Klaas on materjal, millel pole mõne omaduse poolest analooge. Seni on selle valmistamisel kasutatud looduslikke koostisosi, kahjustatud toote ümbertöötlemine võib toimuda korduvalt ilma kvaliteeti kaotamata ja peaaegu raiskamata.

Definitsioon

Klaas võib olla erinevates tootmisetappides mitmes agregatsiooniseisundis. Ja veel, mis on klaas ja millest see on valmistatud?

Teadusliku definitsiooni järgi on klaas igasugune sulamisel saadud amorfne keha, mis viskoossuse suurenedes omandab tahke aine omadused. Sel juhul on ühest olekust teise ülemineku protsess pöörduv.

Materjali ajalugu

Igapäevaelus kasutame klaasi iga päev. Mis see on ja millest see koosneb, on tänapäeval harva küsitavad küsimused, materjal on meile nii tuttav. Teadlased usuvad, et klaas saadi esmakordselt juhuslikult, tehnoloogia päritolu on võimatu kindlaks teha. Esimesed tooted pärinevad umbes aastast 2540 eKr. Iidne retsept sisaldas kolme komponenti – soodat, liiva ja alumiiniumoksiidi. Hiljem õppisime parandama materjali omadusi, lisades põhikoostisosadele kriiti, dolomiiti ja muid komponente. Kogu kompositsiooni, millest klaas on valmistatud, nimetatakse laenguks.

Värvilist klaasi hakati tootma looduslike pigmentide – kroomoksiidi, nikkeloksiidi, koobaltilisandite – abil. Esimese vormitud toote valmistasid 1. sajandil pKr Rooma käsitöölised. Nad leiutasid ka lehtklaasi. Lehtklaasi tootmise tehnoloogia seisnes kuumast massist tohutu inimsuuruse silindrikujulise mulli puhumises. Kuni see oli veel kuum, lõigati see piki pikka külge ja asetati tasandamiseks kandikutele. See tehnika oli laialt levinud kuni 20. sajandi alguseni. Venemaal avati klaasitootmine 17. sajandil ja see asus Dukhanino külas, sel ajal olid käsitöölised vaid välismaalased.

Ühend

Klaasi kasutatakse mitmel otstarbel. Mis on klaas, oleme aru saanud, kuid millised on selle peamised koostisosad? Lähteainete koostis on püsinud praktiliselt muutumatuna kogu materjali valmistamise praktika jooksul. Aluse (laengu) moodustavad kolm põhikomponenti - ränidioksiid või kvartsliiv, sooda (naatriumoksiid) ja kaltsiumoksiid, tuntud kui lubi. Komponendid kombineeritakse teatud vahekorras ja sulatatakse ahjus temperatuuril 300 kuni 2500 ° C. Sõltuvalt soovitud omadustest lisatakse laengu koostisesse kaaliumkloriidi, booranhüdriidi, varasemate pruulimiste klaasikilde või taaskasutatud toorainet.

Tehnoloogia

Ühendite omaduste tugevdamiseks või nõrgendamiseks lisatakse sulatusprotsessile võimendeid, hägustajaid, värvaineid, värvieemaldajaid jne.Pärast keetmist jahutatakse mass kiiresti, mis väldib kristallide teket. Kõigist komponentidest on retseptis suurim protsent liiva - 60–80%. Liiv toimib karkassina, mille ümber moodustub klaasjas materjal. Klaasitootmise tehnoloogia on püsinud muutumatuna sajandeid.

Lubi on teine ​​komponent, ilma milleta ei saa klaasi toota. Mis on kaltsiumoksiid koostisainetes? See komponent annab materjalile keemilise vastupidavuse ja suurendab läiget. Klaasi saab sulatada ainult liivast ja soodast, kuid ilma lubjata lahustub see vees. Kolmas mängija laengus on metallioksiid - naatrium või kaalium (kuni 17%). See lisatakse segule sooda või kaaliumkloriidi kujul. Need komponendid vähendavad sulamistemperatuuri, võimaldades üksikutel liivateradel täielikult sulada ja ühineda monoliidiks.

Liigid

Sõltuvalt laadimisel kasutatud komponentidest jaotatakse klaasitüübid:

• Kvarts. See on valmistatud ühest komponendist - ränidioksiidist. Sellel on kõrged omadused: vastupidav kõrgetele temperatuuridele (kuni 1000 °C) ja termilisele šokile, edastab nähtavat ja ultraviolettkiirgust. Tootmist seostatakse kõrgete energiakuludega, kuna ränidioksiid (silikaatklaas) on tulekindel tooraine ja seda on raske vormida. Peamisteks kasutusaladeks on keemia- ja laboriklaasid, optiliste süsteemide osad, elavhõbedalambid jne.
• Naatriumsilikaat. See on valmistatud kahest komponendist, klaasi koostis on silikaatliiv ja sooda (1:3). Oma omaduste tõttu kasutatakse seda tööstuses laialdaselt mis tahes protsessi komponendina, kuid ei kasutata muudes valdkondades, tooteid sellest ei valmistata. Peamine puudus on see, et see lahustub vees.
• Lubjakivi. Kõige tavalisem materjalitüüp, millest enamik tooteid valmistatakse, on lehtklaas, klaasanumad, peegelriie, nõud ja palju muud.
• Plii. Klassikalisele klaasikompositsioonile (laengule) lisatakse proportsionaalselt pliioksiidi. Pliiklaasil on suurenenud dielektrilised omadused, mis võimaldab seda kasutada parima isolatsioonikompositsioonina teleritorudes, ostsilloskoopides, kondensaatorites jne. Plii olemasolu klaasimassis annab materjalile täiendava läike ja sära, mida kasutatakse sageli tootmises kunstilised tooted, nõud jne. Kristall on üks pliiklaasi liike.
• Borosilikaat. Booroksiidi lisamine materjali koostisesse suurendab selle vastupidavust termilisele šokile kuni 5 korda, parandades oluliselt Keemilised omadused. Borosilikaatklaasi kasutatakse torude, laboratoorsete keemiliste klaasnõude ja kodutarbeks mõeldud toodete valmistamiseks. Suuremahuline kasutusnäide on maailma suurima teleskoobi jaoks boorsilikaatklaasist loodud peegel.
• Muud klaasitüübid - alumiiniumsilikaat, boraat, värviline jne.

