Производства стекла: Технология производства стекла — «СВ» Стекло

Содержание

Технология производства стекла — «СВ» Стекло

Всем известно, что основой для производства стекла является песок. Но не тот, который мы привыкли видеть около своего дома, а специальный кварцевый песок, мелкодисперсный и обогащённый, содержащий большое количество SiO2. Его песчинки в разы меньше, чем у привычного нам пляжного песка, — скорее он похож на пищевую соду.

В состав стекла, кроме кварцевого песка, входят сульфат натрия или сода, мел или известняк, пегматит и доломит. При необходимости добавляют краситель. Иногда в состав шихты (шихта — смесь сырьевых компонентов) добавляют стеклянный бой. Ещё в неё включены особые кислотные и базовые стеклообразующие окислы, а также вспомогательные компоненты.

Смесь сначала нагревают до очень высоких температур, для того, чтобы из непрозрачной шихты получилась прозрачная единая субстанция. Стекло является аморфным веществом, которое в твёрдом состоянии не обладает свойствами кристаллического вещества. По сути, оно является жидкостью, находящимся в застывшем состоянии.

Этапы производства стекла

  • Первый этап — это варка стекломассы, при которой как раз и происходит нагревание до таких температур, при которых твёрдые и тугоплавкие вещества SiO2 и Al2O3 переходят в расплавленное состояние. Получается вязкая, насыщенная пузырьками, стекломасса, которую продолжают нагревать для получения однородности. При дальнейшем нагревании она становится все менее вязкой, что освобождает ее от пузырьков. Температура может достигать 1600 градусов по Цельсию, что требует использования специальных печей и делает процесс весьма сложным.
  • Второй этап — постепенное охлаждение стекломассы, для получения её в вязком состоянии, чтобы получить возможность придать форму стеклу. Формование осуществляется одной из технологий — вытягиванием, прокатом, прессованием, литьём, выдуванием. После получения формы, для её закрепления температуру резко снижают. Чтобы материал не треснул, температуру снижают тоже в несколько этапов. Сначала достаточно резко, до начала затвердевания изделия, затем медленно, до перехода к хрупкому состоянию и, до температуры окружающей среды, идет снова быстрое понижение температуры.

Две основные технологии: Флоат и Фурко

При методе Фурко, который разработал Эмиль Фурко в 1902 году, применяется машинная вытяжка. Стекло в виде ленты вытягивается из стекловаренной печи, поступает в шахту через прокатные валики, охлаждается там, и режется на отдельные листы.

Флоат-метод является более современным и результативным, чем метод Фурко. Впервые его внедрили в 1959 году на фирме «Паддингтон». При применении этого метода, расплавленная стеклянная смесь поступает в виде ленты в охлаждающую ёмкость с оловом. При этом стекло получается идеально гладким, прозрачным, при максимальном отсутствии посторонних вкраплений и дефектов.

Современные технологии производства стекла

 

Стекло является одним из наиболее распространенных материалов, используемых в строительстве и других отраслях. Практически всем известно, что получают его из песка, но сама процедура при этом хорошо понятна только тем, кто непосредственно с ней сталкивается. Для остальных же изготовление стекла является совершенно незнакомым делом.


Чтобы устранить этот пробел, стоит прочесть статью, где все изложено простым и понятным языком. Информация может пригодиться в хозяйстве, когда нужно будет осуществить какую-либо операцию со стеклом. Тогда понимание основных свойств и знание характеристик помогут избежать типичных ошибок и неправильных действий.

Сырье для производства стекла


Стеклом называют не только привычный всем материал, используемый для изготовления окон. В промышленности существует очень много разновидностей, которые служат для самых разных целей. Способы получения стекла в основном сводятся к термической обработке компонентов. Метод производства был открыт довольно давно, но в древние времена материал обладал низким качеством, так как люди не умели хорошо очищать его, и в составе оставалось много вредных примесей, которые значительно ухудшали свойства.

 


Стекло нередко было практически непрозрачным, имело зеленоватый оттенок, и было излишне хрупким. Это говорит о слишком высоком содержании металла или серы. Но с развитием технологий улучшалось и качество готовой продукции. Основное сырье:

 

  • •    оксид кремния, который в большом количестве содержится в песке;
  • •    оксиды бора, фосфора, теллура, германия;
  • •    фторид алюминия;
  • •    некоторые виды химически активных металлов и их соединения.

Технология изготовления


Реакция получения стекла происходит только под воздействием высокой температуры — не менее 1600 градусов. Для обеспечения таких условий используется специальная печь. Весь же процесс можно описать в виде взаимосвязанной последовательности этапов:

 

  • 1.    Вначале сырье тщательно измельчается до порошкового состояния и перемешивается между собой. При этом здесь важна идеальная точность, так что перед смешиванием компонентов нужно все отмерять при помощи электронных весов.
  • 2.    Далее порошок отправляется в плавильную печь, где при высокой температуре происходит процесс получения стекла. Все составные части расплавляются и образуют однородную жидкую массу. Температура обработки зависит от марки получаемого материала. При использовании тугоплавких материалов в качестве присадок, нужно увеличивать количество подаваемой тепловой энергии.
  • 3.    Далее расплав попадает в ванную с жидким оловом, прогретым до 1000 градусов Цельсия. Благодаря меньшему показателю плотности жидкости не перемешиваются между собой, зато стекло получает идеально ровную и гладкую поверхность.
  • 4.    После «оловянной ванны» материал продолжает свое движение по конвейеру, так как ему нужно остыть до температуры примерно 250 градусов, чтобы начался процесс затвердевания. При этом охлаждение должно быть постепенным, иначе изделие попросту треснет и придется отправлять его на утилизацию или переработку.
  • 5.    В конце происходит резка или изготовление стекла нужно конфигурации. Также на любом конвейере имеется автомат качества, проверяющий итоговый результат.

 


Такая технология изготовления стекла уже является давно устоявшейся, но не единственной. В некоторых ситуациях может использоваться другой подход. Это актуально с получением особых стекол, которые с кремниевым материалом имеют из общего лишь одно название. Они могут даже иметь жидкое физическое состояние, в то время, как все стекла привычно ассоциируются с высоким уровнем твердости.

 

 

 

Поэтому нужно рассмотреть еще один процесс — получение жидкого стекла. Он состоит в обработке кремнеземсодержащего сырья щелочными растворами натрия или калия. При этом для нормальной скорости протекания реакции нужна температура кипения щелочи и высокое давление, которое можно обеспечить при помощи специального оборудования.

Производство разных видов стекла и зеркал


Изготовление каленого и закаленного стекла осуществляется при помощи последующей обработки стандартных материалов. Их помещают в специальную печь, где разогревают до определенной температуры, после чего остужают. В результате такого воздействия в верхних слоях образуется так называемая зона напряженности, которая будет обеспечивать дополнительную прочность. Она при нормальных атмосферных условиях в 6 раз превышает предел прочности стандартного стекла.


Одной из самых трудных задач является изготовление гнутых стекол. Осуществляется данный процесс под воздействием высокой температуры, когда материал размягчается и отсутствует риск его поломки. Операция может продолжаться от двух до десяти часов, все зависит от нужного радиуса изгиба и толщины обрабатываемого стекла.

 


В легкой промышленности изготовление изделий из стекла является одним из наиболее востребованных производств. Материал довольно хорошо поддается обработке, потому из него делают посуду и различные декоративные украшения. Большинство елочных игрушек тоже изготовлены из стекла, причем их просто выдувают из расплавленного материала. На практике процесс выглядит очень интересно, так что стоит посмотреть видео об этом.


Многие мастерские осуществляют изготовление стекла на заказ, цена которого будет выше, чем у стандартных моделей, зато можно сразу получить деталь с нужными габаритами. Ознакомиться с прайсом на услуги можно на официальных сайтах.


Зеркало является отдельной категорией стекол, которые вместо свойства прозрачности имеют особенность отражать все, что попадает в их поле зрения. Добиваются такого эффекта благодаря специальной обработке. Часто люди задают вопрос, для чего стекло для изготовления зеркал шлифуется? Это делается с той целью, что на идеально гладкой поверхности изображение не будет искажаться, и человек увидит четкое отражение любого предмета.

Производство стекла — текущая ситуация на рынке


Производство стекла — растущая отрасль российской экономики


То, что стекло — важнейшая составляющая любого строительства, очевидно. Тем не менее, если споры «бетонщиков», «панельщиков» и, к примеру, сторонников деревянного домостроения вызывают общее внимание, то происходящее в сфере стекольного производства как-то осталось на периферии интересов СМИ. Что, безусловно, несправедливо. «Строительство.RU», исправляя эту ситуацию, побеседовало с Виктором Осиповым, президентом «СтеклоСоюза» России.

