Staklo je materijal koji u nekim svojstvima nema analoga. Do sada se za njegovu proizvodnju koriste prirodni sastojci; ponovna obrada oštećenog proizvoda može se ponoviti bez gubitka kvalitete i gotovo bez otpada.

Definicija

Staklo može biti u nekoliko agregatnih stanja u različitim fazama proizvodnje. Pa ipak, što je staklo i od čega se pravi?

Prema znanstvenoj definiciji, staklo je svako amorfno tijelo dobiveno taljenjem, koje povećanjem viskoznosti poprima svojstva krutine. U ovom slučaju, proces prijelaza iz jednog stanja u drugo je reverzibilan.

Povijest materijala

U svakodnevnom životu staklo koristimo svaki dan. Što je to i od čega je napravljeno, pitanja su koja se rijetko postavljaju u moderno doba, materijal nam je toliko poznat. Znanstvenici vjeruju da je staklo prvi put dobiveno slučajno; nemoguće je ući u trag podrijetlu tehnologije. Prvi proizvodi datiraju otprilike iz 2540. pr. Drevni recept sadržavao je tri komponente - sodu, pijesak i glinicu. Kasnije smo naučili poboljšati svojstva materijala dodavanjem krede, dolomita i drugih komponenti glavnim sastojcima. Cjelokupni sastav od kojeg je napravljeno staklo naziva se naboj.

Obojeno staklo počelo se proizvoditi korištenjem prirodnih pigmenata - krom oksida, nikal oksida, aditiva kobalta. Prvi lijevani proizvod proizveli su rimski majstori u 1. stoljeću nove ere. Također su izumili staklo. Tehnologija proizvodnje stakla u pločama sastojala se od puhanja ogromnog cilindričnog mjehura veličine čovjeka iz vruće mase. Još vruće prerezalo se po dužoj strani i poslagalo na tepsije da se poravnaju. Ova tehnika bila je raširena sve do početka 20. stoljeća. U Rusiji je proizvodnja stakla otvorena u 17. stoljeću i nalazila se u selu Dukhanino; tada su samo stranci bili obrtnici.

Spoj

Staklo se koristi u mnoge svrhe. Što je staklo, shvatili smo, ali koji su njegovi glavni sastojci? Sastav početnih sastojaka ostao je praktički nepromijenjen tijekom cijelog razdoblja prakse u proizvodnji materijala. Tri glavne komponente čine bazu (naboj) - kremeni ili kvarcni pijesak, soda (natrijev oksid) i kalcijev oksid, poznat kao vapno. Komponente se spajaju u određenim omjerima i tope u peći na temperaturama od 300 do 2500 °C. Ovisno o željenim svojstvima, u sastav punjenja dodaje se potaša, anhidrid borne kiseline, lomljeno staklo od prethodnih kuhanja ili reciklirane sirovine.

Tehnologija

Da bi se poboljšala ili oslabila svojstva spojeva, u procesu taljenja dodaju se pojačivači, zamućivači, bojila, dekolorizatori itd. Nakon kuhanja masa se brzo hladi čime se izbjegava stvaranje kristala. Od svih komponenti, najveći postotak u recepturi je pijesak - od 60 do 80%. Pijesak djeluje kao okvir oko kojeg se formira staklasti materijal. Tehnologija proizvodnje stakla stoljećima je ostala nepromijenjena.

Vapno je još jedna komponenta bez koje se ne može proizvoditi staklo. Što je kalcijev oksid u sastojcima? Ova komponenta daje materijalu kemijsku otpornost i pojačava sjaj. Staklo se može rastopiti samo od pijeska i sode, ali bez vapna ono će se otopiti u vodi. Treći igrač u naboju je metalni oksid - natrij ili kalij (do 17%). Dodaje se u smjesu u obliku sode ili potaše. Ove komponente smanjuju točku taljenja, omogućujući pojedinačnim zrncima pijeska da se potpuno rastope i spoje u monolit.

Vrste

Ovisno o komponentama koje se koriste u punjenju, vrste stakla se dijele:

• Kvarcni. Izrađen je od jedne komponente - silicija. Visoke je kvalitete: otporan na visoke temperature (do 1000 °C) i toplinski udar, propušta vidljivo i ultraljubičasto zračenje. Proizvodnja je povezana s visokim troškovima energije, budući da je silicij (silikatno staklo) vatrostalna sirovina i teško se oblikuje. Glavna područja primjene su kemijsko i laboratorijsko stakleno posuđe, dijelovi optičkih sustava, živine žarulje itd.
• Natrijev silikat. Izrađen je od dvije komponente, sastav stakla je silikatni pijesak i soda (1:3). Zbog svojih svojstava ima široku primjenu u industriji kao komponenta bilo kojeg procesa, ali se ne koristi u drugim područjima, od njega se ne proizvode proizvodi. Glavni nedostatak je to što se otapa u vodi.
• Vapnenac. Najčešća vrsta materijala od kojeg se izrađuje većina proizvoda je staklo, staklene posude, tkanine za ogledala, posuđe i još mnogo toga.
• Voditi. Olovni oksid se proporcionalno dodaje klasičnom sastavu stakla (naboj). Olovno staklo ima povećana dielektrična svojstva, što mu omogućuje da se koristi kao najbolja izolacijska smjesa u televizijskim cijevima, osciloskopima, kondenzatorima itd. Prisutnost olova u staklenoj masi daje materijalu dodatni sjaj i svjetlucavost, što se često koristi u proizvodnji umjetničkih proizvoda, posuđe i sl. Kristal je jedna od vrsta olovnog stakla.
• borosilikat. Dodatak borovog oksida u sastav materijala povećava njegovu otpornost na toplinski udar do 5 puta, značajno poboljšavajući Kemijska svojstva. Borosilikatno staklo koristi se za izradu cijevi, laboratorijskog kemijskog staklenog posuđa i proizvoda za potrebe kućanstva. Primjer velike upotrebe je ogledalo izrađeno od borosilikatnog stakla za najveći teleskop na svijetu.
• Ostale vrste stakla - aluminosilikatno, boratno, obojeno itd.

