книги из ГПНТБ / Саркисов, П. Д. Технология стеклодувных работ учеб. пособие

гии стекла и стеклодувных работ, технологические и фи­ зико-химические свойства стекла, сырьевые материалы и топливо, используемые в стекольном производстве, при­ водятся сведения по стекловаренным печам и теоретиче­ ским и практическим основам варки стекла, описывают­ ся процессы подготовки шихты и способы формования различных стеклянных изделий.

Много внимания в книге уделено описанию инстру­ ментов и оборудования, используемых при стеклодувных работах, а также выполнению несложных стеклодувных операций по изготовлению изделий без пайки и с наруж­ ными и внутренними спаями.

Книга рекомендуется в качестве учебного пособия для учащихся профессионально-технических училищ и для рабочих, подготавливаемых непосредственно на про­ изводстве и в сети курсового обучения.

Отзывы и пожелания просим направлять по адресу:

Москва, К-51, Неглинная ул., 29/14, издательство «Выс­ шая школа».

© издательство «Высшая школа», 1973 г.

В В Е Д Е Н И Е

ность и способность поддаваться обработке в горячем и холодном состоянии — открывали новые возможности изготовления стеклянных изделий и их применения.

Самые первые образцы стекла, встречаемые на земле, были естественного происхождения, т. е. были созданы самой природой. Это так называемые обсидианы и гро­ зовое стекло.

Обсидианы—'горные изверженные породы, продукты деятельности вулканов. Известно, что очень часто при извержении вулканов из их недр выбрасывается магма, имеющая температуру 1000—1500° С. При ее остывании в благоприятных для того условиях может образоваться стекло.

Грозовое стекло может получиться при ударах мол­ нии в песчаную почву. В месте прохождения молнии че­ рез увлажненный дождем песок может создаться высо­ кая температура и образоваться кварцевое стекло.

Первобытные люди уже тогда научились пользовать­ ся стеклом, изготовляя из него различные изделия и украшения.

Археологические раскопки показывают, что стекло научились делать 5000—6000 лет назад и родиной его возникновения могли быть Месопотамия или Египет. Существует ряд различных версий и догадок, как были получены первые образцы стекла. Не исключено, что это могло быть случайным изобретением древних людей.

Учитывая, что в состав многих обычных стекол вхо­ дят такие распространенные материалы, как песок, мел и сода, и для получения таких стекол требуется темпе­ ратура около 1000—1200° С, вполне вероятно, что стекло было случайно сварено где-нибудь у разложенного че-

3

ловеком костра на песчаной почве. Найдя образцы но­ вого, понравившегося ему материала, он не мог не за­ интересоваться им и, повторив опыты с огнем и песком (возможно совместно с содой и мелом), снова получил образцы стекла.

Первые искусственные образцы стекла были мало­ прозрачными и содержали в себе большое количество пузырей. Служили они в основном для изготовления украшений и для эмалирования домашней посуды.

Примерно к I в. до н. э. следует отнести открытие способов получения совершенно прозрачных стекол и изготовления полых изделий выдуванием, что сыграло значительную роль в развитии стеклоделия. Стеклодув­ ная трубка нашла применение в I — I I I вв. н. э. в Египте, Сирии, Финикии и Риме.

Дальнейшее развитие стеклоделие получило в сред­ ние века в Венецианском государстве. Стеклодувы Ве­ неции изготовляли удивительные по разнообразию форм, цвета и рисунка изделия самого различного назначения.

стеклоделия поддерживает и развивает и нынешняя со­ циалистическая Чехословакия, являющаяся крупнейшим в мире экспортером стеклоизделий.

На Руси стеклоделие было развито еще в домонголь­ ский период. В Киеве в слоях X I — X I I I вв. раскопками обнаружены большие стекольные мастерские. Уже в то время было развито производство смальты для мону­ ментальных мозаик. Монголо-татарское нашествие пре­ рвало стекольное производство на Руси.

Новый этап развития стеклоделия на Руси начинает­ ся с X V I I в., когда близ Можайска в 1635 г. был по­ строен первый в России стекольный завод.

4

Важнейшую роль в дальнейшем развитии стеклоде­ лия в России сыграл государственный стекольный завод, заложенный Петром I в первые годы X V I I I в. под Моск­ вой. Этот завод стал образцом для всех других сте­ кольных предприятий страны, подлинной школой для русских 'мастеров стекольного дела и лабораторией освоения новой техники. В его работе в разное время принимали участие видные русские специалисты в об­ ласти искусства, науки и техники, в их числе М. В. Ло­ моносов, К. И. Росси, А. Н. Вороиихин, В. П. Стасов, И. П. Кулибин и др. Русские рабочие — выдающиеся мастера стекольного дела-—-создавали на этом заводе замечательные произведения искусства, изумлявшие всю Европу и хранящиеся сейчас во дворцах и музеях.

