Aula 7 2018 2 Processamento 7a8c84f728bb1f2e8c94c0eaff9724ef

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Instituto de Ciência e Tecnologia 
Engenharia de Materiais 
VIDROS, VITROCERÂMICOS E 
VIDRADOS 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 
Aula 7 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
Processamento do Vidro 
Estado Vítreo 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
• Processamento do vidro em função da temperatura/viscosidade: 
Temp. de recozimento inferior: =1014,5P 
Temp. de transição vítrea: =1013,3P 
Temp. de recozimento superior: =1013P 
Temp. de amolecimento: =107,65P 
 
Faixa de trabalhabilidade 
 
Temp. de conformação (operação): =104P 
Temp. de fusão:  =102P 
Fluxograma do Processo de 
Fabricação do Vidro 
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Estoque de 
Matérias-primas 
Silos Balanças 
Análise 
Cálculo da 
Composição 
Misturador Enforna 
Fusão 
Óleo/gás; 
Ar/O2; 
Energia Elét. 
Afinagem 
Homogeneização/ 
Acondicionamento 
Água 
Recozimento/ 
Têmpera 
Conformação 
Caco 
Controle de 
Qualidade 
Embalagem Armazenagem Expedição 
Ilustração do Processo de 
Fabricação do Vidro 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2017 
Processamento do Vidro 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
O processamento de materiais vítreos pode ser dividido basicamente em: 
1. Seleção e preparação das matérias-primas/composições 
2. Fusão: 
• Reação entre os componentes e formação do vidro 
• Dissolução da sílica em excesso 
• Refino e Homogeneização 
3. Acondicionamento térmico 
4. Conformação 
5. Recozimento/ Têmpera 
 Operações de Acabamento 
Seleção e Preparação das 
Matérias-Primas 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
1. Seleção e Preparação das Matérias-Primas 
Seleção e Preparação das 
Matérias-Primas 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
1. Seleção e Preparação das Matérias-Primas 
• Usina de Composição: é um intermediário entre os fornecedores de 
matérias-primas vidreiras e os fornos de fusão de vidro. 
• Função: tem a função de armazenar, dosar e misturar as matérias-
primas, assegurando a junção entre o processo descontínuo de entrega 
das MPs e o processo contínuo de fusão. 
• Componentes: 
Silos de armazenagem 
Balanças dosadoras 
Misturador 
Seleção e Preparação das 
Matérias-Primas 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
 Silos de armazenagem: Podem ser alimentados por três tipos de 
 equipamentos: 
 
• Correia transportadora: esteira de borracha que se movimenta sobre 
rolos, em um plano inclinado. 
 
• Elevador de canecas: uma série de canecas é fixada em uma esteira de 
borracha que gira continuamente na vertical. 
 
• Transporte pneumático: MP é transportada em caminhões cisterna. 
Seleção e Preparação das 
Matérias-Primas 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
 Balanças Dosadoras: 
 Na saída dos silos existem dosadores que alimentam as balanças que 
são as responsáveis pela dosagem de cada matéria-prima de acordo com o 
resultados do cálculo de composição. 
 
 Misturador: 
 As MPs são encaminhadas ao misturador e tem a finalidade de 
misturar de maneira homogênea todas as MP e produzir a composição que vai 
efetivamente ser enfornada e transformada em vidro. 
 
Seleção e Preparação das 
Matérias-Primas 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
Desenho Esquemático de uma Usina de Composição 
Seleção e Preparação das 
Matérias-Primas 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2017 
Fusão 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
2. Fusão 
Fusão 
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Enforna 
Fusão 
Fusão 
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2. Fusão 
a) Reação entre os componentes e formação do vidro 
b) Dissolução da sílica em excesso 
c) Refino e Homogeneização 
• As etapas (a), (b) e (c) ocorrem simultaneamente e devem garantir a 
qualidade do produto: 
 dissolvendo os precipitados sólidos; 
 eliminando bolhas de gás; 
 homogeneizando a composição, evitando a formação de cordas ou 
estrias. 
Fusão 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
• Objetivo: transformar a composição, que é uma mistura de materiais 
granulados, em um líquido homogêneo e muito viscoso; 
 
• Cerca de 15% em peso da composição é “perdida“ na forma de gases 
que passam para a atmosfera; 
Fusão 
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a) Reação entre os componentes e formação do vidro: 
 