Vrste prozorskog stakla

Prozorsko staklo je najpopularnija vrsta materijala. Nedostaje sunčeva svjetlost, osigurava toplinsku izolaciju zimi i ljeti, sprječava prodor buke, estetski ukrašava otvor prozora i obavlja mnoge druge funkcije. Danas postoji širok izbor vrsta stakla, od kojih svaka ispunjava određene zahtjeve:

• Ušteda energije. Vrsta stakla zatamnjena u masi ili presvučena posebnim filmom koji omogućuje prodor kratkovalnog sunčevog zračenja u prostoriju, dok dugovalno zračenje grijaćih uređaja ne smije izlaziti iz prostorije. Drugi naziv je selektivno staklo. Do danas je razvijeno nekoliko vrsta premaza. Najperspektivnije je K-staklo (taloženje metalnih oksida na površinu) i i-staklo (vakuumsko višeslojno taloženje srebra – dielektrika).
• Zaštita od sunca. Smanjuje prijenos sunčeve svjetlosti u prostoriju. Podijeljeni su u dvije vrste - reflektirajuće i upijajuće. Učinak se postiže ili zatamnjivanjem stakla u masi tijekom kuhanja ili nanošenjem posebnog filma na površinu.
• Dekorativni. Prozorsko staklo s dodatnim estetskim karakteristikama - uzorkovano, u boji itd.

Zaštitne naočale

Jedna od negativnih osobina stakla je njegova krhkost, postoje tehnologije za jačanje materijala. Najčešći tipovi:

• Ojačana. Limeno staklo kod čijeg se oblikovanja metalna mreža ugrađuje u masu. Područje primjene: industrijski prostori, vanjski rasvjeta, oblaganje okna dizala itd.
• Laminirano ili tripleks. Dvije ili više čaša drže se zajedno posebnim filmom ili tekućinom. Ova vrsta materijala značajno smanjuje razinu buke u prostorijama. Također, kada koristite dodatne filtere u boji tijekom laminacije, može obavljati funkcije zaštite od sunca. Triplex ima povećanu mehaničku stabilnost, kada se platno slomi, fragmenti ostaju pričvršćeni za foliju, što ga čini maksimalno sigurnim za upotrebu u ostakljenju fasada, balkona, prozora i vrata.
• Vatrootporan. Najčešće se proizvodi tehnologijom laminiranja s posebnim filmovima, koji na temperaturama iznad 120 ° C mijenjaju svoja fizička svojstva i, šireći se, postaju mat, dajući krutost staklu.
• Zaštitni. To je višeslojni materijal koji se sastoji od nekoliko vrsta stakla povezanih polimernim filmom. Na primjer, silikatno staklo se lijepi na polikarbonat i organsko staklo. Ovaj prozirni blok otporan je na mehanička, kemijska i udarna oštećenja. Sigurnosne vrste stakla su otporne na metke, otporne na udarce, otporne na probijanje i druge vrste. Tehnički zahtjevi Materijal i klasifikacija zaštitnog stakla regulirani su GOST R 51136.
• Pun temperamenta. Ima karakteristike visoke čvrstoće. Učinak je osiguran tehnologijom proizvodnje stakla - u posebnoj tunelskoj peći ploče se kratkotrajno izlažu visokim temperaturama i brzo hlade. Kada se razbije, kaljeno staklo se raspada u sitne komadiće koji ne predstavljaju opasnost po život i zdravlje. Nedostatak je nemogućnost mehaničke obrade otvrdnute tkanine, pri najmanjem udaru se uništava. Većina proizvoda od kaljenog stakla najprije se oblikuje, reže ili na drugi način obrađuje prije kaljenja.

Auto stakla

Staklo za automobile ima povećane karakteristike čvrstoće koje zadovoljavaju sigurnosne zahtjeve. Danas se u proizvodnji koriste dvije tehnologije - laminacija (triplex) i otvrdnjavanje (stalinit):

• Stvrdnuti dobiti toplinska obrada običnog silikatnog stakla, zagrijavajući ga u peći na temperaturu od +600 ° C, nakon čega slijedi brzo hlađenje. Stječe mehaničku i toplinsku čvrstoću, ali s jakim udarcima propada, razbijajući se u male sigurne fragmente koji nemaju rubove za rezanje ili probijanje. Ruske oznake- slovo "Z", europsko - "T" ili kaljeno.
• Laminirano je dvije tanke ploče stakla spojene polimernim filmom pod utjecajem temperature i vakuuma. Svojstva stakla su takva da ono ostaje netaknuto pri jakim udarcima i ne raspada se u krhotine ako pukne. Dijelovi ostaju pričvršćeni filmom. Triplex ima dodatne mogućnosti- nijansiranje filtrima u boji tijekom procesa laminiranja, dodatna zvučna izolacija unutrašnjosti, niska toplinska vodljivost itd.

Suvremeni razvoj

Dvadeseto stoljeće može se nazvati vremenom raširene upotrebe stakla. Nakon razvoja tehnologije mehaničkih metoda dobivanja materijala, počeo se koristiti u raznim područjima - kao najfinije vlakno u području telekomunikacija, a s ništa manje uspjeha koristi se u velikim višetonskim blokovima u građevinarstvu. tehnologije.

