Особенности технологических процессов при производстве стекла. Технология производства стекла

что такое, виды, технология производства, свойства, назначение :: SYL.ru

Стекло – это материал, по некоторым свойствам не имеющий аналогов. До сих пор для его производства используются натуральные ингредиенты, повторная переработка испорченного изделия может происходить неоднократно без потери качества и почти без отходов.

Определение

Стекло может находиться в нескольких агрегатных состояниях на разных этапах производства. И все же, стекло – что такое и из чего его делают?

Согласно научному определению, стеклом является всякое аморфное тело, полученное методом расплава, которое при увеличении вязкости приобретает свойства твердого тела. При этом процесс перехода из одного состояния в другое является обратимым.

История материала

В повседневной жизни мы ежедневно используем стекло. Что такое и из чего его делают – это редко задаваемые в современности вопросы, настолько нам привычен материал. Ученые считают, что стекло впервые было получено случайно, проследить зарождение технологии невозможно. Первые изделия датируются примерно 2540 годом до нашей эры. В древней рецептуре присутствовали три компонента – сода, песок и глинозем. В дальнейшем научились улучшать свойства материала, добавляя к основным ингредиентам мел, доломит и другие составляющие. Весь состав, из которого варится стекло, называется шихта.

Цветное стекло начали получать, используя природные пигменты – окиси хрома, оксид никеля, кобальтовые добавки. Первое формованное изделие было получено в 1-м веке нашей эры римскими мастерами. Они же изобрели листовое стекло. Технология производства стекла в листах состояла в выдувании огромного, в человеческий рост цилиндрического пузыря из горячей массы. Пока она не остыла, ее разрезали вдоль длинной части и раскладывали на поддонах для выравнивания. Такая техника была распространена повсеместно до начала 20-го века. В России стекольное производство было открыто в 17-м веке и располагалось в селе Духанине, мастерами в то время были только иностранцы.

Состав

Для множества целей используется стекло. Что такое стекло, мы уяснили, а что представляют собой его основные ингредиенты? Состав исходных ингредиентов за весь период практики изготовления материала практически не изменился. Три основных компонента составляют основу (шихту) – это кремнезем или кварцевый песок, сода (оксид натрия) и оксид кальция, известный под названием известь. Составляющие соединяются в определенных пропорциях и плавятся в печи при температуре от 300 до 2500 °С. В состав шихты, в зависимости от желаемых свойств, добавляются поташ, борный ангидрид, битое стекло предыдущих варок или сырье вторичной переработки.

Технология

Для усиления или ослабления свойств соединений в процесс плавки добавляют усилители, глушители, красители, обесцвечиватели и т. д. После варки массу быстро охлаждают, что позволяет избежать образования кристаллов. Из всех составляющих самый большой процент в рецептуре занимает песок - от 60 до 80%. Песок выступает остовом, вокруг которого формируется стекловидный материал. Технология производства стекла остается неизменной в течение столетий.

Известь является еще одним компонентом, без которого не производится стекло. Что такое оксид кальция в составе ингредиентов? Эта составляющая придает материалу химическую устойчивость и усиливает блеск. Стекло можно выплавить лишь из песка и соды, но без извести оно растворится в воде. Третьим игроком в составе шихты является оксид металла - натрия или калия (до 17%). В смесь вводится в виде кальцинированной соды или поташа. Эти составляющие уменьшают температуру плавления, позволяя отдельным песчинкам полностью расплавиться и соединиться в монолит.

Виды

В зависимости от используемых компонентов в составе шихты, разделяют виды стекла:

Кварцевое. Изготавливается из одного компонента – кремнезема. Обладает высокими качествами: устойчиво к высокой температуре (до 1000 °С) и термоудару, пропускает видимый и ультрафиолетовый спектр излучения. Производство связано с высокими энергетическими затратами, поскольку кремнезем (силикатное стекло) - тугоплавкое сырье и плохо поддается формовке. Основные сферы применения – химическая и лабораторная посуда, части оптических систем, ртутные лампы и пр.
Натриево-силикатное. Изготавливается из двух компонентов, состав стекла – силикатный песок и сода (1:3). По своим свойствам имеет широкое применение в промышленности в качестве компонента какого-либо процесса, но не применяется в других сферах, изделия из него не изготавливаются. Основной недостаток – растворяется в воде.

Известковое. Самый распространенный вид материала, из которого производится большинство изделий – листовое стекло, стеклотара, зеркальное полотно, посуда и многое другое.
Свинцовое. В классический состав стекла (шихты) пропорционально добавляется оксид свинца. Свинцовое стекло отличается повышенными диэлектрическими свойствами, что позволяет использовать его в качестве лучшего изолирующего состава в телевизионных трубках, осциллографах, конденсаторах и пр. Наличие свинца в стеклянной массе придает материалу дополнительный блеск, сверкание, что часто используется при изготовлении художественных изделий, посуды и т. д. Хрусталь – один из видов свинцового стекла.
Боросиликатное. Добавка оксида бора в состав материала увеличивает его устойчивость к термическому удару до 5 раз, существенно улучшаются химические свойства. Боросиликатное стекло используется для изготовления труб и лабораторно-химической посуды, изделий для бытовых нужд. Масштабным примером использования служит зеркало, созданное на основе боросиликатного стекла для крупнейшего в мире телескопа.

Прочие виды стекла – алюмосиликатные, боратные, цветные и др.

Виды оконных стекол

Оконное стекло самый востребованный вид материала. Оно пропускает солнечный свет, осуществляет теплоизоляцию зимой и летом, препятствует проникновению шума, эстетически оформляет оконный проем и выполняет еще множество функций. На сегодняшний день существует широкий выбор видов стекла, каждый из которых отвечает определенным требованиям:

Энергосберегающее. Вид стекла, тонированного в массе или покрытого специальной пленкой, которая обеспечивает проникновение в помещение коротковолнового солнечного излучения, а длинноволновое излучение отопительных приборов из помещения не выпускается. Второе название – селективное стекло. На сегодняшний день разработано несколько типов покрытий. Наиболее перспективными являются – К-стекло (нанесение окислов металлов на поверхность) и i-стекло (вакуумное многослойное напыление серебра - диэлектрика).
Солнцезащитное. Снижает пропускание солнечного света в помещение. Разделяют на два вида – отражающее и поглощающее. Эффект достигается либо тонировкой стекла в массе при варке, либо нанесением специальной пленки на поверхность.

Декоративное. Оконное стекло с дополнительными эстетическими характеристиками – узорчатое, цветное и т. д.

Безопасные стекла

Одним из отрицательных качеств стекла является его хрупкость, существуют технологии упрочнения материала. Самые распространенные виды:

Армированное. Листовое стекло, при формовке которого в массу внедряется металлическая сетка. Сфера применения – производственные помещения, уличные осветительные приборы, облицовка лифтовых шахт и т. п.
Ламинированное или триплекс. Два или больше стекол скрепляются между собой специальной пленкой или жидкостью. Этот вид материала существенно снижает уровень шума в помещениях. Также при использовании дополнительных цветофильтров при ламинации способно выполнять солнцезащитные функции. Триплекс обладает повышенной механической устойчивостью, при разбивании полотна осколки остаются прикрепленными к пленке, что делает его максимально безопасным для применения при фасадном, балконном, оконном, дверном остеклении.
Огнестойкое. Чаще всего производится по технологии ламинации специальными пленками, которые при температуре свыше 120 °С меняют свои физические свойства и, расширяясь, становятся матовыми, придавая стеклу жесткость.

Защитное. Представляет собой многослойный материал, состоящий из нескольких видов стекла, скрепленного полимерной пленкой. Например, силикатное стекло скрепляется с поликарбонатом и органическим стеклом. Такой светопрозрачный блок устойчив к механическим, химическим, ударным повреждениям. К защитным видам стекла относятся пулестойкое, ударостойкое, устойчивое к пробиванию и другие типы. Технические требования к материалу и классификация защитных стекол регулируются ГОСТом Р 51136.
Закаленное. Обладает высокими прочностными характеристиками. Эффект обеспечивает технология производства стекла - в специальной тоннельной печи листы краткосрочно подвергаются воздействию высокой температуры и быстро охлаждаются. При разбивании закаленное стекло рассыпается на мелкие осколки, не несущие угрозы жизни и здоровью. Недостатком является невозможность механической обработки закаленного полотна, при малейшем воздействии оно разрушается. Большинство изделий из закаленного стекла сначала формуются, режутся или обрабатываются иным способом и только после этого проходят закалку.

