Производство на стъкло

Стъклото е известно от няколко хилядолетия. Първото споменаване на стъклото е свързано с находки от Древен Египет, датиращи от 7000 г. пр. Н. Е. - стъклени мъниста и амулети. А първите фабрики за стъкло започват да се появяват едва през 18 век.

Стъклото е втвърдена течност. Това е аморфно вещество, което не притежава свойствата на кристално вещество в твърдо състояние.

Комисията по терминология на Академията на науките на СССР даде следното определение на стъклото:

„Стъклото се отнася до всички аморфни тела, получени чрез преохлаждане на стопилка, независимо от химичния състав и температурния диапазон на втвърдяване и притежаващи механични свойства на твърдите вещества в резултат на постепенно увеличаване на вискозитета и преминаването от течно в стъклено състояние да бъде обратим. ".

Стъклени пещи

Стъклените пещи се използват за производство на стъкло. Непрекъснатата пещ за баня структурно има топилно и работещо езерце, свързани помежду си с поток през разтопеното стъкло. За зареждане на заряда и отпадъците пещта е снабдена с два джоба за зареждане, разположени от страничните й страни. Готварският басейн на пещта се загрява с газообразно или течно гориво. За отопление на котлона с газообразно гориво пещта е снабдена с шест горелки, разположени на крайната стена на банята на пещта, срещуположно на нейната работна част. Отстраняването на димните газове от стъклената пещ се извършва чрез система от димни канали, оборудвани с димни и въздушни клапани, тръба и димоотвод. Проточна пещ за топене на стъкло с капацитет 70 тона на ден.

Технология на стъклото

Технологията за производство на стъкло се състои от два производствени цикъла - производство на разтопено стъкло и производство на стъклени изделия. Цикълът на технологията за производство на разтопено стъкло включва следните операции:

1) подготовка на суровини;

2) смесването им в определени съотношения, в съответствие с даден химичен състав на стъклото, в хомогенна смес;

3) приготвяне на партидата в стъклени пещи за получаване на хомогенна течна стопилка от стъкло.

Цикълът на технологията за получаване на стъклени изделия се състои от операции:

1) привеждане на разтопеното стъкло до температура (и вискозитет);

2) формовъчни продукти;

3) охлаждане на продуктите в леглото, за да се елиминират напреженията, възникващи по време на процеса на формоване;

4) термична, механична или химическа (индивидуално или във взаимна комбинация) обработка на формовани изделия, за да им се придадат желаните свойства.

Суровият силициев диоксид, който е основната част от стъклото, се въвежда под формата на смлян кварц.

Основните компоненти, които съставляват стъклото, са:

1) кварцов пясък (69-74%),

и в малки проценти някои други компоненти.

В допълнение към основните суровини могат да се добавят различни добавки, например за оцветяване на стъклото в желания цвят или за промяна на други свойства на стъклото. По този начин, алуминиевият триоксид, използван в производството на промишлено стъкло, се въвежда с глина, каолин и алуминиев оксид хидрат. Натриевият оксид се добавя само със сода. Калиев оксид се въвежда под формата на соли; използва се главно при производството на съдове за маса, цветни, оптични и някои технически очила. Литиев оксид се използва при производството на опал и някои специални очила. Калциевият оксид се въвежда главно под формата на креда. Бариевият оксид се използва при производството на оптични стъкла и кристали. Цинковият оксид се използва в производството на оптични и химически лабораторни стъкла. При производството на стъкло се използват материали, които едновременно съдържат скали, доменна шлака, счупване на стъкло и др.

Спомагателните суровини включват избистрящи вещества. Натриевите и амониевите сулфати, натриевият хлорид и други се използват в малки количества като избистрящи средства, които помагат за отстраняването на мехурчета от стъклото. Някои от тези вещества са едновременно обезцветяващи. Като багрила се използват съединения на кобалт, никел, желязо, хром, манган, селен, мед, уран, кадмий, сяра, хлорно злато и др.

Самото производство на стъкло се извършва при температури от 1400 ° -1600 °. В него има три етапа.

Първият етап е готвене, когато възникне химическо взаимодействие и се образува вискозна маса. Топенето на стъкло се извършва в стъклени пещи. Изборът на един или друг вид пещ се определя от вида на използваното гориво, асортимента на произвежданите продукти, размера на производството и т.н. Управлението на съвременна стъклена пещ е строго контролирано и до голяма степен автоматизирано. Контролът е доведен до висока степен на точност. Автоматично регулирано: налягане, съотношение на газообразно или течно гориво и въздух; количеството гориво, подавано в пещта; нивото на разтопено стъкло във ваната и други параметри. Друг начин за топене на това стъкло е чрез сливане на силициев прах в пламъка на кислородно-водородна горелка. Непрозрачното кварцово стъкло се получава чрез топене на кварцов пясък върху въглероден или графитен прът, нагрят с електрически ток до 1800 °.

Процесът на топене на някои видове стъкла, например оптично, кварцово, стъклено влакно, има специфични характеристики. Прозрачното кварцово стъкло е направено от скален кристал в графитни тигли, нагрявани под вакуум до 1900 ° -2000 ° чрез високочестотни индукционни токове или чрез директно предаване на електрически ток. В края на готвенето във фурната се подава въздух под налягане.

Вторият етап е избистряне, мехурчетата се отстраняват, както и разтварянето на все още неразтворените пясъчни зърна; на този етап стъклото се държи във фурната за няколко часа при най-висока температура.

Третият етап е охлаждането на разтопеното стъкло, когато то се охлажда до температура, при която става възможно и най-удобно да се правят определени продукти от него.