Силикаты Промышленный способ получения стекла План

На второй стадии стеклообразования при повышен­ных температурах происходит плавлении массы, избыточ­ные зерна кварца и возникшие ранее силикаты растворя­ются в расплаве. К концу второй стадии при температуре 1100-1200°С шихта представлена прозрачной, но неодно­родной по составу стекломассой, пронизанной множеством газовых пузырей.
Ha стадии осветления происходит удаление газов из расплава: крупные пузыри поднимаются на поверхность и лопаются, а мелкие растворяются в расплаве. Для обыч­ных стекол осветление заканчивается при температуре 1400-1500 °С.
Структура стекломассы в процессе варки очень неодно­родна. Для выравнивания ее химического состава, ликви­дации свили и гетерогенных слоев стекломасса проходит стадию гомогенизации. В печах периодического действия она осуществляется перемешиванием стекломассы, в печах непрерывного действия — длительным выдерживанием ее в зоне высоких температур, а также бурлением стекломас­сы сжатым воздухом. Процессу гомогенизации способству­ет также перемешивание массы газовыми пузырями в про­цессе осветления. Осветление и гомогенизация — самые дли­тельные стадии варки стекла.
Завершающая стадия процесса стекловарения — студка — заключается в повышении вязкости стекломассы до пределов, допускающих формирование изделий, за счет снижения температуры до 1000—1200 °С.
Для промышленных стекол, вырабатываемых механи­ческими способами, стекломассу получают в непрерывно действующих стекловаренных ванных печах, а для неко­торых специальных видов стекол в печах периодичес­кого действия (горшковых или ванных).
Материалы и изделия из стекольных расплавов
Наибольшее распространение получили материалы и изделия из стекольных и расплавленных масс. Эти мате­риалы в виде стекла со всеми его разновидностями, а так­же в виде стеклянных изделий нашли широкое примене­ние в строительстве, архитектуре, санитарной технике, пищевой, химической и других отраслях промышленности.
Стекло — материал, обладающий комплексом разно­образных, не присущих другим видам строительных материалов свойств, характерными из которых можно считать светопропускание и хрупкость. Свойства стекла зависят от многих факторов: состава, режима теплообработки, состояния поверхности, размеров образца и других. На прочность стекла оказывают влияние внутренние дефекты, инородные включения (непровар, частицы огнеупора от футеровки печи и т. п.) и свиль (химически неоднородные участки).
Основным недостатком стекла является хрупкость, определяемая рядом факторов. Основной из них — отноше­ние модуля упругости материала к прочности при растя­жении E/R; чем больше это отношение, тем при меньшей деформации напряжение в материале достигает предела прочности.
Обычное силикатное стекло хорошо пропускает всю ви­димую часть спектра и практически не пропускает ультра­фиолетовые (длина волны менее 300 мкм) лучи. Изменяя химический состав стекла и его окраску, можно регулиро­вать светопропускание стекла в этих областях.
Показатель преломления строительного стекла опреде­ляет силу отраженного света и светопропускание стекла при разных углах падения света
По оптическим свойствам различают прозрачное, ок­рашенное, бесцветное и рассеивающее свет стекло. Сили­катное стекло обладает высокой стойкостью к большин­ству агентов, за исключением плавиковой и фосфорной кислот.
Обычное оконное листовое стекло является наиболее распространенным видом плоского стекла. Светопропускаемость оконного стекла в зависимости от толщины, кото­рая составляет 2-6 мм, равна 85-90%. Исходным сырьем для получения строительного листового стекла служат кварцевые пески, сульфат натрия или кальцинированная сода, известняк, доломит, уголь и некоторые другие вещества.
Производство строительного стекла состоит из сле­дующих основных операций. Подготовка составляющих материалов заключается в сушке и очистке песка от по­сторонних примесей, дроблении и сушке мела, доломита и помоле угля. Составляющие материалы дозируют и пере­мешивают. Подготовленная шихта расплавляется в специ­альных печах непрерывного (ванные печи) или периоди­ческого (горшковые печи) действия. Варку сырьевой ших­ты производят при температуре 1100-1200 °С до полного отделения всех примесей, которые собираются на поверх­ности в виде пены. В этот период происходит и обесцвечи­вание стекла путем введения специальных добавок, а так­же удаление пузырьков воздуха и газа. Затем из расплав­ленной массы с помощью машин вертикального или гори­зонтального типа вытягивают ленту стекла, которая проходит между валками машины, охлаждается и отжига­ется для снижения хрупкости.
Листовое стекло можно получить также способом ли­тья с последующей прокаткой. Для этого стеклянную мас­су выливают на гладкую поверхность и прокатывают глад­кими узорчатыми валками.