Автостекло

Стекла для автомобилей обладают повышенными прочностными характеристиками, отвечающими требованиям безопасности. На сегодняшний день при производстве используются две технологии – ламинация (триплекс) и закаливание (сталинит):

Закаленное получают термической обработкой обычного силикатного стекла, разогревая его в печи до температуры +600 °С с последующим быстрым охлаждением. Оно приобретает механическую и термическую прочность, но при сильных ударах разрушается, распадаясь на мелкие безопасные осколки, у которых отсутствуют режущие и колющие кромки. Российская маркировка – буква «З», европейская – «Т» или Tempered.
Ламинированное – это два тонких листовых стекла, скрепленных полимерной пленкой под действием температуры и вакуума. Свойства стекла таковы, что оно остается целостным при сильных воздействиях, не распадается на осколки, если лопнуло. Части остаются скрепленными пленкой. У триплекса есть дополнительные возможности – тонировка цветофильтрами в процессе ламинации, дополнительная шумоизоляция салона, низкая теплопроводность и пр.

Современные разработки

Двадцатый век можно назвать временем широкого применения стекла. После разработки технологии механических способов получения материала его стали применять в самых разных областях - в качестве тончайшего волокна в сферах телекоммуникаций, с не меньшим успехом используется большими многотонными блоками в строительных технологиях.

Свойства стекла многообразны, их до сих пор продолжают изучать в научных институтах, а умельцы находят новые способы применения и изобретают новые виды. В 1940 году стеклоделы представили миру пеностекло. Его качествами является:

Легкость - не тонет в воде, имеет ячеистую структуру, удельный вес немного превышает вес пробки.
Влагоустойчивость, долговечность.
Экологичность (в классический рецепт шихты добавлен кокс).
Пожаробезопасен (не горит) и заглушает огонь.
Материал можно распиливать на куски без ущерба для качества.

Сферой применения стали изоляционные материалы для опасных производств, холодильных камер и пр.

Для солнечных батарей используют стекло с проводящим покрытием из тонкого слоя оксида металлов. Панели с покрытием работают при температурах около 350 °С. Кроме того, такое стекло монтируют в кабины самолетов, чтобы избежать наледи и сохранить тепло внутри кабины.

Важным достижением современности стала возможность производства стеклокерамики. Материал изготавливается по технологии обычного стекла, но на последнем этапе охлаждения процесс замедляется, и происходит кристаллизация в массе материала. Катализаторами служат специальные добавки, которые никак не влияют на внешнее состояние стекла, но образуют мелкие кристаллы. Материал без деформации выдерживает высокие температуры и более устойчив ко всем видам повреждений. Используется в ракетостроении, бытовой технике, лабораториях, частях двигателя и во многих других областях.

www.syl.ru

Производство стекла: виды и технологии

Стекло является уникальным продуктом деятельности человека. Это материал с особыми свойствами, который не имеет аналогов. Производство стекла основано на использовании натуральных компонентов, которые в процессе повторной переработки не теряют качеств и не оставляют отходов. Стекло имеет несколько вариантов агрегатных состояний на разных этапах производства. Это аморфное тело, состоящее из соды, кварцевого песка, доломита, известняка и различных добавок. Оно получается методом расплава и в твердом состоянии теряет свойства кристаллического вещества.

Основные методы производства стекла

Изготовление стекла представляет собой сложный технологический процесс, основанный на знании химических формул и требующий больших инвестиций. Классический способ базируется на плавке исходного сырья с добавлением усилителей, красителей, глушителей и обесцвечивателей. Полученную массу охлаждают, чтобы не было мелких кристаллов. Она должна объединиться в монолит.

На сегодняшний день листовое стекло является основным продуктом промышленности.

Метод Эмиля Фурко

Предполагает вертикальную машинную вытяжку материала. Стекло подвергается плавлению в стекловаренной печи, затем полученная жидкая стекломасса вытягивается с помощью прокатных валов, перемещается в шахту охлаждения и распределяется на куски. На заключительном этапе лист шлифуется и полируется. Толщина изделия зависит от скорости вытягивания. Этот способ получил название – «вытянутое стекло».

Флоат-метод

В переводе с английского языка означает «плавать, держаться на водной глади». Идея изготовления изделий из стекла таким способом господствовала еще в начале XX века. Однако развитие она получила в середине прошлого столетия, когда английская компания «Пилкингтон» решила применить промышленный процесс на практике.

Флоат-метод заключается в том, что вязкая стеклянная масса после печи принимает горизонтальное положение. На плоском оборудовании она подается во флоат-ванную с расплавленным оловом и газовоздушной атмосферой. Материал плывет по поверхности, обретает форму и вбирает в себя микроскопические частицы олова. После чего стекломасса охлаждается и подвергается отжигу.

Полотно обретает гладкую поверхность. Его не нужно обрабатывать, полировать или шлифовать. Листовое стекло имеет:

определенную стабильную толщину;
высокое качество;
хорошую светопропускную способность;
отсутствие оптических дефектов;
высокий уровень производительности.

Оно широко применяется в быту и в строительстве. Предметы, сделанные по флоат-методу, используются для оконных, облицовочных конструкций, витрин, зеркал, мебели, техники. Ассортимент товаров настолько велик, что неопытный потребитель может прийти в замешательство. На основе листового полотна делают армированное стекло с фигурными ячейками.

Вспомогательная обработка

Дополнительная обработка стекла предполагает нанесение лакокрасочного покрытия на ту сторону, которая не взаимодействовала с расплавленным оловом и не приобрела микроскопический оловянный слой. Определить качество поверхности стекла помогают специальное оборудование – оптический фильтр, ультрафиолетовая лампа. Способ определения оловянной стороны помогает окрашивать полотно полиуретановой эмалью, наносить определенные рисунки. Это открывает перспективы для нестандартных дизайнерских решений.

Сегодня многие предприниматели предпочитают заниматься вторичным бизнесом, который основан на переработке материала и на производстве определенных изделий. Это могут быть зеркала, сувениры из стекла, стеклопакеты, селективное стекло, элементы мебельной промышленности. Современные технологии, основанные на применении новейшего оборудования, позволяют получать из стекла разнообразную декоративную продукцию с необычными эксплуатационными качествами.

Производство стекла – прибыльное дело, имеющее много достоинств:

востребованность;
высокий уровень окупаемости затратных материалов;
возможность изготовления широкого ассортимента товаров.

Необходимое оборудование для производства стекла

Изготовление стекла основано на использовании специального оборудования. Необязательно, чтобы оно было зарубежное. Отечественные агрегаты ничуть не уступают иностранным аналогам. Производственные линии имеют идентичные системы, состоящие из таких видов устройств:

Оборудование для производства стекла

На первом технологическом этапе подготовки сырья, наравне с простыми установками, используются высокотехнологичные агрегаты.

Транспортировку ингредиентов осуществляют конвейеры.

Очистку от вредных примесей производят сложные станки, среди которых есть магнитные сепараторы. Они извлекают из песка металлы, способные испортить свойства готовой продукции.

Чтобы измельчить вещество, применяют мощные дробилки.

Второй этап производства связан с подготовкой шихты. Выбор компонентов зависит от свойств готового продукта. В этом случае используют специальное оборудование.

Высокоточные весы помогают правильно рассчитать дозировку. С их помощью отмеряют нужное количество кварцевого песка, соды, извести. При необходимости добавляют второстепенные материалы, определяющие прочность, цвет, светопропускную способность стеклянного изделия.

Подготовленные компоненты поступают в шихтосмеситель, который равномерно распределяет материалы по массе.

Третий, основной этап, предполагает плавление стекла в специальных печах с индивидуальными тепловыми и технологическими режимами. Стекольное печное оборудование имеет две классификации.

Классификация оборудования по технологическому параметру

Электрическая горшковая печь

Горшковые печи – используют на мини-предприятиях. Они предназначены для малого количества продукции. В их полости устанавливается от одного до шестнадцати горшков. Устройства позволяют выполнять высококачественные изделия, которые отличаются высоким светопропусканием и однородным химическим составом. Они предназначены для оптического, светотехнического и медицинского стекла.

В стекольной промышленности распространены ванные печи непрерывного и периодического действия в виде больших прямоугольных емкостей. Они бывают разной конструкции и размера. Оборудование содержит расплавленное олово, необходимое для охлаждения стекломассы.