Svojstva stakla su raznolika, nastavljaju se proučavati u znanstvenim institutima, a obrtnici pronalaze nove namjene i izmišljaju nove vrste. 1940. staklari su svijetu predstavili pjenasto staklo. Njegove kvalitete su:

• Lagan - ne tone u vodi, ima ćelijsku strukturu, specifična gravitacija malo premašuje težinu čepa.
• Otpornost na vlagu, trajnost.
• Ekološka prihvatljivost (koks se dodaje klasičnom šaržnom receptu).
• Vatrootporan (ne gori) i suzbija vatru.
• Materijal se može piliti na komade bez ugrožavanja kvalitete.

Područje primjene su izolacijski materijali za opasne industrije, hladnjake itd.

Za solarni paneli Koriste staklo s vodljivim premazom od tankog sloja metalnog oksida. Obložene ploče rade na temperaturama oko 350 °C. Osim toga, takvo se staklo ugrađuje u kabine zrakoplova kako bi se izbjegao led i zadržala toplina unutar kabine.

Važno dostignuće modernog doba bila je mogućnost proizvodnje staklene keramike. Materijal se izrađuje konvencionalnom tehnologijom stakla, no u posljednjoj fazi hlađenja proces se usporava i dolazi do kristalizacije u masi materijala. Katalizatori su posebni dodaci koji ni na koji način ne utječu na vanjsko stanje stakla, već stvaraju male kristale. Materijal može izdržati visoke temperature bez deformacija i otporniji je na sve vrste oštećenja. Koristi se u raketnoj znanosti, Kućanski aparati, laboratoriji, dijelovi motora i mnoga druga područja.

Osnova stakla je jedan od najčešćih materijala: kvarcni pijesak. Podvrgava se posebnom tretmanu, zagrijava do kritičnih temperatura. U ovom slučaju, pojedinačne čestice pijeska su stopljene zajedno. Zatim slijedi brzo hlađenje dobivene mase, pri čemu se zrnca pijeska jednostavno nemaju vremena vratiti u prvobitno stanje.

Proces proizvodnje stakla sastoji se od nekoliko faza:

1. Pijesak se topi do tekućeg stanja u posebnoj peći. Kvarcni pijesak topi se na temperaturi od 2300 stupnjeva Celzijusa. Dodatak natrijeva karbonata (soda) smanjuje temperaturu potrebnu za stvaranje stakla na 1500 stupnjeva Celzijusa. Međutim, soda bikarbona uzrokuje da voda nagriza staklo. Stoga se u staklo dodatno unosi kalcijev oksid (vapno) da bi se neutralizirala ova pojava.

2. Ovisno o namjeni stakla, ovoj se smjesi dodaju i druge kemikalije. Najčešći dodatak za ukrasno staklo je olovni oksid koji daje sjaj i malu tvrdoću što olakšava rezanje. Kako bi staklo bilo otpornije, dodaju mu se magnezijevi ili aluminijevi oksidi.

3. Da bi staklo dobilo željenu nijansu, u rastaljenu masu dodaju se oksidi raznih metala. Na primjer, uz pomoć željeznog oksida postaje crvena, nikal oksid - ljubičasta ili smeđa, uranov oksid - žuti. Bakar ili krom daju različite nijanse zelene.

4. Mjehurići plina uklanjaju se iz rastaljene mase pijeska, sode, vapna i drugih komponenti. To uključuje miješanje stakla dok ne postane ravnomjerno gusto i dodavanje tvari kao što su natrijev sulfat ili klorid, antimonov oksid.

5. Otopljeno staklo se oblikuje. To se može učiniti na jedan od sljedećih načina:

• Staklo se izlije u kupku rastaljenog kositra kao podloge i upuhuje komprimiranim dušikom da se oblikuje i polira. Ovako se staklo izrađuje od 1950-ih.
• Otopljena masa se izlije u kalup i staklo ostavi da se ohladi. Ovu su metodu koristili Egipćani i na njoj se stvara većina optičkih leća.
• Staklo se skuplja na kraju šuplje cijevi i zatim se otpuhuje rotiranjem cijevi. Staklo se oblikuje zrakom koji se upuhuje kroz njega, silom gravitacije koja djeluje na staklenu talinu i svim alatima koje puhač stakla koristi. Ovako vaze, čaše, Božićni ukrasi i druge voluminozne predmete.

6. Staklo se ostavi da se ohladi, nakon čega se ponovno podvrgava toplinskoj obradi. To je učinjeno kako bi staklo bilo izdržljivije. Ovaj proces se naziva žarenje i njime se uklanjaju svi točkasti izvori stresa koji mogu nastati tijekom procesa hlađenja stakla.

7. U završnoj fazi na staklo se nanose različiti premazi, laminiraju ili na neki drugi način obrađuju kako bi se povećala čvrstoća i trajnost. Limeno staklo reže se na standardne listove.

Koristeći staklene predmete svakodnevno, gotovo nitko ne razmišlja o tome od čega se dobiva ovaj materijal. Kako se ponekad izrađuju nevjerojatno lijepi predmeti interijera? Kako nastaje staklo? Zašto sunčeva svjetlost slobodno prodire kroz prozor u sobu? Kako neke vrste stakla izbjegavaju lomljenje čak i kada su izložene jakim udarcima?

Tehnologija proizvodnje

Glavni materijal za proizvodnju stakla je kvarcni pijesak. Da, ona ista koja je posuta pješčanim plažama i po kojoj ljeti rado hodate bosi.

