Технология получения стекла
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛА
Современное стекольное производство включает в себя три этапа: подготовка сырья, стекловарение и формование стеклоизделий.
Подготовка сырья. Основные сырьевые компоненты для производства материалов из стекла - кварцевый песок, сода, мел, доломит, известняк, т. е. в стекломассу вводятся кислотные, щелочные и щелочно - земельные оксиды. От их количества непосредственно зависят все основные эксплуатационно-технические свойства стекла.
Химический состав обыкновенного оконного стекла по основным оксидам следующий:
SiO2 - 71...72 %;
Na2O - 15...16 %;
CaO - 5...7 %;
MgO - 3...4 %;
Al2O3 - 2...3 %;
Fe2O3 - не более 0,1 % (т. к. оксиды железа придают стеклу зеленовато - коричневый ("бутылочный") цвет и снижают светопропускание.
Основные оксиды вводятся в сырьевую шихту в виде следующих веществ.
Кремнезем (SiO2) вводят в виде кварцевого песка, молотых кварцитов или песчаников. Основное требование к кремнеземистому сырью - минимальное количество примесей, особенно оксидов железа. Это основной стеклообразующий оксид, повышающий тугоплавкость и химическую стойкость стекла. стекловарение вытяжка прессование строительный
Глинозем (Al2O3) поступает в сырьевую шихту в виде полевых шпатов и каолина. Его влияние на свойства стекла аналогично действию SiO2.
Оксид натрия (Na2O) вводят в стекло в виде соды и сульфата натрия. Na2O понижает температуру плавления стекла, повышает коэффициент термического расширения и уменьшает химическую стойкость.
Оксид кальция (CaO) и магния (MgO) вводят в стекольную шихту в виде мела, мрамора, известняка, доломита и магнезита. Эти оксиды повышают химическую стойкость стела.
В специальные стекла вводят оксиды бора, свинца, бария и др.
Большое влияние на свойства строительных стекол оказывают Вспомогательные компоненты: осветлители, обесцвечиватели, красители, глушители, окислители, восстановители.
Осветлители Вводят в шихту для освобождения стекломассы от видимых пузырей, т. е. для ее осветления, чем ускоряется процесс стекловарения. Действие осветлителей заключается в том, что при нагревании они разлагаются с выделением большого количества газообразных продуктов. Улетучиваясь из стекломассы, они способствуют удалению из нее и других газов (пузырей).
Обесцвечиватели вводят в стекломассу, чтобы устранить нежелательные сине - зеленые или желто - зеленые оттенки, которые стекломасса приобретает из-за примесей железа в сырьевых материалах. Стекло обесцвечивают химическим и физическим способами.
Красители служат для окрашивания стекла в тот или иной цвет. Обычно в качестве красителей используют соединения металлов. По механизму их действия различают молекулярные и коллоидные красители. Молекулярные красители, введенные в стекломассу, растворяются в ней. Окраска таких стекол не изменяется при повторной тепловой обработке. К этой группе красителей относятся главным образом оксиды тяжелых металлов - марганца (фиолетовый цвет), кобальта (синий), никеля, хрома (зеленый), железа (коричневый и сине - зеленые тона), урана. К коллоидным относятся те красители, которые при введении из в стекломассу равномерно распределяются в ней в виде мельчайших коллоидных частиц, например, соединения золота (рубиновый), меди, селена (розовый), серебра (желтый).
Большинство светопрозрачных стекол варят в окислительной среде. Это делают, в основном, для перевода закисной формы железа (FeO), содержащейся в сырье, в окисную (Fe2O3). Первая придает стеклу зеленоватый оттенок. Вместе с тем существует группа стекол (цветных), для варки которых требуется восстановительная среда. Для регулирования этих условий варки в стекломассу вводят Окислители и восстановители.
Сырьем для производства материалов из минеральных расплавов (каменных, шлаковых) служат, соответственно, базальтовые, диабазовые, базальто - доломитовые и другие породы, доменные металлургические шлаки.
Перед варкой стекла сырьевые материалы измельчают, тщательно смешивают в требуемых соотношениях, брикетируют и подают в стекловаренную печь.
Стекловарение. Обычное стекло получают в непрерывно действующих ванных печах с полезным объемом до 600 м3 и суточной производительностью более 300 т. Для варки специальных (оптических, цветных и др.) стекол применяют периодически действующие ванные, а также горшковые печи.
Стекловарение - главнейшая операция стекольного производства. На первой стадии этого процесса - силикатообразовании - щелочные компоненты образуют с частью кремнезема силикаты, плавящиеся уже при 1000...1200 0C. В этом расплаве при дальнейшем нагревании растворяются наиболее тугоплавкие компоненты SiO2 и Al2O3. Образующаяся при этом масса неоднородная по составу и насыщена газовыми пузырьками.
