En los últimos años, la industria del vidrio ha experimentado una transformación sin precedentes, acelerando el paso hacia una producción cada vez más sostenible y digitalizada. Si 2022 fue el año de las celebraciones globales, el presente nos impone transformar esas visiones en estándares operativos concretos. Hoy, el desafío para los productores de vidrio float ya no es solo la calidad del producto, sino la optimización energética extrema de los procesos térmicos. En este escenario, CD Automation se confirma como socio estratégico, ofreciendo soluciones de vanguardia para gestionar el calentamiento de las instalaciones con precisión quirúrgica y un impacto ambiental reducido.
El vidrio float: definición e historia
La denominación vidrio float (del inglés flotar) se refiere al sistema de flotación con el que se fabrica el material, en particular a la fase del procedimiento en la que la cinta de vidrio fundido, al salir del horno, se encuentra flotando sobre una capa de estaño (el baño float), en atmósfera controlada. El proceso, en uso desde los años 50, permite realizar láminas de vidrio que encuentran numerosos usos en el ámbito de la construcción. La operación de producción del vidrio float, a nivel comercial, fue ideada por Alastair Pilkington y Kenneth Bickerstaff, con el objetivo de obtener láminas de vidrio plano o lisas sin recurrir a costosas operaciones para eliminar las abrasiones.
El vidrio float tiene características de calidad y resistencia tales que cubre gran parte de la producción mundial de vidrio, gracias a un proceso productivo que permite trabajar grandes cantidades de material a bajo costo. Este proceso permite realizar productos con diferentes coloraciones, perfectamente lisos y sometibles a diversos procesos, como decoración, esmerilado, curvado, laminación y recubrimiento.
Las fases de producción del vidrio float
La fusión
En este proceso, las materias primas empleadas son:
- un vitrificante, es decir la arena silícea (70/74%)
- un estabilizante, el carbonato de calcio (12/13%)
- un fundente, el sulfato de sodio (12/13%).
En la zona de entrada de estos elementos resulta fundamental un control preciso de la temperatura con el fin de evitar el rápido deterioro de los termopares de cocción del horno, debido a las altas temperaturas operativas. Aquí, la mezcla de materias primas, medidas y humedecidas para obtener una sustancia vitrificable, se transporta mediante cintas transportadoras al horno de fusión, dentro del cual la temperatura alcanza los 1550°C.
El baño de estaño
A la salida del horno de fusión, el vidrio viscoso se hace pasar sobre un baño de estaño fundido, a una temperatura de aproximadamente 1000°C. Este, como anticipábamos, flota sobre la superficie líquida y plana y se estira hasta convertirse en una cinta con caras paralelas. El estaño alisa la superficie inferior del vidrio por contacto directo, mientras que la parte superior se aplana por gravedad, tratándose de un material en estado semifundido. En los bordes de la cinta, además, las ruedas dentadas (top-rolls) extienden o retraen el vidrio lateralmente, para obtener el ancho y el espesor deseados. Los espesores obtenidos están comprendidos entre 1,1 y 19 milímetros.
El recocido y el enfriamiento controlado
Terminada la fase del baño de estaño, la temperatura del vidrio es de aproximadamente 600°C. Este, ya en estado sólido, entra en una cámara de recocido. Esta fase del proceso sirve para modificar las tensiones internas del material para hacerlo más adecuado para el corte. El vidrio float se eleva luego y se coloca en un túnel de enfriamiento, donde alcanza la temperatura ambiente.
El corte
La cinta se corta finalmente en láminas de vidrio estándar, en su mayoría de dimensión 6×3,21 metros, con eliminación de los bordes longitudinales. Al final de la línea, las láminas de vidrio float se colocan verticalmente sobre los respaldos mediante elevadores de ventosa.
Las soluciones de CD Automation para la producción de vidrio float
Esta breve panorámica del proceso de producción del vidrio float aclara la importancia estratégica de un control preciso de la potencia y de la temperatura a lo largo de las diferentes fases de procesamiento. Por esta razón, equipar las líneas de producción de vidrio float con reguladores de potencia SCR de máxima calidad es una de las misiones prioritarias de la oficina técnica de CD Automation, que desde hace más de treinta años está comprometida en estudiar los procesos para definir el sistema completo de hardware y software más adecuado para cada necesidad.
