8 (800) 700-41-81 | +7 (495) 980-83-959808395@mail.ru

Производство стекла

Стекло появилось в жизни человека более пяти с половиной тысяч лет назад, но остается востребованным даже в 21 веке. Ученые считают, что наука о производстве стекла зародилась в Месопотамии и древнем Египте.

Стек­ло появи­лось в жиз­ни чело­ве­ка более пяти с поло­ви­ной тысяч лет назад, но оста­ет­ся вос­тре­бо­ван­ным даже в 21 веке. Уче­ные счи­та­ют, что нау­ка о про­из­вод­стве стек­ла заро­ди­лась в Месо­по­та­мии и древ­нем Егип­те. Тех­но­ло­гия раз­ви­ва­лась и видо­из­ме­ня­лась, ста­но­вясь все более попу­ляр­ной. Если же гово­рить о при­род­ном мате­ри­а­ле обси­ди­а­но­во­го или вул­ка­ни­че­ско­го про­ис­хож­де­ния, то он заин­те­ре­со­вал людей ещё в камен­ном веке. Стек­ло встре­ча­лось очень ред­ко, поэто­му цени­лось и исполь­зо­ва­лось для торговли.

Совре­мен­ные тех­но­ло­гии поз­во­ля­ют про­из­во­дить раз­лич­ные виды стек­ла боль­ши­ми пар­ти­я­ми и без осо­бо­го тру­да. А само стек­ло проч­но вошло в жизнь чело­ве­ка, ведь оно исполь­зу­ет­ся в раз­но­об­раз­ных обла­стях и встре­ча­ет­ся не толь­ко в чистом виде, но и в соста­ве дру­гих вос­тре­бо­ван­ных материалов.

Процесс изготовления стекла

Осо­бен­ность это­го мате­ри­а­ла заклю­ча­ет­ся в его зави­си­мо­сти от ком­по­нен­тов. Состав вли­я­ет на раз­лич­ные тех­ни­че­ские харак­те­ри­сти­ки: проч­ность, про­зрач­ность, устой­чи­вость к высо­ким и низ­ким тем­пе­ра­ту­рам и пр.

Два основ­ных эле­мен­та, без кото­рых невоз­мож­но создать стек­ло, – это оксид крем­ния (его же назы­ва­ют квар­це­вым пес­ком) и окись каль­ция. Соот­но­ше­ния этих веществ могут быть раз­ны­ми, что отра­жа­ет­ся на проч­но­сти и хими­че­ской стой­ко­сти конеч­но­го продукта.

В состав могут вхо­дить окси­ды натрия и калия, вли­я­ю­щие на плав­кость мате­ри­а­ла. Самое рас­про­стра­нен­ное и при­выч­ное стек­ло, кото­рое исполь­зу­ет­ся для окон, посу­ды и емко­стей, состо­ит из окси­да крем­ния на 71 – 74%, окси­да натрия на 5 – 7%, а на остав­ши­е­ся ~15% из добавок.

На дан­ный момент для про­из­вод­ства листо­во­го стек­ла исполь­зу­ют­ся сле­ду­ю­щие подходы:

  • метод Фур­ко, раз­ра­бо­тан­ный в 1902 году и назван­ный в честь его создателя;
  • пла­ва­ю­щий метод «фло­ат», впер­вые реа­ли­зо­ван­ный фир­мой «Пил­кинг­тон» в 1959 году. В послед­нее вре­мя подав­ля­ю­щее боль­шин­ство про­дук­ции изго­тав­ли­ва­ет­ся имен­но этим способом.

Метод «флоат» состоит из нескольких этапов:

