- •Введение
- •Стеклообразное состояние и свойства стекол Особенности и характерные признаки стеклообразного состояния вещества
- •Термодинамическое и кинетическое обоснование процесса стеклообразования
- •Современные представления о строении стекла
- •Технологические свойства стекла Вязкость стекла
- •Поверхностное натяжение стекла
- •Кристаллизация стекол
- •Физико-химические и механические свойства стекол Теплофизические свойства стекла
- •Электрические свойства стекла
- •Оптические свойства стекла
- •Химическая устойчивость стекла
- •Механические свойства стекол
- •Технологические процессы в производстве стекла Основные стадии производства стеклоизделий
- •Сырьевые материалы в производстве стекла.
- •Главные сырьевые материалы
- •Вспомогательные материалы
- •Окислители, восстановители, ускорители и осветлители
- •Подготовка сырья и приготовление шихты.
- •Стекловарение
- •Стекловаренные печи
- •Варка стекол в ванных печах
- •Варка стекол в горшковых печах
- •Основные способы формования стеклоизделий
- •Прессование
- •Выдувание.
- •Прессовыдувание.
- •Формование листового стекла на поверхности расплавленного металла (флоат-способ)
- •Прокатка.
- •Тарное стекло
- •Сортовое стекло
- •Производство технического стекла Безопасные и упрочненные стекла
Стекловарение
Силикатообразование. На данном этапе образуются силикаты и другие промежуточные соединения, появляется жидкая фаза за счет плавления эвтектических смесей и их солей. Возникшие в шихте силикаты и непрореагировавшие компоненты вместе с жидкой фазой образуют к концу этапа плотную спекшуюся массу. Для стекол обычного промышленного состава этот этап завершается при 950 - 1150 ºС.
Стеклообразование. Образовавшийся спек плавится с повышением температуры, завершаются реакции стеклообразования, происходит взаимное растворение силикатов. В расплаве силикатов идет постепенное растворение избыточного кремнезема. Скорость растворения мала из-за высокой вязкости расплава, которая продолжает возрастать по мере увеличения содержания кремнезема. Стадия стеклообразования является самой длительной и составляет около 70% всего процесса стекловарения. К концу этапа появляется прозрачный, не однородный по составу расплав, содержащий много газовых пузырей. Для обычных стекол этот этап завершается при 1200 - 1250 ºС.
Осветление. В течение этого сложного и важного этапа из расплава удаляются видимые газовые включения – крупные и мелкие пузыри. Для обычных стекол этот этап завершается при 1500 – 1600 ºС.
Гомогенизация. На данном этапе происходит усреднение расплава по составу, он становится химически однородным. Гомогенизация и осветление протекают одновременно при одних и тех же температурах.
Студка – завершающий этап стекловарения. В процессе студки происходит подготовка стекломассы к формованию, для чего равномерно снижают температуру на 300 – 400 ºС и добиваются необходимой для выработки вязкости стекла.
Разделение процесса варки на отдельные стадии достаточно условно, поскольку некоторые из них протекают одновременно. В то же время любой ограниченно малый объем шихты обязательно проходит все пять стадий стекловарения.
Стекловаренные печи
Варка стекла проводится в печах разных конструкций с газовым или электрическим обогревом. По режиму работы различают печи периодического и непрерывного действия.
Периодические печи бывают ванные и горшковые. При варке стекла в печах периодического действия все стадии процесса стекловарения осуществляются последовательно одна за драгой в объеме горшка или ванны, а варка и выработка стекломассы разделяются во времени. В разогретый горшок или ванну засыпают шихту и бой стекла, затем стекломассу проваривают, охлаждают и вырабатывают. Цикл варки включает следующие этапы: разогрев печи, засыпку боя, засыпку шихты, варку, бурление, осветление, студку и выработку. Затем цикл повторяется. Продолжительность цикла для сортового стекла составляет 24 – 32 ч, для технического – 24 - 48 ч. После провара стекломасса содержит значительное количество газовых включений, ускорение осветления достигается искусственными приемами бурления стекломассы. Для бурления используют сжатый воздух или старинный прием – бурление посредством пропитанного водой куска дерева (чурки). Выделяющиеся при бурлении газы (воздух, пары воды) образуют в стекломассе крупные пузыри, которые по пути к поверхности стекломассы застывают пузыри из расплава.