Крупногабаритные ванные печи оснащены системой автоматического контроля над горелками, необходимыми для распределения температуры, давления и газа по всей поверхности устройства. Производство стекла происходит в определенной последовательности по всем частям бассейна, оснащенного оборудованием.

Классификация оборудования по принципу нагревания

Пламенные печи рассчитаны на сжигание топлива. У них низкий коэффициент полезного действия, так как тепловая энергия распределяется на нагревание шихты и котлов.

Электрическое оборудование позволяет производить любой вид стекла. Для их питания необходим ток. В качестве нагревателя используется стекломасса – именно она при высоких температурах выступает в роли электролита. При эксплуатации электрических печей отсутствуют теплопотери с отходящими газами.

Комбинированные газоэлектрические установки объединяют два типа тепловой энергии. Сжигание газа нагревает и плавит шихту, стекломасса обретает высокую температуру путем прямого сопротивления.

На четвертом, заключительном, этапе изготовления изделий из стекла происходит формирование конечного продукта. Для этого подходят разные станки:

охлаждающее оборудование;
формировочные установки;
выравниватели стекла.

Выравниватель стекла

Технология обработки определенного вида стекла

В многочисленных сферах используются разные виды стекла, которые обладают индивидуальными характеристиками и при производстве требуют особых процессов обработки.

Солнцезащитное

Солнцезащитное стекло

Этот вид способен поглощать или пропускать ультрафиолет. Стекло подходит для изготовления экранов, козырьков, стеклопакетов и очков. Производство стекла такого типа осуществляется двумя методами.

Технология Фурио основана на прокатывании стеклянной массы сквозь валы, после чего листы помещают в охладительную камеру.

Метод Флоат – более современный и эффективный, так как исключает появления дефектов. Расплавленная масса ленточной формы поступает в резервуар с оловом. Благодаря ему, стекло охлаждается и обретает ровную поверхность. Затем материал попадает в печь, на него наносится слой диоксида металла нужного оттенка. Стекло повторно охлаждается и проверяется на наличие изъянов.

Автомобильное

Схема автомобильного стекла

Этот вид стекла также изготавливается двумя способами.

Метод «Триплекс» позволяет делать трехслойные изделия – между двумя стекольными слоями прокладывается полимерная скрепляющая пленка. Это предотвращает появление ранений при деформации автостекла. Стекло обладает ударопрочными и звукоизоляционными свойствами, что повышает безопасность водителя и пассажиров.

«Ситалинит», или закаленное стекло подвергается дополнительной термической обработке, основанной на постепенном нагреве и быстром охлаждении в воздушном потоке. Технология предполагает строгое соблюдение температурного режима. Изделия обретают особую механическую прочность.

Моллированное

Или гнутое стекло, используется в архитектуре, которая давно перестала быть прямолинейной. При производстве изделий стекломасса нагревается до определенных температур, размягчается до эластичного состояния, и из нее легко слепить нужный предмет. Это происходит под влиянием силы тяжести, которая заставляет материал приобретать выпуклую или вогнутую форму.

Моллированное стекло

Зеркальное

Стекло основано на листовом материале. Для его изготовления используются сода, известняк, песок и минералы без железной руды. Ингредиенты смешивают, помещают в ванные печи непрерывного действия. Полученную массу прокатывают через металлические валы, обжигают, подвергают полировке, металлизируют. Это длительный процесс.

Зеркальное стекло

Бронированное

Схема бронированного стекла

Стекло отличается повышенной стойкостью к пробиванию. Это многослойный материал, состоящий из обычного и закаленного полотна. Для производства бронированного стекла используют стекла толщиной до 10 мм, которые склеивают защитной поливинилбутиральной пленкой в поперечном растяжении.

Такое изделие обладает множеством достоинств:

поглощает ультрафиолет;
исключает прослушивание;
обеспечивает безосколочность при разбивании.

Оптическое

Это стекло используется в разных областях науки и техники. Из него делают контактные линзы, призмы, кюветы. Ассортимент изделий довольно широкий. Это однородный высокопрозрачный материал определенного химического состава. Для его варки используют чистые ингредиенты, без загрязняющих примесей. Задача технологов – стекломассу расплавить в горшковых пламенных печах и достичь высокой степени однородности. Для этого используют методы механического перемешивания.

Видео по теме: Производство стекла в деталях

promzn.ru

Сырье для производства стекла: виды и особенности

Сегодня стекло является одним из самых популярных материалов. Оно применяется в строительстве, пищевой промышленности и других отраслях. Из него создается огромное количество вещей, без которых нельзя представить современную жизнь: окна, посуда, декор, мебель, зеркала, вазы и множество других. Существует множество материалов, используемых в качестве сырья для стекла, но основным является диоксид кремния или кремнезем.

Разновидности сырья для производства стекла

В промышленности под стеклом понимается не только тот материал, из которого сделаны окна. Существует много его видов, у каждого из которых свое назначение.

Процесс производства стекла известен людям с давних времен, но самые первые его образцы не отличались высоким качеством. Тогда люди не умели очищать сырье, и в составе конечного продукта сохранялось слишком много примесей, таких как металл или сера. Их присутствие делало стекло мутным, зеленоватым и хрупким.

По мере развития технологий росло и качество стекла. Современные методы производства основаны на термической обработке исходного сырья.

Самым часто применяемым веществом для изготовления стекла является оксид кремния, получаемый преимущественно из кварцевого песка. В нем могут содержаться различные примеси, состав которых зависит от того, где находится месторождение. Например, в белом песке присутствует оксид железа, придающий стеклу зеленоватый оттенок.

Кроме оксида кремния, в качестве сырья для производства стекла используются:

карбонат натрия;
оксид бора;
карбонат калия;
сульфат натрия.

Такие вещества являются стеклообразующими. Каждое из них влияет на свойства готового продукта. Например, в результате смешения оксида кремния и карбоната натрия получится однородная масса, называемая жидким стеклом. Добавление известняка или доломита сделает сырье нерастворимым в воде.

К сырью могут быть добавлены вспомогательные материалы:

красители;
осветлители;
глушители (придают стеклу матовость).

Добавки влияют на устойчивость материала к различному виду воздействиям, светопроницаемостью и т. д. Например, для производства оптического оборудования нужно стекло с оксидом свинца, повышающим уровень светопреломления.

Оборудование для изготовления стекла

Для производства стекла потребуются следующие устройства:

управляемый канал для подачи сырья;
механизм для разрезания жидкой массы;
пресс на несколько форм с пультом управления;
система охлаждения формирующей машины;
гидропривод пресса;
устройство, достающее готовое изделие из формирующего аппарата;
линия-транспортер, управление которой будет осуществляться автоматически, без контроля оператора;
печи из огнеупорного кирпича, в которых будет осуществляться плавление сырья и отжиг готовой продукции;
аппарат, наносящий краску, и механизм, высушивающий готовое стеклоизделие;
аппарат, промывающий готовое стеклоизделие.

Специфика изготовления стекла и влияние протекания техпроцессов на его свойства

Процесс создания стекла состоит из нескольких стадий.

Подготовка сырья и его подача в приемные бункеры, добавление дополнительных компонентов. Перед этим сырье измельчается до порошкообразного состояния. Пропорции должны быть идеально соблюдены, поэтому для дозировки компонентов используются электронные весы.

Выход стекла из плавильной печи

Отправка подготовленного вещества в плавильную печь. Здесь сырье для стекла расплавляется и превращается в однородную жидкую массу. Температура в печи настраивается в зависимости от того, стекло какого качества нужно получить.

Варка стекломассы, осуществляемая в ванне, наполненной расплавленным оловом, при температуре от 1200 ⁰С. В процессе варки в стекломассу могут быть добавлены красители. Из-за разницы в плотности жидкости не смешиваются, а поверхность стекла становится ровной и гладкой.

Если на каком-то из этих этапов допустить ошибку, то качество готового продукта может понизиться.

Придание изделию необходимой формы. На этом этапе стеклоизделие должно остыть до 250 ⁰С. Чтобы оно не получило трещины, остывание должно быть постепенным.
Закрепление формы. Этот процесс заключается в термической обработке и состоит из нескольких стадий: быстрое охлаждение, медленное воздействие, быстрое повышение температуры до обычной. Остывание не должно быть резким, иначе на стекле могут появиться трещины.
Проверка качества полученного изделия. Как правило, на конвейере присутствует специальный автомат, проверяющий стеклоизделие.
Упаковка готовой продукции.