• A formação do vidro envolve transformações físicas e reações químicas 
em elevadas temperaturas: 
 transformações cristalinas; 
 evaporação da H2O (umidade); 
 eliminação da água estrutural; 
 decomposição dos carbonatos, sulfatos e nitratos; 
 reações químicas entre as matérias-primas; 
 fusão das matérias-primas e dos produtos de reação. 
Fusão 
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• Ocorrências em temperaturas < 500C: 
 
 Remoção de água livre 
 
 Desidratação de Na2CO3. H2O 
 
 Fusão de KNO3 
 
 Transformações polimórficas do SiO2 
Fusão 
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• Ocorrências em temperaturas 500C < T < 1100C (sílica-soda-cal): 
 
 
Fusão 
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• Ocorrências em temperaturas > 1100C: 
 
 Ocorre a fusão propriamente dita das diversas fases de 
silicato formados. 
Fusão 
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• A fusão depende da: 
 composição da mistura (temperatura de fusão); 
 tamanho de partículas (partículas muito finas reagem 
rapidamente, antecipando a formação da massa vítrea; partículas 
muito grossas demoram a fundir e resultam em defeitos); 
 quantidade de cacos. 
• As reações entre os componentes se inicia a baixas temperaturas (estado 
sólido) e na superfície, quando surgem os primeiros eutéticos (reações via 
fase líquida). 
• As matérias-primas não fundidas flutuam sobre o vidro já fundido 
(diferença de densidade). 
Fusão 
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b) Dissolução da sílica em excesso: 
• Após concluída as reações, sempre há sílica em excesso que deverá ser 
incorporada a massa fundida por um processo de dissolução 
(mecanismo de difusão). 
• Quanto ao tamanho de partícula da SiO2: 
quanto menor o tamanho de partículas, mais fácil de ocorrer a 
dissolução; 
partículas muito finas se fundem rapidamente e aumentam a 
viscosidade da massa fundida (fusão prematura), atrapalhando a 
eliminação dos gases das decomposições, dificultando a etapa do 
refino. 
Fusão 
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c) Refino e homogeneização: 
• Necessidade da etapa: 
variações locais de composição resultam em variações de 
densidade, viscosidade e tensões superficiais ( tensão superficial, 
 dificuldade de homogeneização). 
gases dissolvidos e ocluídos, devido ao processo de decomposição e 
impurezas das matérias-primas, precisam ser eliminados (com o 
surgimento da fase líquida a eliminação é dificultada). 
 
• Procedimentos de refino: 
Químicos 
Físicos 
Fusão 
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• Procedimentos de refino químico: 
 
Adicionar substâncias que se decompõem termicamente e em 
consequência apresentam intenso desprendimento gasoso. 
 
As bolhas formadas devem ser grandes, englobar as bolhas menores 
(decorrentes da fusão do vidro) e atingir a superfície com rapidez. 
 
Composição típica das bolhas em decorrência da fusão do vidro: CO2, 
N2, H2O, CO. 
Fusão 
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• Procedimentos de refino químico: 
 
Os elementos utilizados para refino devem desprender O2 e SO2. 
Exemplos: sulfatos, óxidos de arsênico e antimônioassociados a nitratos 
(Na, K, Ba). 
 
Este processo também proporciona agitação e homogeneização do 
banho. 
Fusão 
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• Procedimentos de refino químico: Sulfatos 
 
 Normalmente incorporado como sulfato de sódio (Na2SO4) que 
se funde a 844C: 
 
 Na2SO4 + xSiO2  Na2O. xSiO2 + SO3 
 SO3  2SO2 + O2 
 
 2Na2SO4  2Na2O + 2SO2 + O2  (a elevadas temperaturas) 
 
Fusão 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
• Procedimentos de refino químico: Sulfatos 
 
 As condições redutoras da atmosfera influenciam fortemente as reações 
acima e podem diminuir a temperatura de dissolução do SO3 em  150°C (entre 
1200 e 1500C). 
 
 A adição de Na2SO4 recomendada é de 0,65 a 1,30% em peso. 
 
 O excesso de pode causar bolhas de sulfato difíceis de serem eliminadas. 
 
Fusão 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
• Procedimentos de refino químico: 
 
 Resultam em intenso desprendimento de O2: 
 
 
 1a Etapa: 2As2O3 + 4KNO3  2As2O5 + 4NO  + O2 
 + 2K2O 
 
 2a Etapa: As2O5  As2O3 + O2
  
 
 
 Da mesma forma age o Sb2O3 
Óxidos de Arsênio e Antimônio 
Associados a Nitratos 
As2O3 
Sb2O3 
NaNO3 
KNO3 
 0,5 %  4 % 
Fusão 
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• Procedimentos de refino físico: 
 
Extração: Como se enforna a composição por uma extremidade e se 
extrai por outra isto cria correntes, que vão da enforna em direção à 
saída do vidro. 
 
