Главная | Обратная связь

Технологічна система виготовлення скляних виробів

Самостійна робота – 21

Виробництво скла

Характеристика скла та його властивостей

Скло виготовлялось та оброблювалось вже 2500 років до на­шої ери в Єгипті, а за 2000 років до нашої ери у Китаї. У Росії ви­готовлення скла було вперше організоване лише у 1635 році шве­дом Єлисеєм Костом.

Скло уявляє собою поєднання кремнезему з рядом окислів (натрію, калію, кальцію та інших), яке утворюється при дуже ви­сокій температурі. При охолодженні скло набуває в'язкості, яка в свою чергу дозволяє виготовляти зі скла різні вироби. Всі речо­вини, які знаходяться у склоподібному стані мають декілька спільних фізико-хімічних характеристик. Типові склоподібні тіла ізотропні, тобто властивості їх однакові у всіх напрямах; при нагріванні плавляться, як кристали, а поступово пом'якшуються, переходячи з крихкого у тягуче, в'язке і, згодом, у краплерідке становище; розплавляються і твердіють, тобто витримують неод­норазове розігрівання до розплавленого стану, а потім охолод­ження за однаковими режимами.

Взагалі скло — це аморфна, тверда щільна маса, непроникна для рідин та газів, нерозчинна у кислотах.

Хороше скло од­норідне, майже не проводить тепло та елекроенергію і повністю прозоре.

Основні види скла

Існує багато видів скла з різним хімічним складом.

Основни­ми групами скла є:

· вапняне скло - найбільш розповсюджене, ви­користовується при виготовленні посуду, віконного та дзеркаль­ного скла та ін;

· поташе-вапняне;

· содово-вапняне;

· свинцеве скло (свинцевий кришталь) - різновид скла, в якому частина вапна замінена на свинець. З цього різновиду скла виготовляють більш дорогий посуд, а також оптичне скло, яке сильно переломлює та розсіює світло.

Склад звичайного віконного скла наближено виражається формулою

Nа₂О • СаО • 6SіО₂.

Із скла виготовляють волокна і тканини для технічних по­треб. Освоєно випуск склокристалічних матеріалів-силітів, які порівняно зі склом мають більшу міцність. З них виготовляють електричні ізолятори, посуд, тощо.

Основні складові сировини для виготовлення скла

Основними сирими матеріалами для скла є кварцевий пісок з високим вмістом кремнезему, кальцинована сода, сульфат, поташ, крейда, вапняний камінь, доломіт, доломітові вапняки.

Для того, щоб надати склу спеціальних якостей додають окис свинця, окис цинку, барит або вуглекислий барій, фосфорну кислоту або її солі.

Для отримання фарбованного скла використовують марга­нець, хром, кобальт, мідь, золото та ін., а також деякі рідкі еле­менти.

Для освітлення скломаси до шихти домішують селітру, кухон­ну сіль, а також миш'як.

Для отримання непрозорого, так звано­го молочного скла у шихту домішують криоліт, фтористий натрій, або кальцій і деякі інші матеріали.

Приблизне співвідно­шення сирих матеріалів для отримання віконного скла при ма­шинному виробництві таке: пісок — 100 вагових частин, сода — 36, сульфат — 4, крейда — 25 вагових частин.

Технологічна система виготовлення скляних виробів

Скло добувають сплавленням у спеціальних печах суміші со­ди NаСО, вапняку СаСО і

білого піску SіО. Хімізм процесу мож­на представити так: при сплавленні утворюються силікати натрію і кальцію: Nа₂SіО₃; СаSіО_3.

Ці сілікати та кремнезем SіО₂ сплавляють у масу, яка поступово охолоджується.

Часто у виробництві скла соду замінують сульфатом натрію і вугіллям.

Для виготовлення спеціального скла змінюють склад вихідної суміші.

Замінюючи соду Nа₂СО₃ поташем К₂СО₃ отримують ту­гоплавке скло (для хімічного посуду).

Замінюючи крейду СаСО₃ оксидом свинцю (II) РlО, а соду поташем, добувають криштале­ве скло. Воно має більшу променезаломлювальну здатність і за­стосовується для виготовлення художнього посуду.

Основні процеси виготовлення скляних виробів складаються з таких операцій:

1. сирі матеріали подрібнюються, просіюються та змішуються у визначених для кожного сорту скла вагових співвідношеннях.

2. Ця суміш (шихта) засипається у спеціальні скловарні печі і при високій (близько 1450) піддається плавлен­ню.

3. Отримана розплавлена скломаса, очищена від сторонніх домішок, набуває в'язкості при певній температурі, а потім іде на виготовлення виробів.

4. Виготовлення скла відбувається або за до­помогою склоробних машин, або за ручним способом.

Отримані вироби в більшості випадків ще в гарячому стані переносяться в спеціальні печі, в яких підлягають поступовому охолодженню. Завдяки цьому вони стають стійкими до змінення температури і менш крихкими. Після охолодження деякі вироби готові для використання, інші ж піддягають хімічній та ме­ханічній обробці.