 

— Виктор Иванович, давайте избежим разговоров об общем состоянии отрасли, а начнем сразу с практической стороны. Какое стекло требуется для строительства?

— Прежде всего, есть производство классического флоат-стекла. Но сейчас в России развивается и сегмент сложного высокотехнологического стекла, в первую очередь речь идет об энергоэффективном и мультифункциональном стекле. Также идет активное развитие производства солнце- и теплозащитных стекол, окрашенных в массе.

 

— Справляется ли наша промышленность с существующими запросами?

— Отрасль обеспечивает своей продукцией такие важнейшие секторы экономики, как ВПК, строительный и сельскохозяйственный комплексы, пищевую, мебельную, транспортную, фармацевтическую промышленность и другие сегменты экономики. Объемы и качество стекол с покрытиями российского производства позволяют полностью удовлетворять текущие потребности строительного комплекса. Удовлетворяется и потребность на ближайшую перспективу.

 

Виктор Осипов: «Одной из главных проблем стекольного производства становится тенденция невостребованности современных высококачественных строительных материалов».

— Что бы вы назвали основными проблемами отрасли?

Одной из главных проблем, типичной для всей промышленности строительных материалов, становится тенденция невостребованности современных высококачественных строительных материалов.

 

— Удивительно. Почему?

Производители стройматериалов, в нашем случае высокотехнологичных стекол, вкладывают значительные ресурсы для обеспечения качества и безопасности производимых стройматериалов, но… Строительный комплекс не всегда отвечает взаимностью. Не секрет, что часто строители предпочитают использовать устаревшие дешевые стройматериалы, в ущерб качеству и безопасности.

 

— Как увеличить объемы применения высокотехнологичной продукции?

Необходимы меры по стимулированию применения современных стекол для окон и светопрозрачных конструкций. Причем меры экономического стимулирования должны сопровождаться совершенствованием нормативно-правовой базы с целью ограничения применения дешевых, но неэффективных, а часто и небезопасных видов окон и светопрозрачных конструкций.

 

— Каково качество отечественного стекла?

Оно высокое и соответствует международным стандартам. Больше того, оценивая положение дел по применению стекла в окнах и светопрозрачных конструкциях, нужно отметить, что производство листового стекла и освоение производства новых видов стекол развивается у нас более высокими темпами, чем его применение в строительной отрасли. Таким образом, если производство листового стекла в России находится на мировом уровне, то объемы и ассортимент его применения в строительстве существенно отстают.

 

Виктор Осипов: «Начиная с 2000 года стекольная промышленность России более чем в два раза увеличивала объемы собственного производства».

— Как бы вы оценили состояние рынка производства стекла в России?

Стекольная промышленность в России развивается в соответствии с двумя десятилетними планами на 2000–2010 и 2011–2020 гг. Планы развития стекольной отрасли базируются на государственных программах развития отраслей народного хозяйства. Начиная с 2000 года стекольная промышленность России более чем в два раза увеличивала объемы собственного производства, в том числе техническое стекло, листовое стекло, стекловолокно, пеностекло и др.

 

— Было бы интересно назвать цифры…

— Листового стекла в 2000 году было сделано 86 млн кв. м, а в 2010 году — 190 млн кв. м. К 2030 году планируется производить свыше 500 млн кв. м флоат-стекла. Замечу, что около 70 % флоат-стекла после промышленной переработки поступает в строительный комплекс.

 

— Раньше мы все сравнивали с 1913 годом, сейчас — с временами Советского Союза…

— Для справки: все республики СССР в 1985 году произвели 300 млн кв. м листового стекла.

 

Виктор Осипов: «Стекольная промышленность — одна из немногих отраслей, успешно преодолевающих экономический кризис. Производство листового стекла в России за 2016 год увеличилось на 6,0% — до 254,0 млн кв. м — по сравнению с 2015 годом».

 

— Как сказался кризис на отрасли?

— Вопреки экономическому кризису стекольная отрасль продолжает успешно развиваться. Основной проблемой, конечно, является падение внутреннего спроса на продукцию отрасли. Наши основные потребители — это строительство (в том числе ремонт и реконструкция), автопром, тепличное хозяйство, производство мебели. Так вот, внутреннее потребление стекла снизилось за последние 3 года примерно на 35 %.

 

— Это серьезная цифра. И, несмотря на это, отрасль успешно развивается?

— Да. Стекольная промышленность — одна из немногих отраслей, успешно преодолевающих экономический кризис. Производство листового стекла в России за 2016 год увеличилось на 6,0% — до 254,0 млн кв. м — по сравнению с 2015 годом. В 2017 году, по предварительным данным, производство листового стекла сохранится на уровне прошлого года. Потери от падения спроса на внутреннем рынке удалось компенсировать за счет наращивания объемов экспорта листового стекла. В то же время продолжается устойчивое снижение объемов производства стеклопакетов и светопрозрачных конструкций.

 

— Не могу не задать вам вопроса об импортозамещении, согласитесь, тема сейчас актуальная.

— Стекольная отрасль относится к наиболее передовым отраслям в плане импортозамещения. Доля импорта по основным видам стекольной продукции у нас не более 10%. Построенные за последние 10 лет современные стекольные заводы мирового уровня позволили практически полностью заместить импорт стекла стекольной продукцией российского производства. В результате строительное стекло является одним из немногих видов продукции российской промышленности строительных материалов, конкурентоспособных на мировых рынках и экспортируемых за рубеж. Отечественное листовое стекло строительного назначения отвечает всем международным требованиям качества и безопасности.

 

— То есть наши производители успешно поставляют продукцию на экспорт?

— Да, в целом экспорт листового стекла увеличился примерно до 55,0 млн кв. м, составив порядка 40 % от годового объема производимого стекла. Кроме листового прозрачного стекла активно экспортируется стекло, окрашенное в массе (солнце- и теплозащитное), а также высокотехнологичные стекла с покрытиями (низкоэмиссионные энергосберегающие и мультифункциональные).

 

Владимир Осипов: «Уже сейчас японские финансовые группы контролируют около 40 % объемов производства листового стекла на территории Российской Федерации».


— Каковы перспективы отрасли?

— Прежде всего, скажу о том, что есть негативные факторы, которые мы должны учитывать, если не хотим, чтобы рост производства сменился падением. Могу их перечислить.

  1. Сокращение внутреннего спроса на листовое стекло практически по всем сегментам потребления.
  2. Удорожание и недоступность кредитных ресурсов.
  3. Изменение курсов валют, что влечет за собой удорожание оборудования, комплектующих и запасных частей иностранного производства.
  4. Рост тарифов естественных монополий в условиях отрицательного тренда цен на продукцию отрасли на внутреннем рынке.
  5. Рост цен на сырье, в первую очередь кальцинированную соду и ее дефицит из-за поставок соды за рубеж.

 

Определенные опасения вызывает также процесс концентрации высокотехнологичных производственных мощностей в руках иностранных финансово-промышленных групп. Уже сейчас японские финансовые группы контролируют около 40 % объемов производства листового стекла на территории Российской Федерации. Кроме того, большая часть мировых современных технологий, научных и технических разработок в стекольной промышленности и прав на их использование принадлежит именно этим корпорациям.

 

— И тем не менее…

— И тем не менее в целом стекольная отрасль, благодаря сбалансированности и широкому кругу потребителей стекольной продукции, востребованной фактически во всех отраслях экономики, будет успешно развиваться.

 

Справка

Основные производители российского стекла

Основными производителями строительного стекла на территории Российской Федерации являются 12 заводов по производству листового стекла:

  • ООО «Гардиан Стекло»
  • ООО «Завод «Символ»
  • ОАО «Каспийский завод листового стекла» (Дагестан)
  • ООО «Пилкингтон Глас» (Московская область)
  • ОАО «Салаватстекло»
  • ОАО «Саратовский институт стекла»
  • АО «Саратовстройстекло»
  • ОАО «Тракья Глас Рус» (Татарстан)
  • «Эй Джи Си»
  • ОАО «ЮгРосПродукт» (Ставропольский край)

Технология производства стекла — «Приоргласс»

Людей все больше интересует технология производства стекла. Внимание связано с растущей востребованностью материала, ведь он уникален — позволяет в замкнутом пространстве оставаться на связи с миром. А красиво обработанные изделия способны сверкать и переливаться подобно драгоценным камням.

В строительной сфере популярно листовое стекло и стеклоконструкции, скомбинированные с металлами, высокопрочной пластмассой, древесиной.

Большое развитие получило производство изделий из светозащитного, закаленного, тонированного, пуленепробиваемого материала, а также архитектурно-строительных модулей, стеклопакетов и стекол с разными защитными функциями.

Если лет 10 назад листовое стекло служило по большей части для заполнения оконных рам, то сейчас материал идет на производство триплексов, стеклопакетов, других многослойных конструкций.

