11.1. Технологические особенности

Исходная компонентная смесь для производства стекла называется шихтой. В зависимости от требуемых свойств готового изделия шихту приготовляют из смеси различных ма­териалов. Как правило, современные промышленные стекла со­держат не менее пяти компонентов, а специальные технические — более десяти. К ним относятся кварцевый песок, сода, сульфат натрия, известняк, поташ или мел, доломит, каолин, полевой шпат и др. Обязательным компонентом шихты является стеколь­ный бой.

Перед обработкой стекольный бой должен быть отсортирован, промыт, измельчен и подвергнут магнитной сепарации для уда­ления металлических включений.

При производстве строительного стекла подготовительный процесс заключается в сушке и очистке кварцевого песка от по­сторонних примесей, измельчении и сушке мела, доломита или известняка, помоле других сырьевых компонентов.

Перемешивание измельченных сырьевых материалов в строго отдозированных количествах производят в смесителях барабан­ного, тарельчатого или конусного типа. Готовую шихту загру­жают в ванную печь — бассейн, сложенный из огнеупорных брусь­ев. Полезный объем ванных печей достигает 2500 т стекломассы, в которую преобразуется шихта, прогретая до 1273 К. При даль­нейшем нагревании шихты до 1773—1873 К происходят необхо­димые химические процессы и гомогенизация стекломассы. На последнем этапе варки стекла стекломасса охлаждается до 1373— 1473 К, что сопровождается возрастанием ее вязкости до пре­делов, допускающих формование изделий.

При производстве стекла применяют различные способы фор­мования: вытягивание, прокатывание, растекание (флоат-процесс), литье, выдувание, прессование, центробежное формование и др.

Наиболее распространенными способами формования строи­тельного листового стекла являются вытягивание, прокатывание и растекание (флоат-процесс).

Вытягивание

Формование стекла способом вытягивания проис­ходит горизонтальным или вертикальным методом. Вертикальный метод вытягивания в свою очередь может быть лодочным или без­лодочным.

Рис. 11.1. Схема формования ленты стекла способом лодочного вертикального

вытягивания:

а — схема образования лента стекла; б — схема подмашинной камера

Лодочный способ. Для формования ленты стекла по лодоч­ному способу применяют так называемую лодочку (рис. 11.1), представляющую собой брус из керамики со сквозным продоль­ным вырезом, переходящим в верхней части бруса в узкую щель.

При работе лодочка 2 погружена в стекломассу подмашин­ной камеры так, что верхняя кромка щели («губы» лодочки) на­ходится ниже уровня стекломассы в бассейне и на 40—50 мм ниже верхней плоскости лодочки, чтобы предотвратить затека­ние стекломассы через верх при погружении лодочки. В нерабочем состоянии лодочка плавает на поверхности расплава, при этом «губы» ее несколько возвышаются над этой поверхностью.

При нажиме сверху лодочка погружается в стекломассу, расплав выступает из щели бруса под действием гидростатиче­ского напора, сцепляется с опущенной в нее металлической гребенкой — «приманкой» и оттягивается кверху с помощью ва­ликов 5 машины вертикального вытягивания стекла (ВВС), обра­зуя непрерывную ленту стекла.

Изготовленная лента стекла по выходе из машины режется на листы, которые поступают на раскрой, сортирование и упа­ковку.

Безлодочный способ. При безлодочном способе формования (рис. 11.2) лента стекла вытягивается со свободной поверхности. Погруженное в стекломассу на глубину 70—120 мм огнеупорное тело 4 экранирует тепловое излучение глубинных слоев расплава и тем самым повышает эффективность охлаждения определенного участка зеркала стекломассы между погруженным телом 4 или, как еще называют, «поплавком» и подвесными огнеупорными бло­ками 2.

Благодаря применению огнеупорного тела 4 получают необхо­димую вязкость путем охлаждения определенного участка зер­кала стекломассы между подвесными огнеупорными элементами 2.

Рис. 11.2. Схема формования ленты стекла Рис. 11.3. Схема установки для изготовления

способом безлодочного вертикального армированного прокатного стекла:

вытягивания. 1 – устройство для подачи сетки; 2 – шибер;

3 – вдавливающий валок; 4 – прокатные вали-

ки; 5 – приемная плита; 6 – рольный стол; 7 –

печь обжига; 8 – сливной брус

Этот процесс усиливает охлаждение потоков стекломассы, движущихся с обеих сторон к «луковице» 3 над ее поверхностью. Оттягивают стеклянную ленту кверху, как и при лодочном способе, с помощью асбестированных валиков на машине БВВС (безлодочная вертикаль­ного вытягивания стекла).

Прокатывание листового стекла

Листовое стекло прокатывают на неподвижной плос­кости с помощью катящегося валка или между двух валков, вра­щающихся навстречу один другому. Второй способ проката не­прерывный. Чтобы не было прилипания, прокатные валки ох­лаждают водой.

Прокатным способом можно производить различного вида бесцветное и цветное стекло, армированное стекло (рис. 11.3), узор­чатое и стеклопрофили. Кроме того, прокатное стекло можно из­готовлять в виде специальных профилей. При непрерывном про­цессе производства в стекломассу сверху, перед прокатными вал­ками могут вводить металлическую сетку, которая является арми­рующим элементом.

Растекание

Растекание (флоат-способ) — это новый способ про­изводства листового стекла, отличающийся от других способов высокими производительностью и качеством вырабатываемой про­дукции. Благодаря этому флоат-способ получил повсеместное признание. Этот способ по сравнению с другими способами весьма прогрессивен и успешно конкурирует с другими способами про­изводства, что обеспечивает широкое применение его во многих странах мира.

В отличие от других способов лента стекла при флоат-способе формируется горизонтально в результате растекания по поверхности расплавленного олова, стекломассы, поступающей из ван­ной печи по каналу выработки.

При использовании флоат-способа нижняя сторона ленты по­лучается полированной в результате контакта с идеально ровной поверхностью олова, а верхняя — за счет огневой полировки го­рячими газами.