Agitação Mecânica: Nos fornos, em alguns casos, podem ser 
empregados meios mecânicos de agitação do vidro. 
 
Agitação por Correntes de Convecção: São geradas por diferenças 
térmicas, sendo as mais importantes no processo de elaboração dos 
vidros. 
Fusão 
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Agitação por Correntes de Convecção Corte longitudinal 
Fusão 
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Agitação por Correntes de Convecção 
Representação do corte da cuba de um forno de fusão 
(a cuba é a região do forno que contém o banho de vidro) 
fluxo do calor 
da chama 
fluxo de calor do 
banho para o 
meio ambiente 
Corte tranversal 
Fusão 
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Agitação por Correntes de Convecção 
Acondicionamento Térmico 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
3. Acondicionamento Térmico 
Acondicionamento Térmico 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
3. Acondicionamento Térmico 
 
• Objetivo: homogeneizar o vidro à uma temperatura inferior às 
temperaturas de fusão, e consequentemente homogeneizar a 
viscosidade e a velocidade de fluxo, a fim de evitar defeitos na 
conformação. 
 
• Após esta etapa o vidro poderá ser conformado. 
Processos Indesejados 
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• Durante o processo de fusão, refino e homogeneização, algumas 
reações indesejadas podem ocorrer: 
 
Corrosão do refratário, Corrosão do eletrodo, 
Aparecimento secundário de bolhas, Volatilização, Devitrificação 
Processos Indesejados 
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a) Corrosão do refratário 
 
• A corrosão do refratário é importante porque: 
 
pode resultar em inclusões e corda/estria no material vítreo 
 
limita a temperatura e taxa de aquecimento do forno 
 
periodicamente a operação do forno deve ser interrompida para 
substituição do refratário danificado 
 
Processos Indesejados 
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a) Corrosão do refratário 
 
 
Corrosão da parede lateral 
Processos Indesejados 
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b) Corrosão do eletrodo 
 
• A corrosão do eletrodo é importante porque: 
 pode contaminar o banho e limitar o potencial elétrico do mesmo. 
 
• Os eletrodos são de metais, grafite ou óxidos semi-condutores: 
 Os eletrodos metálicos (geralmente Mo) e de grafite são corroídos por 
simples oxidação; 
 Os eletrodos de platina e óxido de estanho são inertes quimicamente e 
apresentam elevado custo. 
 
Processos Indesejados 
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c) Aparecimento secundário de bolhas 
 
• Refere-se a nucleação e crescimento de bolhas em um banho 
previamente livre delas. 
 
• Ocorre devido a diminuição de temperatura do banho e 
consequentemente menor solubilidade dos gases dissolvidos. 
 
Processos Indesejados 
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c) Aparecimento secundário de bolhas 
 
Processos Indesejados 
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d) Volatilização 
 
• A perda de material por volatilização é importante porque: 
 
Torna impraticável a fusão de vidros contendo elevados teores de 
selênio e outros metais pesados; 
 
Resulta em defeitos tipo corda (variações da composição); 
 
O vapor produzido se condensa no revestimento refratário, diminuindo 
sua vida útil. 
 
Processos Indesejados 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
d) Volatilização 
 
• Dentre os elementos mais voláteis podemos destacar os alcalinos 
(principalmente Na e K), boro, metais pesados (Pb, Zn, As, Sb, Cd, Bi), Se 
e Te. 
 
• As perdas podem ser minimizadas reduzindo-se a temperatura e a 
velocidade do gás na superfície do banho. 
 
Processos Indesejados 
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e) Devitrificação 
 
• A nucleação e crescimento de cristais ocorre com a diminuição da 
temperatura do banho (energia é consumida). 
 
• Limita o método de conformação de um produto. 
 
Fornos de Fusão 
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• Os fornos de fusão podem ser descontínuos ou contínuos: 
 
• utilizados para pequenas quantidades (5 ton/dia), 
em pequenas vidrarias, geralmente para vidros 
especiais e/ou demandas irregulares. 
Fornos 
descontínuos/diários 
• utilizados em grandes vidrarias, funcionam sem 
interrupção. Vida útil: 8 - 10 anos. 
Fornos contínuos 
Fornos de Fusão Descontínuos 
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• Os fornos de fusão descontínuos podem ser classificados como: 
 
 Forno Tipo Day Tank: as matérias-primas são carregadas por uma 
das aberturas laterais. As outras aberturas laterais servem para que os 
vidreiros através delas colham o vidro. 
 
