Сырье для производства стекла – производство стеклотары. Где брать сырье для производства стекла. Технологии и оборудование для производства стекла :: BusinessMan.ru

Сырье для производства стекла: виды и особенности

Сегодня стекло является одним из самых популярных материалов. Оно применяется в строительстве, пищевой промышленности и других отраслях. Из него создается огромное количество вещей, без которых нельзя представить современную жизнь: окна, посуда, декор, мебель, зеркала, вазы и множество других. Существует множество материалов, используемых в качестве сырья для стекла, но основным является диоксид кремния или кремнезем.

Разновидности сырья для производства стекла

В промышленности под стеклом понимается не только тот материал, из которого сделаны окна. Существует много его видов, у каждого из которых свое назначение.

Процесс производства стекла известен людям с давних времен, но самые первые его образцы не отличались высоким качеством. Тогда люди не умели очищать сырье, и в составе конечного продукта сохранялось слишком много примесей, таких как металл или сера. Их присутствие делало стекло мутным, зеленоватым и хрупким.

По мере развития технологий росло и качество стекла. Современные методы производства основаны на термической обработке исходного сырья.

Самым часто применяемым веществом для изготовления стекла является оксид кремния, получаемый преимущественно из кварцевого песка. В нем могут содержаться различные примеси, состав которых зависит от того, где находится месторождение. Например, в белом песке присутствует оксид железа, придающий стеклу зеленоватый оттенок.

Кроме оксида кремния, в качестве сырья для производства стекла используются:

• карбонат натрия;
• оксид бора;
• карбонат калия;
• сульфат натрия.

Такие вещества являются стеклообразующими. Каждое из них влияет на свойства готового продукта. Например, в результате смешения оксида кремния и карбоната натрия получится однородная масса, называемая жидким стеклом. Добавление известняка или доломита сделает сырье нерастворимым в воде.

К сырью могут быть добавлены вспомогательные материалы:

• красители;
• осветлители;
• глушители (придают стеклу матовость).

Добавки влияют на устойчивость материала к различному виду воздействиям, светопроницаемостью и т. д. Например, для производства оптического оборудования нужно стекло с оксидом свинца, повышающим уровень светопреломления.

Оборудование для изготовления стекла

Для производства стекла потребуются следующие устройства:

• управляемый канал для подачи сырья;
• механизм для разрезания жидкой массы;
• пресс на несколько форм с пультом управления;
• система охлаждения формирующей машины;
• гидропривод пресса;
• устройство, достающее готовое изделие из формирующего аппарата;
• линия-транспортер, управление которой будет осуществляться автоматически, без контроля оператора;
• печи из огнеупорного кирпича, в которых будет осуществляться плавление сырья и отжиг готовой продукции;
• аппарат, наносящий краску, и механизм, высушивающий готовое стеклоизделие;
• аппарат, промывающий готовое стеклоизделие.

Специфика изготовления стекла и влияние протекания техпроцессов на его свойства

Процесс создания стекла состоит из нескольких стадий.

Подготовка сырья и его подача в приемные бункеры, добавление дополнительных компонентов. Перед этим сырье измельчается до порошкообразного состояния. Пропорции должны быть идеально соблюдены, поэтому для дозировки компонентов используются электронные весы.

Выход стекла из плавильной печи

Отправка подготовленного вещества в плавильную печь. Здесь сырье для стекла расплавляется и превращается в однородную жидкую массу. Температура в печи настраивается в зависимости от того, стекло какого качества нужно получить.

Варка стекломассы, осуществляемая в ванне, наполненной расплавленным оловом, при температуре от 1200 ⁰С. В процессе варки в стекломассу могут быть добавлены красители. Из-за разницы в плотности жидкости не смешиваются, а поверхность стекла становится ровной и гладкой.

Если на каком-то из этих этапов допустить ошибку, то качество готового продукта может понизиться.

