Технологический процесс производства стеклянных изделий

Принципиальная схема производства стеклянных изделий представлена на следующей схеме(ПО СТАДИЯМ):

Первая стадия – подготовка сырья.

В подготовку компонентов сырья входят операции: промывки, сушки, измельчения, классификации и брикетирования.

Вторая стадия – получение шихты.

а) подготовленное сырьё смешивают в нужных пропорциях для образования однородной смеси – шихты.

б) шихта поступает на стадию высокотемпературной обработки – варку стекломассы.

Третья стадия – варка стекломассы.

Варкой стекломассы называют процесс расплавления шихты до однородной стекломассы.

При варке стекла происходят сложные физико-химические процессы. Эти процессы начинаются до расплавления шихты. Протекают за счёт диффузии в твёрдой фазе и продолжаются в расплаве.

Во-первых, в твёрдой фазе протекают процессы образования силикатов при температуре 300-900ºС.

Во-вторых, в жидкой фазе протекают процессы стеклообразования при температуре 1200ºС.

В табл. 2 представлена последовательность процессов, протекающих при варке стекломассы с изменением температуры:

- при нагревании шихты из карбонатов натрия, марганца и кальция образуются двойные соли (300-400ºС);

- при дальнейшем росте температуры протекают процессы силикатообразования (350-900ºС):

а) образование силикатов из двойных солей;

б) образование силикатов при непосредственном взаимодействии исходных карбонатов с оксидом кремния;

- появление жидкой фазы в результате растворения двойных солей в карбонате натрия (800-900ºС);

- стеклообразование за счёт растворения в расплаве силикатов магния и кальция (1200ºС);

- при дальнейшем нагревании стекломассы вязкость её уменьшается, вследствие процессов диффузии выравнивается состав (гомогенизация), удаляются пузырьки газов (осветление).

Для варки стекломассы используются печи различной конструкции. Максимальной производительностью обладают ванные печи пламенного типа непрерывного действия.

В них шихта разогревается факелами пламени сгорающего в печи газа, направленными перпендикулярно движению шихты.

Теплота горючих газов, выходящих из печи используется в нагревателях регенераторного типа. Газ и воздух, подаваемые в печь, предварительно подогреваются, проходя через эти нагреватели.

Четвёртая стадия – формование стекла.

Методы формования стеклянных изделий из стекломассы весьма разнообразны и зависят от их вида и назначения.

1) В каждом методе выбирают определённые температуры и временные условия, обеспечивающие оптимальное значение вязкости стекломассы (ν).

2) Вязкость зависит от температуры и возрастает по мере охлаждения расплава.

3) В зависимости от состава стекломассы формование изделий производят в интервале температур 800-1100ºС.

Для формования стеклянных изделий применяют различные способы. Формование облегчается тем, что вязкость стекломассы при понижении температуры понижается постепенно.

Важнейшими методами формования являются следующие:

- вытягивание на автоматических машинах лодочного и безлодочного типа со скоростью 80-100 м/час (листовое стекло, трубы)

- выдувание и прессвыдувание на прессвыдувочных машинах (тарная и химическая посуда, колбы электроламп);

- прессование на автоматических прессах (линзы, стеклянные блоки, бытовые изделия);

- отливка в формы (архитектурно-строительные детали, художественные изделия);

- прокат с одновременным отжигом для снятия напряжений и шлифовкой (толстое листовое стекло).