Aknaklaaside tüübid

Aknaklaas on kõige populaarsem materjalitüüp. See jääb vahele päikesevalgus, tagab soojusisolatsiooni talvel ja suvel, takistab müra läbitungimist, kaunistab esteetiliselt aknaava ja täidab palju muid funktsioone. Tänapäeval on lai valik klaasitüüpe, millest igaüks vastab teatud nõuetele:

• Energiasäästu. Lahtiselt toonitud või spetsiaalse kilega kaetud klaasitüüp, mis laseb lühilainelisel päikesekiirgusel tuppa tungida, samas kui kütteseadmete pikalainelist kiirgust ruumist välja ei lasta. Teine nimi on selektiivklaas. Praeguseks on välja töötatud mitut tüüpi katteid. Kõige lootustandvamad on K-klaas (metallioksiidide sadestamine pinnale) ja i-glass (hõbeda mitmekihiline vaakum-sadestamine - dielektrik).
• Päikesekaitse. Vähendab päikesevalguse läbilaskmist ruumi. Need jagunevad kahte tüüpi - peegeldavad ja neelavad. Efekt saavutatakse kas siis, kui toonitakse klaasi keetmise ajal massis või kantakse pinnale spetsiaalne kile.
• Dekoratiivne. Aknaklaas täiendavate esteetiliste omadustega - mustriline, värviline jne.

Ohutusprillid

Klaasi üks negatiivseid omadusi on selle haprus, materjali tugevdamiseks on olemas tehnoloogiad. Kõige tavalisemad tüübid:

• Tugevdatud. Lehtklaas, mille vormimise käigus surutakse massi sisse metallvõrk. Kasutusala: tööstuspinnad, väli valgustus, liftišahtide vooderdus jne.
• Lamineeritud või tripleks. Kaht või enamat klaasi hoitakse koos spetsiaalse kile või vedelikuga. Seda tüüpi materjal vähendab oluliselt ruumide mürataset. Samuti võib see lamineerimise ajal täiendavate värvifiltrite kasutamisel täita päikesekaitsefunktsioone. Triplexil on suurenenud mehaaniline stabiilsus, lõuendi purunemisel jäävad killud kile külge, mistõttu on võimalikult ohutu kasutada fassaadi-, rõdu-, akna- ja ukseklaasides.
• Tulekindel. Enamasti toodetakse seda lamineerimistehnoloogia abil spetsiaalsete kiledega, mis temperatuuril üle 120 ° C muudavad nende füüsikalisi omadusi ja paisudes muutuvad matiks, andes klaasile jäikuse.
• Kaitsev. See on mitmekihiline materjal, mis koosneb mitut tüüpi klaasist, mis on ühendatud polümeerkilega. Näiteks silikaatklaas on seotud polükarbonaadi ja orgaanilise klaasiga. See poolläbipaistev plokk on vastupidav mehaanilistele, keemilistele ja löökkahjustustele. Turvatüüpide hulka kuuluvad kuuli-, põrutus-, torke- ja muud tüüpi klaasid. Tehnilised nõuded Kaitseklaasi materjali ja klassifikatsiooni reguleerib GOST R 51136.
• Karastatud. Omab kõrgeid tugevusomadusi. Efekti tagab klaasitootmise tehnoloogia - spetsiaalses tunnelahjus puutuvad lehed lühiajaliselt kokku kõrgete temperatuuridega ja jahutatakse kiiresti. Katkimisel mureneb karastatud klaas väikesteks kildudeks, mis ei kujuta ohtu elule ja tervisele. Puuduseks on karastatud kanga mehaanilise töötlemise võimatus, vähimagi löögi korral see hävib. Enamik karastatud klaasist tooteid vormitakse, lõigatakse või töödeldakse muul viisil enne karastamist.

Auto klaas

Autoklaasidel on suurenenud tugevusomadused, mis vastavad ohutusnõuetele. Tänapäeval kasutatakse tootmises kahte tehnoloogiat - lamineerimine (tripleks) ja karastamine (staliniit):

• Karastatud saada kuumtöötlus tavaline silikaatklaas, kuumutades seda ahjus temperatuurini +600 ° C, millele järgneb kiire jahutamine. See omandab mehaanilise ja termilise tugevuse, kuid tugevate löökide korral kukub kokku, lagunedes väikesteks ohututeks kildudeks, millel puuduvad lõike- ega läbistavad servad. Vene märgid- täht "Z", Euroopa - "T" või karastatud.
• Lamineeritud on kaks õhukest klaaslehte, mis on temperatuuri ja vaakumi mõjul ühendatud polümeerkilega. Klaasi omadused on sellised, et tugevate löökide korral jääb see terveks ega purune purunemisel kildudeks. Osad jäävad kilega kinnitatuks. Triplexil on lisafunktsioone- lamineerimisprotsessi käigus värvifiltritega toonimine, siseruumide täiendav heliisolatsioon, madal soojusjuhtivus jne.

Kaasaegsed arengud

Kahekümnendat sajandit võib nimetada klaasi laialdase kasutamise ajaks. Pärast materjali saamise mehaaniliste meetodite tehnoloogia väljatöötamist hakati seda kasutama mitmesugustes valdkondades - telekommunikatsioonivaldkonna parima kiuna ja mitte vähem edukalt kasutatakse seda suurtes mitmetonnistes plokkides ehituses. tehnoloogiaid.