 
Forno Tipo Day Tank 
Fornos de Fusão Descontínuos 
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 Forno de Potes: ao contrário 
do forno tipo Day Tank onde as 
paredes do forno contém o vidro 
fundido, nesses fornos usam-se potes 
(abertos ou fechados). As outras 
aberturas laterais servem para que os 
vidreiros colham através delas os 
potes contendo o vidro. 
 
 
 
Forno de potes 
Fornos de Fusão Contínuos 
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• Os fornos de fusão contínuos podem ser classificados de acordo com o 
sistema de alimentação de energia: 
 Fornos de Fusão Contínuos 
Combustão: utilizam a queima de óleo ou gás e através do 
calor das chamas se aquece o banho. 
Regenerativos: 
- a maioria dos 
fornos; 
- 150 ton/dia 
Recuperativos: 
- 30 ton/dia 
Oxicombustão 
Elétrico: o banho 
é aquecido por 
eletrodos no 
fundo do forno. 
Fornos de Fusão Contínuos 
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• Os fornos de fusão contínuos geralmente são divididos por regiões: 
 
Garganta: A localização da garganta no fundo 
da zona de refino impede que as MP de 
menor peso específico que o vidro e que não 
reagiram passem para a zona de trabalho. 
Zona de trabalho ou zona de 
homogeneização e condicionamento: 
Fornos de Fusão ContínuosProfa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
• Modo de Funcionamento 
 Dois sistemas interligados: enforna e extração 
Enfornadeira: constituída de um pequeno silo, onde a mistura vitrificável é colocada, 
e uma mesa que tem movimento contínuo de vai e vem. 
Enforna Extração 
Fornos Contínuos de Queima Lateral 
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• Tipos: 
Forno de queima lateral 
Fornos Contínuos de Queima Lateral 
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Vista do interior de um forno de fusão contínuo de queima lateral 
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Vista do interior de um forno de fusão contínuo de queima lateral 
Fornos Contínuos de Queima Lateral 
Fornos Contínuos de Queima Traseira 
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• Tipos: 
Forno de queima traseira 
Fornos Contínuos de Queima Traseira 
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Vista do interior de um forno de fusão contínuo de queima traseira 
Fornos Contínuos Regenerativos 
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• Regeneradores: são câmaras de refratários se secção retangular, cheias 
de tijolos refratários, construídas de modo a deixar entre os tijolos canais 
para a passagem dos gases. 
Tipo de empilhamento do 
regenerador 
• Função: aproveitar o conteúdo 
calórico dos gases da combustão para 
pré-aquecer o ar, que vai ser usado 
na combustão antes de serem 
jogados na atmosfera, através da 
chaminé. 
 
Fornos Contínuos Regenerativos 
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• Tipos: 
Forno regenerativo de 
queima lateral 
Forno regenerativo de 
queima traseira 
Fornos Contínuos Recuperativos 
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• Estes fornos usam dispositivos denominados recuperadores, para 
aproveitar o calor dos gases de combustão no aquecimento do ar que vai ser 
usado nos queimadores. 
 
• Ao contrário dos regeneradores que trabalham em ciclos, os 
recuperadores trabalham continuamente. 
 
• São menos eficientes que os regeneradores e de menor custo. 
 
Fornos Contínuos Recuperativos 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
• Recuperadores: são trocadores de calor, de material metálico ou 
cerâmico. 
Recuperador metálico Tijolos e empilhagem de 
recuperadores cerâmicos 
Fornos Contínuos à Oxicombustão 
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• Ao invés de se utilizar o ar como comburente, se utiliza oxigênio puro: 
Redução de cerca de 80% do volume de fumaças geradas: sistemas 
de filtragem menos dispendiosos; 
Aumento da temperatura das chamas. 
 
• O oxigênio não necessita ser pré-aquecido e portanto os fornos 
oxicombustão dispensam as câmaras de regeneração. 
 
• Como não há regeneração de calor, não há inversões e a combustão se 
realiza contínua e simetricamente nos dois lados do forno. 
 