  1. Все вхо­дя­щие в состав ингре­ди­ен­ты тща­тель­но изме­ря­ют­ся при помо­щи элек­трон­ных весов, а затем отправ­ля­ют­ся в печь.
  2. Под воз­дей­стви­ем высо­кой тем­пе­ра­ту­ры (1600 С) ком­по­нен­ты сме­ши­ва­ют­ся меж­ду собой и ста­но­вят­ся общей пузы­ря­щей­ся мас­сой. Для полу­че­ния одно­род­но­го высо­ко­ка­че­ствен­но­го мате­ри­а­ла пузырь­ки газа акку­рат­но удаляют.
  3. Затем мас­су отправ­ля­ют в спе­ци­аль­ную ван­ну с оло­вом, тем­пе­ра­ту­ра кото­ро­го состав­ля­ет 1000 С. Посколь­ку плот­ность метал­ла намно­го выше, то стек­ло не опус­ка­ет­ся на дно, а оста­ет­ся на поверх­но­сти, не сопри­ка­са­ясь с бор­та­ми. Мас­са посте­пен­но охла­жда­ет­ся, а поверх­ность ста­но­вит­ся ров­ной и гладкой.
  4. Тол­щи­на мате­ри­а­ла регу­ли­ру­ет­ся объ­е­ма­ми исполь­зу­е­мых ком­по­нен­тов. Одна­ко на этом эта­пе про­из­вод­ство стек­ла не завер­ша­ет­ся. Тем­пе­ра­ту­ра мас­сы в ванне с оло­вом опус­ка­ет­ся до 600 С, но для даль­ней­шей обра­бот­ки необ­хо­ди­мо сни­зить её до 250 С. Добить­ся это­го помо­га­ет охла­жда­ю­щий тоннель.
  5. Затем необ­хо­ди­мо наре­зать полот­но на фраг­мен­ты нуж­но­го раз­ме­ра, при этом все остав­ши­е­ся кусоч­ки не выбра­сы­ва­ют­ся, а отправ­ля­ют­ся обрат­но в печь. Про­из­вод­ство стек­ла в этом слу­чае явля­ет­ся пол­но­стью безотходным.

Оче­вид­но, что такой слож­ный тех­но­ло­ги­че­ский про­цесс тре­бу­ет совре­мен­но­го высо­ко­точ­но­го обо­ру­до­ва­ния. Что­бы про­из­ве­сти стек­ло по мето­ду фло­ат, нужны:

  • ших­то­сме­си­тель­ная установка;
  • стек­ло­ва­ри­тель­ный агрегат;
  • систе­ма воз­вра­та отходов;
  • склад для хра­не­ния сырья;
  • склад для обрезков;
  • печь со спе­ци­аль­ной ванной;
  • допол­ни­тель­ные скла­ды и здания;
  • уча­сток для фло­ат расплава;
  • про­из­вод­ствен­ная линия для фор­ми­ро­ва­ния и нарез­ки стекла.

Производство особых видов стекла

Окна и посу­да — это лишь малая часть вещей, для созда­ния кото­рых исполь­зу­ет­ся стек­ло. Этот мате­ри­ал осо­бо попу­ля­рен в дизайне и архи­тек­ту­ре, он поз­во­ля­ет созда­вать уни­каль­ные инте­рье­ры и новые фор­мы. Чаще все­го для этих целей исполь­зу­ет­ся цвет­ное стек­ло. Тех­но­ло­гия его про­из­вод­ства немно­го отли­ча­ет­ся от стандартной.

Метод изготовления цветного стекла

Суще­ству­ют раз­лич­ные спо­со­бы изго­тов­ле­ния цвет­но­го стек­ла, при этом мож­но полу­чить раз­но­об­раз­ные оттен­ки в зави­си­мо­сти от вхо­дя­щих в состав ком­по­нен­тов. В основ­ной состав добав­ля­ют кобальт, титан, медь, желе­зо, сер­ни­стые соеди­не­ния свин­ца, кад­мия и пр. Цвет опре­де­ля­ет­ся ком­по­нен­том или их соче­та­ни­ем, а интен­сив­ность — объ­е­мом исполь­зу­е­мых веществ.

Существует два метода производства:

Самый про­стой спо­соб окрас­ки стек­ла — добав­ле­ние кра­си­те­лей к мас­се на эта­пе плав­ки. У это­го спо­со­ба есть несколь­ко недо­стат­ков: нуж­но выдер­жи­вать опре­де­лен­ную тем­пе­ра­ту­ру, что­бы добав­ки не уле­ту­чи­лись, а рас­ход кра­си­те­лей зна­чи­тель­но выше, чем при исполь­зо­ва­нии дру­гой технологии.