Klaasi omadused on mitmekesised, neid alles uuritakse teadusinstituudid, ja käsitöölised leiavad uusi kasutusviise ja leiutavad uusi tüüpe. 1940. aastal tutvustasid klaasitootjad maailmale vahtklaasi. Selle omadused on järgmised:

• Kerge - ei vaju vette, on rakulise struktuuriga, erikaalületab veidi korgi kaalu.
• Niiskuskindlus, vastupidavus.
• Keskkonnasõbralikkus (klassikalisele partii retseptile lisatakse koks).
• Tulekindel (ei põle) ja summutab tulekahju.
• Materjali saab saagida tükkideks ilma kvaliteeti kahjustamata.

Kasutusalaks on isolatsioonimaterjalid ohtlikele tööstustele, külmikutele jne.

Sest päikesepaneelid Nad kasutavad õhukese metalloksiidikihi juhtiva kattega klaasi. Kaetud paneelid töötavad temperatuuril umbes 350 °C. Lisaks paigaldatakse selline klaas lennukikabiinidesse, et vältida jää tekkimist ja hoida salongis soojust.

Tänapäeva oluliseks saavutuseks on olnud klaaskeraamika valmistamise võimalus. Materjal on valmistatud tavapärase klaasitehnoloogia abil, kuid jahutamise viimasel etapil protsess aeglustub ja materjali massis toimub kristalliseerumine. Katalüsaatorid on spetsiaalsed lisandid, mis ei mõjuta kuidagi klaasi välist olekut, vaid moodustavad väikeseid kristalle. Materjal talub kõrgeid temperatuure ilma deformatsioonita ja on vastupidavam igat tüüpi kahjustustele. Kasutatakse raketiteaduses, kodumasinad, laborid, mootoriosad ja paljud muud valdkonnad.

Klaasi alus on üks levinumaid materjale: kvartsliiv. Seda töödeldakse spetsiaalselt, kuumutatakse kriitiliste temperatuurideni. Sel juhul sulatatakse üksikud liivaosakesed kokku. Seejärel järgneb tekkinud massi kiire jahutamine, mille käigus liivaterad lihtsalt ei jõua oma esialgsesse olekusse naasta.

Klaasi valmistamise protsess koosneb mitmest etapist:

1. Liiv sulatatakse spetsiaalses ahjus vedelaks. Kvartsliiv sulab temperatuuril 2300 kraadi Celsiuse järgi. Naatriumkarbonaadi (sooda) lisamine alandab klaasi moodustamiseks vajaliku temperatuuri 1500 kraadini Celsiuse järgi. Söögisooda põhjustab aga vee klaasi söövitamist. Seetõttu lisatakse selle nähtuse neutraliseerimiseks klaasi täiendavalt kaltsiumoksiidi (lubi).

2. Olenevalt klaasi otstarbest lisatakse sellele segule muid kemikaale. Dekoratiivklaasi kõige levinum lisand on pliioksiid, mis annab sära ja madala kõvaduse, muutes selle lõikamise lihtsamaks. Klaasi vastupidavamaks muutmiseks lisatakse sellele magneesium- või alumiiniumoksiide.

3. Klaasile soovitud tooni andmiseks lisatakse sulamassile erinevate metallide oksiide. Näiteks raudoksiidi abil muudetakse see punaseks, nikkeloksiid - lillaks või pruuniks, uraanoksiid - kollaseks. Vask või kroom annavad sellele erinevaid rohelisi toone.

4. Liiva, sooda, lubja ja muude komponentide sulamassist eemaldatakse gaasimullid. See hõlmab klaasi segamist, kuni see on ühtlaselt paks, ja lisab selliseid aineid nagu naatriumsulfaat või kloriid, antimonoksiid.

5. Sulaklaas on vormitud. Seda saab teha ühel järgmistest viisidest.

• Klaas valatakse substraadina sulatina vanni ja puhutakse kokkusurutud lämmastikuga, et see moodustada ja poleerida. Nii on lehtklaasi valmistatud alates 1950. aastatest.
• Sula mass valatakse vormi ja lastakse klaasil jahtuda. Seda meetodit kasutasid egiptlased ja nii luuakse enamik optilisi läätsi.
• Klaas kogutakse õõnsa toru otsa ja puhutakse seejärel toru pöörates. Klaasi kujundavad läbi selle puhutud õhk, klaasisulale mõjuv gravitatsioonijõud ja mis iganes tööriistad, mida klaasipuhur kasutab. Nii vaasid, klaasid, Jõulukaunistused ja muud mahukad esemed.

6. Klaasil lastakse jahtuda, misjärel seda uuesti kuumtöödeldakse. Seda tehakse selleks, et klaas oleks vastupidavam. Seda protsessi nimetatakse lõõmutamiseks ja see eemaldab kõik punktpingeallikad, mis võivad tekkida klaasi jahutamise käigus.

7. Viimases etapis kantakse klaasile erinevad katted, lamineeritakse või töödeldakse muul viisil tugevuse ja vastupidavuse suurendamiseks. Lehtklaas lõigatakse tavalisteks lehtedeks.

Kasutades iga päev klaasesemeid, ei mõtle peaaegu keegi, millest see materjal on saadud. Kuidas valmivad mõnikord vapustavalt ilusad sisustusesemed? Kuidas klaasi valmistatakse? Miks tungib päikesevalgus vabalt läbi akna tuppa? Kuidas väldivad teatud tüüpi klaasid purunemist isegi tugevate löökide korral?

Tootmistehnoloogia

Klaasi tootmise põhimaterjal on kvartsliiv. Jah, seesama, mis on liivarandadega üle puistatud ja millel saab suvel rõõmsalt paljajalu jalutada.