Описанный выше процесс позволяет получить в результате стандартное стекло. Если требуется получение стекол с особыми свойствами, то использоваться другие методы.

Производство разных видов стекла и зеркал

В легкой промышленности производство стекла является одним из самых востребованных направлений. Этот материал легко обрабатывать, поэтому из него изготовляют посуду, декор, елочные игрушки и т. д. Но самым распространенным является производство стеклотары, так как она широко используется в алкогольной и пищевой промышленности.

От того, какое стекло требуется, зависит процесс его производства.

При создании каленого или закаленного стекла производится обработка типичных материалов. Сырье помещается в специальную печь, в которой температура сначала повышается до определенной отметки, затем понижается. Благодаря такой обработке в верхних слоях возникает зона напряженности, придающая стеклу дополнительную прочность. При нормальных атмосферных условиях прочность каленого стекла в шесть раз большего, чем обычного.

Схема гнутого стекла

Производство гнутых стекол считается одним из самых сложных. Чтобы получить такой результат, необходимо воздействие высокой температуры. Это нужно, чтобы размягчить материал и избежать его поломки.

В зависимости от степени требуемого изгиба и толщины исходного материала работа над гнутым стеклом может занять от двух до десяти часов.

При производстве жидкого стекла используется специальное оборудование. Это связано с тем, что сырье нужно обрабатывать под определенным давлением при температуре кипения щелочи натрия.

Зеркало – это особый класс стекол, отличительной характеристикой которого является свойство отражать свет. Чтобы получить такой эффект, нужно обработать стекло особым образом. Его поверхность шлифуют, чтобы готовое зеркало было идеально ровным и отражало предметы без искажений.

Классификация стеклоизделий

Стеклоизделия классифицируются по следующим параметрам:

состав;
назначение;
способ производства;
фасон;
размер;
метод декорирования.

Декорирование стеклянных изделий

Нанесение украшений на стекло может осуществляться непосредственно в процессе изготовления (когда оно подвергается воздействию высокой температуры) или после, когда готовое изделие уже остыло.

Цветное стекло, украшение насыпью

В процессе производства можно:

окрашивать изделие;
прикрепить на него стекломассу различной формы;
охладить заготовку для образования декоративных трещин.

Готовые изделия декорируют следующим образом:

с помощью шлифовальных материалов на изделие наносится гравировка, шлифовка, алмазная грань и т. д.;
украшения можно наносить, воздействуя на стекло плавиковой кислотой;
стеклоизделие украшается с помощью красок.

Требования к качеству

Готовое стеклоизделие должно отвечать техническим, функциональным, эргономическим и эстетическим требованиям.

Технические требования – это соответствие продукции требованиям нормативно-технических документов.

По функциональным требованиям поверхность стеклоизделия должна быть гладкой, исключено наличие посторонних включений и внешних дефектов.Согласно эргономическим требованиям, стеклоизделие необходимо производить удобным и безопасным в эксплуатации.

К эстетическим требованиям относятся оригинальный внешний вид, соответствие моде и высокое качество обработки.

Транспортировка и хранение стеклоизделий

Кассетные системы для хранения стекла

Любое стеклоизделие маркируется. В марке должны быть указаны название предприятия, где было изготовлено стекло, товарный знак, артикул, номер стандарта, группа разделки. Если изделие выполнено из хрусталя, должно быть также указано процентное содержание оксидов свинца и бария.

Транспортировка стеклоизделий должна осуществляться в упаковке, на которой присутствует надпись «осторожно, стекло» и т. п.

Хранить такие изделия нужно в сухих помещениях, так как из-за сырости на его поверхности может появиться беловатый налет, а стекло станет менее прозрачным.

Видео по теме: Виды оконного стекла

promzn.ru

Современные технологии производства стекла

Стекло является одним из наиболее распространенных материалов, используемых в строительстве и других отраслях. Практически всем известно, что получают его из песка, но сама процедура при этом хорошо понятна только тем, кто непосредственно с ней сталкивается. Для остальных же изготовление стекла является совершенно незнакомым делом.

Чтобы устранить этот пробел, стоит прочесть статью, где все изложено простым и понятным языком. Информация может пригодиться в хозяйстве, когда нужно будет осуществить какую-либо операцию со стеклом. Тогда понимание основных свойств и знание характеристик помогут избежать типичных ошибок и неправильных действий.

Сырье для производства стекла

Стеклом называют не только привычный всем материал, используемый для изготовления окон. В промышленности существует очень много разновидностей, которые служат для самых разных целей. Способы получения стекла в основном сводятся к термической обработке компонентов. Метод производства был открыт довольно давно, но в древние времена материал обладал низким качеством, так как люди не умели хорошо очищать его, и в составе оставалось много вредных примесей, которые значительно ухудшали свойства.

Стекло нередко было практически непрозрачным, имело зеленоватый оттенок, и было излишне хрупким. Это говорит о слишком высоком содержании металла или серы. Но с развитием технологий улучшалось и качество готовой продукции. Основное сырье:

• оксид кремния, который в большом количестве содержится в песке;
• оксиды бора, фосфора, теллура, германия;
• фторид алюминия;
• некоторые виды химически активных металлов и их соединения.

Технология изготовления

Реакция получения стекла происходит только под воздействием высокой температуры - не менее 1600 градусов. Для обеспечения таких условий используется специальная печь. Весь же процесс можно описать в виде взаимосвязанной последовательности этапов:

1. Вначале сырье тщательно измельчается до порошкового состояния и перемешивается между собой. При этом здесь важна идеальная точность, так что перед смешиванием компонентов нужно все отмерять при помощи электронных весов.
2. Далее порошок отправляется в плавильную печь, где при высокой температуре происходит процесс получения стекла. Все составные части расплавляются и образуют однородную жидкую массу. Температура обработки зависит от марки получаемого материала. При использовании тугоплавких материалов в качестве присадок, нужно увеличивать количество подаваемой тепловой энергии.
3. Далее расплав попадает в ванную с жидким оловом, прогретым до 1000 градусов Цельсия. Благодаря меньшему показателю плотности жидкости не перемешиваются между собой, зато стекло получает идеально ровную и гладкую поверхность.
4. После «оловянной ванны» материал продолжает свое движение по конвейеру, так как ему нужно остыть до температуры примерно 250 градусов, чтобы начался процесс затвердевания. При этом охлаждение должно быть постепенным, иначе изделие попросту треснет и придется отправлять его на утилизацию или переработку.
5. В конце происходит резка или изготовление стекла нужно конфигурации. Также на любом конвейере имеется автомат качества, проверяющий итоговый результат.

Такая технология изготовления стекла уже является давно устоявшейся, но не единственной. В некоторых ситуациях может использоваться другой подход. Это актуально с получением особых стекол, которые с кремниевым материалом имеют из общего лишь одно название. Они могут даже иметь жидкое физическое состояние, в то время, как все стекла привычно ассоциируются с высоким уровнем твердости.

Поэтому нужно рассмотреть еще один процесс - получение жидкого стекла. Он состоит в обработке кремнеземсодержащего сырья щелочными растворами натрия или калия. При этом для нормальной скорости протекания реакции нужна температура кипения щелочи и высокое давление, которое можно обеспечить при помощи специального оборудования.

Производство разных видов стекла и зеркал

Изготовление каленого и закаленного стекла осуществляется при помощи последующей обработки стандартных материалов. Их помещают в специальную печь, где разогревают до определенной температуры, после чего остужают. В результате такого воздействия в верхних слоях образуется так называемая зона напряженности, которая будет обеспечивать дополнительную прочность. Она при нормальных атмосферных условиях в 6 раз превышает предел прочности стандартного стекла.

Одной из самых трудных задач является изготовление гнутых стекол. Осуществляется данный процесс под воздействием высокой температуры, когда материал размягчается и отсутствует риск его поломки. Операция может продолжаться от двух до десяти часов, все зависит от нужного радиуса изгиба и толщины обрабатываемого стекла.

В легкой промышленности изготовление изделий из стекла является одним из наиболее востребованных производств. Материал довольно хорошо поддается обработке, потому из него делают посуду и различные декоративные украшения. Большинство елочных игрушек тоже изготовлены из стекла, причем их просто выдувают из расплавленного материала. На практике процесс выглядит очень интересно, так что стоит посмотреть видео об этом.

