Особенности технологических процессов при производстве стекла
Сегодня стекло является одним из самых популярных материалов. Оно применяется в строительстве, пищевой промышленности и других отраслях. Из него создается огромное количество вещей, без которых нельзя представить современную жизнь: окна, посуда, декор, мебель, зеркала, вазы и множество других. Существует множество материалов, используемых в качестве сырья для стекла, но основным является диоксид кремния или кремнезем.
Разновидности сырья для производства стекла
В промышленности под стеклом понимается не только тот материал, из которого сделаны окна. Существует много его видов, у каждого из которых свое назначение.
Процесс производства стекла известен людям с давних времен, но самые первые его образцы не отличались высоким качеством. Тогда люди не умели очищать сырье, и в составе конечного продукта сохранялось слишком много примесей, таких как металл или сера. Их присутствие делало стекло мутным, зеленоватым и хрупким.
По мере развития технологий росло и качество стекла. Современные методы производства основаны на термической обработке исходного сырья.
Самым часто применяемым веществом для изготовления стекла является оксид кремния, получаемый преимущественно из кварцевого песка. В нем могут содержаться различные примеси, состав которых зависит от того, где находится месторождение. Например, в белом песке присутствует оксид железа, придающий стеклу зеленоватый оттенок.
Кроме оксида кремния, в качестве сырья для производства стекла используются:
- карбонат натрия;
- оксид бора;
- карбонат калия;
- сульфат натрия.
Такие вещества являются стеклообразующими. Каждое из них влияет на свойства готового продукта. Например, в результате смешения оксида кремния и карбоната натрия получится однородная масса, называемая жидким стеклом. Добавление известняка или доломита сделает сырье нерастворимым в воде.
К сырью могут быть добавлены вспомогательные материалы:
- красители;
- осветлители;
- глушители (придают стеклу матовость).
Добавки влияют на устойчивость материала к различному виду воздействиям, светопроницаемостью и т. д. Например, для производства оптического оборудования нужно стекло с оксидом свинца, повышающим уровень светопреломления.
Оборудование для изготовления стекла
Для производства стекла потребуются следующие устройства:
- управляемый канал для подачи сырья;
- механизм для разрезания жидкой массы;
- пресс на несколько форм с пультом управления;
- система охлаждения формирующей машины;
- гидропривод пресса;
- устройство, достающее готовое изделие из формирующего аппарата;
- линия-транспортер, управление которой будет осуществляться автоматически, без контроля оператора;
- печи из огнеупорного кирпича, в которых будет осуществляться плавление сырья и отжиг готовой продукции;
- аппарат, наносящий краску, и механизм, высушивающий готовое стеклоизделие;
- аппарат, промывающий готовое стеклоизделие.
Специфика изготовления стекла и влияние протекания техпроцессов на его свойства
Процесс создания стекла состоит из нескольких стадий.
Подготовка сырья и его подача в приемные бункеры, добавление дополнительных компонентов. Перед этим сырье измельчается до порошкообразного состояния. Пропорции должны быть идеально соблюдены, поэтому для дозировки компонентов используются электронные весы.
Отправка подготовленного вещества в плавильную печь. Здесь сырье для стекла расплавляется и превращается в однородную жидкую массу. Температура в печи настраивается в зависимости от того, стекло какого качества нужно получить.
Варка стекломассы, осуществляемая в ванне, наполненной расплавленным оловом, при температуре от 1200 ⁰С. В процессе варки в стекломассу могут быть добавлены красители. Из-за разницы в плотности жидкости не смешиваются, а поверхность стекла становится ровной и гладкой.
Если на каком-то из этих этапов допустить ошибку, то качество готового продукта может понизиться.
- Придание изделию необходимой формы. На этом этапе стеклоизделие должно остыть до 250 ⁰С. Чтобы оно не получило трещины, остывание должно быть постепенным.