Основные способы и технологии производства стекла

Рассмотрим основные способы и технологии производства стекла — их три:

  • вытягивание листа;
  • прокат;
  • флоат-способ.

Способ вытягивания листа, или Метод Эмиля Фурко

Одной из первых технологий производства стекла из песка, а точнее, из готовой стекломассы, стал метод вытягивания, предложенный Эмилем Фурко.

Рис. 1. Метод Фурко

Стекло производится с помощью машинной вытяжки материалов. Сначала сырье плавится в печи, полученная жидкая масса вытягивается посредством прокатных валов. Далее она охлаждается и режется на куски. В заключение листы шлифуются, полируются, проходят иную обработку. Толщина полотен зависит от скорости движения ленты.

Производство стекла методом проката

Рис. 2. Метод проката. Расшифровка нумерации: 1 — ванная печь, 2 — прокатная машина, 3 — печь отжига, 4 — система рециркуляции газов, 5 —механизм продольной резки, 6 — механизм поперечной резки, 7 — откатчик, 8 — стол упаковки, 9 — тара для стекла, 10 — укладчик стекла

Способ проката — один из самых простых, но при этом производительных методов изготовления стекла. Формовка листа осуществляется между двумя валками прокатного оборудования. Пласт формируется, охлаждается и отправляется на отжиг. Оптические показатели полученного листа невелики, поэтому материал дополнительно шлифуется и полируется. Прокат отлично подходит для изготовления армированного и узорчатого стекла.

Флоат-метод

Рис. 3. Флоат-метод

«Флоат» в переводе с английского — «плавать». Метод заключается в следующем: вязкая стеклянная масса в горизонтальном положении подается в ванну с расплавленным оловом. Она плывет по поверхности, формуясь и вбирая частицы металла. Затем масса охлаждается и отжигается. Дополнительной обработки не требуется. Листовое стекло получается прозрачным, гладким, стабильной толщины, без оптических дефектов.

Современные технологии производства стекла

Существуют и более современные технологии производства стекла. Среди первых их стала использовать компания AGC Glass. Производство AGC-стекла начинается с флоат-стадии. Затем полученные пласты проходят последовательную дополнительную обработку.

  1. Для улучшения теплоизоляционных свойств и защиты от солнца на стеклянные листы наносят тончайшие слои оксида металла. Это осуществляется либо на линии еще на горячее стекло, тогда покрытие носит название пиролитического, либо электромагнитным способом, дающим магнетронное покрытие.
  2. Для изготовления многослойного стекла листы склеиваются с помощью поливинилбутиральной пленки. Так получается пуле- и огнестойкий материал.
  3. Для упрочнения используется закалка (нагревание до 700 °C с последующим резким охлаждением) и химическое воздействие (в основе ионный обмен между расплавленной солью и стеклом).

Технология производства стекла в древние времена

Получить прозрачные листы большого размера сумели еще в XIV веке, первая технология производства стекла в древние времена называлась лунной. Процесс шел по следующему алгоритму:

  • стеклодувной трубкой набиралась масса 8–9 кг;
  • выдувался большой стеклянный шар;
  • к нему крепилась понтия (древний стеклодувный инструмент) и одновременно выламывалась трубка;
  • шар с понтией вращали, и он принимал форму диска;
  • полученная заготовка резалась.

Затем в производстве стеклоизделий появился метод цилиндров. Он отличался от лунного тем, что шар выдувался в цилиндр.

Технология производства стекла, листове стекло, стекло тарное, и его свойства.

Знакомьтесь: листовое стекло
Стекло известно человечеству уже более 6000 лет, однако механизировать его изготовление удалось лишь в 1902 году благодаря работе бельгийского инженера Э. Фурко. Он предложил технологию вертикального вытягивания листового стекла из расплава. В 1913 году эта технология была реализована в промышленном масштабе.
Производство любого вида стекла состоит из нескольких этапов. Это:
• подготовка сырья,
• составление смеси (шихты),
• варка стекломассы,
• охлаждение стекломассы,
• формование изделия,
• отжиг.
При необходимости может дополнительно проводиться термическая, химическая или механическая обработка изделий: закалка, полировка и т.п.
Основные компоненты шихты: кварцевый песок, сода, мел, известняк. Вместо соды может использоваться поташ, а вместо известняка – доломит. В смесь могут вводиться различные вспомогательные материалы: осветлители, красители, ускорители варки и прочие добавки.
Листовое стекло является наиболее востребованным. На его долю сегодня приходится свыше 50% мирового производства стекла. Оно характеризуется малой толщиной по сравнению с длиной и шириной, что и дало ему название – листовое. По способу формования листа различают тянутое стекло, прокатное и полированное.
Листовое стекло применяется для создания светопрозрачных ограждений: перегородок, витрин, остекления окон, дверей, фонарей, а так же оно служит сырьем для производства стевита и стемалита. По свойствам и области применения различают несколько видов листового стекла.
Оконное стекло
Для остекления окон используется тянутое листовое стекло с гладкими поверхностями. Прозрачное и бесцветное оконное стекло имеет светопрозрачность 84-87%, в зависимости от толщины. Кроме прозрачности оконное стекло должно быть достаточно прочным и химически стойким, иметь возможно меньшую неровность поверхностей (полосность, волнистость). Допускаются единичные точечные дефекты: инородные включения, газовые пузырьки и пр. В соответствии с ГОСТ 111-2001 оконное стекло поставляется в виде листов длиной от 400 до 2200 мм, шириной от 400 до 1600 мм и толщиной от 2 до 6 мм. Стеклозаводы производят мерное стекло около 30 размеров с шагом 25 мм по длине и ширине.
Армированное стекло
Неприятной особенностью стекла является образование острых режущих кромок и разлетающихся осколков в случае его разрушения. Безопасность стекла – важная проблема. Один из способов снижения опасности стекла – его армирование.
Армированное стекло получается введением в толщу листа проволочной сетки из низкоуглеродистой стали. Такое стекло при разрушении не дает падающих и разлетающихся осколков, арматура удерживает стеклянные фрагменты, Проволока, применяемая для армирования стекла, подвергается обработке, осветляющей ее поверхность. Таким образом, проволочная сетка оказывает минимальное влияние на светопропускную способность стекла.
Армированное стекло применяется, там, где безопасность остекления важнее его прозрачности: в промышленных и технических помещениях, а так же в помещениях с повышенными требованиями к огнестойкости остекления. Согласно ГОСТ 7481-78 длина производимого армированного листового стекла колеблется от 800 до 2000 мм, ширина – от 400 до 1200 мм. Бесцветное стекло этого типа производится с толщиной 5,5мм, а цветное – 6 мм. Кроме того, армированное стекло может быть не только гладким, но и узорчатым.
Закаленное стекло
Закаленное стекло, так же как и армированное, относится к группе безопасных стекол. Оно получается в результате закаливания стекла. В результате термического воздействия в ходе закаливания в стекле образуются внутренние напряжения. Характер этих напряжений и их равномерное распределение по объему стекла и придают ему улучшенные качества и прежде всего, высокую прочность.
При промышленной обработке достигается степень закалки 2-4 N/см. После закаливания стекло толщиной 4,5 мм и более, имеет предел прочности до 250 МПа. Это более, чем в пятеро превышает прочность стекла, получаемого после отжига. Упругость стекла, которая характеризуется стрелой прогиба, при закалке увеличивается в 4-5 раз. Работа разрушения при испытании на удар у закаленного стекла в 8 раз превышает этот показатель у стекла обычного. Закаленное стекло толщиной 5 мм выдерживает удар стального шара массой 800 г, брошенного на стеклянный лист с высоты более 1200 мм. Для отожженного стекла этот показатель ограничен высотой 150 мм. При закаливании термостойкость стекла увеличивается с 60-70 до 1750С, электропроводность увеличивается в 2-3 раза, а плотность и ТКЛР немного понижаются. Светопропускание и другие оптические, а так же теплофизические свойства при закаливании остаются практически без изменений.
С точки зрения безопасности самое ценное качество закаленного стекла – его безопасность при разрушении. Будучи разбитым, оно разлетается на множество мелких кубических осколков, не имеющих опасных режущих кромок..
Закаленное листовое стекло широко применяется для остекления транспортных средств. Для этой цели производятся гнутые панели специальной кривизны. Плоские и гнутые листы применяются в строительстве и дизайне интерьеров. Из них изготавливают потолки и полы, перегородки и двери, навесные панели перил, полки и различные декоративные элементы. Плоские панели могут достигать размеров 1200-2500 мм, они могут быть прозрачными, матовыми, узорчатыми, эмалированными, тушеными. Окрашенное керамической краской и закаленное стекло – стемалит – является прекрасным материалом для формирования и украшения интерьера.
Безосколочное стекло
Безосколочное стекло – дальнейшее развитие стекол в направлении уменьшения опасности, которую представляют стеклянные осколки. Технология получения стекла, не дающего осколков, основана на создании пакета из листов стекла и слоев прочной прозрачной пленки, которая удерживает на себе осколки при повреждении стекол.
Обычно применяют пакет из двух слоев силикатного стекла и пленки между ними, так называемый триплекс. При любых повреждениях, вплоть до полного разрушения, все осколки остаются приклеенными к пленке. Сама же пленка настолько прочна, что сохраняет целостность даже при очень больших нагрузках.
Исходым материалом для триплекса служит сырое стекло, полученное флоат-методом. Ламинирование или закалка придают стеклу прочность, в несколько раз превышающую прочность обычного стекла. Ламинирование – метод вакуумного прессования пакета из листов стекла и пленки ПВБ (бутафоль-поливинилбутерали). При этом материал подвергается воздействию высокой температуры. В результате получается высокопрочное огнестойкое безопасное стекло с отличными оптическими свойствами.
Бесчисленные варианты
Безопасное стекло имеет множество вариантов применения. Можно привести лишь неполный список:
• прозрачные перекрытия,
• прозрачный декоративный пол (над аквариумом, над декорацией и пр.),
• стеклянные перегородки,
• стеклянные двери,
• стеклянные мебельные фасады (раздвижные двери, створки, гнутые панели),
• витрины, декоративные элементы барных и административных стоек,
• стеклянные элементы ограждения,
• полки, столы, подставки из стекла,
• мансардные окна,
• остекление балконов,
• оранжереи и теплицы,
• душевые кабины,
• телефонные будки,
• остекление аквариумов и подводных построек,
• безопасные стекла специального назначения.
Стекло – материал, обладающий большим конструктивным и эстетическим потенциалом, и применение безопасного стекла позволяет реализовать этот потенциал в наибольшей мере.