Многие мастерские осуществляют изготовление стекла на заказ, цена которого будет выше, чем у стандартных моделей, зато можно сразу получить деталь с нужными габаритами. Ознакомиться с прайсом на услуги можно на официальных сайтах.

Зеркало является отдельной категорией стекол, которые вместо свойства прозрачности имеют особенность отражать все, что попадает в их поле зрения. Добиваются такого эффекта благодаря специальной обработке. Часто люди задают вопрос, для чего стекло для изготовления зеркал шлифуется? Это делается с той целью, что на идеально гладкой поверхности изображение не будет искажаться, и человек увидит четкое отражение любого предмета.

promplace.ru

Все о технологиях производства стекла

Стекло – материал, который применяется в строительстве домов, мебели а также при декорировании экстерьеров и интерьеров зданий. Благодаря стеклу здания получают много солнечного света, при этом сохраняя тепло внутри. О производстве стекла пойдет речь в этой статье.

Стекло - это переохлажденные жидкие минеральные расплавы кремнезема, сульфата натрия и других компонентов. Раньше стекло получали плавлением песка (кварца). Ниже представлены современные способы производства листового стекла.

Горизонтальный вариант производства стекла производится на расплаве металла. В 1959 компания из Англии "Pilkington" создала варианты производства стекла листового. По таким разработкам, стеклянная лента формируется прямо на расплавленном олове. Так создается флоат-стекло и термически-полированное. Отличительные особенности флоат-стекла марки М1-М4 или полированного – большая светопропускающая возможность на уровне 89-90 процентов, отличные оптические свойства, за счет которых искажение изображения исключено, глянцевая поверхность. Как раз такое стекло на данный момент чаще всего применяется в производстве самых современных стеклопакетов, включая и многослойные. Ширина стеклянных листов бывает разной - 3 -19 мм. Стекло, с толщиной больше 8 миллиметров, чаще других применяется для производства витрин.

Вариант вертикального вытягивания – способ, который применяется в момент производства стекла "тянутого" с толщиной в 2 -12 мм, ВВС и БВВС. Метод такого вытягивания основывается на том, что из стекловаренной печи извлекают вязкую стеклянную массу и тщательно охлаждают ее в холодильных камерах, затем, с помощью спецмашин, производится вытягивание в непрерывные ленточки. Существует два варианта вытягивания – безлодочный и лодочный, БВВС и ЛВВС. В случае лодочного способа стеклянного производства форму по виду прямоугольного бруса, сделанную из огнеупорного материала, имеющую сквозную продольную щель, погружают в стеклянную массу.

Стекломасса при этом выдавливается над формой и моментально охлаждается при помощи водяных холодильников, установленных по обе стороны от нее, затем вращающиеся валки автомашины оттягивают затвердевшую стеклянную ленту. В случае такого способ стеклянного производства поверхность стеклянной ленты выходит я неравномерной, потому что создается продольная полосность по причине продольной щели в форме лодочки. Безлодочное же вертикальное вытягивание проходит без участия форм со свободной поверхностью. Вязкость массы стекла регулируется при помощи экранирования узла формирования и водяных холодильников оградительными спецустройствами. По краям ленты идет установка бортоформирующих роликов, при помощи которых создаются, а также удерживаются ее борта. В случае такого варианта стеклянного производства ленточная поверхность выходит более качественной, но перемены в температурном режиме и химсоставе стекломассы могут стать причиной сильных оптических искажений.

Для роста мехпрочности стекла в случае остекления окон, витрин, перегородок и т.д., листовое стекло надо закалить в спецпечах по принципу охлаждения-разогрева, то есть производства стекла закаленного. Изначально стекло разогревают немного выше температуры размягчения, потом сразу охлаждают при помощи струй холодного воздуха. Закаленное стекло подвергать мехдействиям нельзя, поэтому в случае надобности в них делают отверстия, вырезы, обрабатывают кромки перед закалкой.
Закаленное стекло в несколько раз прочнее простого стекла, потому что при охлаждении сначала затвердевает стеклянная поверхность, а потом уже внутренние слои, в период остывания которых, в верхней слое стекла появляются остаточные напряжения сжатия, обеспечивающие прочность.
В разных государствах остекление верхних этажей, балконов и лоджий разрешается лишь закаленным стеклом, потому что в случае его разбития не появляется больших осколков, которые способны нанести повреждения. Есть стандарты качества по закаленному стеклу. В случае разрушения острым молотком, весом 75 граммов, закаленное стекло рассыпается меньше чем на четыре десятка осколков в квадрате 50х50, то есть не менее чем на полторы сотни осколков в 100х100.
Новинка стеклянной промышленности - стекла, ламинирующиеся вместе с прочной пленкой, спецламинирующей жидкостью. Подобная технология дает возможность защититься от повреждений в случае разрушении стекла, потому что все стекло на раме или пленке остается. Подобные конструкции имеют высокую шумоизоляцию, хорошую защиту от солнца.

Большой известностью пользуются стекла энергосберегающие (И-стекло, К-стекло, I-стекло, Е-стекло и иные несуществующие стекла). В реальности стекла называются Low-E (Лоу-И), точнее сказать Low Emission, К-стекло - название стекла низкоэмиссионного под маркой Пилкингтон. Создаются подобные стекла при помощи нанесения на стеклянную поверхность прозрачного тонкого покрытия, обладающего хорошей теплопроводностью. Главная характеристика энергосберегающего стекла - излучательная способность, которая в сезон отопления возвращает в жилое помещение до 70 процентов тепла, излучаемого обогревательными приборами.
Нанесение несколько-слойных покрытий на стекло превращает его в селективное стекло, которое способно выборочно отражать или пропускать оптическое излучение. Свет солнца сквозь такое стекло хорошо проходит, а излучение тепла отображается в квартиру обратно.
Селективное стекло бывает двух видов, имеет мягкое и твердое покрытия, зачастую на стекло такого класса наносится вакуумное напыление. По коэффициенту способности излучения разница равна 1,5 раза.

Для остекления окон, производственных перегородок используют и армированные стекла – безопасные и пожаростойкие листовые стекла с металлической сеткой прямо посередине листа. Сетка находится по всей территории листа на расстоянии как минимум 1,5 мм от поверхности. Армирование стекла не поднимает его мехпрочность, но в случае разбития, пожара подобное стекло не разлетается, а лишь отламывается по линии надреза.
Бракованное армированное стекло определяется по числу пузырей: их много - явный брак. Для получения армированного цветного стекла применяются окрашенные окислы металлов золотисто-желтого, зеленого, голубоватого цветов.
Армированное стекло хорошо режется простым способом, а ненужные кусочки проволоки с краев откусываются плоскогубцами. Крепится армированное стекло сплошными штапиками на замазке в переплетах.

Для падения пропускания солнечной и световой энергии стекла при производстве тонируют или окрашивают, они называются солнцезащитными. Окрашивают эти стекла в расплавленном виде, вводя оксиды металлов необходимого оттенка. Окрашенные Солнцезащитные стекла используются для остекления фасадов, в стеклопакетах в случае необходимости улучшения микроклимата или солнцезащиты в помещении.
Сейчас сильно выросло качество стекол с солнцезащитным покрытием в виде спецнапыления. Эти стекла становятся все более известными. Покрытие на них наносится при производстве. Оксид металла распыляется в печи, на ленту стекла при высокой температуре в 600 С. Оксид проникает в стеклянную структуру, делает покрытие прочным и устойчивым к внешним воздействиям.
Для декорирования оконных блоков, витражей, аквариумов и иных интерьерных деталей используют производство узорчатого стекла. Оно делается за счет нанесения на листовое стекло декоративных цветов, узоров и рисунков, его можно ламинировать и закалять, применять в звукопоглощающих и энергосберегающих стеклопакетах.
Светопропускание узорчатых бесцветных стекол выше цветных. В качестве декора можно также использовать тонированные гладкие стекла, которые защищают от ненужных взглядов и красиво рассеивают свет.
Таким образом производство стекла это сложный технологический процесс, требующий знания современных видов и разновидностей материалов. Ян Волховский, promplace.ru

promplace.ru

Виды стекла, его свойства, технология производства » Портал инженера

Мой папа очень любит смотреть телевизор. И смотрит всегда все передачи, даже музыкальные клипы, самым внимательнейшим образом. И если я, не дай Бог, заслоню экран хотя бы на минуту, он нервно выкрикивает: "Ты что, стеклянная?" Или: "У тебя что, отец - стекольщик?" Последнее замечание, надо сказать, повергает меня в легкое замешательство. Все время подмывает дать закономерный ответ родителю, мол, вам с мамой тут виднее, кто же был мой папаша. Во всяком случае, нынешний горячо любимый папа вовсе никакой не стекольщик, зато наш сосед... Сосед - самый настоящий стеклянных дел мастер. М-да: А въехал-то он в наш дом как раз примерно за год до моего рождения. Но это я так, к слову...