1. Придание изделию необходимой формы. На этом этапе стеклоизделие должно остыть до 250 ⁰С. Чтобы оно не получило трещины, остывание должно быть постепенным.
2. Закрепление формы. Этот процесс заключается в термической обработке и состоит из нескольких стадий: быстрое охлаждение, медленное воздействие, быстрое повышение температуры до обычной. Остывание не должно быть резким, иначе на стекле могут появиться трещины.
3. Проверка качества полученного изделия. Как правило, на конвейере присутствует специальный автомат, проверяющий стеклоизделие.
4. Упаковка готовой продукции.

Описанный выше процесс позволяет получить в результате стандартное стекло. Если требуется получение стекол с особыми свойствами, то использоваться другие методы.

Производство разных видов стекла и зеркал

В легкой промышленности производство стекла является одним из самых востребованных направлений. Этот материал легко обрабатывать, поэтому из него изготовляют посуду, декор, елочные игрушки и т. д. Но самым распространенным является производство стеклотары, так как она широко используется в алкогольной и пищевой промышленности.

От того, какое стекло требуется, зависит процесс его производства.

При создании каленого или закаленного стекла производится обработка типичных материалов. Сырье помещается в специальную печь, в которой температура сначала повышается до определенной отметки, затем понижается. Благодаря такой обработке в верхних слоях возникает зона напряженности, придающая стеклу дополнительную прочность. При нормальных атмосферных условиях прочность каленого стекла в шесть раз большего, чем обычного.

Схема гнутого стекла

Производство гнутых стекол считается одним из самых сложных. Чтобы получить такой результат, необходимо воздействие высокой температуры. Это нужно, чтобы размягчить материал и избежать его поломки.

В зависимости от степени требуемого изгиба и толщины исходного материала работа над гнутым стеклом может занять от двух до десяти часов.

При производстве жидкого стекла используется специальное оборудование. Это связано с тем, что сырье нужно обрабатывать под определенным давлением при температуре кипения щелочи натрия.

Зеркало – это особый класс стекол, отличительной характеристикой которого является свойство отражать свет. Чтобы получить такой эффект, нужно обработать стекло особым образом. Его поверхность шлифуют, чтобы готовое зеркало было идеально ровным и отражало предметы без искажений.

Классификация стеклоизделий

Стеклоизделия классифицируются по следующим параметрам:

• состав;
• назначение;
• способ производства;
• фасон;
• размер;
• метод декорирования.

Декорирование стеклянных изделий

Нанесение украшений на стекло может осуществляться непосредственно в процессе изготовления (когда оно подвергается воздействию высокой температуры) или после, когда готовое изделие уже остыло.

Цветное стекло, украшение насыпью

В процессе производства можно:

• окрашивать изделие;
• прикрепить на него стекломассу различной формы;
• охладить заготовку для образования декоративных трещин.

Готовые изделия декорируют следующим образом:

• с помощью шлифовальных материалов на изделие наносится гравировка, шлифовка, алмазная грань и т. д.;
• украшения можно наносить, воздействуя на стекло плавиковой кислотой;
• стеклоизделие украшается с помощью красок.

Требования к качеству

Готовое стеклоизделие должно отвечать техническим, функциональным, эргономическим и эстетическим требованиям.

Технические требования – это соответствие продукции требованиям нормативно-технических документов.

По функциональным требованиям поверхность стеклоизделия должна быть гладкой, исключено наличие посторонних включений и внешних дефектов.Согласно эргономическим требованиям, стеклоизделие необходимо производить удобным и безопасным в эксплуатации.

К эстетическим требованиям относятся оригинальный внешний вид, соответствие моде и высокое качество обработки.

Транспортировка и хранение стеклоизделий

Кассетные системы для хранения стекла

Любое стеклоизделие маркируется. В марке должны быть указаны название предприятия, где было изготовлено стекло, товарный знак, артикул, номер стандарта, группа разделки. Если изделие выполнено из хрусталя, должно быть также указано процентное содержание оксидов свинца и бария.

Транспортировка стеклоизделий должна осуществляться в упаковке, на которой присутствует надпись «осторожно, стекло» и т. п.

Хранить такие изделия нужно в сухих помещениях, так как из-за сырости на его поверхности может появиться беловатый налет, а стекло станет менее прозрачным.