Из истории производства стекла в России.

Из истории производства стекла в России.

Основное развитие производства стекла принято связывать с эпохой Петра I, создавшего в начале 18 века в Москве на Воробьевых горах образцовый завод-школу. Немаловажную роль в развитии данного производства в России сыграл великий русский ученый М. В. Ломоносов. Его экспериментальные опыты и теоретические труды, вместе с глубоким убеждением, что процесс производства стекла способен поднять экономику страны и значительно повлиять на развитие в ней культуры, сыграли свою роль — к середине 18 века отечественная стекольная промышленность вышла на высокий уровень по качеству производимой продукции. Есть данные, подтверждающие, что именно в этот период наша страна начала экспортировать определенные виды стеклянных изделий в иностранные государства. В связи с активным развитием капитализма во второй половине 19 века в стране было уже 173 стекольных завода. А несколькими десятилетиями позже, когда в государстве появились более усовершенствованные и высокопроизводительные стеклоформующие аппараты, способные вырабатывать дешевое листовое стекло, производство вступило на путь индустриального развития стекла. С усовершенствованием промышленного оборудования у человечества появилась возможность производить все новые виды различных стеклянных изделий, например, в стране началось производство высокопрочного стекла, небьющегося стекла, жаростойкой посуды и мн. др. Тем не менее, массовый выпуск новых видов стеклоизделий был налажен лишь после того как технологический процесс стал полностью механизированным. Произошло это в первой половине 20 века, после Октябрьской революции. В стране были созданы новые технически-механизированные заводы: Дагестанский, Константиновский, им. Дзержинского и т.д. Кроме этого, большая часть действующих на тот момент крупных предприятий были реконструированы. В купе, эти меры обеспечили ощутимый рост стекольного производства со значительным расширением ассортимента выпускаемой на заводах продукции. В Сталинское время стекольная промышленность становится передовой отраслью народного хозяйства. В настоящий момент доступность сырьевых ресурсов и сравнительно невысокая энергозатратность стекольного производства создают благоприятные условия к дальнейшему развитию этой отрасли промышленности в России.

Градирни для производства стекла | Градирни для стекольного завода

Стекло – повсеместно используемый материал, получаемый путем обработки кварцевого песка. Технология производства стекла достаточно проста и хорошо изучена, но одновременно с тем для получения качественной продукции требуется тонко настроенное оборудование, в числе которого эффективная система охлаждения, способная работать в различных режимах. Суть процесса производства стекла заключается в нагреве песчаной массы и содержащихся в ней структурных компонентов до температуры плавления с последующей механической обработкой и быстрым охлаждением. Применение вентиляторных градирен является одним из основных условий для получения качественной продукции, высокий спрос на которую будет гарантирован.

Место градирен в производстве стекла

В настоящее время производители используют два основных технологических решения при производстве стекла. Разница между ними заключается в обработке расплавленной стекломассы для получения ровного листа. В первом случае расплав подвергается механической раскатке, проходя между двух прессовочных валиков. Во втором случае масса выстилается поверх расплавленного олова и охлаждается, после чего повторно обжигается для улучшения характеристик прочности. Несмотря на более высокий уровень сложности, первый технологический метод получил более широкое распространение, так как позволяет получить продукт, отличающийся по ряду характеристик, в числе которых:
  • показатель прочности;
  • минимум оптических дефектов;
  • максимум эффективности;
  • идеально гладкая поверхность;
  • меньшее количество технологических этапов;
  • отсутствие необходимости повторной обработки готовой продукции.
Основным сырьем в стеклодельном производстве является песок, смешиваемый с кальцийсодержащими компонентами, содой и специальными добавками, в качестве которых могут выступать осветлители, стабилизаторы, красители и т.д. Первым этапом производства является заготовка шихты, на котором смешиваются все необходимые компоненты в нужной пропорции. Далее сухая сыпучая смесь отправляется на участок варки, где доводится до температуры расплавления в специальных котлах. Добавление на этапе варки стекла дополнительных компонентов, например, бора и различных щелочей, позволяет изменить структуру конечного продукта и сделать стекло более прочным, жаростойким или придать другие дополнительные характеристики. Всего существует более десятка основных разновидностей стекла, изготавливаемых на современных производствах. Проваренная стекломасса, покидая чан, отправляется на роликовый пресс, который формирует лист стекла заданной толщины. Спрессованный лист должен быть быстро охлажден и переправлен на участок резки, где будут формироваться отрезки заданной длины. Вентиляторные градирни обеспечивают максимально соответствующую температуру для охлаждения прокатного стеклянного листа. Благодаря датчикам и непрерывной подаче охлажденной воды из поддона накопителя температура охлаждающего участка поддерживается на оптимальном уровне и позволяет повысить скорость и объем производства. Также, использование замкнутой водооборотной системы позволяет осуществлять эффективное охлаждение механических узлов производственной линии, что снижает их износ и увеличивает срок службы.

Градирни NCT – блестящее будущее бизнеса

Компания NCT – отечественный производитель вентиляторных градирен с многолетним опытом работы и большой базой постоянных клиентов, который производит и реализует более 80-ти разновидностей промышленных охлаждающих систем. Градирни NCT позволят повысить эффективность стекольного производства и качество готовой продукции за счет применения современных электронных и программных компонентов. Наличие датчиков и встроенного поддона для охлаждаемой воды, гарантирует своевременную подачу теплообменной жидкости на участок охлаждения стекла. При этом инновационное антикоррозионное покрытие NCT Armour избавит производителя от непредвиденных сбоев, связанных с поломками водоподводящего оборудования, которые вызваны его износом.

Как производить стекло: процесс производства стекла

Процедуру, применяемую при производстве стекла, можно условно разделить на следующие пять этапов: (1) Сбор сырья (2) Подготовка партии (3) Плавление в печи (4) Изготовление (5) Отжиг.

Процесс производства стекла № 1. Сбор сырья:

В зависимости от типа производимого стекла собирается подходящее сырье. Таблица 14-1 показывает сырье, необходимое для каждого типа стекла.

В дополнение к сырью для каждого типа стекла также добавляются стеклобой и обесцвечиватели.

Стеклобой указывает на отходы стекла или осколки битого стекла. Они повышают плавкость стекла и предотвращают потерю щелочи за счет улетучивания во время реакции образования нового стекла. Они также снижают стоимость.

Сырье обычно содержит следы соединений железа. Оксид железа придает стеклу зеленый цвет, а оксид железа придает очень светло-желтый оттенок.Чтобы избежать таких эффектов, добавляют обесцвечиватели. В качестве обесцвечивающих веществ обычно используются оксид сурьмы (Sb 2 O 3 ), оксид мышьяка (AS 2 O 3 ), оксид кобальта (CoO), диоксид марганца (MnO 2 ) и оксид никеля. (НиО).