Человек он душевный и честный, влюбленный в свое дело. Можно сказать, патриот Стекла. О чем бы мы с ним ни беседовали, он обязательно переводит разговор на любимую <стеклянную> тему. Может говорить об этом часами. Недавно я даже вспылила: "Сан Саныч, я тебя про жизнь спрашиваю, а ты мне все о стекле да о стекле!" На что Сан Саныч обиделся и попенял мне: "Ты, красавица, еще дитя неразумное. Подумай сама, что была бы за жизнь, не будь в ней стекла?"

Я попыталась представить настоящее без стекла. Да уж, картина получилась несколько мрачноватая. Вокруг - дома с окнами, затянутыми слюдой или бычьими пузырями (это где же столько быков взять?!). Просыпаясь по утрам, мы наводили бы красоту, смотрясь в полированный оловянный или медный поднос. Современных фонарей бы не было, а ночные улицы освещали бы парафиновые свечи. Да что говорить: если б не изобрели стекло - до сих пор не было бы телескопа, а мы бы так и жили с мыслью, что земля плоская. Жуткое дело!

Ужасная картина жизни без стекла ширилась и росла в моем воображении: Секундочку, а как бы я жила без очков? "Да здравствует тот чудак, которому пришла в голову идея варить из песка стекло!" - радостно возопила я, прервав свои мысленные фантазии.

От этих "правильных" слов милейший Сан Саныч воспрял духом. И его рассказ о стекле продолжался четыре часа подряд. Но зато я узнала много нового и интересного. Выяснилось, что история стеклоделия насчитывает почти восемь тысячелетий. Вот такая существует легенда по этому поводу. Купцы ехали караваном по Аравийской пустыне. Среди прочих товаров они перевозили соду. Остановились на ночлег, развели костер и обложили его мешками с содой, чтобы огонь не задуло. А наутро они обнаружили стеклянную глыбу. Это было поразительное стечение обстоятельств: ведь песок плавится при температуре 1710°С, а если добавить соду, то температура плавления снижается до 720 . Тогда, конечно, ни о каких градусах понятия не имели, но стекло тем не менее получилось. Здорово, правда?

Одно из древнейших изделий из стекла - стеклянные бусы - археологи нашли в Месопотамии, они относятся примерно к 2450 году до нашей эры. Тогда люди просто откалывали кусочки от большой стеклянной глыбы и камнем (булыжником) придавали этим кусочкам форму бусинок.

Сейчас мы привыкли к стеклу, как к солнцу в ясную погоду или лужам после дождя. Но в XX веке такого наизобретали, что просто диву даешься, до чего дошел научно-технический прогресс!

Вот так халява!

Но обо всем по порядку. Выяснилось, что к простому прозрачному стеклу в наших окнах мы шли долгим и извилистым путем.

Получив однажды стекло случайно, человек затем стал варить его в самых обычных горшках на костре или в печи, точно так же, как варили похлебку. Но вместо мяса и капусты в горшок насыпали порошок, состоящий из песка, соды (Na2 CO3) или золы, а также мела, доломита, глинозема (полевого шпата). Этот порошок называется шихта. Все свойства готового стекла (прочность, прозрачность, цвет, химическая стойкость) зависят от того, какую приготовят шихту. Можно смешать только два компонента: песок и соду - получится не очень прозрачное мутное стекло, которое легко растворяется в обычной воде. Состав из 3 компонентов - песка, соды, глинозема - придает стеклу термическую и химическую стойкость, увеличивает прочность и твердость. А если в эту трехкомпонентную шихту добавить, кроме песка, соды и глинозема, еще красители - соединения хрома, или соединения кобальта, или оксид никеля, то получится цветное стекло: соответственно зеленое или синее, или красно-фиолетовое.

После изобретения стекла прошло несколько тысячелетий, и в I веке уже нашей эры римскими стеклодувами впервые была использована стеклодувная трубка - стекло стали выдувать, как дети выдувают пузырь из мыльной жидкости. Такому выдутому <пузырю> можно потом придать любую форму. Точно так же стеклодув выдувал (в несколько приемов) и халяву: Стоп, читатель! Это совсем не то, что ты успел подумать. Так называлась выдутая мастером заготовка цилиндрической формы. Похожа халява на гигантскую, с человеческий рост, сардельку. Сардельку-халяву разрезали вдоль и раскладывали на столе. Получался лист стекла. Это был халявный метод изготовления листового стекла, который и продержался до начала ХХ века. Первыми стеклодувами у нас в России были исключительно иностранцы. А первый стекольный завод, открытый в начале XVII века, был в селе Духанине. Однако их никогда не называли халявщиками ни в старом, ни в новом значении этого слова. А почему слова "халява" и "халявный" получили потом такой обидный смысл - история умалчивает.

Изготовленное этим методом листовое стекло было, правда, таким кривым, что самая писаная красавица, ждущая у окошечка своего суженого, казалась кикиморой.

ХХ век - эра стекла

Сейчас стекло превратилось в привычный и надежный строительный и отделочный материал. И разновидностям его теперь несть числа. При желании можно даже стены и полы из него делать. А что, красиво - гораздо оригинальнее железобетона, правда, значительно дороже.

Со временем изменилась не только технология изготовления стекла, но и состав шихты. Кроме основных компонентов, о которых мы рассказали, в нее может быть добавлено еще более 20 других. В зависимости от них стекло приобретает новые и самые разнообразные свойства. Шихту можно назвать папой и мамой ребеночка-стекла: какие у них качества, такой и ребеночек получится. Кроме того, на обыкновенное стекло делают самые различные напыления. Благодаря этому оно приобретает всевозможные свойства, например, оберегает нас от солнечной радиации и ожогов, а имущество - от выгорания. Ультрафиолет не пропускают стекла, полученные либо методом напыления, либо при варке шихты специального состава (например, стекло с красителем Fe2O3 + FeO).

Восхитившись такими чудесными свойствами стекла, я, естественно, попросила Сан Саныча рассказать об этом. То-то порадовался мой родимый стекольщик!

Поскольку первое листовое (халявное) стекло было далеко от идеала, пролетарии всех стран бились над тем, как сделать его гладким и ровным. Когда в начале ХХ века придумали метод вытяжки стекла, мастеров-стеклодувов заменили машины.

Процесс вытяжки стекла можно объяснить так: стеклянная масса, постепенно остывая, проходит через целую систему валиков, которые вытягивают будущее стекло. Этот метод позволяет получать тонкие листы стекла достаточно больших размеров, правда, потом их обязательно нужно отшлифовать и отполировать. Большинство отечественных заводов сегодня делают стекло именно этим методом.

Но такое стекло тоже не очень ровное и допускает искажение изображения. Кстати об искажении. В метро ездите часто? Если да, то поймете, о чем речь. Вы наверняка обращали внимание на отражение в вагонном стекле сидящего рядышком пассажира и думали: "Ну и урод! Как можно с таким лицом жить? То ли дело я!" Не хочу вас расстраивать, но вы тоже, мягко говоря, не красавец (я имею в виду отражение в стекле). С другой стороны, если заняться в дороге больше нечем, можно покорчить рожицы и поднять настроение себе и окружающим.

На Западе, правда, уже придумали, как с этим бороться. Они наших национальных русских развлечений не понимают. Поэтому, например, английская компания "Пилкингтон" (Pilkington) придумала в 60-е годы новую технологию изготовления стекла флоат-методом, которая стала настоящей революцией в стекольном производстве. Суть в следующем: стекольная масса вливается в ванну с расплавленным оловом. Когда масса остывает, получается идеально ровная поверхность, не требующая ни шлифовки, ни полировки, как предыдущая технология. Сейчас весь мир перешел на стекло, изготовленное флоат-методом, но в России пока работают всего пять флоат-линий. Зато в метро ездить не скучно.