Видео по теме: Виды оконного стекла

promzn.ru

Классификация сырья для производства стекла и ситаллов.

Сырьевые материалы для производства стекла и ситаллов условно делят на две группы – основные и вспомогательные.

Основные – содержат оксиды, образующие основу стекла (стеклообразователи) и определяющие его свойства.

Вспомогательные – содержат соединения, которые вводятся в стекло для варьирования его свойств (модификаторы) и ускорения варки.

В каждую группу входят природные, техногенные и синтетические продукты.

С основными сырьевыми материалами в стекольную шихту входят стеклообразующие оксиды. Вспомогательные сырьевые материалы подразделяют на красители, глушители, осветлители, обесцвечиватели, ускорители и др.

Красители используются для получения цветных стекол. Они в процессе варки растворяются в виде коллоидных частиц.

При окраске путем растворения красителей в основном применяют оксиды переходных металлов, образующие с кремнеземом окрашенные ситаллы ( оксиды кобальта, марганца, хрома, железа и др. – ионно-молекулярные). При окраске за счет распределения коллоидных частиц (соединения золота, серебра, сурьмы, селена, меди и др. – коллоидные).

Глушение стекла, т.е. окраска в молочно-белый цвет достигается за счет распределения в стекле мельчайших частиц вещества, вызывающих рассеяние света.

Загрязнение сырьевых материалов оксидами железа снижает прозрачность стекла и вызывает появление желтого или зеленого оттенков, что неприемлемо для бесцветного стекла. В этом случае применяют специальные добавки – обесцвечиватели – это оксиды никеля, кобальта, селена, соединения марганца.

Для осветления стекломассы, т.е. для более интенсивного процесса удаления из нее при варки мельчайших газовых пузырьков, в шихту или расплав могут вводиться специальные добавки – осветлители – селитра KNO₃, сульфат натрия, NaCl и др. Эти вещества, при температуре варки разлагаются с выделением большого количества газообразных продуктов, крупные пузырьки которых быстро поднимаясь к поверхности стекломассы захватывают мельчайшие газовые включения и облегчают удаление последних (их вводят в различных количествах, например Al

2O₃, который одновременно является обесцвечивателем и осветлителем, добавляют в шихту примерно 200-300г. на 100кг. стекла.

Ускорители – значительно повышают производительность печей. Ускорители варки стекла – это соединения фтора, фосфора, бора, хлора, аммонийные соли.

Сырье для производства стекла и ситаллов

ОСНОВНОЕ

ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ

 

Вид сырья		Вносимый оксид		Вид материала		Соединение
Кварцевый песок		SiO2		Красители		NiO, FeO, CoO, соединения Au, Ag, Se, CuO, As, Mn и др.
Сода		Na2O			
Борная кислота		B2O3
Сульфат натрия		Na2O		Глушители		Фториды и фосфаты Zr,As,Sb, и др.
Поташ		K2O			
Известняк		CaO
Мел		CaO		Осветлители		KNO3, K2SO4, Na2SO4, NaCl, As2O3 и др.
Доломит		CaO, MgO			
Глинозем		Al2O3
Пегматит		Al2O3		Обесцвечиватели		NiO, MnO2,Se2O3 и др.
Нефелиновый концентрат		Al2O3			
Полевой шпат		Al2O3
Шлаки доменные		Al2O3, CaO, MgO		Ускорители		Соединения F,B,Cl,P, соли аммония
Золы топливные		Al2O3, CaO, MgO			

studfiles.net

Производство стекла: виды и технологии

Стекло является уникальным продуктом деятельности человека. Это материал с особыми свойствами, который не имеет аналогов. Производство стекла основано на использовании натуральных компонентов, которые в процессе повторной переработки не теряют качеств и не оставляют отходов. Стекло имеет несколько вариантов агрегатных состояний на разных этапах производства. Это аморфное тело, состоящее из соды, кварцевого песка, доломита, известняка и различных добавок. Оно получается методом расплава и в твердом состоянии теряет свойства кристаллического вещества.