Процесс производства стекла № 2. Подготовка партии:

Сырье, стеклобой и обесцвечиватель тонко измельчаются в шлифовальных машинах. Эти материалы тщательно взвешиваются в правильных пропорциях перед смешиванием.Смешивание этих материалов проводят в смесительных машинах до получения однородной смеси. Такая однородная смесь называется шихтой или фриттой и берется для дальнейшего процесса плавки в печи.

Процесс производства стекла # 3. Плавление в печи:

Шихту плавят либо в котловой печи, либо в ванновой печи. Нагрев продолжают до тех пор, пока не прекратится выделение углекислого газа, кислорода, сернистого газа и других газов.

(i) Горшечная печь:

В этой печи горшки используются как единое целое. Типичный тигель для плавки стекла показан на рис. 14-1.

Горшок — сосуд из шамота. Этот процесс напоминает процесс тигельной стали. Эти горшки помещаются в специально подготовленные отверстия в печи. Загрузочные и сборные дверцы выступают наружу, чтобы можно было удобно добавлять сырье и вынимать расплавленное стекло.

Горшки наполнены сырьем.Топка топится генераторным газом. Когда масса расплавится, ее вынимают из котелка и берут на следующую операцию изготовления. Плавка стекла в горшковых печах является прерывистым процессом. Он используется для одновременной плавки небольшого количества стекла или для подготовки специальных видов стекла.

(ii) Резервуарная печь:

Эта печь напоминает отражательную печь, используемую для пудлинга кованого железа. На рис. 14-2 показано сечение резервуарной печи, приспособленной для плавки стекла.Он построен из армированной кладки. Крыше придана особая форма, чтобы отражать пламя раскаленного газа.

Порты предназначены для ввода предварительно подогретого генераторного газа. Двери предусмотрены для загрузки и выгрузки стекломассы. Мост разделяет танк на два неравных отсека.

Партия нагревается в большом отделении и содержит нечистое стекло. Она течет через отверстие моста в маленькое отделение. Желчные или плавающие примеси собираются в верхней части большого отсека.На внутреннюю поверхность резервуара нанесена огнеупорная футеровка.

Резервуар заполнен сырьем. Печь нагревается за счет пропуска генераторного газа через порты. Загрузка сырья и выемка расплавленной массы происходят одновременно. Это непрерывный процесс, и он используется для одновременной плавки большого количества стекла.

Процесс производства стекла № 4. Изготовление:

На этом этапе расплавленному стеклу придается подходящая форма.Это может быть сделано вручную или на машине. Ручное производство адаптировано для мелкосерийного производства, а машинное – для крупносерийного производства.

Ниже приведены различные способы изготовления:

(i) Продувка

(ii) Литье

(iii) Чертеж

(iv) Прессование

(в) Прокатный

(vi) Прядение.

(i) Продувка:

Для этого используется паяльная трубка.Его диаметр составляет около 12 мм, а длина около 1,80 м. Один конец паяльной трубки погружают в расплавленную массу стекла и извлекают кусок массой около 50 Н. Затем этот кусок стекла будет до некоторой степени удлиняться под собственным весом.

Затем оператор энергично дует с другого конца продувочной трубы. Это также можно сделать с помощью воздушного компрессора. Этот обдув заставляет расплавленную массу принимать форму цилиндра. Затем он нагревается в течение нескольких секунд и снова продувается.

Продувку и нагрев продолжают до образования цилиндра требуемых размеров. Затем его помещают на железную пластину и отсоединяют от выдувной трубы. Затем цилиндр разрезают вертикально алмазом. Он падает в тонкую пластину под действием силы тяжести.

(ii) Литье:

Расплавленное стекло заливают в формы и дают ему медленно остыть. Этим методом можно изготовить большие куски стекла простой конструкции. Также принято для подготовки зеркал, линз и т.д.

(iii) Чертеж:

Этот процесс заключается в простом вытягивании расплавленного стекла вручную или с помощью механического оборудования. Железный брусок погружают боком в расплавленную массу стекла. Он поднимается горизонтально и при этом ловит лист расплавленного стекла. Затем этот лист пропускают через большой вращающийся ролик. Ролик помогает расплавленному стеклу растекаться в виде тонкого листа.

(iv) Прессование:

В этом процессе расплавленное стекло заливается в формы.Давление может быть приложено вручную или с помощью механических средств. Этот процесс применяется для декоративных изделий, полых стеклянных изделий и т. д.

(в) Прокат:

Существует два метода прокатки. В одном методе расплавленную массу стекла пропускают между тяжелыми железными роликами и получают плоскую стеклянную пластину одинаковой толщины. В другом методе расплавленную массу стекла выливают на плоский литейный стол из чугуна, а затем раскатывают с помощью тяжелого железного валика.

(vi) Прядение:

В этом процессе расплавленное стекло вращается на высокой скорости с помощью машины для формирования очень тонких стеклянных волокон. Это стекло имеет прочность на растяжение, равную прочности мягкой стали. Он не выцветает, не распадается и не сжимается. Не подвергается воздействию кислот, огня и вредителей. Он очень мягкий и гибкий. Он используется для обеспечения изоляции от тепла, электричества и звука.

Процесс производства стекла # 5. Отжиг:

Стеклянные изделия после изготовления должны охлаждаться медленно и постепенно.Этот процесс медленного и равномерного охлаждения стеклянных изделий известен как отжиг стекла.

Отжиг стекла – очень важный процесс. Если стеклянным изделиям дать возможность быстро остыть, поверхностный слой стекла остывает первым, так как стекло является плохим проводником тепла. Внутренняя часть остается сравнительно горячей и поэтому находится в состоянии напряжения. Следовательно, такие стеклянные изделия разбиваются на куски при очень незначительных ударах или потрясениях.

Ниже приведены два метода отжига:

(i) Обработка дымохода

(ii) Обработка в печи.

(i) Обработка дымохода:

В этом методе предусмотрен длинный дымоход, конструкция которого обеспечивает постепенное снижение температуры от одного конца дымохода к другому. Раскаленные изделия из стекла впускают в горячий конец дымохода и медленно перемещают по бегущим лентам. Они становятся прохладными, когда достигают прохладного конца дымохода. Этот метод подходит для крупносерийного производства.

(ii) Обработка в печи:

В этом методе каленые стеклянные изделия помещают в печи, в которых предусмотрен контроль температуры.После помещения изделий в печи температуру медленно снижают. Этот метод подходит для мелкосерийного производства.

Производство стекла – обзор

9.4.6 Рекуперация тепла на стекольных заводах с циклами питания ORC

Производство стекла также является энергоемкой отраслью. Это включает производство тарного стекла (бутылок), листового или листового стекла (флоат-процесс), стекловолокна, специального стекла и вторичных изделий из стекла.Данные из Европы показывают, что произошло резкое улучшение энергоэффективности. В то время как в 1960 г. энергоемкость в стекольной промышленности составляла 35 ГДж/т продукта, самые последние данные показывают 8 ГДж/т, снижение на 77% [28,31,32]. Тем не менее, есть возможности для улучшения за счет рекуперации отработанного тепла (WHR).

Варианты WHR, подходящие для стекольной промышленности, включают производство электроэнергии, производство пара или горячей воды, рекуперацию, предварительный нагрев природного газа и предварительный нагрев шихты/стеклобоя.На практике было установлено, что системы ORC являются хорошим вариантом с большими возможностями в стекольной промышленности [28].

Основным сырьем для производства стекла сегодня, как и в течение 7000 лет, является песок. На рис. 9.26 показана блок-схема всей линии по производству стекла, включая систему рекуперации отходящего тепла. Отличное видео об изготовлении листового стекла флоат-методом (или флоат-стеклом), изобретенным сэром А. Пилкингтоном, можно найти по адресу Ref. [34].

Рис.9.26. Процессы производства стекла. Сырье включает песок (в основном), кальцинированную соду и известняк; стеклобой представляет собой переработанное стекло из ранее использованного материала и битого стекла в производственном процессе. Плавление и рафинирование являются наиболее энергоемкими этапами производства, измененными из [33].

Плавильные печи являются основными потребителями энергии, на них приходится более 75% всей необходимой энергии. Плавка осуществляется за счет сжигания топлива, обычно природного газа, электрического нагрева или их комбинации.Наличие отработанного тепла очевидно, учитывая, что плавильные печи имеют КПД 50–60%; потери тепла через стены и потери с дымовыми газами составляют 20–25 % и 25–35 % потерь соответственно [28]. Подсчитано, что внутренние модификации компонентов системы могут привести к общей экономии энергии на 20–25%, в основном за счет усовершенствований в областях плавки и рафинирования [35].