Proizvodnja stakla počinje tako što se precizna količina sićušnog kvarca izmjerena elektronskom vagom zagrijava na temperaturu od preko 1500 stupnjeva C. Zrnca pijeska se tope, tvoreći homogenu masu. Dodaje im se u malim količinama natron i vapnenac. Za koju svrhu?

Soda u ovom procesu djeluje kao katalizator i uzrokuje topljenje pijeska na nižoj temperaturi, otprilike 850 stupnjeva C. To smanjuje troškove energije za proizvodnju. Ali soda se ne koristi bez kamenca. Ova se činjenica jednostavno objašnjava: rastaljeni pijesak i soda pepeo, kada se skrućuju, tvore tvar koja se lako otapa u vodi (nije najbolji materijal za proizvodnju kućanskih predmeta). Ovdje se također dodaju magnezijev i aluminijev oksid te borna kiselina. Kao i niz tvari koje sprječavaju stvaranje mjehurića zraka u masi.

Nakon što se sve komponente dovedu na određenu temperaturu, slijedi oštro hlađenje - to će spriječiti da se zrnca pijeska vrate u svoj izvorni oblik.

staklena duga

Zdrobljeni kvarc (pijesak) u svom prirodnom obliku sadrži malu primjesu željeza, što daje Gotovi proizvodi lako u budućnosti zelena nijansa. Kako bi materijal bio proziran, dodaje mu se selen. Ova tvar daje crvenkaste tonove, ali kada se pomiješa sa željezom, staklena površina postaje bezbojna. A od čega je napravljeno staklo u različitim nijansama, a ponekad ni u jednoj boji, svjetlucajući svim duginim bojama?

Da bi materijal dobio boju, metalni oksidi se dodaju u zagrijanu smjesu. Kobalt će dati bogate plave boje. Proizvod će svjetlucati ljubičastim nijansama ako mu se u procesu proizvodnje doda mangan, a zeleno će nastati iz mješavine kroma i željeza. Za sunčano žutu boju prikladan je kromov oksid, za smaragdno zelenu - kromov i bakreni oksid. Koje komponente se dodaju ovisi o namjeni staklare.

Tajna snage

Sljedeći proces nakon bojanja je kristalizacija smjese. Inače se naziva proces homogenizacije. Kao rezultat toga, uklanjaju se svi mjehurići zraka, tragovi i druge nedosljednosti koje mogu dodatno utjecati na kvalitetu proizvoda.

Nakon homogenizacije buduće staklo se isporučuje u spremnik s rastaljenim kositrom na temperaturi od oko 1000 stupnjeva C. Budući da kositar ima veću gustoću, tekuća staklena masa nalazi se na njegovoj površini. Tamo gdje postane savršeno glatko, malo se ohladi, poprimajući tvrdoću. U sljedećoj fazi, masa, ohlađena u spremniku na 600 stupnjeva C, prenosi se na valjkasti transporter. Ovdje se, na temelju pravila kako se staklo izrađuje s visokom razinom kvalitete, ono se čuva dok temperatura ne padne na 250 stupnjeva C. Trajanje procesa objašnjava se potrebom ravnomjernog postupnog hlađenja, kako bi se izbjeglo prerano pukotine.

Jedinstvena proizvodnja bez otpada

Na kraju transportera postavlja se uređaj koji kontrolira kvalitetu gotovog materijala, a ako postoji i najmanji nedostatak, staklo se šalje na pretapanje s novom pripremljenom smjesom. Nakon prolaska kontrole kvalitete, gotovi listovi se režu potreban format i šalju se ili u skladište ili na daljnju obradu. Sve ovisi o namjeni proizvoda.

Ostaci nakon rezanja vraćaju se u smjesu za pretapanje. Sav odbijeni materijal šalje se tamo. Na temelju načina izrade stakla možemo sa sigurnošću reći da je ova proizvodnja bez otpada.

Vrste

Zbog svoje kemijske i fizička svojstva staklo se dijeli prema nekoliko kriterija:

• prema namjeni (potrebe kućanstva, industrijska uporaba, građevina);
• prema vrsti obrade (kemijske, mehaničke i specijalne tehnologije);
• prema teksturi površine (mat, sjajni, obloženi raznim metalima, sa ili bez filmskog premaza).

Ne postoji jasna podjela na kategorije. Klasifikacija se temelji na korištenoj tehnologiji i načinu izrade stakla. Krajnji rezultat može biti višeslojna površina sa strojno obrađenim rubovima ili proizvod s visokom razinom prijenosa svjetlosti, hladno rezan. Vrijedno je napomenuti da je zaseban parametar kvalitete razina prijenosa svjetlosti. Ne postoji staklo sa razinom od 100%, za domaće potrebe je 82%. U visokotehnološkim proizvodima: mikroskopi, teleskopi, razne leće i precizni instrumenti - ta je brojka iznad 90%.

Tijekom proteklih 10 godina, proizvodi industrije stakla bili su u velikoj potražnji. Od stakla se izrađuju suveniri, namještaj, dijelovi prozora i vrata, posuđe, razne posude itd. Međutim, kako bi proizvedena roba pronašla svoje potrošače, potrebno je pravilno odabrati tehnologiju proizvodnje i kontrolirati točnost njezine izvedbe. u svim fazama procesa. Još jedna nijansa su značajna kapitalna ulaganja u početku, u iznosu od preko 100 milijuna rubalja samo za kupnju opreme. Zbog toga mnogi poduzetnici napuštaju potpunu proizvodnju stakla u korist recikliranja materijala, što je također isplativo, ali jeftinije polje djelatnosti u početnoj fazi.

