Refratários na Fusão do Vidro
Refratários são materiais que resistem, e mantém suas propriedades em altas temperaturas. Eles são fundamentais no processo de elaboração do vidro e sua evolução acompanhou as necessidades de se fundir o vidro cada vez a temperaturas mais elevadas (de 1200 a 1600 oC). Uma vez que este objetivo foi atingido, se buscou e se busca reduzir o nível de corrosão, aumentando-se a durabilidade dos fornos e a qualidade do vidro.
Os refratários que ficam em contato com o vidro normalmente são os eletrofundidos, isto é, na sua produção suas matérias-primas são fundidas num forno elétrico, a altíssimas temperaturas, e são vazados em moldes de areia ou grafite que lhes confere as formas necessárias. Sua composição pode variar em função do tipo de vidro no qual vai ser empregado e da parte do forno no qual vai ser instalado. Uma característica importante é que o desgaste destes materiais se dá de maneira lenta e os resíduos se dissolvem no vidro sem alterar suas características e propriedades. No Brasil não existe até o momento este tipo de produção.
Para as partes do forno em que o vidro não entra em contato podem também ser empregados refratários eletrofundidos ou, dependendo da situação, refratários prensados. Neste caso trata-se de materiais cujas matérias-primas são misturadas, sendo em seguida prensadas dentro de moldes já com a forma final, sendo em seguida cozidos a altas temperaturas, porém muito inferiores à de fusão completa do material, para que um ou mais componentes que foi introduzido com este fim, se funda e sirva como aglomerante dos demais. Um processo parecido com a produção de tijolos para construção.
Outro tipo também muito empregado são os concretos refratários que são aplicados na forma pastosa adquirindo sua forma definitiva no local de emprego onde enrijecem.
Normalmente os refratários são empregados em várias camada de tipos distintos, por exemplo, um tipo pode ser muito resistente ao contato do vidro mas não ser muito isolante (impedir a perda de calor), então se faz camadas, a primeira que contem o vidro e uma segunda que diminui a perda de calor, dito isolante.
Para que um forno desempenhe bem sua função é muito importante a operação de aquecimento do forno. O forno é montado a frio e depois deve ser aquecido até a temperatura de trabalho. Durante o aquecimento todos os materiais se dilatam, e se o aquecimento não for realizado homogeneamente e de maneira bem lenta e gradual muitas peças podem quebrar ou trincar causando problemas, impedindo a produção de vidro de boa qualidade ou ainda fazendo com que o forno dure menos que o previsto. Pedaços de refratário soltos no vidro se transformam em defeitos, assim como o contato do vidro com isolantes ou com as ferragens de sustentação dos refratários.
Hoje já existem fornos que duram mais que dez anos, ou seja, depois de montados e aquecidos ficam produzindo ininterruptamente durante mais que dez anos até que seja necessário esfriá-los e trocar os refratários, que se desgastaram, por outros novos que trabalharão por outros dez anos ou mais.
A melhoria dos produtos refratários se faz através da pesquisa de novas composições químicas e mineralógicas, da otimização dos seus processos de fabricação, assim como os dados práticos obtidos durante a utilização.
Para os vidreiros é essencial o bom conhecimento dos refratários assim como é fundamental o bom projeto do seu forno, que determina quais os materiais devem ser empregados, em que forma e como devem ser dispostos uns em relação aos outros, respeitando a dilatação que cada um vai sofrer, assim como a correta montagem. Um projeto de sucesso é aquele que se baseia não só nas teorias, mas também na experiência prática que se adquire a cada nova campanha.
Os progressos atingidos são o resultado de uma estreita colaboração entre o vidreiro, o refratarista , os conceptores e os construtores dos fornos
Mauro Akerman
Maio 2017