В качестве средства снижения удельного энергопотребления и, следовательно, выбросов CO 2 при производстве стекла используется широко проверенный метод, позволяющий использовать отходящее тепло выхлопных газов, теплосодержание которых обычно составляет около 25–30 % тепла печи. энерговклад.Температура отходящих газов после регенераторов воздуха составляет 400–500 °С, а в рекуператорах воздухонагревательных печей может достигать 700 °С и выше, тогда как на кислородных стекловаренных печах наблюдаются температуры выше 1100 °С. Для температур WH 450–500 ° C системы ORC и системы парового цикла Ренкина могут демонстрировать тепловую эффективность цикла 15–19%. По приблизительным оценкам, завод по производству стекла мощностью 500 тонн в день будет иметь потенциал для электростанции ORC WH мощностью 1 МВт. В Таблице 9.4 приведены некоторые сведения о двух стекольных заводах WH в Италии [28].

Таблица 9.4. Примеры ВТ электростанций на стекольных заводах Италии [28].

Местоположение Power, Mwe Год стартового до Владелец завода STALL TYPE
Cuneo
Cuneo 1.3 2012 GEA Bischoff / AGC Float Glass
Villotta di Chions (PN) 0,5 2015 BDF Industries Контейнерное стекло

Дополнительные источники 24,36–38].

Производство стекла и устойчивое развитие | glassonweb.com

Производство стекла или, если быть точным, расплавленного стекла, несомненно, очень энергоемко. прибл. 6800 тонн стекла, произведенного в Германии в 2015 году, потребляют почти 18,50 тераватт-часов энергии. Для сравнения: в 2019 году вся выработка электроэнергии в Германии составила около 607 тераватт-часов. Только при производстве электроэнергии в этой стране было выброшено почти 273 миллиона тонн CO2.

На долю тарного стекла 44% приходится чуть менее половины энергии, потребляемой при производстве стекла.прибл. 29% энергии было использовано для производства листового стекла и еще 11% для его обработки. Остальное потребление пришлось на производство стекловолокна и специального стекла. Львиная доля энергии, необходимой чуть менее 80%, приходится на технологическое тепло, которое преимущественно получают из природного газа. Кроме того, электричество необходимо для электроприводных машин и электрического форсирования плавки.

При производстве стекла необходимо поддерживать постоянную температуру. Только так можно обеспечить постоянное высокое качество готовой продукции согласно Федеральной ассоциации стекольной промышленности (Bundesverband Glasindustrie e.В. (Б.В. Глас)). На этом фоне постоянное энергоснабжение стабильного качества является обязательным, поскольку производство стекла является непрерывным процессом 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году.

В связи с продолжающимся энергетическим переходом и желаемой декарбонизацией в настоящее время рассматриваются и изучаются различные альтернативы природному газу. В Германии, например, один производитель тарного стекла построит первый гибридный кислородно-топливный плавильный котел, который может работать на 80% возобновляемых источников энергии. Цель состоит в том, чтобы сократить выбросы CO2 при плавке на 50 %.

Проект был инициирован европейской стекольной промышленностью и финансируется ЕС. BV Glas запустила проект на национальном уровне, в котором рассматривается, подходит ли водород (Power to X) для добавления или даже замены природного газа. Например, можно было бы рассмотреть даже использование биогенного топлива на основе биогаза, но это проблематично из-за высоких требований и необходимости постоянного качества.

 

Высокое загрязнение пылью, связанное с производством

Кроме того, при плавке стекла также образуется мелкая пыль в результате очистки отходящих газов и мелкие зерна при регенерации стеклобоя.В Германии процент вторичного использования стеклянных отходов колеблется от примерно 60% для белого стекла до почти 95% для зеленого стекла. В принципе, стекло — это материал, который можно многократно перерабатывать на 100 % без потери качества.

Однако полученную пыль пока нельзя было расплавить и использовать для производства, поскольку это привело бы к большому скоплению пыли в камерах сгорания и регенератора и, следовательно, к нарушению технологических процессов и повреждению установок. В рамках программы экологических инноваций было найдено решение этой проблемы, и был профинансирован завод у баварского производителя стекла для напитков и пищевой промышленности.На этом заводе мелкая пыль прессуется в брикеты, а затем полностью автоматически подается в плавильную ванну вместе со стеклобоем и первичным сырьем. Это сокращает отходы примерно на 25 000 тонн в год и экономит примерно такое же количество первичного сырья.

Не менее важным, чем защита климата и устойчивость, включая соблюдение Парижского соглашения по климату, является, конечно же, поддержание конкурентоспособности и/или дальнейший экономический рост этой отрасли. Для согласования обеих этих целей существуют различные стратегии и концепции, такие как «IN4climate.NRW», запущенная правительством Северного Рейна-Вестфалии, или сеть энергоэффективности «GlasNET 2.0», сеть компаний стекольной промышленности под эгидой Сети энергоэффективности федерального правительства.


Глядя на эти раскаленные стеклянные бутылки, становится очевидным, что производство стекла очень энергоемкое.
Фото: Федеральная ассоциация стекольной промышленности

 

Краткосрочная точная настройка процессов переработки

Важным компонентом улучшения защиты окружающей среды и устойчивого развития является постоянное расширение отрасли переработки.Здесь также вступает в игру аспект экономии ресурсов. Несмотря на полностью функционирующие циклы материалов, переработка стекла все еще имеет некоторые области, которые требуют изучения с нуля. В качестве примера можно привести следующий пример крупномасштабного завода по разборке электронно-лучевых трубок от телевизоров.

Внедрение современных дисплеев с использованием LCD, LED, плазменных и 3D-технологий повлекло за собой быструю замену старых ЭЛТ-телевизоров и мониторов за последние годы – а, следовательно, более 160 000 тонн бывших в употреблении телевизоров в год.Сегодня выбрасывается лишь небольшое количество комплектов ЭЛТ, но в наши дни мы сталкиваемся с вопросом, как найти эффективное использование стеклянных трубок с покрытием, которые обычно рассматриваются как опасные отходы.

В середине 1990-х ZME Elektronik Recycling GmbH уже ввела в эксплуатацию завод, который мог сортировать до 500 000 туб и распределять материалы по соответствующим типам стекла для дальнейшей переработки. Завод был чем-то особенным, потому что системы для обработки и очистки электронно-лучевых трубок, так называемые линии удаления покрытия, не были доступны в качестве стандартных решений в машиностроении и производстве оборудования.Накопленный тогда опыт послужил основой для проектирования более крупного и современного завода, введенного в эксплуатацию в 2007 году.

Цель переработки телевизионных трубок состояла в том, чтобы сохранить сырье, включенное в стеклянную матрицу, такое как свинец, барий, стронций и т. д. Сегодня это сырье все чаще извлекается, и трубки практически не покрыты. Многоразовое стекло кинескопа требует очень мало энергии для повторного плавления и, следовательно, экономит от 10% до 15% необходимой тепловой энергии.Более того, осмысленная переработка помогла убрать стекло из телевизионных трубок с других «путей переработки», таких как дорожное строительство или строительство, а также сделала излишними свалки.

Этот пример показывает, что практически каждая техническая разработка требует собственной концепции утилизации.

промышленное стекло | Британика

промышленное стекло , также называемое архитектурным стеклом , твердый материал, обычно блестящий и прозрачный на вид, демонстрирующий высокую прочность при воздействии природных элементов.Эти три свойства — блеск, прозрачность и долговечность — делают стекло предпочтительным материалом для таких предметов домашнего обихода, как оконные стекла, бутылки и лампочки. Однако ни одно из этих свойств по отдельности, ни все вместе они не достаточны и даже не необходимы для полного описания стекла. Согласно современным научным представлениям, стекло — это твердый материал, имеющий атомную структуру жидкости. Говоря более подробно, следуя определению, данному в 1932 году физиком У.Х.Захариасен, стекло представляет собой протяженную трехмерную сеть атомов, образующих твердое тело, в котором отсутствует дальнодействующая периодичность (или повторяющееся упорядоченное расположение), типичное для кристаллических материалов.

Обычно стекло образуется при охлаждении расплавленной жидкости таким образом, что предотвращается упорядочение атомов в кристаллическое образование. Вместо резкого изменения структуры, которое происходит в кристаллическом материале, таком как металл, при его охлаждении ниже точки плавления, при охлаждении стеклообразующей жидкости происходит непрерывное застывание жидкости до тех пор, пока атомы практически не замерзнут. более или менее случайное расположение, подобное тому, которое они имели в жидком состоянии.И наоборот, при приложении тепла к твердому стеклу происходит постепенное размягчение структуры, пока оно не достигнет жидкого состояния. Это монотонно изменяющееся свойство, известное как вязкость, позволяет изготавливать стеклянные изделия в непрерывном режиме, при этом сырье расплавляется до однородной жидкости, доставляется в виде вязкой массы к формовочной машине для изготовления конкретного изделия, а затем охлаждается до твердого состояния. и жесткое состояние.