Вто­рой метод тре­бу­ет боль­ше вре­ме­ни и воз­мож­но­стей, но сокра­ща­ет рас­ход кра­си­те­ля. Основ­ное отли­чие это­го спо­со­ба от стан­дарт­ной тех­но­ло­гии в том, что стек­ло про­из­во­дит­ся не из одно­го, а из двух сло­ев. К обыч­но­му про­зрач­но­му стек­лу добав­ля­ет­ся ещё один лист цвет­но­го, кото­рый в неко­то­рых слу­ча­ев заме­ня­ют цвет­ной плен­кой. В любом слу­чае состав­ле­ние двух сло­ев — это слож­ный про­цесс, тре­бу­ю­щий осо­бо­го вни­ма­ния. Если линей­ный коэф­фи­ци­ент будет отли­чать­ся, то один из пла­стов покро­ет­ся тре­щи­на­ми и разрушится.

Деко­ра­тив­ное стек­ло может быть цвет­ным или про­зрач­ным, но отли­ча­ет­ся от осталь­ных видов необыч­ной фор­мой и орнаментами.

Жидкое стекло

Этот вид мате­ри­а­ла суще­ствен­но отли­ча­ет­ся от тра­ди­ци­он­но­го пред­став­ле­ния о стек­ле, поэто­му его часто назы­ва­ют сили­кат­ным кле­ем. Сфе­ра при­ме­не­ния это­го мате­ри­а­ла очень широ­ка: кан­це­ля­рия, мою­щие сред­ства, стро­и­тель­ство и пр. Такую попу­ляр­ность обес­пе­чи­ва­ет уни­каль­ное соче­та­ние свойств:

  • высо­кая био­ло­ги­че­ская устой­чи­вость к обра­зо­ва­нию пле­се­ни и грибка;
  • спо­соб­ность уве­ли­чить огне­упор­ность и термостойкость;
  • нали­чие силь­ной хими­че­ской связи;
  • спо­соб­ность повы­сить влагостойкость.

Изоб­рел жид­кое стек­ло Ян Непо­мук фон Фукс. Этот немец­кий химик сов­ме­стил крем­не­вую кис­ло­ту с щело­чью и полу­чил совер­шен­но новый мате­ри­ал в 1818 году. Тех­но­ло­гия зна­чи­тель­но изме­ни­лась, в наше вре­мя исполь­зу­ет­ся авто­клав, а крем­не­зем обра­ба­ты­ва­ют содой с крем­ни­е­вым пес­ком или рас­тво­ром гид­рок­си­да натрия.

Оптическое стекло

Слож­но пред­ста­вить себе такую обшир­ную область, как опти­ка, без стек­ла. Раз­но­об­раз­ное обо­ру­до­ва­ние исполь­зу­ет­ся в меди­цине, фото­гра­фии, аст­ро­но­мии и десят­ках дру­гих направ­ле­ний. При этом про­цесс про­из­вод­ства опти­че­ско­го стек­ла тре­бу­ет осо­бой точ­но­сти, про­фес­си­о­на­лиз­ма и чисто­ты. Выде­ля­ют два основ­ных этапа:

  1. изго­тов­ле­ние стек­ла. Все вхо­дя­щие в состав ингре­ди­ен­ты укла­ды­ва­ют в спе­ци­аль­ные горш­ки высо­кой тер­мо­стой­ко­сти и варят при тем­пе­ра­ту­ре 1500 С в тече­ние суток. Мас­су необ­хо­ди­мо мешать, что­бы она оста­ва­лась одно­род­ной. Затем добав­ля­ют­ся освет­ли­те­ли, кото­рые меня­ют цвет мас­сы. Про­цесс охла­жде­ния зани­ма­ет от 6 до 8 дней, после чего стек­лян­ные заго­тов­ки про­ве­ря­ют­ся на соот­вет­ствие стан­дар­там качества;
  2. обра­бот­ка. Заго­тов­ки делят­ся на части при помо­щи алмаз­ных пил, а затем шли­фу­ют­ся раз­но­об­раз­ны­ми абра­зи­ва­ми до тех про, пока не будет достиг­нут нуж­ный раз­мер. Что­бы избе­жать бра­ка, необ­хо­ди­мо сле­до­вать тех­но­ло­гии, соблю­дать чисто­ту и исполь­зо­вать самое совре­мен­ное оборудование.