Энергосберегающее (теплозащитное) стекло

Оно сейчас расходится на ура во всем мире. И неспроста. Зимой энергосберегающие стекла сохраняют тепло, летом - прохладу. Подсчитано: благодаря этим стеклам удается сократить расходы электроэнергии примерно на 30%. И вообще снижение тепловых потерь чудодейственным образом отражается на климате всей планеты - позволяет избежать глобального потепления. Так что, приобретая такие стекла, вы совершаете поступок вселенского масштаба.

Я поняла, что технология изготовления таких стекол вообще тема для отдельного разговора. Поэтому мы поговорим об этом в следующий раз. А пока пойдем дальше.

Тонированное, цветное и зеркальное стекло

Тонированное и зеркальное стекло - стекло, имеющее соответствующую пленку. На зеркальное наносится тончайшая пленка из серебра, цветное - может быть за счет пленки или за счет добавления какого-либо красителя в шихту.

Очень популярны сейчас тонированные (с легким оттенком коричневого, зеленого и т.д.), цветные (с ярким насыщенным цветом) стекла и те, что с зеркальным эффектом.

Тонировать стекло, прошедшее отжиг, можно через любой промежуток времени (хоть через год). Делают это так: стекло снова нагревают до 600-700 градусов, потом пульверизатором наносят раствор специальной пленкообразующей соли. В результате химических реакций на поверхности стекла образуются тонкие (до 1 микрона) прозрачные пленки (оксидов металлов). Эта пленка может быть:

токопроводящей,
радиозащитной,
теплопоглощающей (голубая),
теплоотражающей (синяя),
поглощающей УФ-лучи (желтая),
зеркальной (пленка из оксида титана),
солнцезащитной (голубая) - из закиси железа,
декоративной (зеленая) и т.д.

Есть пленки, которые обладают сразу несколькими свойствами. Причем можно наносить пленки сразу после изготовления стекла и после этого направлять его на отжиг.

Тонированные и зеркальные стекла, которые используются в строительстве, придают зданиям респектабельность и солидность. Это - с одной стороны. А с другой - зеркальные стекла тщательно скрывают "внутренности" дома, оберегая вашу личную жизнь. С этими стеклами вам не страшны взгляды зевак и любопытных соседей, которые попытаются рассмотреть поближе, что творится у вас в доме. Эффект от такого стекла замечательный: вас никто не видит, зато вы видите все, что происходит на улице.

Как известно, встречают по одежке. В психологии бизнеса есть даже такой постулат: внешнее благополучие и престижный вид в лучшую сторону отражаются на ваших финансовых делах. Стекло - это "ткань", из которой "шьют" "костюм" для здания. Фасад банка, офиса, гостиницы, отделанный тонированными стеклами, создает имидж надежности, благополучия и преуспевания.

А вот тонированные и цветные стекла, из которых делают стеклянные двери и перегородки внутри помещений, придают интерьеру легкую интимность и неординарность, оставляя простор для фантазии дизайнеров.

Теперь отвлечемся от лирики и скажем, в какую копеечку может влететь вам приобретение этих стекол. Тонированные стекла стоят в среднем 5,5 - 50$ за 1 кв.м. Цветные 3,5 - 35$ за 1 кв.м. Зеркальные 16 - 95$ за 1 кв.м.

Узорчатое стекло

Те, кто считает, что гладкие стекла - это плоско и скучно, кому хочется чего-нибудь эдакого с завитками и загогулинами, могут выбрать узорчатые стекла. Их поверхность щедро украшена всевозможными орнаментами. Сейчас в Европе, например, самый "писк" - стекла с мелким-мелким геометрическим рисунком. Технология эта новая, и поэтому такие стекла стоят в четыре раза дороже обычных узорчатых.

Обычные узорчатые стекла, как мы уже говорили, получаются с помощью метода прокатки еще горячего стеклянного листа через рельефные валики. Но наши умельцы изобретают и свои способы обработки. Например, стекло "мороз" делают так - на стекло наносят силикатный клей, а затем кладут в печь. В результате получается очень похоже на те узоры, что зимой образуются на наших стеклах. Интересен и процесс рождения узорчатого стекла "метелица". Под остывающую пластичную стеклянную массу пускают воздух, который, пробивая себе путь, оставляет на стекле рельефные волны. Брака здесь, конечно, уйма. Но зато красиво и нет ни одного стекла, похожего на другое. Здесь Сан Саныч признался мне, что часто испытывает муки творчества, размышляя, как бы так "испортить" стекло, чтобы красиво было. Обычные узорчатые стекла стоят в среднем 2 - 15$ за 1 кв.м.

Безопасные и прочные стекла

Еще Сан Саныч сказал, что если бы наше привычное оконное стекло изобрели только сегодня, то его наверняка бы запретили использовать из-за несоответствия стандартам безопасности. Например, сейчас в общественных местах, где толчется много народа, стараются ставить безопасные стекла.

Самое "древнее" среди них - армированное стекло, внутри которого проходит металлический скелет-сетка. Оно получается очень просто: металлическую сетку вместе со стекломассой прокатывают между валками. Смотрится оно, надо сказать, не очень, но зато будьте уверены - осколки не разлетятся в разные стороны. В нашем доме, например, армированные стекла стоят в дверях приквартирных холлов. И хотя такое стекло, по утверждению Сан Саныча, "это уже прошлый век", оно все равно пользуется спросом: недорого и безопаснее обычного. Стоит армированное стекло в среднем 4,5 - 20$ за 1 кв.м.

Закаленное стекло более стойкое, чем армированное, и в 10 раз прочнее обычного. "Закаливающие процедуры" проводят таким образом: горячее стекло сразу после изготовления быстро остужают холодным воздухом. В результате ему не страшны ни мороз, ни жара. Если по закаленному стеклу хорошенько двинуть, оно рассыплется на множество стеклянных осколков-крошек. Но так как нет острых краев, они практически безопасны. Видели, наверное, россыпи стеклянной крошки на месте автомобильной аварии? Так вот, именно закаленные стекла применяют для "остекления" автомобилей, автобусов и прочего транспорта, входных дверей и перегородок. Неострые осколки получаются, как говорят специалисты, "за счет снятия термических напряжений внутри стекла".

Но самое надежное и безопасное стекло все-таки триплекс. Технология его изготовления примерно следующая. Между двумя листами стекла укладывают полимерную пленку и помещают в автоклав. Пленка сделана из эластичного материала - бутафоля (для самых дотошных читателей приведу название полностью - поливинилбутироль пластифицированный). При температуре выше 100 градусов пленка полимеризуется и, как клей, соединяет два листа. Как выразился Сан Саныч, "прочность триплекса на удар в 12 раз превышает прочность обычного листового стекла". Если некто попытается разбить триплекс, бедняге придется нелегко. Но в случае чего осколки не брызнут во все стороны: они повиснут на промежуточной пленке, не причинив вреда. Если пленка цветная, то триплекс получается цветной. Кроме того, такая пленка поглощает тепло или свет. Смотрится такое многослойное стекло как монолит. Еще триплекс поглощает звук. Подсчитано, что в крупных городах нам по ушам бьет не менее 72 разновидностей уличного шума, врывающегося в окна.

Стоит триплекс в среднем 30 - 40$ за кв.м.

Думаю, правда, что использовать его для окон слишком дорого. Поэтому придумали применять стеклопакеты, где два плоских стекла соединены таким образом, что между ними образуется воздушная камера. Они действительно повышают звукоизоляционные свойства в несколько раз. А теплопроводность в два раза, то есть квартира в жару не нагревается, а зимой тепло не уходит. Листы между собой склеивают, сваривают или спаивают по периметру пакета.

Защитное стекло

Надо сказать, пленкой из полимера возможно склеить не только два стекла. Можно и больше. Хотя оптимальным вариантом пока считается трехслойный триплекс. Дальнейшее склеивание будет лишь удорожать продукт. Из многослойного стекла, как рассказывают, делают лестницы и даже полы. Я где-то читала, что стеклянный пол на смотровой площадке Останкинской телебашни тоже сделан из многослойного стекла. Но Сан Саныч считает, что это совсем другой материал. По его мнению, там пол изготовлен из прозрачного стеклокристаллического материала. Такой стеклокристаллический материал называется ситаллом. Его получают из стекол специального состава методом направленной кристаллизации (выдержка при определенных температурах для того, чтобы в стекле образовалась кристаллическая фаза). Есть и цветные ситаллы, они внешне напоминают мрамор. Свойства у ситалла просто уникальные: прозрачный как стекло, ситалл имеет прочность металла. Он более химически- и износоустойчив.