Značajke ruskog tržišta

Lideri u industriji stakla Ruska Federacija Postoji 11 tvornica, od kojih su najveće: AGC BSZ OJSC (regija Nižnji Novgorod), Saratovstroysteklo OJSC (Saratovska regija), Salavatsteklo OJSC (Baškirtostan), AGC Flat Glass Clean LLC, Pilkington LLC Glass" (Moskovska regija). Upravo navedena poduzeća proizvode 90% domaćeg ravnog stakla. Štoviše, samo 30% količine staklenih proizvoda na tržištu dolazi iz inozemstva.

Proizvodnja stakla troši 21% sirovina, oko 8% goriva, 13% električna energija ukupnog industrijskog obujma Ruske Federacije.

Vrste stakla

Ovisno o djelatnosti kojom se tvrtka namjerava baviti, moguće je uspostaviti proizvodnju raznih vrsta stakla. Među najpopularnijim izmjenama:

• Kvarcno staklo. Najčešća i najlakša za proizvodnju vrsta materijala je na bazi kvarcnog pijeska. Proizvodi od njega su otporni na toplinu i prozirni, ali u isto vrijeme prilično krhki. Takvo se staklo koristi, primjerice, za proizvodnju tikvica i drugog laboratorijskog staklenog posuđa.
• Vapnenac. Jeftin materijal za proizvodnju, koji se koristi za proizvodnju staklenih posuda, lima i električnih svjetiljki.
• voditi. U staklenu masu dodaju se silicij i olovni oksid. Koristi se u proizvodnji kristala i radio komponenti.
• Staklo u boji. Može se bojati u masi, vučeno, valjano, šareno, glatko i dvoslojno. Koristi se kao materijal za oblaganje, za dekorativno ostakljenje i za izradu vitraja.
• Ušteda energije(K-, I-, E-, I-staklo). Proizvodi se nanošenjem tankog nevidljivog premaza visoke toplinske vodljivosti na površinu stakla. Zahvaljujući tome, oko 70% topline koja dolazi iz uređaja za grijanje zadržava se u prostoriji.
• Žičano staklo. Koristi se za ostakljivanje prozorskih konstrukcija i pregrada u industrijskim prostorima. U debljini stakla nalazi se metalna mreža, zahvaljujući kojoj se u slučaju požara ili mehaničkog oštećenja konstrukcija ne raspada u komadiće, već se odlomi duž linije reza.
• Tonirano. Koristi se za zaštitu od sunčevih zraka. Proizvodi se dodavanjem metalnih oksida zadane nijanse staklenoj masi.
• Solarna kontrolna stakla. Odgovarajući premaz nanosi se prskanjem. Prodirući u debljinu stakla, metalni oksidi daju površini dodatnu čvrstoću i otpornost na vanjske utjecaje.
• Procijeđeno staklo. Materijal se dobiva toplinskom obradom. Nakon postupnog zagrijavanja i kasnijeg hlađenja, staklo dobiva mehaničku čvrstoću, što mu omogućuje upotrebu, primjerice, u automobilskoj industriji.
• Višeslojni (Trostruki). Sadrži nekoliko slojeva zalijepljenih transparentnim polimerima. Ima visoku otpornost na stvaranje rupa, dobru zvučnu izolaciju i ne raspada se u komadiće pri udaru. Najčešće se koristi kao vjetrobransko staklo u automobilima iu proizvodnji dvostrukih stakala.
• savijena. Obično se staklo zagrijava i oblikuje u željeni oblik. Kao rezultat toga, dobiva se širok izbor proizvoda sa složenim, na primjer, zakrivljenim konfiguracijama.
• Oklopljeni. Višeslojna konstrukcija od nekoliko M1 stakala i polimernog fotostvrdnjavajućeg sastava. Može biti s filmom ili bez filma. Pouzdano štiti od metaka u skladu s klasom otpornosti na metke - B1, B2, B3, B4, B5.
• Vatrostalno staklo. Malo se proizvodi u Ruskoj Federaciji. Sadrži ojačanje koje drži staklo napuklo tijekom požara na mjestu, čime se sprječava širenje vatre.

Oprema za proizvodnju stakla

Svitak

Izbor opreme ovisi o vrsti proizvoda koji se proizvodi. U ovom slučaju proizvođač ne igra praktički nikakvu ulogu. Domaće jedinice nisu niže kvalitete od stranih analoga. Sve standardne linije imaju isti skup komponenti:

• Jedinice za pripremu sirovina. To uključuje strojeve za odvajanje nečistoća, posebice magnetske separatore koji izdvajaju metalne čestice iz pijeska, kao i snažne drobilice za mljevenje sastojaka.
• Postrojenja za šaržno miješanje (miješalice za punjenje). Komponente se odabiru ovisno o sastavu konačnog proizvoda.
• Oprema za vaganje. Visokoprecizne vage omogućuju vam ispravno doziranje komponenti.
• Postrojenja za topljenje stakla.
• Transportna oprema. Neophodan za transport sastojaka.

Također će biti potrebna linija za pakiranje i eventualno postrojenje za pjeskarenje.

Oprema za proizvodnju različite vrste staklo izgleda dosta slično. Postrojenja za proizvodnju automobilskog stakla smatraju se jednima od najsloženijih, što je povezano sa strogom standardizacijom konačnog proizvoda. Postoje specifične linije za hlađenje, strojevi za lijepljenje, kao i uređaji za obradu proizvoda polimerima koji površini daju dodatnu čvrstoću.

Peći za proizvodnju stakla

Za taljenje stakla koriste se posebne peći s različitim tehnološkim načinima. Ova oprema klasificirani prema dva pokazatelja.