Fornos Contínuos Elétricos 
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• O banho é aquecido por eletrodos que fazem passar corrente elétrica no 
seu interior. A composição nova é depositada sobre o banho, cobrindo toda a 
sua superfície, e com o calor vindo do banho se funde. 
Esquema de forno elétrico 
Fornos Contínuos Elétricos 
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• Vantagens: 
 não há poluição dos bicos queimadores; 
 melhor uniformidade do calor; 
 menos defeitos; 
 maior eficiência no processo de fusão. 
• Desvantagens: 
 elevado custo de energia; 
 maior corrosão do refratário; 
 custo dos eletrodos. 
Controles de Forno Vidreiros 
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• Controle rigoroso por dois motivos: 
 1) Mantendo-se o nível e a temperatura do vidro estáveis, consegue-
se um fluxo constante de vidro através dos alimentadores das máquinas e 
peças com mínima variação em seus pesos. 
 2) Evita-se a corrosão dos blocos laterais na linha da superfície do 
vidro. 
Controles de Forno Vidreiros 
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• Temperatura: 
 Pirômetros óticos 
 Pirômetros de radiação 
 
• Pressão interna: a pressão dentro do forno deve ser mantida ligeiramente 
mais alta que a pressão atmosférica. 
 
• Nível do forno: 
 Processo pneumático 
 Processo elétrico 
 Processo de reflexão 
 Processo radioativo 
 Processo gancho 
Controle do Nível nos Fornos 
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• Processo pneumático: o ar é soprado através de um tubo contra a 
superfície do vidro, conforme varia a distância entre a extremidade do tubo e 
a superfície pela variação de nível, o manômetro colocado no tudo de ar 
acusa essa variação. 
Controle do Nível nos Fornos 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
• Processo elétrico: utiliza um circuito elétrico entre o vidro e um eletrodo 
de platina, tendo o eletrodo movimentação de descida e subida. Quando a 
ponta do eletrodo no seu movimento de descida encontra o vidro, fecha-se o 
circuito emitindo um sinal que permite controlar a altura do vidro. 
Controle do Nível nos Fornos 
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• Processo de reflexão: a superfície do vidro fundido é especular, assim 
pode refletir um ponto luminoso colocado no lado de fora do forno para um 
detector. O detector é provido de uma escala, que mostra o deslocamento da 
imagem pela variação do nível do vidro. 
Controle do Nível nos Fornos 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
• Processo radioativo: consiste em uma fonte de raios gama que 
atravessam a corrente vítrea e incidem sobre um detector. A variação do nível 
é acusada pelo detector. 
Controle do Nível nos Fornos 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
• Processo gancho: um vergalhão de aço tem a extremidade dobrada em 
ângulo reto e onde são marcados traços de referência de mínimo e máximo. 
Esse vergalhão quando colocado apoiado na parede lateral do forno e 
mergulhado no vidro, indica a altura do vidro. 
Conformação 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
4. Conformação 
Estoque de 
Matérias-primas 
Silos Balanças 
Análise 
Cálculo da 
Composição 
Misturador Enforna 
Fusão 
Afinagem 
Homogeneização/ 
Acondicionamento 
Água 
Recozimento/ 
Têmpera 
Conformação 
Caco 
Controle de 
Qualidade 
Embalagem Armazenagem Expedição 
Conformação 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
4. Conformação 
 
• Em decorrência do comportamento plástico-viscoso do vidro, é 
possível utilizar vários processos de conformação: 
 
a) Sopro (manual e automático); 
b) Estiramento; 
c) Laminação; 
d) Prensagem; 
e) Fibragem; 
f) Centrifugação. 
Conformação 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
• Na conformação deve-se observar a viscosidade, variação de viscosidade em 
função da temperatura, tensão superficial. 
 
• Viscosidade: o intervalo de conformação do vidro corresponde a 103 a 107 P(dPa.s). 
 
Conformação 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
• Variação de viscosidade X temperatura: 
  fabricação manual: 
vidro largo 
 
  fabricação automática: 
vidro curto 
Conformação 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
a) Sopro: 
 
• As peças são moldadas dentro de moldes de ferro fundido, os quais 
podem ser apenas polidos no seu interior ou revestidos de uma camada de 
cortiça carbonizada; 
• Podem ser soprados com o vidro parado ou girando dentro do molde, 
dependendo do tipo de acabamento superficial; 
• Fabricação de peças ocas (garrafas, lâmpadas, frascos). 
 
Conformação 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
a) Sopro: 
• Processo manual: sopro com a boca 
ConformaçãoProfa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
a) Sopro: 
• Processo manual e sem uso de molde 
 Fases do trabalho manual no vidro Coleta do vidro 
VÍDEO 1 
Conformação 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
a) Sopro: 
 
• Processo automatizado: 
prensado e soprado; 
 
• Para produção de embalagens 
de boca larga e paredes finas: 
potes, vasos, etc. 
 
