Билет 16.
Производство стекла
Сырьем для производства стекол служат разнообразные природные и
синтетические материалы. По их роли в образовании стекла они делятся
на пять групп:
1. Стеклообразователи, создающие основу стекла:
оксиды кремния и свинца (II), карбонаты натрия, калия и кальция,
сульфаты натрия и бария, борная кислота, бура, оксид алюминия.
2. Красители, придающие стеклу необходимый цвет:
оксиды и соли металлов, образующие в стекле коллоидные растворы:
меди (I), железа (II), кобальта (II), хрома (III), хлорида золота,
сульфата меди (II) и др.
3. Глушители, делающие стекло матовым и молочным:
оксиды мышьяка (III), олова (IV), сульфид олова (II) и др.
4. Обесцвечиватели, устраняющие желтую и
зеленоватую окраску стекла: оксид марганца (IV) и др.
5. Осветлители, удаляющие из стекломассы газовые
включения: нитрат натрия, хлорид аммония, оксид мышьяка (III) и др.
В подготовку компонентов сырья входят операции:
промывки,
сушки,
измельчения,
классификации
брикетирования веществ.
Подготовленные таким образом материалы смешивают в нужных пропорциях
для образования однородной смеси— шихты, поступающей на стадию
высокотемпературной обработки —варку стекломассы. Все материалы,
используемые в стекловарении, должны быть чистыми, однородными по
химическому составу и не превышать допустимого предела влажности.
Варка стекломассы — это совокупность сложных физико-химических
процессов, протекающих в гетерогенной системе через стадии
собственно варки, осветления (гомогенизации) массы и ее охлаждения.
Эти процессы начинаются в твердой фазе до расплавления шихты и
продолжаются в расплаве. Скорость процесса варки в значительной
степени зависит от ско-
рости диффузии компонентов как в твердой, так и в жидкой фазах. В
твердой фазе протекают реакции образования силикатов, в жидкой при
температуре 1200—1240°С — процессы стеклообразования. В табл. 20.3
представлена последовательность процессов, протекающих при варке
стекломассы с изменением температуры.
Для варки стекломассы используют стекловаренные печи различной
конструкции. Максимальной производительностью обладают ванные печи
пламенного типа непрерывного действия. В них шихта разогревается
факелами пламени сгорающего в печи газа, направленными
перпендикулярно движению шихты.
Процесс формования ленты стекла на расплаве металла осуществляется в
ванне расплава, представляющей собой тепловой агрегат, содержащий
слой расплавленного металла, защитную восстановительную атмосферу,
средства подачи стекломассы и вывода ленты из ванны расплава в печь
отжига.
Процесс формования ленты стекла на расплаве металла делится на
следующие технологические операции, которым соответствуют
последовательные участки ванны расплава:
- непрерывная регулируемая подача стекломассы из выработочного
канала стекловаренной печи и ее слив на расплав олова в головном
участке ванны расплава;
- растекание стекломассы на поверхности расплава олова до
образования плоского слоя стекла равновесной толщины;
- «активное» формование ленты стекла, где под действием сил
вытягивания, прилагаемым к формуемой ленте, она приобретает
заданную толщину и ширину;
- охлаждение формуемой ленты до температуры ее выхода из ванны
расплава на тянущие валы.