В этой статье описаны состав и свойства стекла и его образование из расплавленных жидкостей.В нем также описываются процессы промышленного производства стекла и формовки стекла, а также рассматривается история производства стекла с древних времен. При этом основное внимание в статье уделяется составу и свойствам оксидных стекол, которые составляют основную часть товарного тоннажа стекла, а также традиционным методам производства стекла методом термоплавления или плавления стекла. Однако внимание также уделяется другим неорганическим стеклам и менее традиционным производственным процессам.

Подробное описание физики стеклообразного состояния см. в статье Аморфное твердое тело.Полное описание различных художественных применений стекла см. Витражи и изделия из стекла .

Составы стекла и применения

Из различных семейств стекла, представляющих коммерческий интерес, большинство основано на кремнеземе или диоксиде кремния (SiO 2 ), минерале, который в большом количестве встречается в природе, особенно в кварце и прибрежных песках. Стекло, изготовленное исключительно из кварца, известно как кварцевое стекло или стекловидный кварц. (Его также называют плавленым кварцем, если он получен в результате плавления кристаллов кварца.) Кварцевое стекло используется там, где требуется высокая рабочая температура, очень высокая стойкость к тепловому удару, высокая химическая стойкость, очень низкая электропроводность и хорошая прозрачность для ультрафиолетового излучения. Однако для большинства стеклянных изделий, таких как контейнеры, окна и лампочки, основными критериями являются низкая стоимость и хорошая долговечность, и стекла, которые лучше всего соответствуют этим критериям, основаны на системе натрий-известь-кремнезем. Примеры этих стекол показаны в таблице Состав репрезентативных оксидных стекол.

Состав репрезентативных оксидных стекол
оксидный ингредиент (проценты по массе)
стеклянная семья стеклянная аппликация диоксид кремния
(SiO 2 )
сода
(Na 2 O)
известь
(CaO)
глинозем
(Al 2 O 3 )
магнезия
(MgO)
стекловидный кварц печные трубы, кремниевые плавильные тигли 100.0
натриево-известковый силикат окно 72,0 14.2 10,0 0,6 2,5
контейнер 74.0 15,3 5.4 1,0 3,7
лампочка и трубка 73,3 16,0 5.2 1,3 3,5
посуда 74.0 18,0 7,5 0,5
боросиликат натрия химическая посуда 81,0 4,5 2.0
свинцово-щелочной силикат свинцовый «хрусталь» 59.0 2.0 0,4
телевизионная воронка 54,0 6,0 3.0 2.0 2.0
алюмосиликат стеклянная галогенная лампа 57.0 0,01 10,0 16,0 7,0
стекловолокно «Е» 52,9 17,4 14,5 4.4
оптический «Корона» 68.9 8,8
оксидный ингредиент (проценты по массе)
стеклянная семья стеклянная аппликация оксид бора
2 О 3 )
оксид бария
(BaO)
оксид свинца
(PbO)
оксид калия
2 О)
оксид цинка
(ZnO)
стекловидный кварц печные трубы, кремниевые плавильные тигли
натриево-известковый силикат окно
контейнер след 0.6
лампочка и трубка 0,6
посуда
боросиликат натрия химическая посуда 12.0
свинцово-щелочной силикат свинцовый «хрусталь» 25,0 12,0 1,5
телевизионная воронка 23.0 8,0
алюмосиликат стеклянная галогенная лампа 4.0 6,0 след
стекловолокно «Е» 9.2 1,0
оптический «Корона» 10.1 2,8 8.4 1,0

После диоксида кремния многие «натриево-известковые» стекла содержат в качестве основных компонентов соду или оксид натрия (Na 2 O; обычно получают из карбоната натрия или кальцинированной соды) и известь или оксид кальция (CaO; обычно полученный из обожженного известняка).К этой основной формуле могут быть добавлены другие ингредиенты для получения различных свойств. Например, добавляя фторид натрия или фторид кальция, можно получить полупрозрачный, но не прозрачный продукт, известный как опаловое стекло. Еще одним вариантом на основе диоксида кремния является боросиликатное стекло, которое используется там, где требуется высокая стойкость к тепловому удару и высокая химическая стойкость, например, в химической посуде и автомобильных фарах. В прошлом посуда из свинцового «хрусталя» изготавливалась из стекла, содержащего большое количество оксида свинца (PbO), что придавало изделию высокий показатель преломления (отсюда блеск), высокий модуль упругости (отсюда звонкость, или «звонкость»). »), и большой рабочий диапазон температур.Оксид свинца также является основным компонентом стеклянных припоев или герметиков для стекол с низкими температурами обжига.

Другими стеклами на основе кремнезема являются алюмосиликатные стекла, которые занимают промежуточное положение между стекловидным кварцем и более распространенными натриево-известково-кремнеземными стеклами как по термическим свойствам, так и по стоимости; стекловолокна, такие как стекло E и стекло S, используемые в армированных волокном пластмассах и в теплоизоляционной вате; и оптические стекла, содержащие множество дополнительных основных компонентов.

Без кремнезема

Оксидные стекла не на основе кремнезема не имеют большого коммерческого значения.Как правило, это фосфаты и бораты, которые в некоторой степени используются в биорассасывающихся продуктах, таких как хирургическая сетка и капсулы с пролонгированным высвобождением.

Неоксидные стекла

Стекла из фторида тяжелых металлов

Из неоксидных стекол фторидные стекла тяжелых металлов (HMFG) имеют потенциальное применение в телекоммуникационных волокнах благодаря их относительно низким оптическим потерям. Однако они также чрезвычайно трудно формируются и имеют низкую химическую стойкость. Наиболее изученной ГМФГ является так называемая группа ZBLAN, содержащая фториды циркония, бария, лантана, алюминия и натрия.

Стекловидные металлы

Другой неоксидной группой являются стекловидные металлы, образованные высокоскоростной закалкой жидких металлов. Возможно, наиболее изученным стеклообразным металлом является соединение железа, никеля, фосфора и бора, которое имеется в продаже как Metglas (торговая марка). Он используется в гибком магнитном экранировании и силовых трансформаторах.

Последний класс неоксидных, некристаллических веществ составляют халькогениды, которые образуются при сплавлении халькогенных элементов серы, селена или теллура с элементами V группы ( e.г., мышьяк, сурьма) и IV группа ( например, германий) таблицы Менделеева. Благодаря своим полупроводниковым свойствам халькогениды нашли применение в устройствах пороговой и запоминающей коммутации, а также в ксерографии. Родственным конечным членом этой группы являются элементарные аморфные твердые полупроводники, такие как аморфный кремний (a-Si) и аморфный германий (a-Ge). Эти материалы являются основой большинства фотогальванических приложений, таких как солнечные элементы в карманных калькуляторах. Аморфные твердые тела имеют жидкостный атомный порядок, но не считаются настоящими стеклами, потому что они не демонстрируют непрерывного перехода в жидкое состояние при нагревании.

В некоторых стеклах можно добиться определенной степени кристаллизации нормально случайной атомной структуры. Стекловидные материалы, обладающие такой структурой, называются стеклокерамикой. Коммерчески используемая стеклокерамика — это стеклокерамика, в которой высокая плотность неориентированных кристаллов одинакового размера была достигнута в объеме материала, а не на поверхности или в отдельных областях. Такие продукты неизменно обладают прочностью, намного превышающей прочность исходного стекла или соответствующей керамики.Яркими примерами являются посуда для приготовления пищи Corning Ware (торговая марка) и зубные имплантаты Dicor (торговая марка).

В дополнение к стеклокерамике полезные изделия из стекла могут быть изготовлены путем смешивания керамических, металлических и полимерных порошков. Большинство продуктов, изготовленных из таких смесей или композитов, обладают свойствами, которые представляют собой комбинации свойств различных ингредиентов. Хорошими примерами композитных изделий являются пластмассы, армированные стекловолокном, для использования в качестве прочных эластичных твердых материалов, а также толстопленочные проводники, резисторы и диэлектрические пасты с заданными электрическими свойствами для упаковки микросхем.

В природе встречается несколько неорганических стекол. К ним относятся обсидианы (вулканические стекла), фульгариты (образованные ударами молнии), тектиты, найденные на суше в Австралазии, и связанные с ними микротектиты со дна Индийского океана, молдавиты из Центральной Европы и стекло Ливийской пустыни из западного Египта. Благодаря своей чрезвычайно высокой химической стойкости под водой композиции микротектита представляют значительный коммерческий интерес для иммобилизации или преобразования опасных отходов.

