Основы производства стеклянных товаров

Технологический процесс производства стеклянных изделий подразделяется на следующие основные этапы: приготовление стекломассы, варка стекломассы, выработка изделий, отжиг, обработка и декорирование стеклянных изделий.

Приготовление стекломассы Приготовление стекломассы состоит из подготовки сырьевых материалов, составления шихты и варки стекла.

Сырьевые материалы, применяемые для производства различных видов стекол, с некоторой условностью подразделяют на две группы: основные илистеклообразующие и вспомогательные (осветлители, обесцвечиватели, красители, глушители, окислители, восстановители и ускорители варки).Основные (стеклообразующие) материалы. К стеклообразующим материалам относятся кремнезем, борный ангидрит, оксид алюминия, сульфат натрия, сода, поташ, известняк, доломит, свинцовый сурик и глет, витерит и оксид цинка.

Кремнезем вводят в состав стекла в виде кварцевого песка. Содержание кремнезема в высокосортных кварцевых песках должно быть 99,0−99,8%, а количество примесей не должно превышать 1−0,2%. Самыми распространенными вредными примесями являются оксид и закись железа, которые даже в малых количествах придают стеклу нежелательную желтовато-зеленоватую окраску, снижающую светопрозрачность стекла. Для ускорения процесса варки стекла используют кварцевые пески с величиной зерен от 0,2 до 0,5 мм.

Борный ангидрид добавляют в стекломассу в виде борной кислоты и буры. Он повышает термическую и химическую' устойчивость стекла, улучшает оптические свойства стекла, ускоряет процесс варки.

Оксид алюминия добавляют в состав стекла в виде глинозема, полевого шпата, пегматита, каолина и нефелина. Оксид аллюминия понижает способность стекла к кристаллизации, улучшает его термические, химические и механические свойства.

Сульфат натрия применяют для введения в стекло оксида натрия.

Соду употребляют с той же целью, что и сульфат натрия. В стекольном производстве применяют в основном кальцинированную соду.

Поташ служит сырьем для введения в состав стекла оксида калия. Оксид калия повышает блеск стекла, улучшает его цвет и прозрачность.

Известняк применяют для введения в состав стекла оксида кальция. Оксид кальция ускоряет процесс варки, повышает химическую устойчивость стекла и способствует его осветлению.

Доломит является двойной солью кальция и магния. Оксид магния снижает скорость кристаллизации и значительно влияет на улучшение химических, термических и механических свойств стекла.

Свинцовый сурик и глет применяют для введения оксида свинца в хрустальное и оптическое стекло.

Витерит используют для введения оксида бария, который повышает коэффициент преломления, плотность и блеск стекла.

Оксид цинка вводят в виде цинковых белил. Он увеличивает коэффициент преломления, повышает химическую устойчивость стекла.

К вспомогательным материалам относятся осветлители, обесцвечиватели, красители, глушители, окислители и восстановители, ускорители варки.

Осветлители способствуют освобождению стекломассы от крупных и мелких пузырей, придают ей однородность. Осветлителями являются сульфат натрия, трехокись мышьяка и селитры.

Обесцвечиватели служат для понижения или удаления цветных оттенков стекла. В качестве обесцвечивателей применяют трехокись мышьяка, селитру, сульфат, хлористый натрий, оксид сурьмы и др.

Красители добавляют в процессе варки стекла для окрашивания его в определенный цвет. Различают окрашивание стекла молекулярными красителями (оксиды тяжелых и легких металлов) и коллоидно-дисперсионными красителями (соединения золота, серебра, меди, селена, сурьмы).

Глушители применяют для придания стеклу непрозрачности. Это фтористые соединения, фосфорнокислые соединения, соединения олова и сурьмы. Глушители окрашивают стекло в белый цвет. Окислители и восстановители добавляют при варке цветных стекол для создания окислительной и восстановительной среды. Ими являются натриевая и калиевая селитры, трехокисный мышьяк, углерод, винный камень, двуххлористое олово.

Ускорители варки способствуют ускорению варки стекла: к ним относятся фтористые соединения, борный ангидрид, алюминийные соли.

Подготовка сырьевых материалов включает в себя обогащение, сушку и измельчение кремнистых природных материалов.

Вспомогательные материалы: красители, глушители, осветлители, обесцвечиватели и другие — вводят в состав стекломассы в небольших количествах.

По специальному рецепту из подготовленных материалов составляют шихту. При составлении шихты учитываются потерилетучих составных частей, образующихся при варке стекла. Материалы, подготовленные каждый в отдельности, взвешивают на автоматических весах согласно рецептуре и затем в смесительных аппаратах смешивают до получения однородной массы.

Кроме этого, в шихту добавляется 25−30% стеклянного боя (отходы данного производства). Стеклобой промывают, измельчают и пропускают через электромагнит. Стеклобой раньше других исходных материалов расплавляется в жидкую массу и этим способствует плавлению других составных частей шихты.