Etapas do processo prensar e soprar 
Conformação 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
a) Sopro: 
• Sucção - Sopro 
 
Alimentação 
por Sucção 
Conformação 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
a) Sopro: 
• Sopro - Sopro 
 
Alimentação por Gota 
VÍDEO 2 
Conformação 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
b) Estiramento: 
• Utilizado para fabricar tubos e bastões. 
 
Processo Danner 
Conformação 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
b) Estiramento: 
• Processo Danner ou Processo do Mandril Giratório: 
- Vidro em fusão flui sobre a ferramenta: 
- Ar forçado utilizado para gerar tubo oco. 
 
 
 
Conformação 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
b) Estiramento: 
• Processo da Boquilha 
 
 
 
Conformação 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
c) Laminação: 
• Usada para fazer o vidro plano; 
• Os processos usados são: 
 Fourcault (1905); 
 Colburn (1908); 
 Pittsburg (1928); 
 Processo de laminação por rolos (1959); 
 Processo Float (1959). 
 
 
 
Conformação 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
Processo Fourcault 
c) Laminação: 
• Processo Fourcault: o vidro é puxado 
através de uma viga refratária que flua 
no vidro. 
• A espessura da chapa depende da 
temperatura do vidro e da velocidade de 
estiragem. 
 
 
 
Conformação 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
Processo Pittsburg c) Laminação: 
• Processo Pittsburg: o vidro é puxado 
na vertical, mas não existe fenda como 
no processo Fourcault. 
 
 
 
Conformação 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
Processo Colburn 
c) Laminação: 
• Processo Colburn: o vidro é puxado diretamente do banho, rolando por 
um cilindro de aço polido. 
• A velocidade de laminação é duas vezes maior que no processo Fourcault. 
 
 
 
Conformação 
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c) Laminação: 
• Processo de laminação por rolos: o vidro sai do forno e passa entre dois 
rolos, que podem ser lisos ou com diferentes texturas. 
Processo de laminação por rolos 
Conformação 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
c) Laminação: 
• Desvantagem dos processos citados: 
 Nem sempre se consegue faces perfeitamente paralelas e lisas. 
Necessidade das etapas: 
• Esmerilhamento das faces para conseguir o 
 paralelismo das mesmas; 
• Polimento final. 
Operações onerosas e demoradas. 
Conformação 
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c) Laminação: 
 
• Processo Float: ao sair do forno o vidro fundido é levado a uma câmara 
onde existe um banho de estanho fundido sobre o qual flutua. 
 
• Inventado pelos irmãos Pilkington na Inglaterra. 
 
• Vantagem: vidro plano com faces perfeitamente paralelas e polidas, sem 
necessidade de nenhum acabamento posterior. 
 
Conformação 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
c) Laminação: 
• Processo Float: 
VÍDEO 3 
Conformação 
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d) Prensagem: 
• Usado para fazer travessas, pratos, isoladores, blocos, etc. 
VÍDEO 
4,5 
Conformação 
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e) Fibragem: 
• É usado para fazer fibras de vidro. 
• O vidro sai por centenas de bicos 
de platina (~1mm de diâmetro), 
formando fios os quais são enrolados 
em carretéis para usos variados. 
Conformação 
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e) Fibragem: 
• Fabricação de manta de vidro: 
 
Conformação 
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f) Centrifugação: 
• Foi muito usado para fabricação de 
cinescópio de televisão (TV antiga). 
 
• Uma gota de vidro que cai em um 
molde cônico que roda em torno de seu 
eixo vertical, com velocidade suficiente 
para que o vidro suba pela superfície do 
mesmo, formando assim um funil. VÍDEO 6 
Recozimento/ Têmpera 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
Estoque de 
Matérias-primas 
Silos Balanças 
Análise 
Cálculo da 
Composição 
Misturador Enforna 
Fusão 
Afinagem 
Homogeneização/ 
Acondicionamento 
Água 
Recozimento/ 
Têmpera 
Conformação 
Caco 
Controle de 
Qualidade 
Embalagem Armazenagem Expedição 
5. Recozimento/ Têmpera 
Recozimento 
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• Objetivo: reduzir as tensões internas do vidro. 
 