Klaasitootmine algab sellega, et elektroonilisel skaalal mõõdetud täpne kogus pisikest kvartsi kuumutatakse temperatuurini üle 1500 kraadi C. Liivaterad sulavad, moodustades homogeense massi. Neile lisatakse väikestes kogustes soodat ja lubjakivi. Mis eesmärgil?

Sooda toimib selles protsessis katalüsaatorina ja paneb liiva sulama madalamal temperatuuril, ligikaudu 850 kraadi C. See vähendab tootmise energiakulusid. Kuid soodat ei kasutata ilma lubjakivita. Seda asjaolu seletatakse lihtsalt: sulaliiv ja sooda moodustavad tahkestamisel aine, mis lahustub kergesti vees (pole parim materjal majapidamistarvete valmistamiseks). Siia lisatakse ka magneesium- ja alumiiniumoksiidid ning boorhape. Nagu ka mitmeid aineid, mis takistavad õhumullide teket massis.

Pärast seda, kui kõik komponendid on viidud teatud temperatuurini, järgneb järsk jahutamine - see takistab liivaterade naasmist algsele kujule.

klaasist vikerkaar

Purustatud kvarts (liiv) looduslikul kujul sisaldab väikest raua lisandit, mis annab valmistooted lihtne edaspidi roheline toon. Et materjal oleks läbipaistev, lisatakse sellele seleeni. See aine annab välja punakaid toone, kuid rauaga segades muutub klaasipind värvituks. Ja millest valmistatakse erinevates toonides ja mõnikord isegi mitte ühte värvi klaas, mis särab kõigis vikerkaarevärvides?

Materjalile värvi andmiseks lisatakse kuumutatud segule metalloksiide. Koobalt annab rikkaliku sinise värvi. Toode sädeleb purpursete varjunditega, kui tootmisprotsessi käigus lisatakse mangaani ning roheline tuleb kroomi ja raua segust. Päikesekollase värvi jaoks sobib kroomoksiid, smaragdroheliseks - kroom- ja vaskoksiidid. Milliseid komponente lisatakse, sõltub klaasitehase eesmärgist.

Tugevuse saladus

Järgmine protsess pärast värvimist on segu kristallimine. Seda nimetatakse muidu homogeniseerimisprotsessiks. Selle tulemusena eemaldatakse kõik õhumullid, triibud ja muud ebakõlad, mis võivad toodete kvaliteeti veelgi mõjutada.

Pärast homogeniseerimist toimetatakse tulevane klaas sulatinaga mahutisse, mille temperatuur on umbes 1000 kraadi C. Kuna tina on suurema tihedusega, on selle pinnal vedel klaasimass. Kui see muutub täiesti siledaks, jahtub see veidi, omandades kõvaduse. Järgmises etapis kantakse paagis temperatuurini 600 kraadi C jahutatud mass rullkonveierile. Siin hoitakse klaasi kvaliteetse valmistamise reeglite alusel seni, kuni temperatuur langeb 250 kraadini. Protsessi kestvus on seletatav ühtlase järkjärgulise jahutamise vajadusega, et vältida enneaegset klaasi. praod.

Unikaalne jäätmevaba tootmine

Konveieri otsa paigaldatakse seade, mis kontrollib valmismaterjali kvaliteeti ja vähimagi vea korral saadetakse klaas ümbersulatamiseks uue ettevalmistatud seguga. Pärast kvaliteedikontrolli läbimist lõigatakse valmis lehed nõutav formaat ja saadetakse kas lattu või edasiseks töötlemiseks. Kõik sõltub toote eesmärgist.

Lõikamise järgsed jäägid pannakse uuesti segusse ümbersulatamiseks. Sinna saadetakse kogu tagasilükatud materjal. Klaasi valmistamise põhjal võime kindlalt väita, et see toodang on jäätmevaba.

Liigid

Tänu oma keemilisele ja füüsikalised omadused Klaas jaguneb mitme kriteeriumi järgi:

• eesmärgi järgi (leibkonna vajadused, tööstuslik kasutamine, Ehitus);
• töötlemise tüübi järgi (keemilised, mehaanilised ja eritehnoloogiad);
• pinna tekstuuri järgi (matt, läikiv, kaetud erinevate metallidega, kilekattega või ilma).

Puudub selge jaotus kategooriatesse. Klassifikatsioon põhineb kasutataval tehnoloogial ja klaasi valmistamisel. Lõpptulemuseks võib saada mitmekihiline töödeldud servadega pind või kõrge valguse läbilaskvusega toode, külmlõikus. Väärib märkimist, et eraldi kvaliteediparameeter on valguse läbilaskvuse tase. 100% tasemega klaasi ei ole, kodusteks vajadusteks on see 82%. Kõrgtehnoloogilistes toodetes: mikroskoobid, teleskoobid, erinevad läätsed ja täppisriistad - see näitaja on üle 90%.

Viimase 10 aasta jooksul on klaasitööstuse toodete järele olnud suur nõudlus. Klaasist valmistatakse suveniire, mööblit, akna- ja uksekomponente, nõusid, erinevaid anumaid jne. Et aga toodetud kaup tarbijad leiaks, on vaja õigesti valida tootmistehnoloogia ja kontrollida selle teostamise täpsust protsessi kõikides etappides. Teine nüanss on alguses märkimisväärsed kapitaliinvesteeringud, mis ulatusid üle 100 miljoni rubla ainult seadmete ostmiseks. Seetõttu loobuvad paljud ettevõtjad täismahulisest klaasitootmisest materjali taaskasutamise kasuks, mis on samuti tulus, kuid algfaasis odavam tegevusala.

Venemaa turu omadused

Klaasitööstuse liidrid Venemaa Föderatsioon Seal on 11 tehast, millest suurimad on: AGC BSZ OJSC (Nižni Novgorodi piirkond), Saratovstroysteklo OJSC (Saratovi piirkond), Salavatsteklo OJSC (Baškortostan), AGC Flat Glass Clean LLC, Pilkington LLC Glass" (Moskva piirkond). Just noteeritud ettevõtted toodavad 90% kodumaisest lehtklaasist. Pealegi tuleb vaid 30% turul olevate klaastoodete mahust välismaalt.

