steklo

52) Расплав, из которого вырабатывают стеклянные из­делия, получают из смеси природных или искусственных сырьевых материалов (шихты). Сырьевые материалы стекольного производства можно подразделить на глав­ные (необходимые для получения стекол заданного химического состава) и вспомогательные (предназначен­ные для окрашивания стекла, придания ему непрозрач­ности или, наоборот, высокого светопропускания, а так­же для ускорения и облегчения подготовки расплава).

Качество каждого сырьевого материала должно от­вечать требованиям, соответствующим виду и назначе­нию стеклянных изделий, в производстве которых этот материал применяется. Механическая прочность и тер­мическая устойчивость стекла, а также внешний вид и срок службы изделий зависят от химической и физиче­ской однородности исходных расплавов.

Для получения однородных расплавов сырьевые ма­териалы должны иметь постоянный химический состав как в объеме партий, поступающих в производство (хи­мическая однородность или постоянство состава внутри партии), так и во времени между последовательно по­ступающими партиями (постоянство состава во време­ни). В материалах, идущих на производство бесцветных стекол, строго нормируется допускаемое содержание примесей, окрашивающих стекло: соединений железа, титана, хрома, углерода. В сырьевых материалах огра­ничивают также содержание примесей тугоплавких ве­ществ (корунда А120з, циркона ZrSiCH, металлического кремния, природного кремня), которые с трудом, мед­ленно растворяются в расплавах стекла и могут остать­ся в изделиях в виде инородных включений.

Хорошо подготовленный сырьевой материал должен иметь однородный и постоянный во времени зерновой (гранулометрический) состав. Для каждого вида сырья нормируются наиболее желательные (оптимальные) размеры зерен, при которых этот материал не комкует - ся, хорошо, без расслоения, смешивается с другими компонентами шихты, меньше улетучивается (выгорает) при загрузке в печь, активно вступает в химические ре­акции и равномерно растворяется в расплаве.

53) Если реакция осуществляется путем последовательно протекающих стадий (не обязательно все из них являются химическими) и одна из этих стадий требует значительно большего времени, чем остальные, то есть идет намного медленнее, то такая стадия называется лимитирующей.

54) На этапе силикатообразования протекают химические реакции в твердой фазе между компонентами шихты, происходит разложение карбонатов и сульфатов, образуются силикаты и другие промежуточные соединения, появляется жидкая фаза за счет плавления эвтектических смесей и солей, удаляется большая часть газообразных продуктов реакций. К концу стадии, которая завершается при температуре 950—1150° С, шихта превращается в плотно-спекающуюся массу.

На второй стадии - стеклообразования - при повышении температуры до 1150 - 1200 С завершаются реакции силикатообразования, образуется неоднородная по составу, пронизанная большим количеством газовых пузырьков стекломасса, а не прореагировавшие зерна кварца, количество которых достигает 25 %, и другие компоненты растворяются в силикатном расплаве. Процесс стеклообразования протекает в 8 - 9 раз медленнее, чем силикатообразование.

55) Дегазация и гомогенизация проводится в зоне наиболее высоких температур стекловаренной печи при 1450—1500 °С, при минимальной вязкости расплавленной стекломассы. Эти стадии характеризуются освобождением стекломассы от видимых газовых включений (дегазация или осветление) и достижением ее полной однородности (гомогенизация). В процессе стекловарения с целью интенсификации варки и осветления стекломассы обычно применяют соединения фтора, мышьяка, марганца и другие химические ускорители.

Последняя четвертая стадия стекловарения (студ-ка) заключается в охлаждении осветленной и гомогенизированной стекломассы до температуры, при которой она приобретает необходимую для выработки изделий вязкость. Стекломасса обычного состава (типа оконного) должна быть охлаждена в зоне студки на 300—400°.

56) В пламенных печах источником тепловой энергии служит сжигаемое топливо. Шихта и стекломасса в этих печах получают тепло от сжигания жидкого или газообразного топлива. Коэффициент полезного действия пламенных печей 18—26%. так как топливо в них расходуется главным образом на нагревание огнеупорной кладки печи и компенсацию потерь тепла. Электрические печи по сравнению с пламенными имеют ряд преимуществ: меньшие размеры, большую производительность. Они экономичны, легко регулируются. При их эксплуатации нет теплопотерь с отходящими газами и лучше условия труда. 

В ванных печах непрерывного действия все стадии процесса варки протекают в определенной последовательности непрерывно и одновременно в различных частях бассейна печи. Зоны варки 1 (рис. 21), осветления 2, студки 3 и выработки 4 располагаются одна за другой на различных участках по длине бассейна печи

57)