Кварцевое стекло

Этот вид мате­ри­а­ла отли­ча­ет­ся от осталь­ных сво­им уни­каль­ным соста­вом с 90-про­цент­ным содер­жа­ни­ем крем­не­зё­ма, кото­рый отра­жа­ет­ся на свой­ствах стек­ла: низ­кой элек­три­че­ской про­во­ди­мо­сти, про­зрач­но­сти, высо­кой тер­мо­стой­ко­сти. Квар­це­вое стек­ло исполь­зу­ет­ся для созда­ния совре­мен­но­го высо­ко­точ­но­го оборудования.
Одна­ко тех­но­ло­гия изго­тов­ле­ния тако­го мате­ри­а­ла име­ет высо­кий пока­за­тель тру­до­ем­ко­сти: что­бы раз­мяг­чить кварц, тре­бу­ет­ся тем­пе­ра­ту­ра не ниже 1700 С. При этом рас­плав быст­ро испа­ря­ет­ся, что затруд­ня­ет работу.

Гнутое стекло

Стиль­ное и необыч­ное гну­тое стек­ло исполь­зу­ет­ся для созда­ния ори­ги­наль­ных пред­ме­тов мебе­ли, деко­ра­тив­ных изде­лий и пр. Мол­ли­ро­ван­ное стек­ло так­же поль­зу­ет­ся попу­ляр­но­стью в авто­мо­биль­ной про­мыш­лен­но­сти. Осо­бые свой­ства это­го мате­ри­а­ла вли­я­ют на его тех­ни­че­ские харак­те­ри­сти­ки — раз­мер листа ограничен.

Сте­коль­ное полот­но мед­лен­но нагре­ва­ют до 650 С, что­бы оно мог­ло при­нять фор­му заго­тов­ки. Этот про­цесс может зани­мать от 2 до 20 часов, точ­ное вре­мя зави­сит от слож­но­сти жела­е­мой фор­мы. Затем стек­ло посте­пен­но охла­жда­ют и закаливают.

Закаленное стекло

Осо­бые тре­бо­ва­ния к проч­но­сти и надеж­но­сти стек­ла при­ве­ли к созда­нию ново­го мате­ри­а­ла. Кале­ное стек­ло выгод­но отли­ча­ет­ся от дру­гих видов и под­хо­дит для исполь­зо­ва­ния в стро­и­тель­стве, меди­цине, желез­но­до­рож­ной про­мыш­лен­но­сти, для изго­тов­ле­ния мебе­ли, вит­рин, посу­ды и пр. Зака­лен­ное стек­ло име­ет высо­кую тер­мо­стой­кость, проч­ность и без­опас­ность при раз­ру­ше­нии. Послед­ний пункт осо­бо важен, ведь при раз­ру­ше­нии кале­ное стек­ло рас­сы­па­ет­ся на оскол­ки, кото­рые не могут при­чи­нить вре­да, посколь­ку не име­ют ост­рых краев.

Для про­из­вод­ства тако­го стек­ла исполь­зу­ет­ся обыч­ное стек­лян­ное полот­но, кото­рое нагре­ва­ют до 650 – 680 С, а затем охла­жда­ют. Важ­но сохра­нить рав­но­мер­ное рас­пре­де­ле­ние воз­ду­ха с двух сторон.

Про­цесс изго­тов­ле­ния стек­ла быва­ет раз­ным и зави­сит от тре­бо­ва­ний к конеч­но­му мате­ри­а­лу и его свой­ствам. Суще­ству­ют десят­ки раз­но­об­раз­ных мето­дик и спо­со­бов про­из­вод­ства стек­ла раз­лич­ных видов. Тех­но­ло­гия меня­ет­ся в тече­ние мно­гих сотен лет, ста­но­вит­ся более совер­шен­ной и менее трудоемкой

Как выбрать стекла для душевой кабины

Как выбрать стекла для душевой кабины

Душе­вые каби­ны вошли в моду более деся­ти лет тому назад, с тех пор замет­но потес­нив тра­ди­ци­он­ные ван­ны. Они зани­ма­ют мини­мум про­стран­ства, прак­тич­ны и удобны…

Виды стекла

Виды стекла

Впер­вые, стек­ло ста­ли исполь­зо­вать несколь­ко тыся­че­ле­тий назад. Мы подроб­но рас­ска­жем Вам, какие виды про­из­во­дят­ся на сего­дняш­ний день.

Заказать звонок
+
Жду звонка!
Call Now ButtonПозвоните нам!