Podjela prema tehnološkim parametrima

Mala poduzeća koja proizvode optičko, rasvjetno i medicinsko staklo koriste lončane peći. Oprema je dizajnirana za proizvodnju male količine proizvoda (1-16 posuda se postavljaju u pećnicu) s visokom propusnošću svjetla i karakteristikama ujednačenosti.

Također se u industriji stakla često koriste kontinuirane ili šaržne peći za kupanje, koje imaju oblik masivnih pravokutnih spremnika. Njihov dizajn i dimenzije mogu varirati. Linije uključuju instalacije s rastaljenim kositrom, gdje se talina stakla hladi.

Velike peći za kadu opremljene su automatskim sustavima upravljanja radom plamenika, koji vam omogućuju reguliranje i ravnomjernu raspodjelu tlaka, temperature i plinske komponente na radnoj površini.

Klasifikacija na temelju principa grijanja

Na temelju principa zagrijavanja razlikuju se plazma i električne peći. Prvi rade izgaranjem goriva i imaju nisku učinkovitost jer Termalna energija koristi se za zagrijavanje punjenja i kotlova.

Električna oprema omogućuje proizvodnju svega postojeće vrste stakla Grijaći element ovdje je talina stakla, koja pod utjecajem visokih temperatura poprima svojstva elektrolita. Glavna prednost instalacija je odsustvo gubitka topline iz ispušnih plinova.

Postoje i kombinirane plinsko-električne peći, kod kojih se za taljenje šarže koristi zagrijavanje plina, a staklena talina se zagrijava izravnim otporom.

Od čega se pravi staklo?

U skladu s klasičnom tehnologijom, glavne sirovine u proizvodnji stakla su kvarcni pijesak, natrijev sulfat, dolomit i vapnenac. Kako bi se ubrzao proizvodni proces, koristi se takozvani naboj - specifični oksidi koji potiču stvaranje stakla. Mogu biti bazični ili kiseli. Da bi staklo dobilo željena svojstva, koriste se pomoćni "sastojci" - boje mangana, kroma i kobalta, posvjetljivači (salitra, arsenov trioksid) itd.

Osnovne komponente mješavine stakla su pijesak (70%), soda i vapno (30%). Nakon dodavanja ostalih tvari prema tehnološki proces, masa se izmiješa, otopi, ohladi i reže na listove zadane veličine. Suvremene proizvodne linije dizajnirane su za proizvodnju staklenog lima debljine 2-50 mm i veličine 5x3 m².

Tehnologija proizvodnje stakla + Video o tome kako ga prave

Njegova proizvodnja je radno intenzivan i mukotrpan proces koji zahtijeva stručno poznavanje tehnologije i velika kapitalna ulaganja. Klasičan način Proizvodnja stakla temelji se na topljenju početne mase u koju se dodatno dodaju dekolorizatori, prigušivači, bojila, pojačivači itd. Zatim se sastav hladi i reže prema zadanim parametrima. Trenutno u svijetu postoje 2 popularne tehnologije proizvodnje stakla.

Metoda Emila Fourcaulda

Tehnologija se temelji na vertikalnom strojnom izvlačenju materijala. Staklena masa se topi u staklarskoj peći i provlači kroz kotrljajuće osovine, a zatim dovodi u rashladnu osovinu i reže. Gotovo gotovi limovi su brušeni i polirani. Debljina proizvoda podešava se promjenom brzine crtanja.

Metoda float [main]

Tehnologija pretpostavlja da se rastaljena staklena masa iz peći stavlja na vodoravne palete i dovodi u plutajuću kupelj s rastaljenim kositrom i atmosferom plin-zrak. Krećući se duž površine, buduće staklo poprima ravan oblik i zasićeno je česticama kositra. Listovi se zatim hlade i žare. Glavne prednosti metode su visoka produktivnost i odsutnost potrebe za naknadnom obradom (brušenje, poliranje). Osim toga, ovo staklo ima:

• pravilna geometrija, jednaka debljina na cijelom listu;
• visoka kvaliteta;
• transparentnost;
• izvrsna optička svojstva.

Armirano staklo s oblikovanim ćelijama proizvodi se na sličan način.

Cijeli video o cijelom procesu, uključujući pripremu pijeska:

Dodatna obrada

U ovom slučaju govorimo o nanošenju boje i laka na onu stranu stakla koja nije bila u dodiru s rastaljenim kositrom. Tehnologija se koristi u stvaranju nestandardnih dizajnerskih rješenja.

Zbog visoke cijene opreme i visoke složenosti proces proizvodnje, mnogi poduzetnici preferiraju sekundarnu djelatnost u obradi stakla ili proizvodnji određenih proizvoda - suvenira, ogledala, stakleni namještaj, dvostruki prozori, razni ukrasni proizvodi.

Tehnologija proizvodnje ogledala

Zrcalna površina se dobiva dekorativnom obradom staklenog lima. Uz rub izratka izrađuju se kosine širine 4-30 mm i kut nagiba prema prednjoj površini od 5-30 °.

Zatim se na stražnju stranu nanosi reflektirajući sloj srebra debljine 0,15-0,3 mikrona i prekriva filmom na bazi bakra za elektrokemijsku zaštitu srebrnog sloja. Proces se završava nanošenjem boja i lakova koji sprječavaju mehanička oštećenja površine. Mogu se koristiti kao epoksidni emajli, polivinil butiral i nitroepoksi spojevi.

Drugi način izrade ogledala je metalizacija stakla vakuumskim isparavanjem i katodnim raspršivanjem.