Klaasi tootmisel kulub toorainest 21%, kütust ca 8%, kütust 13%. elektrienergia Vene Föderatsiooni kogu tööstusmahust.

Klaasi tüübid

Olenevalt tööstusest, mida ettevõte kavatseb teenindada, on võimalik luua erinevat tüüpi klaasi tootmine. Kõige populaarsemate modifikatsioonide hulgas:

• Kvartsklaas. Kõige tavalisem ja lihtsamini valmistatav materjalitüüp põhineb kvartsliival. Sellest valmistatud tooted on kuumakindlad ja läbipaistvad, kuid samas üsna haprad. Sellist klaasi kasutatakse näiteks kolbide jms valmistamiseks labori klaasnõud.
• Lubjakivi. Odav toodetav materjal, mida kasutatakse klaasanumate, lehtklaasi ja elektrilampide valmistamiseks.
• Plii. Klaasimassile lisatakse ränidioksiid ja pliioksiid. Kasutatakse kristall- ja raadiokomponentide tootmisel.
• Värviline klaas. Seda saab värvida massis, joonistada, rullida, mustriline, sile ja kahekihiline. Seda kasutatakse kattematerjalina, dekoratiivklaaside jaoks ja vitraažide tootmiseks.
• Energiasäästu(K-, I-, E-, I-klaas). Seda toodetakse suure soojusjuhtivusega õhukese nähtamatu kattekihiga klaasipinnale kandmisel. Tänu sellele hoitakse ruumis umbes 70% kütteseadmetest tulevast soojusest.
• Juhtmega klaas. Seda kasutatakse tööstusruumide aknakonstruktsioonide ja vaheseinte klaasimiseks. Klaasi paksuses on metallvõrk, tänu millele tulekahju või mehaaniliste vigastuste korral ei purune konstruktsioon kildudeks, vaid puruneb mööda lõikejoont.
• Toonitud. Kasutatakse kaitseks päikesekiirte eest. Seda toodetakse, lisades klaasimassile teatud tooni metallioksiide.
• Päikesekaitseklaas. Sobiv kate kantakse pihustamise teel. Klaasi paksusesse tungides annavad metalloksiidid pinnale täiendava tugevuse ja vastupidavuse välismõjudele.
• Kurnatud klaas. Materjal saadakse kuumtöötlemise teel. Pärast järkjärgulist kuumutamist ja järgnevat jahutamist omandab klaas mehaanilise tugevuse, mis võimaldab seda kasutada näiteks autotööstuses.
• Mitmekihiline (Triplex). Sisaldab mitut kihti, mis on kokku liimitud läbipaistvate polümeeridega. Sellel on kõrge vastupidavus läbivate aukude tekkele, hea heliisolatsioon ja see ei purune löögi ajal kildudeks. Kõige sagedamini kasutatakse seda autode esiklaasina ja topeltklaaside tootmisel.
• Kõver. Tavalist klaasi kuumutatakse ja vormitakse soovitud kuju. Selle tulemusena saadakse lai valik keeruka, näiteks kumera konfiguratsiooniga tooteid.
• Soomustatud. Mitmekihiline konstruktsioon mitmest M1 klaasist ja polümeerist fotokõvastuvast koostisest. See võib olla kile või filmivaba. Kaitseb usaldusväärselt kuulide eest vastavalt kuulikindluse klassile - B1, B2, B3, B4, B5.
• Tulekindel klaas. Vene Föderatsioonis toodetakse vähe. Sisaldab tugevdust, mis hoiab tulekahju ajal pragunenud klaasi paigal, takistades seeläbi tule levikut.

Seadmed klaasi tootmiseks

Kerige

Seadmete valik sõltub toodetava toote tüübist. Sel juhul ei mängi tootja praktiliselt mingit rolli. Kodumaised üksused ei ole välismaiste analoogidega võrreldes madalamad. Kõigil standardliinidel on sama komponentide komplekt:

• Üksused tooraine valmistamiseks. See hõlmab lisandite eraldamise masinaid, eelkõige magnetseparaatoreid, mis eraldavad liivast metalliosakesi, aga ka võimsaid purustajaid koostisosade jahvatamiseks.
• Partii segamistehased (laadimise mikserid). Komponendid valitakse sõltuvalt lõpptoote koostisest.
• Kaalumisseadmed. Kõrge täpsusega kaalud võimaldavad komponente õigesti doseerida.
• Klaasisulatustehased.
• Konveieri seadmed. Vajalik koostisosade transportimiseks.

Vaja on ka pakkimisliini ja võib-olla ka liivapritsiseadet.

Seadmed tootmiseks erinevat tüüpi klaas näeb välja üsna sarnane. Autoklaasi tootmise rajatisi peetakse üheks kõige keerulisemaks, mis on seotud lõpptoote range standardiseerimisega. Seal on spetsiaalsed jahutusliinid, liimimismasinad, aga ka seadmed toodete töötlemiseks polümeeridega, mis annavad pinnale täiendava tugevuse.

Ahjud klaasi tootmiseks

Klaasi sulatamiseks kasutatakse spetsiaalseid erinevate tehnoloogiliste režiimidega ahjusid. See varustus klassifitseeritakse kahe näitaja järgi.

Klassifikatsioon tehnoloogiliste parameetrite järgi

Optilist, valgustus- ja meditsiiniklaasi tootvad väikeettevõtted kasutavad pottahjusid. Seadmed on ette nähtud väikese koguse toodete tootmiseks (ahju paigaldatakse 1-16 potti), millel on kõrge valguse läbilaskvus ja ühtlus.