Основные методы производства стекла

Изготовление стекла представляет собой сложный технологический процесс, основанный на знании химических формул и требующий больших инвестиций. Классический способ базируется на плавке исходного сырья с добавлением усилителей, красителей, глушителей и обесцвечивателей. Полученную массу охлаждают, чтобы не было мелких кристаллов. Она должна объединиться в монолит.

На сегодняшний день листовое стекло является основным продуктом промышленности.

Метод Эмиля Фурко

Предполагает вертикальную машинную вытяжку материала. Стекло подвергается плавлению в стекловаренной печи, затем полученная жидкая стекломасса вытягивается с помощью прокатных валов, перемещается в шахту охлаждения и распределяется на куски. На заключительном этапе лист шлифуется и полируется. Толщина изделия зависит от скорости вытягивания. Этот способ получил название – «вытянутое стекло».

Флоат-метод

В переводе с английского языка означает «плавать, держаться на водной глади». Идея изготовления изделий из стекла таким способом господствовала еще в начале XX века. Однако развитие она получила в середине прошлого столетия, когда английская компания «Пилкингтон» решила применить промышленный процесс на практике.

Флоат-метод заключается в том, что вязкая стеклянная масса после печи принимает горизонтальное положение. На плоском оборудовании она подается во флоат-ванную с расплавленным оловом и газовоздушной атмосферой. Материал плывет по поверхности, обретает форму и вбирает в себя микроскопические частицы олова. После чего стекломасса охлаждается и подвергается отжигу.

Полотно обретает гладкую поверхность. Его не нужно обрабатывать, полировать или шлифовать. Листовое стекло имеет:

• определенную стабильную толщину;
• высокое качество;
• хорошую светопропускную способность;
• отсутствие оптических дефектов;
• высокий уровень производительности.

Оно широко применяется в быту и в строительстве. Предметы, сделанные по флоат-методу, используются для оконных, облицовочных конструкций, витрин, зеркал, мебели, техники. Ассортимент товаров настолько велик, что неопытный потребитель может прийти в замешательство. На основе листового полотна делают армированное стекло с фигурными ячейками.

Вспомогательная обработка

Дополнительная обработка стекла предполагает нанесение лакокрасочного покрытия на ту сторону, которая не взаимодействовала с расплавленным оловом и не приобрела микроскопический оловянный слой. Определить качество поверхности стекла помогают специальное оборудование – оптический фильтр, ультрафиолетовая лампа. Способ определения оловянной стороны помогает окрашивать полотно полиуретановой эмалью, наносить определенные рисунки. Это открывает перспективы для нестандартных дизайнерских решений.

Сегодня многие предприниматели предпочитают заниматься вторичным бизнесом, который основан на переработке материала и на производстве определенных изделий. Это могут быть зеркала, сувениры из стекла, стеклопакеты, селективное стекло, элементы мебельной промышленности. Современные технологии, основанные на применении новейшего оборудования, позволяют получать из стекла разнообразную декоративную продукцию с необычными эксплуатационными качествами.

Производство стекла – прибыльное дело, имеющее много достоинств:

• востребованность;
• высокий уровень окупаемости затратных материалов;
• возможность изготовления широкого ассортимента товаров.

Необходимое оборудование для производства стекла

Изготовление стекла основано на использовании специального оборудования. Необязательно, чтобы оно было зарубежное. Отечественные агрегаты ничуть не уступают иностранным аналогам. Производственные линии имеют идентичные системы, состоящие из таких видов устройств:

Оборудование для производства стекла

На первом технологическом этапе подготовки сырья, наравне с простыми установками, используются высокотехнологичные агрегаты.

Транспортировку ингредиентов осуществляют конвейеры.

Очистку от вредных примесей производят сложные станки, среди которых есть магнитные сепараторы. Они извлекают из песка металлы, способные испортить свойства готовой продукции.

Чтобы измельчить вещество, применяют мощные дробилки.

Второй этап производства связан с подготовкой шихты. Выбор компонентов зависит от свойств готового продукта. В этом случае используют специальное оборудование.