Tehnologija proizvodnje obojenog stakla + Video

Po izgled U skladu s tim, proizvodne tehnologije razlikuju nekoliko vrsta pločastog stakla: vučeno, uzorkovano, glatko, obojeno u masi, dvoslojno, izrađeno nanošenjem oksidnih filmova zadane boje.

Osnovni sastav materijala sličan je onom koji se koristi za izradu prozorskog stakla. Za bojenje se najčešće koriste molekularne boje. Najtraženiji Koriste se proizvodi u crvenoj, plavoj, zelenoj, ljubičastoj, plavoj, mliječno bijeloj, žutoj, narančastoj i crnoj boji.

Prema vrsti bojenja staklo može biti prozirno, neprozirno ili mramorno. U potonjem slučaju učinak se postiže nepotpunim miješanjem obojene staklene mase s neprozirnim staklom.

Metalni oksidi, sumporni spojevi željeza, olova, kadmija i bakra, te sumpor i selen djeluju kao bojila. Intenzitet boje ovisi kako o odabranoj boji tako i o svojstvima samog stakla. Eksperimentiranjem s nekoliko pigmenata moguće je dobiti desetke opcija bojanja.

Razlike između tehnologije proizvodnje obojenog stakla i proizvodnje običnog lima leže u specifičnostima procesa taljenja i kalupljenja. Stoga je tijekom kuhanja potrebno biti posebno pažljiv u promatranju temperature i plinskih uvjeta, algoritma za dovod punjenja u peć i povratnog izgaranja. Brojne komponente boje isparavaju kada se zagrijavaju, stoga čak i mala odstupanja od tehnologije mogu uzrokovati kvalitetu ispod standarda.

Zbog značajne razlike u prijenosu topline između vanjskog i unutarnjeg sloja, prvi se brže stvrdnjavaju kada se ohlade. Dakle, što je traka tanja, to se ravnomjernije hladi. Zbog toga se metoda okomitog izvlačenja broda ne koristi za proizvodnju zadebljanog staklenog lima.

Taljenje obojenog stakla provodi se u staklarskim pećima kapaciteta 2-15 tona dnevno s plitkim bazenom (300-700 mm). Način kuhanja postavlja se prema vrsti i sastavu stakla, kao i svojstvima korištenih aditiva. Prije nekog vremena, topljenje obojenog stakla počelo se provoditi u pećima za izravno grijanje bez rekuperatora ili regeneratora.

Zahtjevi za proizvodne prostorije

Danas se najrentabilnijom smatra proizvodnja stakla kapaciteta oko 600 i više tona proizvoda dnevno. U skladu s tim, lokaciju postrojenja treba odabrati uzimajući u obzir prisutnost obližnjih naslaga kvarcnog pijeska i komponenti mješavine stakla, gusto naseljena područja i cestovna, uključujući željeznička, čvorišta.

Tehnološki ciklus dopušta uvođenje željezničkih tračnica na teritoriju poduzeća; sukladno tome treba isključiti prisutnost otvorenih zapaljivih konstrukcija, premaza i stropova u konstrukcijama, a širina pristupnih cesta treba biti dovoljna za opskrbu vatrogasnih vozila .

Objekti u kojima se neposredno obavlja proizvodnja stakla pripadaju kategoriji D u odnosu na sigurnost od požara, ostale zgrade su klasificirane kao D kategorija.

Prema važećim sanitarnim standardima, proizvodnja stakla pripada klasi III i mora biti odvojena sanitarno-zaštitnom zonom širine 300 m. Također je potrebno instalirati sustav filtracije u poduzeću Otpadne vode i zračni filteri.

Svaka zgrada u poduzeću mora biti priključena na sustave vodoopskrbe, kanalizacije, električne energije, topline, plina i protočne ventilacije.

Vrsta i katnost zgrada ovisi o sastavu, vrsti, količini i dimenzijama proizvodne opreme. U pravilu, govorimo o jednokatnim višerasponskim zgradama s rasterom stupova 30x12 i 36x12 m, visine 14,4 i 16,5 m. Okvir zgrada izrađen je od montažnih armiranobetonskih ili čeličnih nosivih konstrukcija.

Trendovi u razvoju proizvodnje stakla

Suvremena proizvodnja stakla razvija se u tri glavna smjera: poboljšanje radnih uvjeta, automatizacija procesa i fokusiranje na proizvodnju „zelenih“ proizvoda.

Za rješavanje ovih problema razvijaju se i uvode nove tehnologije, uključujući napredna dostignuća u IT industriji, aktivna modernizacija postojećih proizvodnih pogona, uvode se posebni programi za smanjenje radnog vremena, osiguranje zaposlenika i ugradnja učinkovite ventilacijske opreme.

Poduzeća nastoje nadoknaditi štetu nanesenu okolišu tijekom taljenja stakla aktivnom upotrebom recikliranih materijala.

Proizvodnja stakla započela je barem već u trećem tisućljeću prije Krista, o čemu svjedoče čestice stakla pronađene u Mezopotamiji. Izrada stakla, nekoć rijetka umjetnost, postala je široko rasprostranjena industrija u kojoj se stakleni proizvodi koriste iu komercijalnim i u kućanstvima, kao staklene posude, izolacijski materijali, vlakna za ojačanje, leće te u umjetnosti i obrtu. Iako se materijali koji se koriste za izradu stakla mogu razlikovati, osnovni proces izrade stakla ostaje isti i opisan je u nastavku.

Uzmite dovoljno silikatnog pijeska. Također nazvan kvarcni pijesak, silikatni pijesak je glavna komponenta u proizvodnji stakla. Za izradu prozirnog stakla koristi se staklo bez primjesa željeza, jer željezo, kada je prisutno, daje staklu zelenkastu nijansu. Ako ne možete pronaći pijesak bez nečistoća željeza, tada se učinak boje može ukloniti dodavanjem male količine mangan dioksida.