Удаление пузырьков и полная гомогенизация расплава осуществляется на второй наиболее длительной стадии стекловарения - Стеклообразовании - при температуре 1400...1600 0С. Третья заключительная стадия - Студка - охлаждение стекломассы до температуры, при которой она приобретает оптимальную для данного метода формования стеклоизделий вязкость.
Формование. Метод выработки (формования) зависит от вида изделия. Для получения строительного стекла используют вытяжку, прокат, прессование.
При охлаждении в стекле вследствие его низкой теплопроводности возникают большие градиенты температур, вызывающие внутренние напряжения. Наиболее опасным моментом с этой точки зрения является переход стекла от вязкопластического состояния к хрупкому. Поэтому для снятия внутренних напряжений после формования производят отжиг - охлаждение по специальному режиму: быстрое до начала затвердевания стекломассы, очень медленное в опасном интервале температур (600...300 0С) и вновь быстрое до нормальной температуры.
Основной вид строительного стекла - листовое. С начала XX в. Большая часть листового стекла стала производиться (а в России производится и до сих пор) методом вертикального вытягивания на машинах ВВС. Так получают стекла толщиной до 6 мм. Суть метода сводится к следующему.
Лента стекла формуется из стекломассы лодочкой (шамотным брусом с прорезью), удерживаемой на надлежащем уровне штангами. Стекломасса выдавливается в щель лодочки и оттягивается вверх валками машины в виде ленты шириной до 4,5 м. Скорость вытягивания достигает 2 м/мин. Проходя между холодильниками (3) от лодочки до первой пары валков, стекломасса охлаждается настолько, что становится твердой и валки не оставляют на ней отпечатков (I зона). Далее стекло валками (5) подается в шахту высотой 5...7 м. В нижней части шахты производится отжиг стекла (II зона). В верхней части стекло охлаждается окончательно и, выходя на отломочную площадку (7), нарезается на требуемые размеры.
В 1959 г. Появился новый способ получения высококачественного стекла - флоат-метод (от англ. Float - плавать). Суть метода заключается в том, что стекломасса выливается на поверхность расплавленного металла (обычно олова). Из-за большой разницы в плотностях стекла (2550 кг/м3) и олова (7290 кг/м3) стекломасса растекается по поверхности расплавленного олова и, остывая на ней, образует лист с идеально ровной полированной поверхностью.
Производительность установок, работающих по флоат-методу, до 3...4 тыс. м2 в час. Размер получаемых листов: ширина до 4м; толщина от 2 до 25 мм. Преимущества флоат-метода - стабильная толщина листа и высокое качество поверхности, не требующее дальнейшей полировки. В Европе большую часть стекла вырабатывают именно этим методом.
Похожие статьи
-
Основы современной технологии стекла. - История стекла
Технология получения стекла состоит из двух производственных циклов. Цикл технологии стекломассы включает операции: А) подготовки сырых материалов; Б)...
-
Стекло - Стекло и строительные материалы на основе минеральных вяжущих веществ
C:Documents and SettingsСvetaLocal SettingsTempRar$DI00.922Все для материаловеденияСтеклоСтеклышко1.htm - word0000#word0000 Стекло, твердый аморфный...
-
Технологическая схема зависит от вида и характера, вида и качества исходных материалов, от уровня развития техники (рис.1.). Рисунок 1- Технологическая...
-
Виды известняка по происхождению - Разработка технологии получения строительного материала
Чистые известняки - белого или светло-серого цвета, примеси органических веществ окрашивают карбонат кальция в черный и темно-серый цвета, а окислы...
-
На основе диаграммы состояний "железо - цементит" и построенного графика термической обработки опишите превращения в структуре стали при нагреве,...
-
Введение, Характеристика готового продукта - Разработка технологии получения строительного материала
В данной курсовой работе "разработка технологии получения строительного материала" мы будем рассматривать следующие решения задач, для достижения цели:...
-
Получение охмеленного сусла - Технология производства светлого пива
Процесс получения охмеленного сусла включает следующие операции: кипячение сусла с хмелем, отделение хмелевой дробины, осветление и охлаждение сусла....
-
Стекла - Неметаллические материалы
Неорганическое стекло - это однородное аморфное вещество, получаемое при затвердевании расплава оксидов. Оно не имеет определенной точки плавления или...
-
Схема строения стекла. - История стекла
Как материал стекло широко используется в различии областях народного хозяйства, В соответствии с назначением известны разнообразные виды стекла: оконное...
-
Высокое содержание сахара в кобыльем молоке определяет специфику его технологических свойств при переработке в кумыс, т. к. сахар является хорошим...
-
Повышение эффективности технологических процессов и производств будет осуществляться путем роста единичных мощностей устанавливаемого оборудования,...
-
До времени более полного исследования химического состава кумыса многие ведущие фтизиатры страны (Ф. В. Щебанов, В. Л. Эйнис) считали кумыс только...
-
Для стадии дробления известняка важнейшими является свойство дробимость и водопоглощения. Дробимость характеризует относительную сопротивляемость породы...
