Lubricantes para Maquinaria de
Fabricación de Vidrio
La fabricación de vidrio expone la maquinaria a temperaturas extremas (600–1.100°C en el horno, 500–600°C en los rodillos de laminación), atmósferas de gases de combustión y contacto directo con vidrio fundido. Ningún lubricante orgánico convencional sobrevive a estas condiciones: la lubricación de la industria del vidrio se basa en lubricantes sólidos (grafito coloidal, MoS₂), PFPE y, en zonas frías, lubricantes sintéticos de alta temperatura.
TEMPERATURA EXTREMA: Los rodillos de una línea de vidrio templado operan a 550–620°C. A estas temperaturas, cualquier aceite mineral o sintético (PAO, PAG, POE) se carboniza instantáneamente. El único lubricante posible en contacto directo con el vidrio caliente es el grafito coloidal en dispersión acuosa o en aceite de muy alto punto de inflamación. El aceite portador se evapora; el grafito queda como capa sólida lubricante.
Mapa de temperaturas y lubricantes en la línea de vidrio
Equipos y lubricantes específicos por proceso
| Equipo / Componente | Proceso | Lubricante | T operación | Intervalo |
|---|---|---|---|---|
| Rodillos de tracción (lehr rollers) | Float glass, vidrio plano | Grafito coloidal en dispersión acuosa (5–15%) | 500–620°C | Continuo (spray automatizado) |
| Cojinetes de rodillos de laminación | Float glass, laminado | PFPE NLGI 1–2 (compatible 250°C continuo) | 150–250°C (cojinete) | 500 h o mensual |
| Moldes de vidrio soplado (IS machine) | Envases de vidrio | Aceite de molde: grafito + aceite vegetal/mineral HT | 400–600°C en cavidad | Cada 15–30 min (spray manual o auto) |
| Mecanismo IS machine (tijeras, guías) | Envases de vidrio | PFPE o grasa PTFE NLGI 1 (sin silicona) | 150–300°C zona media | Diaria (alta frecuencia de ciclos) |
| Prensa de vidrio (press and blow) | Vidrio prensado óptico, menaje | Grafito coloidal diluido en agua destilada | 400–550°C en molde | Por ciclo (spray en cada prensado) |
| Cadena de transporte del horno de recocido | Todos los procesos de vidrio | Grafito coloidal o PFPE fluido en zona caliente | 200–500°C | Continuo o cada 4 h |
| Engranajes reductores de accionamiento | Todos los procesos | CLP PAO VG 220–320 EP (zona fría del reductor) | 60–100°C (cárter) | 2.000 h o análisis |
| Mesas de corte (scoring wheels) | Float glass, vidrio plano | Aceite de corte mineral parafínico VG 10–22 | Temperatura ambiente | Continuo (goteo en la rueda de corte) |
| Ventosas de manipulación | Vidrio plano, templado | SECO (no lubricar las juntas de vacío) | Ambiente | Inspección y sustitución de juntas |
| Rodamientos del horno de templado | Vidrio templado | PFPE NLGI 2 (temperatura continua 200–280°C) | 200–280°C zona rodamiento | 1.000 h (máximo) |
| Accionamientos de ventiladores de quench | Vidrio templado | Grasa poliurea NLGI 2 (si T < 170°C) | Ambiente–120°C | 2.000–4.000 h |
| Sistemas hidráulicos de prensa de laminado | Vidrio laminado (PVB, SGP) | Aceite HLP VG 46 (zona fría, temperatura ambiente) | 40–70°C | Análisis anual, cambio 4.000 h |
El grafito coloidal: lubricante universal de la industria del vidrio
El grafito coloidal es la única opción práctica y económicamente viable para la lubricación de alta temperatura en contacto directo con vidrio caliente. Su estructura laminar hexagonal permite el deslizamiento entre planos cristalinos incluso a 500–600°C en atmósfera de aire (a diferencia del MoS₂ que se oxida por encima de 400°C en presencia de aire).