 
• Se o resfriamento é feito de forma inadequada, elevadas tensões internas são 
geradas e comprometem não só as propriedades mecânicas, mas também as 
propriedades ópticas, elétricas, etc. 
• Após conformado o vidro deve ser resfriado 
cuidadosamente em torno da Tg, para que 
tensões decorrentes do gradiente de 
temperatura sejam minimizadas e toda a sua 
estrutura apresente o mesmo volume 
específico. 
Recozimento 
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• Evitar que estas tensões sejam geradas é impossível pois elas são inerentes ao 
processo, então o que se deve fazer é eliminá-las ou ao menos reduzi-las a um nível 
tolerável Recozimento. 
Perfil da distribuição de tensões na seção 
transversal de uma placa de vidro: 
Recozimento 
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• Há dois modos de recozimento: 
 
 aquecer até uma temperatura superior a temperatura superior de 
recozimento (Annealing Point,  = 1013 P ou 1012 Pa.s) por ~ 15 min e resfriar 
lentamente (risco de deformar a peça); 
 
 aquecer a uma temperatura superior a temperatura inferior de 
recozimento (Strain Point,  = 1013,5 P ou 1014,5 Pa.s) por longo tempo (~ 4 h) e 
resfriar lentamente (problema é o tempo). 
 
COMPROMISSO: TEMPERATURA X TEMPO 
Recozimento 
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• Há dois modos de recozimento: 
 15 min 
 4 h 
Recozimento 
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• Cálculo do tempo de recozimento: varia para a composição e geometria 
 
 
 
 
 
 = tempo de relaxação médio; 
 = viscosidade (da ordem de 1012 Pa.s para o vidro NaO-CaO-SiO2) 
G = módulo de cisalhamento (2 GPa) 
 
 
 
G
T
T

    min8500
10*2
10
9
12
 sTg
Recozimento 
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Tempos de recozimentos típicos requeridos 
para alguns tipos de produto de vidro: 
Recozimento 
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• Medida de tensões internas: 
Se a distribuição de tensões internas não for homogênea, o 
material se comporta anisotropicamente, com a luz se 
propagando com diferentes velocidades, apresentando 
variações no índice de refração (distribuição de cores) 
Polariscópio ou óculos polaróides 
Têmpera 
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Têmpera 
 
• Objetivo: introduzir tensões de modo controlado em um corpo que 
inicialmente estava isento de tensões. 
 
• A distribuição de tensões ideal é que a superfície fique submetida a 
compressão e o interior sob tração, de modo controlado, para quando 
houver uma solicitação mecânica, inicialmente seja necessário vencer a 
tensão compressiva para então romper por tração. 
Têmpera 
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• Vários Métodos: 
 
TêmperaTérmica: submeter a peça à um gradiente de temperatura 
adequado; 
 
Têmpera Química: tratar a superfície do vidro de forma a promover a 
troca de íons na superfície ou induzir a devitrificação superficial 
(cristalização superficial). 
Têmpera Térmica 
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• Definição: a peça de vidro é aquecida até uma temperatura acima da Tg, 
porém abaixo do ponto de amolecimento e resfriando-o rapidamente até a 
temperatura ambiente. 
 
• Ocorre basicamente em dois estágios: 
 
1º) O vido é aquecido acima da Tg 
(~ 650C para sílica-soda-cal) 
2º) Resfriamento rápido 
(ex: correntes de ar) 
Têmpera Térmica 
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Região próxima à 
superfície 
COMPRESSÃO 
Região interna 
da placa TRAÇÃO 
• Distribuição de tensões residuais na seção transversal de uma chapa de 
vidro temperada em decorrência das diferentes velocidades de resfriamento 
entre a superfície e o núcleo: 
Têmpera Química 
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• Definição: introduzir tensões compressivas na superfície utilizando 
tratamentos superficiais, tais como: 
 
1. Substituir íons na superfície do vidro (acima de Tg): 
 
  substituir Na+ por K+ (K+ tem maior raio iônico): tensões são 
 desenvolvidas pelo maior raio dos íons K + e estas não são aliviadas. 
 
  substituir Na + por Li + (Li + tem menor raio iônico): ocorre devido a 
 diferença no coeficiente de expansão térmica, pois a capa formada 
 com íons de Li+ tem menor coeficiente de dilatação térmica e durante 
 o resfriamento resultam em tensões compressivas na superfície. 
Têmpera Química 
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2. Processo de devitrificação superficial: 
resulta em uma camada com menor coeficiente de dilatação térmica. 
Têmpera Térmica X Química 
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• Vantagens da têmpera térmica em relação à têmpera química: 
 