Высокоточные весы помогают правильно рассчитать дозировку. С их помощью отмеряют нужное количество кварцевого песка, соды, извести. При необходимости добавляют второстепенные материалы, определяющие прочность, цвет, светопропускную способность стеклянного изделия.

Подготовленные компоненты поступают в шихтосмеситель, который равномерно распределяет материалы по массе.

Третий, основной этап, предполагает плавление стекла в специальных печах с индивидуальными тепловыми и технологическими режимами. Стекольное печное оборудование имеет две классификации.

Классификация оборудования по технологическому параметру

Электрическая горшковая печь

Горшковые печи – используют на мини-предприятиях. Они предназначены для малого количества продукции. В их полости устанавливается от одного до шестнадцати горшков. Устройства позволяют выполнять высококачественные изделия, которые отличаются высоким светопропусканием и однородным химическим составом. Они предназначены для оптического, светотехнического и медицинского стекла.

В стекольной промышленности распространены ванные печи непрерывного и периодического действия в виде больших прямоугольных емкостей. Они бывают разной конструкции и размера. Оборудование содержит расплавленное олово, необходимое для охлаждения стекломассы.

Крупногабаритные ванные печи оснащены системой автоматического контроля над горелками, необходимыми для распределения температуры, давления и газа по всей поверхности устройства. Производство стекла происходит в определенной последовательности по всем частям бассейна, оснащенного оборудованием.

Классификация оборудования по принципу нагревания

Пламенные печи рассчитаны на сжигание топлива. У них низкий коэффициент полезного действия, так как тепловая энергия распределяется на нагревание шихты и котлов.

Электрическое оборудование позволяет производить любой вид стекла. Для их питания необходим ток. В качестве нагревателя используется стекломасса – именно она при высоких температурах выступает в роли электролита. При эксплуатации электрических печей отсутствуют теплопотери с отходящими газами.

Комбинированные газоэлектрические установки объединяют два типа тепловой энергии. Сжигание газа нагревает и плавит шихту, стекломасса обретает высокую температуру путем прямого сопротивления.

На четвертом, заключительном, этапе изготовления изделий из стекла происходит формирование конечного продукта. Для этого подходят разные станки:

• охлаждающее оборудование;
• формировочные установки;
• выравниватели стекла.

Выравниватель стекла

Технология обработки определенного вида стекла

В многочисленных сферах используются разные виды стекла, которые обладают индивидуальными характеристиками и при производстве требуют особых процессов обработки.

Солнцезащитное

Солнцезащитное стекло

Этот вид способен поглощать или пропускать ультрафиолет. Стекло подходит для изготовления экранов, козырьков, стеклопакетов и очков. Производство стекла такого типа осуществляется двумя методами.

Технология Фурио основана на прокатывании стеклянной массы сквозь валы, после чего листы помещают в охладительную камеру.

Метод Флоат – более современный и эффективный, так как исключает появления дефектов. Расплавленная масса ленточной формы поступает в резервуар с оловом. Благодаря ему, стекло охлаждается и обретает ровную поверхность. Затем материал попадает в печь, на него наносится слой диоксида металла нужного оттенка. Стекло повторно охлаждается и проверяется на наличие изъянов.

Автомобильное

Схема автомобильного стекла

Этот вид стекла также изготавливается двумя способами.

Метод «Триплекс» позволяет делать трехслойные изделия – между двумя стекольными слоями прокладывается полимерная скрепляющая пленка. Это предотвращает появление ранений при деформации автостекла. Стекло обладает ударопрочными и звукоизоляционными свойствами, что повышает безопасность водителя и пассажиров.

«Ситалинит», или закаленное стекло подвергается дополнительной термической обработке, основанной на постепенном нагреве и быстром охлаждении в воздушном потоке. Технология предполагает строгое соблюдение температурного режима. Изделия обретают особую механическую прочность.

Моллированное

Или гнутое стекло, используется в архитектуре, которая давно перестала быть прямолинейной. При производстве изделий стекломасса нагревается до определенных температур, размягчается до эластичного состояния, и из нее легко слепить нужный предмет. Это происходит под влиянием силы тяжести, которая заставляет материал приобретать выпуклую или вогнутую форму.