Vitro Architectural Glass устанавливает системы контроля качества ISRA VISION

Ведущий поставщик изделий из стекла в Северной Америке оптимизирует обеспечение качества стекла с покрытием с помощью ISRA P 2 – серия продуктов

Ведущее в отрасли производство стекла с покрытием: Vitro Architectural Glass устанавливает системы контроля качества ISRA VISION

Атланта (Джорджия) / Чесвик (Пенсильвания) – Vitro Architectural Glass усиливает процесс обеспечения качества, устанавливая четыре новые системы оптического контроля от ISRA VISION.Североамериканский стекольный гигант решил вывести контроль стеклянных листов с покрытием Magnetron на новый уровень: используя полностью автоматизированные системы P 2 -Coating и P 2 -Color, Vitro обеспечивает практически идеальные стеклянные поверхности – для продуктов. без мусора, царапин, неоднородностей покрытия и многих других дефектов, возникающих при нанесении низкоэмиссионных покрытий.

Цель

Vitro — обеспечить высочайшее качество архитектурного стекла с покрытием в отрасли, что побудило компанию начать поиск способа обеспечения стабильного качества на всех производственных площадках.Установка систем покрытия P 2 означала решение нескольких проблем с помощью одного решения: «Системы PowerPlate сделали качество продукции более стабильным изо дня в день и на всех наших производственных линиях», — объясняет Джо Кепфингер, старший инженер компании Vitro. . По словам Кёпфингера, удалось также успешно сократить производственные отходы.

В стандарте

ISRA используется самая передовая технология контроля с помощью камеры, которая выявляет даже самые незначительные отклонения или дефекты, приводящие к проблемам с производством и качеством.Используя несколько камер и источников света, расположенных по обеим сторонам стекла, P 2 -Coating сканирует поверхность стекла для выявления дефектов гораздо точнее и эффективнее, чем при ручном осмотре. Когда критерии отбраковки превышены, весь кусок отбрасывается.

«Кроме того, эти системы помогли оптимизировать циклы технического обслуживания и ремонта вакуумных установок для нанесения покрытий, а наш исследовательский отдел использует данные систем контроля, чтобы лучше понять факторы, которые приводят к проблемам с производством.Этот многократный потенциал экономии приводит к очень быстрой окупаемости инвестиций.

Будучи ценным клиентом на протяжении многих лет, компания Vitro подтвердила лучшие в своем классе технологии и надежную поддержку клиентов ISRA на собственном опыте. «Команда ISRA Vision всегда оказывала большую поддержку во время установки, настройки системы и решения любых проблем», — добавляет Копфингер. Поэтому компания обратилась к мировому лидеру в области машинного зрения для установки систем контроля на четырех линиях нанесения покрытий Vitro.

POWERPLATE или P 2 -Coating — это полностью автоматизированное решение для контроля стекла с покрытием, которое делает ручной контроль устаревшим. Это позволяет успешно распознавать дефекты покрытия, такие как точечные отверстия и дуговые дефекты, а также краевые дефекты, такие как раковины, во время контроля в процессе и вплоть до микронного диапазона. Комбинация многоракурсной, многорежимной и многоспектральной технологий обеспечивает превосходные результаты контроля. Предоставляя подробную информацию о дефектах, системы контроля ISRA позволяют напрямую оценивать качество процесса.Результат: оптимизированная обработка, снижение эксплуатационных расходов и повышение рентабельности. Используя специальные высококачественные камеры, прогрессивный захват кадров и мощную подсветку белого света в сочетании с современным программным обеспечением для обнаружения и оценки, системы P 2 обеспечивают высококачественный контроль продукции и производительность.

Виды производства стекла: прокатное и фальцованное

Рулонное стекло

Тип стекла, называемый рулонным стеклом , производится путем заливки расплавленного стекла (нагретого до 1050 градусов по Цельсию!) на стальной лист и его выравнивания с помощью большого тяжелого металлического цилиндра, называемого валиком.После прокатки стекло охлаждают водой примерно до 850 градусов Цельсия, а затем отжигают или дают ему очень медленно охладиться до комнатной температуры в контролируемой среде, чтобы оно не охлаждалось слишком быстро, что может сделать его хрупким. Некоторое количество рулонного стекла производится на двойном роликовом столе , который прессует расплавленное стекло между двумя роликами. Толщину стекла можно регулировать, изменяя зазор между роликами. Рулонное стекло, как правило, имеет узорчатую поверхность, оно не является полностью плоским или прозрачным.Выравнивание стекла двойным валиком позволяет получить более ровную поверхность стекла.

Один из видов рулонного стекла называется непрозрачное стекло . На его поверхность вдавлен узор, и он используется как в декоративных целях, так и в целях обеспечения конфиденциальности. Рулонное стекло используется в художественных и архитектурных целях. Люди, которые работают с современными витражами, иногда используют плоские сегменты стекла, изготовленные методом катания.

Глянцевое стекло

Другой метод изготовления стекла приводит к продукту, называемому гальваническим стеклом. Матовое стекло выдувается из двух видов стекла: основы из прозрачного стекла и внешнего тонкого слоя цветного стекла. Вот как это делается. Используя длинную стальную трубку для выдувания, человек собирает каплю расплавленного прозрачного стекла на конец трубы, а затем погружает эту каплю в расплавленное цветное стекло. Затем они дуют в трубу и расширяют это стекло до желаемой формы. Это распределяет очень тонкий слой цветного стекла по прозрачной поверхности.

Блестящая стеклянная картина с вырезанными украшениями, сквозь которые просвечивает прозрачное стекло

Зачем делать блестящее стекло? Что ж, прозрачное стекло со слоем цветного стекла более экономично, чем изготовление целого предмета из цветного стекла.Некоторые из добавок, которые создают цветное стекло, дороги. Например, красное стекло получают путем добавления оксида золота в смесь песка. Создание сверкающих стеклянных объектов позволяет этому красному стеклу идти дальше. Блестящее стекло также предлагает интересные декоративные возможности. Его можно вырезать или выгравировать, чтобы открыть прозрачный слой под ним. Рубиново-красные сверкающие стеклянные изделия являются популярными предметами коллекционирования, и вы, возможно, видели их в антикварном или сувенирном магазине.

Теперь вы знаете о двух способах изготовления стеклянных изделий.Можете ли вы найти в своем доме какие-либо предметы, изготовленные с использованием прокатанного стекла или полированного стекла?

Резюме урока

Существует множество способов изготовления стекла, которое считается аморфным твердым телом , поскольку оно содержит элементы как твердых, так и жидких веществ. Рулонное стекло изготавливается путем заливки расплавленного стекла на металлические листы и его расплющивания большим валиком. Стекло отжигают или медленно охлаждают, чтобы оно не стало хрупким. Некоторый прокат стекла производится на двойном роликовом столе , , который прижимает расплавленное стекло между двумя роликами. Непрозрачное стекло — это рулонное стекло, на которое впрессован узор. Стекло блестящее – декоративный вид стекла. Это делается путем сбора капли расплавленного прозрачного стекла на конец стальной трубы для выдувания, погружения его в расплавленное цветное стекло, а затем выдувания в желаемую форму. Полученный объект покрыт тонким слоем цветного стекла, которое можно разрезать или выгравировать, чтобы открыть прозрачный слой под ним.

Решения для производства стекла | Eurotherm by Schneider Electric

Решения для производства стекла | Eurotherm by Schneider Electric

Добро пожаловать на веб-сайт US

Мы обнаружили, что вы можете предпочесть сайт RU.Пожалуйста, используйте раскрывающийся список языков выше, чтобы изменить свой выбор, если это необходимо.

Оставайтесь на этой территории

Решения для процессов производства стекла

От простейшего одноконтурного управления до полномасштабной интеграции информации и распределенных систем управления по всему предприятию — Eurotherm может предоставить масштабируемые модульные решения, соответствующие вашим задачам и бюджету. По мере роста ваших требований новые модули могут быть легко включены в вашу существующую систему, интеграция является ключевой частью предложений Eurotherm.Наши продукты, аппаратное и программное обеспечение, предназначены для работы на нескольких коммуникационных платформах с возможностью подключения на всех уровнях.

Однако наиболее рентабельные результаты будут достигнуты при использовании компонентов портфолио Eurotherm, таких как продукты автоматизации Foxboro, интегрированные в системную платформу AVEVA (на платформе Wonderware). Они обеспечат точное управление, безопасную запись данных и высокую доступность системы с резервированием.

Этот сайт зарегистрирован на wpml.org как сайт разработки.

Файлы cookie и конфиденциальность

Наш веб-сайт использует файлы cookie, предоставленные нами и третьими сторонами. Некоторые файлы cookie необходимы для работы веб-сайта, в то время как другие могут быть изменены вами в любое время, в частности, те, которые позволяют нам понять производительность нашего веб-сайта, предоставить вам функции социальных сетей и улучшить работу с соответствующим контентом и Реклама. Вы можете принять их все или установить предпочтения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.