- •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
Варка стекол в горшковых печах
Горшковые печи применяют для производства стекол с высоким светопропусканием, оптических, некоторых технических, а также цветных стекол для художественных изделий. В последнее время их стали заменять малыми ванными печами периодического действия. В обоих этих видах печей процесс стекловарения практически идентичен.
В полости горшковой печи устанавливают от одного до 16 горшков. Горшки представляют собой сосуды из огнеупорной массы вместимостью 100 – 1000 кг. Горшки обжигают в специальных печах до температуры 1000 -1200 ºС и в разогретом состоянии перемещают в горшковую печь, где производится окончательный обжиг до температуры, превышающей температуру варки стекла на 30 – 50 ºС. Затем стенки горшков покрывают слоем расплавленного стекла, полученного из стеклобоя.
Варка стекла в горшковых печах состоит из последовательных операций: загрузка и провар шихты; осветление и перемешивание; студка, выработка. Таким образом, процессы стекловарения разделены во времени.
Шихту в горшки загружают порциями 2 – 3 раза в виде конуса. После варки стекломассы температуру повышают на 30 – 40 ºС для осветления. Осветление и гомогенизацию ускоряют бурлением сжатым воздухом. При бурлении в стекломассе образуются крупные пузыри, которые по пути к поверхности захватывают мелкие и способствуют осветлению. Бурление повторяют несколько раз. Осветленная стекломасса медленно охлаждается до выработанной вязкости. Расплавы технических и оптических стекол во время осветления и студки перемешивают механически огнеупорными мешалками. Режим перемешивания подбирают индивидуально для каждой стекломассы. Выработка стекла производится наборкой стекломассы на трубку или путем отливок.
Охлаждение горшковых печей перед выработкой стекла и последующий разогрев их для варки связаны с затратами большого количества теплоты. КПД горшковых печей очень низок – до 8%. На 1 кг стекломассы затрачивается до 83 000 кДж теплоты. Отапливаются горшковые печи газообразным или жидким топливом.
Варка стекла в периодических ванных печах производится аналогично варке в горшковых печах. Периодические ванные печи используют при варке тугоплавких, цветных и глушенных стекол. В этих печах площадь стекломассы равна площади пода печи, в связи, с чем они экономичнее горшковых.
Основные способы формования стеклоизделий
Формование вязкого материала, находящегося в пластическом состоянии, включает в себя две стадии: образование формы и закрепление формы.
Основные технологические характеристики формования стекла: рабочий интервал вязкости стекломассы и соответствующий ему температурный интервал формирования (время прохождения рабочего интервала).
Наиболее распространенные способы формования стекла: прессование; прессовыдувание; выдувание; вытягивание; флоат-способ; прокат.
Формование осуществляется в широком интервале значений вязкости, приделы которой приведены в табл.3
Таблица 3
Значение вязкости при формовании
-
Способ формования
Вязкость, Па с
Прессовыдувание
103…4*107
Выдувание
5*102…5*106
Вытягивание ленты стекла
103…107
Вытягивания стекловолокна
102,6…103
Прокат
102…107
Литьё
102…105
Моллирование
105…106
Спекание
108