- Закрепление формы. Этот процесс заключается в термической обработке и состоит из нескольких стадий: быстрое охлаждение, медленное воздействие, быстрое повышение температуры до обычной. Остывание не должно быть резким, иначе на стекле могут появиться трещины.
- Проверка качества полученного изделия. Как правило, на конвейере присутствует специальный автомат, проверяющий стеклоизделие.
- Упаковка готовой продукции.
Описанный выше процесс позволяет получить в результате стандартное стекло. Если требуется получение стекол с особыми свойствами, то использоваться другие методы.
Производство разных видов стекла и зеркал
В легкой промышленности производство стекла является одним из самых востребованных направлений. Этот материал легко обрабатывать, поэтому из него изготовляют посуду, декор, елочные игрушки и т. д. Но самым распространенным является производство стеклотары, так как она широко используется в алкогольной и пищевой промышленности.
От того, какое стекло требуется, зависит процесс его производства.
При создании каленого или закаленного стекла производится обработка типичных материалов. Сырье помещается в специальную печь, в которой температура сначала повышается до определенной отметки, затем понижается. Благодаря такой обработке в верхних слоях возникает зона напряженности, придающая стеклу дополнительную прочность. При нормальных атмосферных условиях прочность каленого стекла в шесть раз большего, чем обычного.
Производство гнутых стекол считается одним из самых сложных. Чтобы получить такой результат, необходимо воздействие высокой температуры. Это нужно, чтобы размягчить материал и избежать его поломки.
В зависимости от степени требуемого изгиба и толщины исходного материала работа над гнутым стеклом может занять от двух до десяти часов.
При производстве жидкого стекла используется специальное оборудование. Это связано с тем, что сырье нужно обрабатывать под определенным давлением при температуре кипения щелочи натрия.
Зеркало – это особый класс стекол, отличительной характеристикой которого является свойство отражать свет. Чтобы получить такой эффект, нужно обработать стекло особым образом. Его поверхность шлифуют, чтобы готовое зеркало было идеально ровным и отражало предметы без искажений.
Классификация стеклоизделий
Стеклоизделия классифицируются по следующим параметрам:
- состав;
- назначение;
- способ производства;
- фасон;
- размер;
- метод декорирования.
Декорирование стеклянных изделий
Нанесение украшений на стекло может осуществляться непосредственно в процессе изготовления (когда оно подвергается воздействию высокой температуры) или после, когда готовое изделие уже остыло.
В процессе производства можно:
- окрашивать изделие;
- прикрепить на него стекломассу различной формы;
- охладить заготовку для образования декоративных трещин.
Готовые изделия декорируют следующим образом:
- с помощью шлифовальных материалов на изделие наносится гравировка, шлифовка, алмазная грань и т. д.;
- украшения можно наносить, воздействуя на стекло плавиковой кислотой;
- стеклоизделие украшается с помощью красок.
Требования к качеству
Готовое стеклоизделие должно отвечать техническим, функциональным, эргономическим и эстетическим требованиям.
Технические требования – это соответствие продукции требованиям нормативно-технических документов.
По функциональным требованиям поверхность стеклоизделия должна быть гладкой, исключено наличие посторонних включений и внешних дефектов.Согласно эргономическим требованиям, стеклоизделие необходимо производить удобным и безопасным в эксплуатации.
К эстетическим требованиям относятся оригинальный внешний вид, соответствие моде и высокое качество обработки.
Транспортировка и хранение стеклоизделий
Любое стеклоизделие маркируется. В марке должны быть указаны название предприятия, где было изготовлено стекло, товарный знак, артикул, номер стандарта, группа разделки. Если изделие выполнено из хрусталя, должно быть также указано процентное содержание оксидов свинца и бария.
Транспортировка стеклоизделий должна осуществляться в упаковке, на которой присутствует надпись «осторожно, стекло» и т. п.
Хранить такие изделия нужно в сухих помещениях, так как из-за сырости на его поверхности может появиться беловатый налет, а стекло станет менее прозрачным.
Загрузка...