-
Производство стали в мартеновских печах - Новые технологии производства чугуна и стали
В мартеновских печах сжигают мазут или предварительно подогретые газы с использованием горячего дутья. Печь имеет рабочее (плавильное) пространство и две...
-
Заключение, Список используемых источников - Разработка технологии получения строительного материала
В данной курсовой работе я выполнила все поставленные задачи: 1. Дала характеристику готовому продукту 2. Дала характеристику сырью 3. Разработала...
-
Возможные способы получения заготовки Виды обработка металлов давлением Процессы обработки металлов давлением по назначению подразделяют на два вида: 1)...
-
Удельный расход - расход сырья или материалов на единицу продукции. Технологические потери - потери при производстве товаров, работ и услуг,...
-
Характеристика сырья - Разработка технологии получения строительного материала
Известняк, или как его еще называют ракушечник, представляет собой осадочную горную породу либо органического, либо хемогенного происхождения. В основе...
-
Оптимальное количество камер. - Технология изготовления пластиковых окон
Чем больше камер в стеклопакете, тем меньше тепла будет теряться, тем меньше звуков и шума будет проникать в ваше жилище, но тем выше стоимость...
-
Нанотехнологии являются новым весьма эффективным направлением развития конструкционных материалов. Наноструктурные объемные материалы отличаются большой...
-
Принципы первичной переработки нефти., Перегонка нефти. - Технология переработки нефти
Нефть представляет собой сложную смесь парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводов, различных по молекулярному весу и температуре кипения. Кроме...
-
Минеральные вяжущие вещества - строительные материалы для изготовления бетонов и растворов. Минеральные вяжущие вещества (обычно порошкообразные) при...
-
ВВЕДЕНИЕ - Получение Fe порошков размолом в мельницах
Порошковой металлургией называют область науки и техники, охватывающую производство металлических порошков, а также изделий из них или их смесей с...
-
Подготовка сырья для большинства колбасных изделий состоит из следующих операций: разделка полутуш, обвалка отрубов, жиловка и сортировка мяса,...
-
Сырье для получения золота - Обогащение золотосодержащих руд
Источниками получения металлического золота являются собственно золотые руды, полиметаллические сульфидные руды и вторичное сырье - промышленный и...
-
Качество готовых рыбных блюд оценивают пo следующим показателям: - соответствие вида рыбы названию блюда; - соответствие вида обработки принятому в...
-
Кулинарная обработка включает ряд процессов по холодной обработке пищевых продуктов, приготовлению полуфабрикатов, тепловой обработке пищевых продуктов и...
-
Контроль качества готового сливочного масла - Технология производства сливочного масла
Консистенция сливочного масла является одним из основных показателей, определяющих его потребительские свойства. Решающее значение при этом имеет...
-
Состав материалов должен обеспечивать получение в отливке заданных физико-механических и физико-химических свойств; свойства и структура должны быть...
-
Аносов В. М. Разработка технологического процесса изготовления детали "зубчатое колесо" - Челябинск: ЮУрГУ, ТВ, 2006, 39 стр., 30 илл. Библиография...
-
Порядок выполнения заданной детали. Обработка заготовки на токарно-винторезном станке (черновая) I-центра; II-заготовка; III - резец черновой токарный...
-
Материальные расчеты - Разработка технологии получения строительного материала
Материальные расчеты являются основой технологических расчетов (определение выхода основного и побочного эффекта). Определив материальные потоки можно...
-
Способы пайки. - Технологии изготовления кремниевых полупроводниковых приборов
Способы пайки классифицируют в зависимости от используемых источников нагрева. Наиболее распространены в промышленности пайка в печах, индукционная,...
-
Получение низкоуглеродистой коррозионностойкой стали (процессы AOD и VOD) . - Производство стали
Широкое распространение получают методы производства низкоуглеродистой коррозионностойкой стали вне электропечи. Метод AOD. В электропечи выплавляют...
-
Химический состав стекла. - История стекла
Карбонат кальция, подобно соде, при сплавлении с песком взаимодействует с ним, образуя силикат кальция и двуокись углерода. При сплавлении с избытком...
-
Предметом производства кожи есть шкура. Обработки, которым шкура подвергается, по характеру воздействий разделены на две группы: обработки, в основе...
-
Выбор технологии плавки на штейне - Цветные металлы в строительстве
Почти столетие в металлургии меди и около полувека в металлур-гии никеля (в Канаде) "господствует" отражательная плавка. Свое широкое распространение она...
-
Технология производства сливочного масла - Технология производства сливочного масла
Технологическая схема производства сливочного масла представлена на рисунке 1. Приемка и сортировка молока Очистка молока Получение сливок...
-
Биологические особенности моркови - Технология производства, хранения и переработки моркови
Отношение к теплу. Морковь относится к холодостойким растениям. Минимальная температура прорастания семян +3...+6°С, быстрее всего появляются всходы при...
-
Механизация и автоматизация технологических процессов Технология переработки полимеров - это область науки и техники, изучающая процессы, предназначенные...
Технология получения стекла