Ka klaasitööstuses kasutatakse sageli pidevaid või perioodilisi vanni ahjusid, mis on massiivsete ristkülikukujuliste anumate kujul. Nende disain ja mõõtmed võivad erineda. Liinid sisaldavad sulatinaga paigaldusi, kus klaasisulat jahutatakse.

Suuremõõtmelised vannipliidid on varustatud põletite töö automaatjuhtimissüsteemidega, mis võimaldab reguleerida ja ühtlaselt jaotada rõhku, temperatuuri ja gaasikomponenti tööpinnal.

Klassifikatsioon küttepõhimõtte alusel

Küttepõhimõttest lähtuvalt eristatakse plasma- ja elektriahju. Esimesed töötavad kütuse põletamisel ja on madala efektiivsusega, kuna soojusenergia kasutatakse laengu ja katelde soojendamiseks.

Elektriseadmed võimaldavad toota kõike olemasolevad liigid klaasist Kütteelemendiks on siin klaassula, mis kõrgete temperatuuride mõjul omandab elektrolüüdi omadused. Paigalduste peamine eelis on heitgaaside soojuskadude puudumine.

Samuti on kombineeritud gaasi-elektriahjud, kus laengu sulatamiseks kasutatakse gaasikütet ning klaasisula kuumutatakse läbi otsese takistuse.

Millest klaas on valmistatud?

Klassikalise tehnoloogia kohaselt on klaasitootmise peamised toorained kvartsliiv, naatriumsulfaat, dolomiit ja lubjakivi. Tootmisprotsesside kiirendamiseks kasutatakse nn laengut – spetsiifilisi oksiide, mis soodustavad klaasi teket. Need võivad olla aluselised või happelised. Klaasile soovitud omaduste andmiseks kasutatakse "abiaineid" - mangaani, kroomi ja koobalti värvaineid, valgendeid (soolpeetrit, arseentrioksiid) jne.

Klaasisegu põhikomponendid on liiv (70%), sooda ja lubi (30%). Pärast muude ainete lisamist vastavalt tehnoloogiline protsess, mass segatakse, sulatatakse, jahutatakse ja lõigatakse etteantud suurusega lehtedeks. Kaasaegsed tootmisliinid on mõeldud tootma lehtklaasi paksusega 2-50 mm ja suurusega 5x3 m².

Klaasitootmise tehnoloogia + video selle valmistamisest

Selle tootmine on töömahukas ja vaevanõudev protsess, mis nõuab professionaalseid tehnoloogiateadmisi ja suuri kapitaliinvesteeringuid. Klassikaline viis klaasi tootmine põhineb algmassi sulatamisel, millesse lisatakse täiendavalt värvieemaldajad, summutid, värvained, võimendid jne. Järgmiseks jahutatakse kompositsioon ja lõigatakse etteantud parameetrite alusel. Praegu on maailmas 2 populaarset klaasitootmistehnoloogiat.

Emil Fourcauldi meetod

Tehnoloogia põhineb materjali vertikaalsel masinjoonisel. Klaasmass sulatatakse klaasahjus ja tõmmatakse läbi valtsvõllide ning juhitakse seejärel jahutusšahti ja lõigatakse. Peaaegu valmis lehed lihvitakse ja poleeritakse. Toodete paksust reguleeritakse tõmbekiiruse muutmisega.

Ujukmeetod [peamine]

Tehnoloogia eeldab, et ahjust tulev sulaklaasmass asetatakse horisontaalsetele alustele ja juhitakse sulatina ja gaas-õhk atmosfääriga ujukvanni. Piki pinda liikudes omandab tulevane klaas tasase kuju ja on tinaosakestega küllastunud. Seejärel lehed jahutatakse ja lõõmutatakse. Meetodi peamised eelised on kõrge tootlikkus ja hilisema töötlemise (lihvimine, poleerimine) vajaduse puudumine. Lisaks on sellel klaasil:

• õige geomeetria, võrdne paksus kogu lehe ulatuses;
• kõrge kvaliteet;
• läbipaistvus;
• suurepärased optilised omadused.

Sarnaselt toodetakse vormitud rakkudega tugevdatud klaasi.

Täielik video kogu protsessist, sealhulgas liiva ettevalmistamisest:

Täiendav töötlemine

Sel juhul räägime värvi ja laki kandmisest klaasi sellele küljele, mis sulatinaga kokku ei puutunud. Tehnoloogiat kasutatakse mittestandardsete disainilahenduste loomisel.

Seadmete kõrge hinna ja suure keerukuse tõttu tootmisprotsess, paljud ettevõtjad eelistavad teisejärgulist äritegevust klaasi töötlemisel või teatud toodete valmistamisel - suveniirid, peeglid, klaasist mööbel, pakettaknad, erinevad dekoratiivtooted.

Peegli tootmise tehnoloogia

Peegelpind saadakse lehtklaasi dekoratiivsel töötlemisel. Mööda tooriku serva tehakse kalded laiusega 4-30 mm ja kaldenurgaga esipinna suhtes 5-30°.

Seejärel kantakse tagaküljele peegeldav hõbedakiht paksusega 0,15-0,3 mikronit ja kaetakse vasepõhise kilega, et kaitsta hõbedakihti elektrokeemiliselt. Protsess viiakse lõpule värvide ja lakkide pealekandmisega, mis takistavad pinna mehaanilist kahjustamist. Neid saab kasutada epoksüemailide, polüvinüülbutüraali ja nitroepoksüühenditena.

Teine võimalus peeglite valmistamiseks on klaasi metalliseerimine vaakumaurustamise ja katoodpihustamise teel.

Värvilise klaasi tootmistehnoloogia + Video

Kõrval välimus ja vastavalt sellele eristavad tootmistehnoloogiad mitut tüüpi lehtklaasi: tõmmatud, mustriline, sile, massiliselt värvitud, kahekihiline, valmistatud teatud värvi oksiidkilede pealekandmisega.