Но вернемся к многослойному стеклу. Помните, как Шерлок Холмс в фильме <Знак четырех> ловко разрезает алмазом стекло, просовывает руку в получившееся отверстие и открывает замок? На все про все у него уходит не больше минуты. Сегодня у него вряд ли бы получилось. Современные защитные стекла придется пилить алмазом очень долго. Чтобы их разбить, нужно обладать не только большим запасом времени, но и недюжинной силой.

Из многослойного стекла делают лестницы и даже полы

Такие стекла имеют международную классификацию. Это означает, что она обязательна для маркировки во всех странах мира.

Стекла класса А (защита от вандализма) дают трещину, только если по ним несколько раз хорошенько ударить кирпичом. (Стоят такие стекла 30 - 120$ за 1 кв.м.) Если у вас стоят стекла, защищающие от проникновения (класс защиты Б), для них нужно что-то посерьезнее кирпича, к примеру, кувалда. Подсчитано, что, пожалуй, с 70-го удара разбить такое стекло все-таки можно. Но пока злоумышленник будет *Цензура* по стеклу, бдительные соседи, по идее, успеют вызвать милицию. Между прочим, владельцы дорогих особняков, не желающие уродовать окна решетками, ставят именно эти стекла. И правильно делают. (Цена на эти стекла 160 - 300$ за 1 кв.м.)

Класс защиты В - пуленепробиваемые стекла. Они стоят от 150 до 1250$ за 1 кв.м.

"Нет, ты подумай - какая знатная вещь! - восхитился мой собеседник. - Из такого стеклышка можно даже танки делать, как думаешь?"

"Действительно, можно, наверное", - согласилась я и посмотрела на часы. Засиделись мы поздненько, родители, наверное, уже волнуются. Провожая до двери, Сан Саныч напутствовал меня словами:

- Ты в своей статье так и напиши, стекло - самый перспективный строительный материал нового, ХХI века. Запасы кварцевого песка, из которого стекло делают, не иссякнут практически никогда! А возможностей - уйма. Сейчас, говорят, изобрели стеклянные гвозди. Прочные, не ржавеют и не гнутся!

- Ну если дальше так пойдет, мои внуки будут строить дома из стеклянных бревен, вбивая стеклянные гвозди стеклянными молотками...

- Зря хихикаешь, в Москве на Манежной площади в ближайшее время собираются возвести стеклянный храм. Слышала?

Разъяснения специалистов

В начале нашего столетия стали внедряться стекольные печи непрерывного действия. Это такие бассейны из огнеупорного кирпича длиной до 50 метров, шириной до 11 метров и глубиной до 1,5 метра. Вдоль всей длины размещены газовые горелки. Такой бассейн вмещает 2000 тонн стекломассы и производит до 600 тонн стекломассы в сутки.

Шихта (смесь, например, из 7 компонентов - песок, доломит, мел, сода, глинозем, технические добавки и стеклообои) в виде однородного порошка засыпается в эту ванну. Горелки разогревают ее до 600-800 градусов. Порошок плавится - получается пенистый непрозрачный расплав, пронизанный пузырьками газа. Расплав движется к противоположному краю бассейна, постепенно нагреваясь до 1100-1200 градусов. При таких температурах заканчивается процесс силикатообразования. Постепенно начинается стеклообразование. Потом состав выравнивается. Масса становится однородной. Причем скорость стеклообразования почти в 10 раз ниже скорости силикатообразования. Но вот этот участок пройден. Температура поднялась выше 1400 градусов, наступил процесс осветления. Все газообразные включения должны улетучиться. Иначе мы получим испорченное стекло.

Затем идет стадия гомогенизации (усреднение). Температура - выше 1500 градусов. Время всех стадий зависит в основном от состава шихты. Общее время варки стекла такого качества (из 7 компонентов) - 5-6 дней. Стекломасса готова. Можно начать охлаждение. В конце печи (бассейна) горелок нет. Постепенно и плавно температура падает до 1100-1250 градусов. Теперь можно придать стекломассе любую форму. Когда масса затвердеет, получится нужное изделие.

Например, можно подать струю стекломассы с температурой около 1000 градусов между вращающимися валками (принцип выжимания мокрого белья). Здесь путем сжатия можно варьировать толщину стекла.

Вместо валков можно получать листовое стекло методом вертикального вытягивания через так называемую лодочку. Она "плавает" в самом конце печи в стекломассе. В лодочке проделана щель. Сквозь нее просачивается стекломасса, ее схватывают вращающиеся охлажденные валки и вытягивают вверх. Там ее подхватывают следующие валки и тянут еще выше. Таких валков может быть до 22 пар. Высота шахты, в которой они движутся, достигает 8 метров.

Но если полученное стекло просто охладить (до комнатной температуры), то оно будет очень хрупким. Понятно, что сделать из него ничего нельзя. Чтобы этого не произошло, стекло отжигают. Отжиг - это охлаждение от 980 градусов до 100 градусов по определенному режиму, то есть скорость движения ленты стекла строго контролируется. Но этот метод дает волнистое стекло, то есть неравномерное по толщине. После вытяжки ленту стекла приходится шлифовать, а потом полировать. Иначе стекло будет давать искажение. Возможно, неспециалистам все эти подробности и не интересны. Но мне кажется, что без этого наш рассказ о стекле как материале был бы неполным.

От редакции. Сегодня в мире существует огромное количество самых разнообразных видов стеклопродукции: стеклообои, стеклоблоки, стеклопластики, стеклопрофилат, жидкое стекло, гидростеклоизол... Мы - только в начале разговора о замечательных свойствах стекла.

Автор благодарит сотрудницу МГСУ О.П. Самохину за консультацию

Предоставлено журналом MATERIAL

Источник: https://www.vashdom.ru/

Обсудить на форуме

ingeneryi.info

Технология производства стекла | Статья

Статья

Основным компонентом, из которого делают стекло, является обыкновенный кварцевый песок. Чтобы получить из него прозрачный материал, её разогревают до крайне высоких температур. В процессе этого песчинки сплавляются между собой, а поскольку охлаждение расплавленного стекла происходит довольно быстро, то они не успевают вернуть изначальную форму.

Также в состав стекла входит сода, небольшое количество воды и известняк. Для получения цветного стекла в расплавленную массу подмешивают оксиды металлов. Их выбор зависит от результата, который необходимо получить. Так, к примеру, окиси меди и хрома совместно дают зелёный цвет, кобальт — насыщенный синий, а окись хрома — желто-зелёный.

Основные стадии производства стекла

Технология производства делится на несколько основных этапов. Вначале все компоненты, отмеренные точнейшими электронными весами, смешиваются и отправляются в гигантскую плавильную печь, где при температуре около 1600°C (зависит от состава шихты) превращаются в единую массу.

Далее масса делается однородной — из неё удаляются пузырьки газа. После этого материал проходит предварительное охлаждение в ёмкости с расплавленным оловом (температура расплава олова ~1000°С). Благодаря тому, что плотность стекла ниже, чем у оловянного расплава, они не смешиваются: стекло плавает на поверхности. В результате материал охлаждается и приобретает гладкость.

Толщина стекла пропорциональна массе попадающего в ванну материала: чем она меньше, тем, соответственно, и тоньше будет стекло. После этого стеклянное волокно выгружается из оловянной ванны. Его температура падает до 600°C, но оно ещё имеет слишком высокую для затвердевания температуру. Поэтому оно подвергается повторному охлаждению: материал пропускается через конвейер вращающихся роликов, пока её температура не упадёт до 250°С.

Процесс охлаждения должен протекать постепенно, иначе материал может треснуть. После прохождения конвейера стекло проходит автоматический контроль качества, который выявляет возможные дефекты. Отмеченные сканером бракованные области удаляются на следующей стадии процесса — во время резки полученного полотна на листы заданного размера. Во время нарезки стекла также удаляется его край, на котором осталась полоса от шестерёнок. Вырезанные участки добавляются к следующей партии стеклянной массы. Таким образом, процесс получения материала становится безотходным.

Nayada Glass Technology использует только высококачественные сырьевые материалы и современное оборудование при изготовлении стекла. Наша стекольная компания предлагает купить продукцию высокого качества по выгодной цене!

www.nayada-glass.ru

Новости

Об участии Росстандарта в собрании Алюминиевой Ассоциации России

Корпорация МСП и Росстандарт договорились о сотрудничестве по вопросам поддержки малого и среднего бизнеса

Другие новости