 Mais barata 
 
 Mais rápida 
 
 Pode ser feita em qualquer peça 
 (independente do volume e geometria) 
Tipos de Vidro 
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Vidro comum Vidro laminado Vidro temperado 
Operações de Acabamento 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
Operações de Acabamento 
Processos de Remoção de 
Material 
Esmirilhamento; 
Polimento Ácido; 
Polimento Mecânico; 
Polimento à Fogo; 
Gravação; 
Corrosão Ácida; 
Jateamento. 
Processos de Deposição de 
Material 
Esmaltagem 
Tingimento 
Pintura 
Metalização à Vacuo 
Espelhagem 
Processos de Remoção de Material 
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• Esmerilhamento: Este é o método mais comum de acabamento ou 
decoração de peças ocas. A superfície trabalhada torna-se áspera e sem brilho. 
 
• Polimento ácido: imersão das peças vítreas em mistura de HF, H2SO4 e H2O 
quente, seguido de enxágue em água pura. 
 Duração: 30 segundos, podendo ser repetido várias vezes, até se conseguir 
o efeito desejado. 
 
• Polimento mecânico: é feito geralmente em rodas de madeira ou cortiça, 
usando como agente de polimento o óxido de ferro (pó fino). 
Processos de Remoção de Material 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
• Polimento à fogo: o vidro é aquecido entre 500 - 700C tornando-se 
plástico, a superfície viscosa do vidro se contrai e torna-se lisa devido à tensão 
superficial. 
 
• Gravação: é um método refinado de esmerilhamento. 
 
• Corrosão ácida: a solução de ácido fluorídrico é a mais usada. 
 
• Jateamento com areia: cortes profundos e superfícies ásperas são 
possíveis. A superfície do vidro é protegida por uma camada de verniz ou 
máscara de borracha nos locais que vão ser protegidos da areia. 
Processos de Remoção de Material 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
Processos de Deposição de Material 
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• Esmaltação: São usados nesse processo esmaltes coloridos, que são 
queimados entre 550 - 650C. Esses esmaltes são vidros de baixo ponto de 
amolecimento misturados com um veículo oleoso. 
 
 
 
• Tingimento: ocorre principalmente com compostos de cobre e prata. Eles 
são misturados com caulim, agitados com um líquido e aplicados ao vidro. Por 
aquecimento, há troca iônica entre os íons de cobre ou prata com os íons 
alcalinos do vido. 
Processos de Deposição de Material 
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• Pintura com Metais Preciosos: platina, ouro e prata misturados com certas 
substâncias podem ser pintados no vidro e queimados. Depois da queima o 
metal é polido, obtendo seu brilho original. 
 
• Metalização à vácuo: peças de vidro podem ser recobertas com metais em 
películas finíssimas. 
 
• Espelhagem: consiste em cobrir uma superfície de vidro, que está limpa e 
sem gorduras, com uma solução de prata a qual se adiciona um agente redutor. 
Defeitos em Vidros 
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• Nas peças de vidro podem aparecer diversos defeitos, que tornam a peça 
imprópria para o uso, ou apenas prejudicam sua aparência em maior ou menor 
grau. 
 
• Principais defeitos: 
 Cordas 
 Pedras 
 Bolhas 
Defeitos em Vidros 
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• Cordas: consistem na superposição de camadas de vidro de composições 
químicas diferentes daquelas do vidro matriz. 
 
• Principais fatores: 
 Mistura imperfeita das matérias-primas; 
 Temperatura do forno abaixo do especificado; 
 Insuficiência do refino; 
 Corrosão do material refratário; 
 Devitrificação. 
Defeitos em Vidros 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
• Cordas: 
Defeitos em Vidros 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
• Pedras: são partículas de tamanho variado, que aparecem na parede das 
peças de vidro, podem ser opacas e transparentes. 
 
• Pricipais fatores: 
 Fusão incompleta das matérias-primas; 
 Mistura imperfeita das matérias-primas; 
 Corrosão do material refratário; 
 Devitrificação; 
 Inclusões metálicas. 
Defeitos em Vidros 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 2018 
• Pedras: 
Defeitos em Vidros 
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• Bolhas: se formam como resultado das reações químicas, que se processam 
entre as matérias-primas, que produzem gases e que não chegam a se 
desprender do vidro. 
 
• Pricipais fatores: 
 Temperatura de fusão e temperatura de refino insuficientes; 
 Inclusão de ar no vidro; 
 Inclusões metálicas; 
 Umidade na mistura. 
Defeitos em Vidros 
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• Bolhas: 
 2018 
Profa. Dra. Ana Paula F. Albers 
anapaula.albers@gmail.com 
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