Y la empresa, con sede en Legnano, está especializada en esta aplicación. De hecho, proporciona soluciones completas de cabinets y unidades de tiristores y un servicio de asistencia de primera clase durante toda la vida útil de la planta de producción de vidrio float.
Típicamente el sistema puede tener de 30 a 35 zonas, con un rango de potencia de 100 a 150 kW. Para cada zona es posible disponer de un terminal dedicado que se puede colocar en el frente del cuadro, conectado directamente a la unidad. En caso de emergencia se puede operar en la unidad, configurando la potencia en modo manual, previa introducción de la contraseña o habilitación desde la sala de control.
Las unidades estáticas de CD Automation permiten regular la potencia de las aplicaciones implicadas en la producción de vidrio float que utilizan elementos calefactores y en particular los elementos de carburo de silicio en la fase de Tin Bath y las resistencias normales con conexión trifásica en la etapa de recocido y de enfriamiento controlado.
Monitoreo de los elementos de carburo de silicio
El carburo de silicio es un material semiconductor que tiene una resistividad mucho más elevada respecto a los materiales metálicos. El valor de la resistencia de estos elementos a temperatura ambiente es bastante alto y disminuye con el aumento de la temperatura hasta un valor mínimo de aproximadamente 600-900°C. Por lo tanto, es necesaria una regulación de potencia constante con un feedback de tipo V a transferencia VxI. En las cargas trifásicas con Carburo de Silicio se sugiere el uso de un feedback en VxI para obtener una regulación de potencia constante. Esto es necesario para compensar los cambios del valor de la resistencia con la temperatura y la edad de los elementos. El valor al final de su utilización es, de hecho, cuatro veces el inicial.
Reguladores de potencia REVO C para hacer más eficiente la producción de vidrio float
La Serie REVO C epresenta la solución ideal para regular la potencia de esta aplicación que implica elementos de carburo de silicio. Esta unidad de altas prestaciones, desarrollada por CD Automation, es adaptable a todas las aplicaciones SCR, entre ellas cargas inductivas, resistencias para hornos de alta temperatura, hornos infrarrojos o UV. El regulador de potencia REVO C está equipado con un microprocesador avanzado que lo hace universal y completamente configurable vía software.
REVO C es la unidad más completa gracias a:
- sincronización de las tres fases, diagnóstico de rotación de fases, encendidos en ángulo de fase, límite de corriente, precisión en las mediciones;
- comunicación Profinet integrada y tiempos de integración reducidos con las librerías TIA PORTAL. Comunicación en Ethernet IP con librerías para reducir los tiempos de integración;
- homologación SCCR 100kA – 600V (Short Circuit Current Rating), según la norma UL508.
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Control de las resistencias con la unidad SCR Revo S de CD Automation
Considerando en cambio la fase de recocido y enfriamiento controlado del vidrio float, para las aplicaciones con resistencias de baja variación se utiliza la Familia REVO S hasta 700A. La Familia REVO S está compuesta por relés estáticos de altas prestaciones, fiables, flexibles y compactos, caracterizados por las siguientes propiedades:
- tensión nominal 480-600-690V;
- entrada SSR o analógica ya configurada;
- arranque Burst Firing (Fast Zero Crossing);
- alarma Heater Break para diagnosticar la rotura parcial o total de la carga o el cortocircuito del tiristor;
- fusibles internos que reducen los tiempos de cableado y el tamaño del cuadro.
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Por encima de 700A es necesario recurrir a la Serie REVO C, que alcanza los 2100A. Esta última también es apreciada por la disponibilidad de la comunicación serial y por el control de tensión, que previene las fluctuaciones de la tensión de red. Para el ahorro energético, en cambio, es oportuno confiar en la Serie REVO PC.
En las aplicaciones que implican transformadores con carga colocada en el secundario, la exigencia principal es evitar que los picos de corriente que se producen en el encendido en el primario dañen los fusibles o los tiristores. La serie REVO C, con opción de límite de corriente, ha sido realizada con el objetivo de proporcionar diversas soluciones para controlar transformadores monofásicos. REVO C-3PH ha sido diseñado, en cambio, para el control de transformadores trifásicos.
¿Quieres comprender con más detalle cómo REVO C y REVO S pueden hacer más eficientes y competitivas tus líneas de producción de vidrio float? Contáctanos y reserva una sesión gratuita de consultoría con uno de nuestros expertos.