Materjali põhikoostis on sarnane aknaklaasi valmistamisel kasutatavaga. Värvimiseks kasutatakse kõige sagedamini molekulaarvärve. Kõige nõutum Kasutatakse punase, sinise, rohelise, violetse, sinise, piimvalge, kollase, oranži ja musta värvi tooteid.

Vastavalt värvitüübile võib klaas olla läbipaistev, läbipaistmatu või marmoritaoline. Viimasel juhul saavutatakse efekt värvilise klaasimassi mittetäieliku segamisega läbipaistmatu klaasiga.

Värvidena toimivad metallioksiidid, raua, plii, kaadmiumi ja vase väävliühendid, samuti väävel ja seleen. Värvi intensiivsus oleneb nii valitud värvainest kui ka klaasi enda omadustest. Katsetades mitme pigmendiga on võimalik saada kümneid värvimisvõimalusi.

Erinevused värvilise klaasi tootmistehnoloogia ja tavalise lehtklaasi tootmise vahel seisnevad sulatus- ja vormimisprotsesside eripäras. Seega tuleb toiduvalmistamise ajal olla eriti tähelepanelik temperatuuri ja gaasi tingimuste, laengu ahju söötmise algoritmi ja tagasipõlemise jälgimisel. Kuumutamisel aurustuvad mitmed värvikomponendid, mistõttu võivad isegi väikesed kõrvalekalded tehnoloogiast põhjustada standardile mittevastava kvaliteedi.

Välise ja sisemise kihi soojusülekande olulise erinevuse tõttu kivistuvad esimesed jahutamisel kiiremini. Seega, mida õhem on teip, seda ühtlasemalt see jahtub. Seetõttu ei kasutata paksendatud lehtklaasi tootmiseks vertikaalse paadi tõmbamise meetodit.

Värvilise klaasi sulatamine toimub klaasahjudes, mille võimsus on 2-15 tonni päevas madala basseiniga (300-700 mm). Küpsetusrežiim seatakse vastavalt klaasi tüübile ja koostisele, samuti kasutatavate lisandite omadustele. Mõni aeg tagasi hakati värvilise klaasi sulatamist läbi viima otseküttekolletes ilma rekuperaatorite ja regeneraatoriteta.

Nõuded tootmisruumidele

Tänapäeval peetakse kõige tulusamaks klaasitootmist, mille võimsus on umbes 600 või enam tonni tooteid päevas. Sellest lähtuvalt tuleks tehase asukoha valimisel võtta arvesse lähedalasuvaid kvartsliiva ja klaasisegu komponentide ladestusi, tiheda asustusega elu- ja maanteealasid, sealhulgas raudteed, ristmikke.

Tehnoloogiline tsükkel võimaldab ettevõtte territooriumile tuua raudteed, vastavalt sellele tuleks välistada lahtiste põlevkonstruktsioonide, kattekihtide ja lagede olemasolu konstruktsioonides ning juurdepääsuteede laius peaks olema tuletõrjeautode varustamiseks piisav. .

Rajatised, kus klaasitootmine toimub otseselt, kuuluvad D kategooriasse tuleohutus, ülejäänud hooned on klassifitseeritud D-kategooriasse.

Praeguse järgi sanitaarstandardid, klaasitootmine kuulub III klassi ja peab olema eraldatud 300 m laiuse sanitaarkaitsevööndiga.Ettevõttesse on vaja paigaldada ka filtreerimissüsteem Reovesi ja õhufiltrid.

Ettevõtte iga hoone peab olema ühendatud veevarustuse, kanalisatsiooni, elektri, soojuse, gaasi ja ventilatsioonisüsteemidega.

Hoonete tüüp ja korruste arv sõltub tootmisseadmete koostisest, tüübist, kogusest ja mõõtmetest. Üldjuhul räägime ühekorruselistest mitme avaga hoonetest, mille sammaste ruudustik on 30x12 ja 36x12 m, kõrgused 14,4 ja 16,5 m Hoonete karkass on valmistatud monteeritavatest raudbetoonist või terasest kandekonstruktsioonidest.

Klaasitootmise arengusuunad

Kaasaegne klaasitootmine areneb kolmes põhisuunas: töötingimuste parandamine, protsesside automatiseerimine ja keskendumine “roheliste” toodete tootmisele.

Nende probleemide lahendamiseks arendatakse ja juurutatakse uusi tehnoloogiaid, sealhulgas IT-tööstuse arenenud arendused, olemasolevate tootmisruumide aktiivne kaasajastamine, eriprogrammid tööaja vähendamiseks, töötajate kindlustamine, efektiivsete ventilatsiooniseadmete paigaldamine.

Ettevõtted püüavad klaasi sulamisel keskkonnale tekitatud kahju hüvitada taaskasutatud materjalide aktiivse kasutamisega.

Klaasitootmine algas vähemalt kolmandal aastatuhandel eKr, millest annavad tunnistust Mesopotaamiast leitud klaasiosakesed. Klaasitootmine, mis oli kunagi haruldane kunst, on muutunud laialt levinud tööstusharuks, kus klaastooteid kasutatakse nii kaubanduses kui ka kodumajapidamises, klaasmahutite, isoleermaterjalina, kiudude tugevdamise, läätsede ning kunsti ja käsitööna. Kuigi klaasi valmistamiseks kasutatavad materjalid võivad erineda, jääb klaasi valmistamise põhiprotsess samaks ja seda kirjeldatakse allpool.

Võtke piisavalt räniliiva. Ränidioksiidliiv, mida nimetatakse ka kvartsliivaks, on klaasitootmise põhikomponent. Läbipaistva klaasi valmistamiseks kasutatakse raualisanditeta klaasi, kuna raua olemasolu annab klaasile roheka varjundi. Kui te ei leia liiva ilma raualisanditeta, saab tooniefekti kõrvaldada väikese koguse mangaandioksiidi lisamisega.

