Технология производства листового стекла и ее технико-экономическая оценка
Расплав, из которого вырабатывают стеклянные изделия, получают из смеси природных или искусственных сырьевых материалов (шихты). Сырьевые материалы стекольного производства можно подразделить на главные (необходимые для получения стекол заданного химического состава) и вспомогательные (предназначенные для окрашивания стекла, придания ему непрозрачности или, наоборот, высокого светопропускания, а также для ускорения и облегчения подготовки расплава).
Качество каждого сырьевого материала должно отвечать требованиям, соответствующим виду и назначению стеклянных изделий, в производстве которых этот материал применяется. Механическая прочность и термическая устойчивость стекла, а также внешний вид и срок службы изделий зависят от химической и физической однородности исходных расплавов.
Для получения однородных расплавов сырьевые материалы должны иметь постоянный химический состав как в объеме партий, поступающих в производство (химическая однородность или постоянство состава внутри партии), так и во времени между последовательно поступающими партиями (постоянство состава во времени) В материалах, идущих на производство бесцветных стекол, строго нормируется допускаемое содержание примесей, окрашивающих стекло: соединений железа, титана, хрома, углерода. В сырьевых материалах ограничивают также содержание примесей тугоплавких веществ (корунда АlОз, циркона ZrSiCu, металлического кремния, природного кремня), которые с трудом, медленно растворяются в расплавах стекла и могут остаться в изделиях в виде инородных включений. Хорошо подготовленный сырьевой материал должен иметь однородный и постоянный во времени зерновой (гранулометрический) состав. Для каждого вида сырья нормируются наиболее желательные (оптимальные) размеры зерен, при которых этот материал не комкуется, хорошо, без расслоения, смешивается с другими компонентами шихты, меньше улетучивается (выгорает) при загрузке в печь, активно вступает в химические реакции и равномерно растворяется в расплаве.
Существует два способа вытягивания листового стекла: вертикальный и вертикально-горизонтальный. Вертикальное вытягивание, в свою очередь, делится на лодочное и безлодочное. Но вертикально-горизонтальный метод не получил достаточного распространения.
Рассмотрим вначале лодочный способ.
Химические составы листового стекла должны обеспечивать заданные свойства изделий в зависимости от их назначения и условий эксплуатации; достаточно высокую скорость варки при темпераутрах, установленных производственной практикой; более низкую температуру кристаллизации расплава по сравнению с температурой формования стекла; достаточную скорость твердения стекломассы. Шихта, идущая на изготовление стекла, не должна содержать дефицитных, дорогостоящих и токсичных сырьевых материалов. Основа составов большинства видов листового стекла – система SiO2 – CaO – Na2O, в которой часть CaO заменена на MgO, часть SiO2 – на Al2O3 и часть Na2O – на К2О. Такие замены позволили снизить кристаллизационную способность стекломассы, повысить скорость формования и улучшить химическую устойчивость стекла.
В выработочной части печи и в каналах температурный режим устанавливают индивидуально в зависимости от свойств стекломассы, числа и размещения машин, размеров выработочной части печи и каналов, места расположения контрольных приборов, скоростей вытягивания и тербований к качеству стекла. За исходные температурные выработки принимают температуры луковиц, измеряемые оптическим пирометром через смотровые окна в крышках подмашинных камер. Для стекол обычных составов эти температуры составляют 920-9800 С и зависят от лучепрозрачности стекол.
