento.Il processo di fusione è fondamentale per la qualità del vetro;e le composizioni possono essere modificate per cambiare le proprietà del prodotto finito.
Bagno galleggiante
Il vetro del fonditore scorre dolcemente sopra un beccuccio refrattario sulla superficie a specchio dello stagno fuso, iniziando a 1.100°C e lasciando il bagno galleggiante come un nastro solido a 600°C.
Il principio del vetro float è rimasto invariato rispetto agli anni '50, ma il prodotto è cambiato radicalmente: da un unico spessore di equilibrio di 6,8 mm a una gamma da submillimetrica a 25 mm;da un nastro spesso rovinato da inclusioni, bolle e striature alla perfezione quasi ottica.Float offre quella che è nota come finitura a fuoco, la lucentezza delle nuove porcellane.
Ricottura, ispezione e taglio su ordinazione
● Ricottura
Nonostante la tranquillità con cui viene formato il vetro float, nel nastro si sviluppano notevoli sollecitazioni durante il suo raffreddamento.Troppo stress e il vetro si romperà sotto la taglierina.L'immagine mostra le sollecitazioni attraverso il nastro, rivelate dalla luce polarizzata.Per alleviare queste sollecitazioni il nastro viene sottoposto a un trattamento termico in un lungo forno noto come forno.Le temperature sono strettamente controllate sia lungo che attraverso il nastro.
●Ispezione
Il processo float è rinomato per la realizzazione di vetri perfettamente piani e privi di difetti.Ma per garantire la massima qualità, l'ispezione avviene in ogni fase.A volte una bolla non viene eliminata durante la raffinazione, un granello di sabbia rifiuta di sciogliersi, un tremore nello stagno increspa il nastro di vetro.L'ispezione automatizzata in linea fa due cose.Rivela gli errori di processo a monte che possono essere corretti consentendo ai computer a valle di indirizzare le frese attorno ai difetti.La tecnologia di ispezione ora consente di effettuare oltre 100 milioni di misurazioni al secondo sul nastro, individuando difetti che l'occhio nudo non sarebbe in grado di vedere.
I dati guidano i tagliatori "intelligenti", migliorando ulteriormente la qualità del prodotto per il cliente.
●Taglio su ordinazione
Le ruote diamantate tagliano la cimosa – i bordi stressati – e tagliano il nastro alla misura dettata dal computer.Il vetro float viene venduto al metro quadro.I computer traducono le esigenze dei clienti in modelli di taglio progettati per ridurre al minimo gli sprechi.
Vetro laminato
Il processo di laminazione viene utilizzato per la produzione di vetro per pannelli solari, vetro piano modellato e vetro retinato.Un flusso continuo di vetro fuso viene versato tra rulli raffreddati ad acqua.
Il vetro laminato è sempre più utilizzato nei moduli fotovoltaici e nei collettori termici a causa della sua maggiore trasmittanza.La differenza di costo tra il vetro laminato e quello float è minima.
Il vetro laminato è speciale per la sua struttura macroscopica.Maggiore è la trasmittanza, migliore è il vetro laminato a basso contenuto di ferro e oggi ad alte prestazioni raggiungerà tipicamente una trasmittanza del 91%.
È anche possibile introdurre una struttura superficiale sulla superficie del vetro.A seconda dell'applicazione prevista vengono scelte diverse strutture superficiali.
Una struttura superficiale bavata viene spesso utilizzata per migliorare la forza adesiva tra EVA e vetro nelle applicazioni fotovoltaiche.Il vetro strutturato viene utilizzato sia nelle applicazioni fotovoltaiche che termosolari.
Il vetro modellato viene prodotto in un processo a passaggio singolo in cui il vetro scorre verso i rulli ad una temperatura di circa 1050°C.Sul rullo inferiore in ghisa o acciaio inox è inciso il negativo del disegno;il rullo superiore è liscio.Lo spessore è controllato regolando lo spazio tra i rulli.Il nastro lascia i rulli a circa 850°C e viene supportato su una serie di rulli in acciaio raffreddati ad acqua fino al forno di ricottura.Dopo la ricottura il vetro viene tagliato a misura.
Il vetro retinato è realizzato con un processo a doppio passaggio.Il processo utilizza due coppie di rulli formatori raffreddati ad acqua, azionati in modo indipendente, ciascuno alimentato con un flusso separato di vetro fuso proveniente da un forno fusorio comune.La prima coppia di rulli produce un nastro continuo di vetro, pari alla metà dello spessore del prodotto finale.Questo è ricoperto da una rete metallica.Viene poi aggiunta una seconda alimentazione di vetro, per dare un nastro dello stesso spessore del primo e, con la rete metallica “intricata”, il nastro passa attraverso la seconda coppia di rulli che formano il nastro finale di vetro retinato.Dopo la ricottura, il nastro viene tagliato mediante speciali accorgimenti di taglio e spezzatura.