Lisage liivale naatriumkarbonaati ja kaltsiumoksiidi. Naatriumkarbonaat (või sooda) alandab klaasi tootmiseks vajalikku temperatuuri tööstuslikus mastaabis. Kuid see laseb vett läbi klaasi tungida, nii et selle omaduse neutraliseerimiseks lisatakse naatriumkarbonaati või kaltsiumhüdroksiidi. Klaasi vastupidavamaks muutmiseks võib lisada ka magneesiumi ja/või alumiiniumoksiidi. Need lisandid moodustavad reeglina mitte rohkem kui 26-30 protsenti klaasipartiist.

Klaasi kvaliteedi parandamiseks lisage muid keemilisi elemente vastavalt selle kasutusotstarbele. Kõige tavalisem lisand tootmiseks dekoratiivne klaas on pliioksiid, mis annab läbipaistvale läike klaasist tooted, samuti plastilisus, mis muudab klaasi lõikamise protsessi lihtsamaks ja lisaks vähendab sulamistemperatuuri. Prilliläätsed võivad selle murdumisomaduste tõttu sisaldada lantaanoksiidi, samas kui raud aitab klaasil soojust neelata.

Kristall võib sisaldada kuni 33 protsenti pliioksiidi; aga mida rohkem pliioksiidi, seda rohkem on sulaklaasi vormimiseks vaja oskusi, nii et paljud kristallitootjad eelistavad klaasis pliid vähem.

Kui teil on vaja teha teatud värvi klaasi, lisage sellele kemikaale. Nagu eespool mainitud, annavad kvartsliivas olevad raualisandid klaasile roheka varjundi, seega lisatakse rohelise tooni suurendamiseks raudoksiidi, nagu vaskoksiidi. Väävliühendid annavad klaasile kollaka, merevaigukollase, pruunika või isegi mustja varjundi, olenevalt sellest, kui palju süsinikku või rauda segule on lisatud.

Asetage segu heasse kuumakindlasse tiiglisse või anumasse.

Sulata segu vedelaks. Tööstusliku kvartsklaasi valmistamiseks sulatatakse gaasiahjus, eriklaasi saab toota elektrisulatusahju, veekeetja või ahju abil.

Kvartsliiv ilma lisanditeta muutub klaasiks temperatuuril 2300 kraadi Celsiuse järgi (4174 kraadi Fahrenheiti järgi). Naatriumkarbonaadi (sooda) lisamisega alandatakse temperatuur klaasi valmistamiseks vajaliku tasemeni, 1500 kraadini Celsiuse järgi (2732 kraadi Fahrenheiti järgi).

Eemaldage mullid ja tagage sulaklaasi massi homogeensus. See tähendab, et segu segatakse, kuni see muutub paksuks, ja lisatakse kemikaale, nagu naatriumsulfaat, naatriumkloriid või antimontrioksiid.

Sulaklaasi kuju. Klaasi vormimist saab teha mitmel viisil: sulaklaas valatakse vormi ja jahutatakse selles. Seda meetodit kasutasid egiptlased ja praegu kasutatakse seda läätsede valmistamiseks.

Suurem osa sulaklaasist võib koguneda õõnsa toru otsa, millesse puhutakse seejärel toru pöörates õhku. Klaasi kuju antakse toru kaudu siseneva õhu abil, gravitatsioonijõud tõmbab sulaklaasi ligi ja klaasipuhur kasutab erinevaid instrumente sulaklaasiga töötamiseks.

Sulaklaasi saab valada sulatina vanni alusena ja suruda lämmastikuga, et klaas vormiks ja säraks. Sel meetodil valmistatud klaasi nimetatakse poleeritud tahvelklaasiks ja sellisel meetodil on aknaklaasi valmistatud alates 1950. aastatest.

Lase klaasil jahtuda.

Klaasi tugevuse suurendamiseks peate kasutama kuumtöötlust. Seda protsessi nimetatakse põletamiseks ja see eemaldab klaasi jahutamisel tekkinud kahjustused. Kui see protsess on lõppenud, saab klaasi tugevuse ja vastupidavuse parandamiseks katta, lamineerida või muul viisil töödelda.

Lõõmutamine on täiendav tootmisprotsess, mille käigus teatud kujuga poleeritud klaas asetatakse ahju, mis on kuumutatud vähemalt 600 kraadini Celsiuse järgi (1,112 kraadi Fahrenheiti järgi) ja seejärel jahutatakse kiiresti ("karastatakse"), kasutades tugevat kõrgsurveõhuvoolu. . Lõõmutatud klaas puruneb väikesteks tükkideks 6000 naela ruuttolli kohta (psi), samas kui karastatud klaas puruneb väikesteks tükkideks vähemalt 10 000 psi ja tavaliselt umbes 24 000 psi juures

Klaasisegule võib enne klaasi sulatamist lisada purustatud vanu klaasikilde, et see uueks klaasiks ümber töödelda. Vana klaasi või "klaasijääke" tuleb esmalt testida lisandite suhtes, mis võivad sellesse sattudes nõrgendada uue klaasi omadusi.

Komponendid, mida vajate:

• kvartsliiv (ränidioksiid);
• naatriumkarbonaat (sooda);
• kaltsiumoksiid (kaltsiumhüdroksiid);
• muud oksiidid ja soolad: (näiteks magneesiumoksiid, alumiiniumoksiid, raudoksiid, magneesium- või naatriumoksiid või kaltsiumisoolad vastavalt soovile);
• pliioksiid (valikuline);
• kuumuskindel tiigel, vormitud või õõnestoru;
• ahi või klaasist küttekapp – sellega lõpetatakse klaasitootmine.