Технологический процесс изготовления стеклянных изделий
Традиционно, процесс изготовления стеклянных изделий состоит из следующих стадий:
- приготовление шихты;
- варка стекла;
- формование изделия;
- отжиг;
- обработка;
- сборка или соединение деталей;
- контроль качества;
- маркировка;
- упаковка.
Приготовление шихты. В зависимости от назначения стеклянных изделий сырье для его изготовления содержит различные оксиды и минералы.
Кремнезем, являющийся главной составной частью, вводят в шихту в виде кварцевого песка или молотого кварца с размером зерен 0,2–0,5 мм. Содержащиеся в сырье вредные примеси — соединения Сr и Fe придают стеклу желтовато-зеленый и зеленый цвет.
Для варки высококачественных бесцветных стекол песок очищают физическими и химическими способами.
В2О3 в шихту вводят в виде буры или Н3ВО3, Р2О5— в виде фосфатов или Н3РО4, А12О3— в виде глинозема, каолина, глины, полевого шпата или А1(ОН)3, Na2O — в виде Na2CO3, K2О — в виде K2СО3 или KNO3, СаО — в виде мела или известняка, ВаО — в виде ВаСО3, Ba(NO3)2 или BaSO4, MgO — в виде доломита или магнезита, Li2О — в виде Li2CO3 и природных минералов лепидолита или сподумена, РbО — в виде сурика, глета или силиката Рb.
С целью придания стеклу определенных потребительных свойств в шихту вводят вспомогательные материалы — осветлители, обесцвечиватели, красители, глушители, восстановители и др.
В качестве осветлителей применяют небольшие количества (NH4)2SO4, Na2SO4, NaCl, As2O3 и As2O5 в сочетании с (NH4)2NO3, плавиковый шпат.
Окрашивают стекло, добавляя в шихту красящие вещества. Желтую окраску стеклам придают СrО3, NiO, Fe2O3, зеленую — Сr2О3 и СuО, синюю — СuО и СоО, фиолетовую — NiO и Мg2О3, розовую — СоО, МgО и Se, коричневую — Fe2O3, FeS, красно-рубиновую — коллоидные Сu и Аu.
Варка стекла. Процесс получения однородного расплава условно разделяют на несколько стадий: образование силикатов, стеклообразование, осветление, гомогенизация, охлаждение.
Варку стекла традиционным методом осуществляют в многотонных стекловаренных печах ванного типа. Стекла специального назначения (оптические и некоторые медицинские) — варят в тиглях.
Чаще всего варку стекла проводят в печах непрерывного действия различных типов — электрических, газопламенных, газопламенных с дополнительным электроподогревом.
На первой стадии вследствие плавления эвтектических смесей и солей происходит образование силикатов и других промежуточных соединений, появляется жидкая фаза.
Силикаты и не прореагировавшие компоненты вместе с жидкой фазой представляют собой на этой стадии плотную спекшуюся массу. Для большинства силикатных стекол первый этап завершается при 1100–1200 ◦С.
На стадии стеклообразования при 1200–1250 ◦С растворяются остатки шихты, происходит взаимное растворение силикатов, удаляется пена и образуется относительно однородная стекломасса, насыщенная, однако, газовыми включениями, поскольку обычно шихта силикатных стекол содержит около 18 % химически связанных газов (СО2, SO2, O2 и др.).
На стадии осветления (1500–1600 ◦С, продолжительность — до нескольких суток) происходит удаление из расплава газовых пузырей. Для ускорения процесса используют добавки, снижающие поверхностное натяжение массы.
Одновременно с осветлением идет гомогенизация — усреднение расплава по составу. Наиболее интенсивно гомогенизация осуществляется при механическом перемешивании стекломассы мешалками из огнеупорных материалов.
На стадии охлаждения проводят подготовку стекломассы к формованию, для чего постепенно снижают температуру на 400–500 ◦С и достигают необходимой вязкости стеклянной массы.
Новые методы варки стекла стали развиваться в последнее время. Например, зольгель процесс, позволяет при значительно более низких температурах получать стекла высокой чистоты и однородности.
Другой метод заключается в гелировании золей, приготовленных из коллоидных дисперсий оксидов. Этим методом получают заготовки, трубы и волокна для оптических световодов и других элементов волоконной оптики.
При производстве пеностекла в шихту (или тонкоизмелъченный стеклянный бой) добавляют порообразователи, выделяющие при варке стекла газ и вспучивающие стеклянную массу. Вспенивают стекло при 700–800 ◦С (для обычной шихты) или 950–1150 ◦С (для шихты из глин, горных пород, нерудных ископаемых).
Формование осуществляют различными методами — прокаткой,прессованием, прессвыдуванием, выдуванием, вытягиванием и др. на специальных стеклоформующих машинах. Метод выбирают в зависимости от вида изделия.
- Управление комплексом маркетинговых коммуникаций
- Выбор схемы логистики
- Выбор стратегии продвижения нового препарата на рынке
- Создание лекарственного средства
- Разработка бизнес-планов
- Составление планов научных исследований
- Особенности стратегического планирования
- Анализ и интерпретация маркетинговых данных
- Изучение взаимодействия спроса и предложения
- Оформление отчета по практике по ГОСТу 2021/2022
- Оформление ВКР по ГОСТу
- Как составить бизнес-план своими силами
- Оформление эссе по ГОСТу
- Оформление презентации по ГОСТу
- Оформление статьи по ГОСТу
- Оформление дипломной работы по ГОСТ 2021/2022
- Оформление курсовой работы по ГОСТу
- Оформление контрольной работы по ГОСТу