Стекло — это расплавленная смесь из нескольких исходных веществ. Например, оконное стекло может содержать 60% кварцевого песка, 14% доломита, 5% изве­стняка, 1% сульфата, 18% карбоната натрия и различные красители.

2.18.1. Производство стекла

Исходные вещества тонко перемалываются, смешиваются друг с другом и рас­плавляются в плавильной печи при температуре около 1600°С. После охлажде­ния примерно до 1000°С стекольный расплав становится настолько густым, что

его можно формовать. В зависимости от способа формообразования говорят о дутьевом способе, способе вытягивания, Float-методе или формова­нии листового термически полированного стекла на поверхности расплава олова, о литом, прессо­ванном или пеностекле, а также о стекловолокне. Стекло также можно подвергать и последующей обработке, например шлифованием.

ДУТЬЕВОЙ МЕТОД

При методе выдувания различают ручное выдува­ние и машинное выдувание. Для ручного выдува­ния используется стеклодувная трубка. С ее по­мощью можно выдувать закрытые на конце ци­линдрической формы стеклянные сосуды, при по­мощи дутьевой формы также более сложные формы типа бутылок и стаканов для питья. Если торец цилиндра отрезать, то получается стеклян­ный валик. Его можно разрезать в продольном направлении и выпрямить в стеклянный лист. От­резанные концы цилиндров используются как круглое оконное стекло (с утолщением посреди­не). Таким способом стекло производили на про­тяжении сотен лет.

Принцип работы машинного дутьевого спосо­ба такой же, как и у ручного способа с использова­нием дутьевых форм (рис. 2.235).

МЕТОД ВЫТЯГИВАНИЯ

При методе вытягивания из расплава стекла с по­мощью машин вытягивается широкая непрерыв­ная полоса стекла желаемой толщины, которая после затвердевания разрезается на плиты.

Метод вертикального вытягивания стекла ис­пользуется с 1914 года, подходит для изготовления тонких стекол толщиной от 0,5 мм.

Метод Либби-Оуэна используется с 1917 года и особенно подходит для изготовления толстого стекла толщиной до 30 мм (рис. 2.236).

Стеклянные листы получаются гладкими и имеют равномерную толщину. Все же перпенди­кулярно к направлению вытягивания они имеют небольшие продольные полосы, которые при дальнейшей обработке стекла должны быть ош­лифованы.

Разделительный

стык

Утолщение

Стеклодувная трубка

Стеклянный

цилиндр

m л у

Гибочныи

Трубчатый

охладитель

Вытягивающие или направ­ляющие ролики

Метод Либби-Оуэна

Рис. 2.236. Метод машинного вытягивания

Смесь

исходных веществ расплавляется 1600°С

Зона 2

Охлаждаемый расплав становится твердым стеклом

650 °С

еэеоееее^

Горелки / на природном газе

-Горелки Верхние ^ Защитный Приподнимающие Вытягивающие

Жидкое стекло на природном газе ролики Жидкое олово газ валки и транспорти­

ровочные валки

Рис. 2.237. Метод формования листового стекла на поверхности расплава

МЕТОД ФОРМОВАНИЯ ЛИСТОВОГО СТЕКЛА НА ПОВЕРХНОСТИ РАСПЛАВА

При методе формирования стекла на поверхности расплава, который был разра­ботан в 1950—1960 годах, расплав стекла поступает из варочного бассейна стекло­варенной печи в ванну расплавленного олова. Над ванной расплавленного олова находится защитный газ, состоящий из смеси азота и водорода, который защи­щает жидкое олово от окисления под воздействием кислорода воздуха. Плотность олова равна 7,3 г/см3, что больше плотности расплава стекла, равной 2,5 г/см3. Поэтому стеклянный расплав всплывает на поверхность ванны расплавленного олова в виде плоскопараллельной стеклянной ленты с одинаковой толщиной от 1,5 до 12 мм с ровными обеими сторонами. Поэтому затвердевшее стекло больше не нужно полировать и шлифовать.

Большинство оконных стекол и зеркал в западной Европе производится имен­но таким способом.

Толщина стеклянной ленты реіулируется посредством настройки скорости те­чения или подачи расплава, но прежде всего с помощью верхних роликов. Похожие на толстые дисковые полотна с очень мелкими зубьями на обеих сторонах ванны расплава захватывают пластичную ленту стекла и транспортируют его в направле­нии охлаждающего канала. При этом в зависимости от угла настройки верхних ро­ликов по отношению к ленте расплава стекла шири­ной в 3,2 м лента или «сжимается» (стекло становит­ся толще), или «растягивается» (стекло становится тоньше). После всплывания стеклянного расплава возникающая бесконечная лента охлаждается при­мерно до 650°С, приподнимается с расплава олова и подается в охлаждающий канал. После свободного от внутренних напряжений охлаждения до комнатной температуры стеклянное полотно контролируется на наличие дефектов, частично с помощью лазерного луча, и после этого режется на листы. Листы штабе — Рис. 2.238. Литьевой метод лируются и подготавливаются к отправке (рис. 2.237).