- Desgaseificação por ultrassons de metais fundidos até 2 300 °C e de vidro fundido
- Segunda a sexta-feira: das 09:00 às 19:00
- Sialon Ceramics Aps - Østerbrogade 226, 1.º andar - 2100 Copenhaga - Dinamarca
Poupança de 20 % no consumo energético do processo a temperaturas consideravelmente mais baixas
Desgaseificação por ultrassons do vidro fundido
A fabricação de vidro envolve dois processos principais: a fusão e o refinamento do vidro. No processo de fusão do vidro, as matérias-primas são primeiro misturadas num lote e, em seguida, introduzidas num forno, onde são aquecidas a uma temperatura elevada (até cerca de 1600 °C). As matérias-primas reagem quimicamente para formar o vidro. A refinação do vidro é então realizada para eliminar as bolhas do vidro fundido. Este último processo reveste-se de importância crucial para a indústria do vidro. O objetivo é reduzir o tamanho e o número de bolhas no vidro fundido para níveis aceitáveis antes de se proceder às operações de moldagem do vidro. O processo é moroso e consome muita energia, quando comparado com a desgaseificação por ultrassons do vidro fundido.
Desenvolvemos uma tecnologia de desgaseificação por ultrassons da massa de vidro fundida que aumenta significativamente a eficiência deste processo, reduzindo a temperatura de refinação e permitindo uma poupança de até 20 % nos custos energéticos. Aqui descrevemos o processo e as melhorias que este oferece em relação à refinação convencional do vidro.
A remoção das bolhas de gás do vidro durante o seu fabrico é uma parte essencial do processo de fabricação do vidro. Esta fase do processo é designada por «refinamento», tendo sido utilizados muitos métodos alternativos.
Desgaseificação por ultrassons de vidros
As bolhas de gás formam-se como parte do processo de fusão do vidro, que envolve inúmeras reações químicas entre as matérias-primas que dão origem ao vidro. Várias dessas reações químicas produzem quantidades abundantes de dióxido de carbono e outros gases. Normalmente, um quilograma de matérias-primas produz 100 litros de dióxido de carbono. Também são produzidos dióxido de enxofre, oxigénio, sulfureto de hidrogénio e outros gases.
O processo de desgaseificação envolve a aglomeração de bolhas, através da qual os gases dissolvidos se difundem a partir da massa fundida para formar bolhas que sobem à superfície e são expelidas. O tempo que este processo demora depende do diâmetro das bolhas e da viscosidade da massa fundida, que é função da temperatura da mesma.
Como funciona a desgaseificação por ultrassons
Têm sido utilizados vários métodos para melhorar a eficiência do processo de refinação. Estes vão desde a adição de agentes de refinação, passando pela refinação a vácuo, até à utilização da microgravidade. No entanto, a aplicação da refinação de vidro assistida por ultrassons é altamente promissora. Permite reduzir as temperaturas de refinação de cerca de 1 450 °C para 1 300 °C, com uma poupança total de energia de até 20%.
Quando se aplica energia ultrassónica dentro da gama de frequências adequada a um banho de vidro fundido, ocorre cavitação acústica. A cavitação é um processo em que as rápidas variações de pressão produzem pequenas bolhas cheias de vapor que se colapsam quando submetidas a alta pressão, gerando uma onda de choque.
O gás dissolvido na massa fundida difunde-se para as bolhas de cavitação. Formam-se bolhas de gás nos núcleos de cavitação. Estas crescem por difusão da massa fundida para o interior da bolha durante as oscilações ultrassónicas. As bolhas minúsculas fundem-se então sob a influência das forças de Bjerknes e de Bernoulli e, quando atingem um tamanho suficiente, flutuam até à superfície da massa fundida, libertando o gás contido na bolha para a atmosfera. O processo é auxiliado pelo fluxo acústico e pela corrente induzidos por ultrassons.
Considerações práticas
O nosso processo de desgaseificação por ultrassons, recentemente desenvolvido, funciona através da utilização de um novo gerador de ultrassons e de um sonotrodo cerâmico exclusivo, capaz de tratar grandes volumes de vidro fundido de elevada viscosidade a temperaturas que atingem os 1 600 graus Celsius. A desgaseificação da massa fundida é realizada na ante-câmara do forno de vidro. São produzidas vibrações acústicas de alta intensidade diretamente na massa fundida de vidro, através da imersão dos sonotrodos na mesma.
Com esta configuração, podemos efetivamente duplicar o tamanho das bolhas de gás e alcançar o mesmo nível de refinamento a temperaturas significativamente mais baixas, reduzindo os custos energéticos em até 20% e diminuindo o impacto ambiental.
Conclusão
A desgaseificação por ultrassons da massa de vidro no antefogo de um forno de vidro é uma tecnologia inovadora com potencial para reduzir consideravelmente a pegada de carbono da indústria de fabrico de vidro, que consome grandes quantidades de energia.