Dodajte natrijev karbonat i kalcijev oksid u pijesak. Natrijev karbonat (ili soda) snižava temperaturu potrebnu za proizvodnju stakla industrijsko mjerilo. No, dopušta prodor vode kroz staklo, pa se dodaje natrijev karbonat ili kalcijev hidroksid kako bi se neutraliziralo to svojstvo. Mogu se dodati i magnezijev i/ili aluminijev oksid kako bi staklo bilo izdržljivije. U pravilu, ovi aditivi ne čine više od 26-30 posto šarže stakla.

Za poboljšanje kvalitete stakla dodajte druge kemijske elemente prema namjeni uporabe. Najčešći aditiv za proizvodnju ukrasno staklo je olovni oksid, koji prozirnom daje sjaj proizvodi od stakla, kao i duktilnost, što olakšava proces rezanja stakla, a osim toga smanjuje točku taljenja. Naočalne leće mogu sadržavati lantanov oksid zbog njegovih svojstava loma, dok željezo pomaže staklu da apsorbira toplinu.

Kristal može sadržavati do 33 posto olovnog oksida; međutim, što je više olovnog oksida, potrebna je veća vještina za oblikovanje rastaljenog stakla, pa se mnogi proizvođači kristala odlučuju za manje olova u staklu.

Ako trebate napraviti staklo određene boje, dodajte mu kemikalije. Kao što je gore spomenuto, nečistoće željeza u kvarcnom pijesku daju staklu zelenkastu nijansu, pa se željezni oksid, poput bakrenog oksida, dodaje kako bi se povećala zelena nijansa. Sumporni spojevi daju staklu žućkastu, jantarnu, smećkastu ili čak crnkastu nijansu, ovisno o tome koliko je ugljika ili željeza dodano u smjesu.

Stavite smjesu u dobar lončić ili posudu otpornu na toplinu.

Rastopite smjesu dok ne postane tekuća. Za izradu industrijskog kvarcnog stakla topljenje se provodi u plinskoj peći, dok se specijalno staklo može proizvesti pomoću električne peći za taljenje, kotlića ili peći.

Kvarcni pijesak bez aditiva pretvara se u staklo na temperaturi od 2300 stupnjeva Celzijusa (4174 stupnja Fahrenheita). Dodatkom natrijeva karbonata (soda) temperatura se snižava na potrebnu razinu za izradu stakla, 1500 stupnjeva Celzijusa (2732 stupnja Fahrenheita).

Uklonite mjehuriće i osigurajte homogenost rastaljene staklene mase. To znači miješanje smjese dok ne postane gusta i dodavanje kemikalija kao što su natrijev sulfat, natrijev klorid ili antimonov trioksid.

Oblik rastaljenog stakla. Oblikovanje stakla može se izvesti na jedan od nekoliko načina: rastaljeno staklo se izlije u kalup i ohladi u njemu. Ovu su metodu koristili Egipćani i trenutno se koristi za izradu leća.

Većina rastaljenog stakla može se nakupiti na kraju šuplje cijevi, u koju se zatim upuhuje zrak dok se cijev okreće. Staklu se daje oblik uz pomoć zraka koji ulazi kroz cijev, sila gravitacije privlači rastaljeno staklo, a puhač stakla koristi razni instrumenti za rad s rastaljenim staklom.

Otopljeno staklo može se uliti u kupku rastaljenog kositra kao baze i pod pritiskom dušika da se staklo oblikuje i zasja. Staklo izrađeno ovom metodom naziva se polirano pločasto staklo, a to je metoda kojom se izrađuje prozorsko staklo od 1950-ih.

Čašu ostaviti da se ohladi.

Da biste povećali čvrstoću stakla, morate pribjeći toplinskoj obradi. Taj se postupak naziva pečenjem, a njime se uklanjaju oštećenja nastala tijekom procesa hlađenja stakla. Kada se ovaj proces završi, staklo se može premazati, laminirati ili na drugi način tretirati kako bi se poboljšala njegova čvrstoća i trajnost.

Žarenje je daljnji proizvodni proces u kojem se polirano staklo zadanog oblika stavlja u peć zagrijanu na najmanje 600 stupnjeva Celzijusa (1,112 stupnjeva Fahrenheita), a zatim se brzo hladi ("kaljeno") pomoću jake struje zraka pod visokim pritiskom. . Žareno staklo lomi se u male komadiće pri 6000 funti po kvadratnom inču (psi), dok se kaljeno staklo lomi u male komadiće pri ne manjem od 10 000 psi, a obično oko 24 000 psi.

Zgnječene stare staklene krhotine mogu se dodati staklenoj smjesi prije nego što se staklo otopi kako bi se recikliralo u novo staklo. Staro staklo ili "stakleni otpad" najprije se mora ispitati na prisutnost nečistoća koje bi mogle oslabiti svojstva novog stakla ako se u njega unesu.

Komponente koje ćete trebati:

• kvarcni pijesak (silicijev dioksid);
• natrijev karbonat (soda);
• kalcijev oksid (kalcijev hidroksid);
• drugi oksidi i soli: (na primjer, magnezijev oksid, aluminijev oksid, željezni oksid, magnezijev ili natrijev oksid, ili kalcijeve soli po želji);
• olovni oksid (po izboru);
• lončić otporan na toplinu, oblikovana ili šuplja cijev;
• peć ili ormar za grijanje stakla - time je proizvodnja stakla završena.