Огромную роль в развитии научного стеклоделия в России сыграл М. В. Ломоносов. Исследования, прове­ денные им в области химии и технологии стекла, — пер­ вые в истории науки и техники стеклоделия. Большой вклад в науку о стекле внес крупнейший русский уче­ ный Д. И. Менделеев. Значительно способствовали раз­ витию науки о стекле и техники стеклоделия своими ра­ ботами такие русские ученые, как К. К. Лаксман,

С.П. Петухов, В. Е. Тищенко, А. К. Чугунов.

К1913 г. в России работало уже 275 стекольных за­ водов. Хотя эти заводы выпускали разнообразный ассор­ тимент стекольной продукции, производство стекла оста­ валось крайне отсталым, основой производства был руч­ ной труд.

Настоящего расцвета стекольное производство в на­ шей стране достигло после свершения Великой Октябрь­ ской социалистической революции.

За годы Советской власти в СССР создана мощная стекольная промышленность, оснащенная самым совер­ шенным оборудованием, которое вывело ее на одно из передовых мест в мире. Сейчас практически нет таких видов стекольных изделий, которые бы не выпускались отечественной, промышленностью и которые ввозились бы из-за границы.

В настоящее время отечественная стекольная про­ мышленность производит в большом количестве разно­ образное строительное стекло, новые виды стеклянной тары и сортовой посуды, электровакуумное и светотех­ ническое стекло, уникальные изделия из оптического и кварцевого стекла и многое другое. Особое место в

5

Г Л А В А I

СТЕКЛО И ЕГО СВОЙСТВА

ном) состоянии. Отличаются стекловидные тела от крис­ таллических тем, что они при охлаждении затвердевают не кристаллизуясь.

Известно, что кристаллические вещества имеют гео­ метрически правильную кристаллическую решетку, кото­

ные вещества не обладают кристаллической решеткой.

ны между собой. В этих случаях говорят, что стекловид­ ные тела характеризуются ближним порядком, т. е. они обладают только небольшими участками правильной, упорядоченной структуры, в то время как кристалличе­ ские вещества имеют дальний порядок, т. е. они облада­ ют упорядоченной структурой по всей своей массе. Это — одна из главных особенностей стекловидных и кристал­ лических веществ.

Стекловидным телам присущ целый ряд других от­ личительных признаков. Так, например, стеклообразные вещества размягчаются в широком интервале темпера­ тур, тогда как кристаллические тела имеют постоянную для каждого вещества температуру плавления. Таким образом, переход из твердого состояния в жидкое у стек­ лообразных веществ в отличие от кристаллических про­ исходит непрерывно, сопровождаясь постепенным сниже­ нием вязкости. Это можно проиллюстрировать рис. 1, где сравниваются кривые охлаждения расплавов кристал­ лического и стекловидного веществ.

7

Все кристаллические тела обладают анизотроп­ ностью, т. е. они характеризуются изменением свойств в зависимости от того, в каком направлении их измерять. Стекловидные же вещества изотропны, т. е. обладают постоянством свойств независимо от направления их измерения.

менение в самых разнообразных областях народного хо­ зяйства. Практически нет такой области науки и техни­ ки, где бы изделия из стекла не играли определенную роль.

Многообразие областей применения стекла обуслов­ ливает создание большого количества новых видов стек­ лонзделий, характеризующихся комплексом ценных фи­ зико-химических свойств.

В зависимости от назначения промышленные стекла делятся на следующие группы: листовое оконное и поли­ рованное стекло; архитектурно-строительное; техниче­ ское; электровакуумное; оптическое; химико-лаборатор-

8

мое; медицинское; термометрическое; стеклянное волокно

иизделия на его основе; тарное и сортовое стекло.

Всоответствии с требованиями, предъявляемыми к каждой из этих групп стекол, разработаны многочислен­ ные составы промышленных стекол.

Для удобства составы стекол выражают в окислах, из которых они состоят (чаще в процентах по весу,- реже

вмолекулярных процентах).

Взависимости от стеклообразующего окисла, на основе которого получено то или иное стекло, происхо­ дит и его название. Наибольшее распространение полу­ чили: силикатное стекло (на основе двуокиси кремния

основе Р2О5) и др.

Вбольшинство промышленных стекол входят окислы натрия (ЫагО), калия (К2О), кальция (СаО), магния

(MgO), алюминия (А12 03 ), бария (ВаО), цинка (ZnO), свинца (РЬО) и ряд других.

Внастоящее время в производстве стекла нашли при­ менение большинство элементов периодической системы

Д.И. Менделеева.

Составы промышленных химико-лабораторных сте­ кол весьма разнообразны. Основная особенность этих стекол — пониженное содержание щелочных окислов и наличие в их составе В 2 0 3 , AI2O3. Для улучшения вароч­

стойкой химико-лабораторной посуды. Не менее извест­

работано акад. В. Е. Тищенко еще в 1899 г. Благодаря высокой химической устойчивости по отношению ко всем химическим реагентам и малой кристаллизационной спо­ собности, позволяющей легко обрабатывать его на стек­ лодувной горелке, это стекло не утратило своего значения до настоящего времени.

Широко используется боросиликатное стекло пирекс, которое отличается высокой термической стойкостью и химической устойчивостью к воде и кислотам.

В табл. 1 приводятся химические составы ряда про­ мышленных стекол.

9