Propiedades del grafito coloidal
- Temperatura de servicio: hasta 600°C en aire (2.000°C en atmósfera inerte)
- Coeficiente de fricción: 0,05–0,15 (excelente lubricante sólido)
- Tamaño de partícula: 1–5 µm (coloidal: no sedimenta en suspensión)
- Concentración de uso: 5–20% en peso en agua o aceite portador
- Conductividad eléctrica: alta (no usar en zonas con corriente eléctrica)
Aplicación en moldes de vidrio soplado (IS)
- Mezcla: grafito 8–15% + aceite vegetal de alta temperatura (lino, ricino)
- Aplicación: spray manual o automático cada 15–30 min según producción
- El aceite portador se quema al contacto con el molde a 400–500°C
- El grafito forma capa desmoldeante protectora en la cavidad
- Exceso de grafito = rayas en el vidrio; deficit = gripado del gob
Alternativas al grafito por zona
- Nitruro de boro (BN): hasta 1.000°C, no contamina vidrio óptico ni transparente
- PTFE: hasta 280°C continuo, para zonas de transición caliente/frío
- PFPE: hasta 250°C continuo, ideal para cojinetes del horno de recocido
- Grafito vs BN: grafito negro mancha vidrio claro; BN blanco es neutro
- Vidrio óptico y cristal: preferir BN o PFPE para no contaminar color
Proceso float glass: lubricación de la línea completa
El proceso float glass (vidrio plano para construcción y automoción) es la mayor producción de vidrio del mundo: líneas de 800–1.200 t/día operando 24/7 durante 10–15 años sin parada de campaña. La lubricación debe ser completamente autónoma y fiable, ya que una parada de emergencia puede costar millones de euros en vidrio solidificado en la línea.
Zona de baño de estaño (tin bath)
Temperatura 600–1.100°C en atmosfera nitrógeno + H₂ reductora. No hay lubricación de rodillos en esta zona: los top rolls flotan en atmósfera controlada. Los accionamientos externos sí requieren lubricación (PFPE para T > 200°C).
Lehr (horno de recocido, 550→80°C)
Rodillos accionados por cadenas con reductores externos. Cadenas: grafito coloidal en zona caliente (>200°C), PFPE o poliurea en zona templada (80–200°C). Reductores: CLP PAO VG 220 EP. Rodamientos: PFPE NLGI 2.
Zona de inspección y corte
Temperatura ambiente. Ruedas de corte: aceite mineral parafínico VG 10 goteo continuo. Mesas de soporte: rodamientos Li o Ca-sulfonato NLGI 2 estándar. Ventosas: sin lubricación en superficie de contacto.
Sistemas hidráulicos de posicionamiento
HLP VG 46 estándar para cilindros de posicionamiento de rodillos. Alta filtrabilidad FN25 > 200. ISO 4406 clase 16/14/11. Análisis semestral de partículas y agua.
Preguntas frecuentes
¿Qué lubricante se usa en los moldes de una máquina IS de vidrio soplado?
Los moldes de una máquina IS se lubrican con grafito coloidal (8–15% en peso) en aceite portador de alta temperatura, típicamente aceite vegetal (linaza, ricino) o aceite mineral de alto punto de inflamación (>280°C). La aplicación es por spray cada 15–30 minutos. Al contacto con el molde caliente (400–500°C), el aceite portador se evapora y el grafito queda como capa sólida desmoldeante. El exceso de grafito causa rayas en el envase; el déficit provoca que el vidrio se adhiera al molde, bloqueando la producción.
¿Por qué no puede usarse MoS₂ en los rodillos de una línea de vidrio templado a 600°C?
El MoS₂ se oxida a MoO₃ (trióxido de molibdeno) por encima de 400°C en presencia de aire. El MoO₃ es un polvo blanco sin propiedades lubricantes y abrasivo. En los rodillos de templado a 550–620°C, el MoS₂ se desintegraría inmediatamente. El grafito coloidal mantiene su estructura laminar lubricante hasta 600°C en aire (y hasta 2.000°C en atmósferas inertes). El nitruro de boro hexagonal (h-BN) es la alternativa para temperaturas superiores o cuando el negro del grafito contaminaría el vidrio óptico o cristal claro.
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