23. Основы произ-ва стеклян изд-й

В процессе произ-ва стеклян изд-й можно выделить след осн этапы: Подготовка сырьевых мат-лов и приготовление шихты (шихтой называют смесь предварительно подготовленных и отвешенных по заданному рецепту сырьевых мат-лов). Варка стекломассы. Формование изделий. Обработка изделий (термич и технич). Декорирование изд-й. Кажд этап хар-ся набором опр операций и способами их осущ-ния. Точность соблюдения технологич режима на кажд из указанных этапов опр-ет кач-во готовых изд-й.

Подготовка сырьевых материалов. Хар-р подготовки прир сырьевых мат-лов зависит от природы, св-в и назначения сырьевого мат-ла. Искусствен мат-лы, как право, не нужд-ся в предварит подготовке, так как обладают достаточной степенью чистоты и необходимой дисперсностью. Подготовка песка состоит из операций обогащения, сушки и просеивания. Процесс обогащения песка закл-ся в удалении из него до допустимой нормы вред (в первую очередь железистых) примесей. При этом улучшается зерновой состав и повышается однородность песка. В завис-ти от хар-ра примесей могут прим-ся след методы обогащения: промывка, оттирка, флотация, магнитная сепарация, хим методы. Песок, содержащий более 4,5% влаги мало сыпуч, его трудно перемешивать с др компонентами стекольной шихты и из него невозможно получить однородн шихту. Поскольку песок после обогащения имеет высок влажность, операция сушки явл-ся обязательной стадией подготовки песка. При просеивании из песка удаляются крупн зёрна и включения. Это обычно вспомогат процесс при обогащении песка. Известняк, доломит и др каменистые мат-лы готовят по след схеме: дробление – сушка – тонкий помол – просеивание – магнитная сепарация. Карбонатные породы обычно обогащению не подвергают из-за сложности отделения железосодержащих примесей. Мел готовят по той же схеме за исключением процесса дробления. Соду, сульфат натрия и др сыпучие обычно только просеивают. Древесный и каменный уголь дробят в молотковых дробилках и просеивают. Стеклян бой очищают от посторон примесей, промывают и измельчают. Хим состав боя должен соотв-ть составу осн стекла, к кот он добавляется. После осущ-ния операций подготовки сырьевые мат-лы взвешивают и смешивают в опр пропорции. Для получения кач-го стекла приготовленная шихта д б, прежде всего, однородна. Скопления или комки отдельн мат-лов в шихте вызывают образование в стекле различн пороков.

24. Варка стекла

В стекловаренной печи при высок темп-ре в шихте происходят различн процессы и разнообразные превращения. При сравнительно низк темп-рах (около 400˚С) м/у мат-ми шихты начинаются хим реакции, ведущие к образованию силикатов. По мере дальнейшего нагревания шихта превращ-ся в расплав различных солей. Образовавшиеся силикаты и остатки непрореагировавших компонентов спекаются в плотную массу. Это 1я стадия варки стекла – силикатообразование (темп-ный режим – 800-900°С). При последующем повышении темп-ры силикаты распл-ся и растворяются одни в др. Образуется пенистый и непрозрачный расплав, пронизанный частицами мат-лов шихты и пузырьками газов, выделяющихся во время реакций. Постепенно твёрд остатки шихты раствор-ся в расплаве, пена исчезает, образуется прозрачная стекломасса. Это 2я стадия стекловарения – стеклообразование (протекает при темп-рах 1150-1200°С). Полученная стекломасса содержит в себе газообразные включения различных размеров и неоднородна по хим составу. Поэтому она ещё непригодна для выработки изделий. Процесс удаления из стекломассы пузырей (дегазация) наз-ся осветлением (темп-ра – 1400-1500°С). Закл-ся в выделении газообразных включений из стекломассы при дальнейшем её нагреве за счёт снижения вязкости последней. Для ускорения процесса ч/з стекломассу могут пропускать сжатый воздух или пары воды (барботирование), добавлять осветлители. Принцип ускорения процесса в том, чтобы насытить стекломассу крупными газообразными включениями. Такие пузыри сравнительно легко поднимаются к пов-ти. При этом они захватывают по пути мелкие пузыри, кот самостоятельно поднимаются очень медленно или не поднимаются вовсе по причине довольно высок вязкости стекломассы. Процесс выравнивания хим состава стекломассы наз-ся гомогенизацией. Представляет собой длительн выдержку стекломассы при высок темп-рах (около 1500°С). При этом в резу-те диффузии расплава стекломасса стан-ся хим однородной. Полученная однородная стекломасса охлажд-ся до вязкости, необходимой для формования из неё изд-й (обычно до темп-ры около 1200°С). Процесс наз-ся студкой. Т о, в процессе варки стекла можно условно выделить пять осн этапов: силикатообразование, стеклообразование, осветление, гомогенизация и студка. На практике только 1я и послед стадии протекают в разное время и в разных местах ванной печи. 2я, 3я, 4я стадии начинаются практически одновременно. Затем стеклообразование прекращается, а осветление и гомогенизация продолжаются вплоть до этапа студки. Для варки стекла исп-ют горшковые и ванные печи. Последние м б периодического и непрерывного принципа действия. В горшковых печах стекло варят в спец огнеупорных сосудах (горшках), кот помещаются в печь. В ванных печах – в бассейнах, явл-хся частью кладки печей. В горшковых и периодических ванных печах процессы варки стекломассы и выработки изд-й чередуются: в горшок или разогретую печь засыпают шихту, стекломассу проваривают, охлаждают и вырабатывают. Затем цикл начинается снова. В непрерывно действующих ванных печах в один конец печи всё время засыпают шихту, а из др конца непрерывно вырабатывают изд-я. Здесь все стадии варки стекла осущ-ся одновременно, но в различ зонах печи. Периодические ванные печи по производ-ти примерно такие же как и горшковые, а по экон-ти вдвое их превосходят. Единственное преимущество горшковых печей в том, что в одной печи можно в различных горшках можно одновременно варить стекло разного хим состава (напр, различ цвета). Наиб производ-ми и экон-ми явл-ся ванные печи непрер-го действия.