Моллированное стекло

Зеркальное

Стекло основано на листовом материале. Для его изготовления используются сода, известняк, песок и минералы без железной руды. Ингредиенты смешивают, помещают в ванные печи непрерывного действия. Полученную массу прокатывают через металлические валы, обжигают, подвергают полировке, металлизируют. Это длительный процесс.

Зеркальное стекло

Бронированное

Схема бронированного стекла

Стекло отличается повышенной стойкостью к пробиванию. Это многослойный материал, состоящий из обычного и закаленного полотна. Для производства бронированного стекла используют стекла толщиной до 10 мм, которые склеивают защитной поливинилбутиральной пленкой в поперечном растяжении.

Такое изделие обладает множеством достоинств:

• поглощает ультрафиолет;
• исключает прослушивание;
• обеспечивает безосколочность при разбивании.

Оптическое

Это стекло используется в разных областях науки и техники. Из него делают контактные линзы, призмы, кюветы. Ассортимент изделий довольно широкий. Это однородный высокопрозрачный материал определенного химического состава. Для его варки используют чистые ингредиенты, без загрязняющих примесей. Задача технологов – стекломассу расплавить в горшковых пламенных печах и достичь высокой степени однородности. Для этого используют методы механического перемешивания.

Видео по теме: Производство стекла в деталях

promzn.ru

Производство стекла сегодня | Поговорим о строительстве

В данной статье вы узнаете о разновидностях стекла, каким образом добывают сырье для производства стекла и самое главное – как же производят стекло сегодня на самых современных заводах.

Стекло – один из самых древних материалов, которые использует человек. Наши предки научились его выплавлять еще 5 тысяч лет назад.

Тем не менее все эти долгие годы стекло, что называется, оставалось недооцененным. Необозримую область его применения целиком открыли всего несколько десятилетий назад. Благодаря стеклу, мы заглянули далеко в космос, проникли в глубины океана, мы стали строить из него дома, создавать произведения искусства. Мы сами не заметили как вслед за каменным, бронзовым и железным веками пришел век стеклянный. Оглянитесь, стекло окружает нас повсюду. Оно защищает от ветра и холода и создает уют. Для остекления небоскребов сегодня используют очень прочные, безопасные, экологичные  и энергосберегающие стекла.

Сегодня существует огромное количество разновидностей стекла. От вулканического, самого древнего на планете, до органического (его ученые научились получать совсем недавно). Но самым распространенным, тем, что окружает нас практически повсюду, является силикатное стекло (от латинского названия химического элемента Silicium – древний).

Одно из самых простых соединений кремния SiO₂ называется кварц. Залежи кварцевого песка присутствуют на всех континентах, это один из самых распространенных минералов в земной коре. В том числе и благодаря этому стеклоделие много веков назад почти одновременно зародилось и в Африке, и в Южной Америке.

На самом деле рецепт приготовления стекла предельно прост. Это всего лишь кварцевый песок плюс газ, чтобы его расплавить. Очень много газа. Стеклоплавильная печь за один месяц потребляет 2,5 млн.м

3. метана, это же количество в своих квартирах сжигают жители всего Центрального округа г. Москвы.

Все дело в том, что стекло кристаллизируется из жидкого состояния, а расплавить кварцевый песок, то есть по сути превратить его в жидкость, не так то просто. Для этого его нужно хорошо нагреть, вот куда уходит столько газа.

Итак, производство стекла включает следующие основные технологические операции:

Обо всем по порядку.

 Подготовка сырьевых компонентов

Как же добывают сырье для стекла? Из всех полезных ископаемых кварцевый песок один из самых легкодобываемых. Все дело в том, что он в природе уже находится, что называется, в готовом состоянии. Его нужно только зачерпнуть из карьера, загрузить на конвейерную ленту и отправить. Но прежде чем стать стеклом в окне или бокалом на праздничном столе, этому стеклу придется пройти в прямом смысле огонь, воду и трубы. Правда, в обратном порядке. Начинается все с сурового кастинга. Весь песок из карьера поступает на сортировочную галерею, там он ссыпается в разные кучи. Неспециалисту сложно определить, в чем разница между этими кучами, но она есть и в химическом составе, и в размере гранул.

Когда полезный материал окончательно отсортирован, его из карьера перевозят на фабрику подготовки песка. Первым делом песок моют. Это делается с помощью устройства, которое больше всего напоминает стиральную машину. В барабан загружается песок, а снаружи подается вода. Стенки барабана сделаны из пористой пленки. Размеры пор настолько малы, что они не пропускают наружу песок, но позволяют проходить только воде. Причем в воду не добавляют никаких специальных чистящих средств, поскольку они могут остаться в песке и изменить химические свойства песка. После промывки сырье просеивают. Песок избавляют от ненужных камней и других крупных включений. Далее песок ждет тонкая фильтрация. В нем могут находиться мельчайшие частички различных металлов, а они в стекле не нужны. Финальную очистку песок проходит на спиральных фильтрах. Под действием центростремительной силы частички железа или других тяжелых металлов прижимаются к краю водоворота, а песок и вода уходят в сторону.

Теперь уже идеально чистый песок можно отправлять в стеклоплавильную печь. Но сначала его необходимо высушить. На круглом столе через сырье для получения стекла продувается горячий воздух. Сухой песок зачерпывается шнеками и ссыпается в приемный бункер. Оттуда он попадает в железнодорожные вагоны или грузовые фуры и вскоре попадает на стеклоплавильную фабрику.

Вместе с кварцевым песком в стеклоплавильную печь загружаются и другие материалы: сульфат натрия, известняк и сода. Известняк улучшает погодостойкость стекла. Сода и сульфат натрия понижают температуру плавления. Все это расплавляется при температуре 1600°С и превращается в жидкую вязкую субстанцию.

На практике же наблюдается отклонение от этого стандарта. Самая распространенная система: Na₂O-CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃.

Метод флоатации

Сегодня практически повсеместно при изготовлении листового стекла используют метод флоатации. На дне печи установлена огромная ванна с расплавленным оловом. Жидкое стекло выливают в эту ванну, и так как его плотность меньше плотности олова, оно растекается ровным слоем по поверхности и плавает. При этом оно постепенно начинает остывать и кристаллизироваться.

ρжидкого стекла ≈ 1,4 г/см³

ρолова ≈ 7,31 г/см³

 В этой ванне стекло становится похожим на пластилин, оно еще мягкое и специальный ролик вытягивает его из печи как ириску.

На выходе из печи стекло имеет температуру 600°С. Лента из стекла аккуратно двигается по роликовому конвейеру и постепенно остывает. На краю этой ленты хорошо виден след, оставленный тем самым роликом, который протолкнул ее из ванной с оловом. Этот край отрезается, а обрезки отправляются обратно в печь на переплавку.

Далее эту бесконечно длинную ленту отправляют на резку. Режут стекло на равные части при помощи алмазного стеклореза, траектория движения резца которого такова, что он движется под определенным углом с той же скоростью, что и стекло. Это необходимо для того, чтобы отрезанный край стекла был ровным.

Затем один из поперечных валиков, на которых лежит порезанное стекло, приподнимается, надламывая лист. Все происходит в автоматическом режиме. Человеку на этом этапе находиться не то что не нужно, а даже опасно, ведь иногда стекло лопается, и осколки разлетаются в разные стороны. Максимальный на сегодня формат цельного листа, называется джамба (6 м — длина и 3,21 м – ширина).

Перед отправкой на оконную фабрику несколько готовых листов из партии проверяют. Тесты не замысловатые – стекло просто бьют. Тест на ударопрочность: три металлических шарика, вес каждого 4,1 кг сбрасываются с определенной высоты.

В ходе этого теста стекло имеет право покрыться трещинами, его задача удержать металлический шар на поверхности, не дать ему пробить лист насквозь. Только если после падения всех трех шаров у стекла не появилось сквозных отверстий, его признают годным и партию отправляют дальше.

Все перемещения огромных листов на складе производятся с помощью мощных автоматизированных погрузчиков с вакуумными присосками. Это самый простой и безопасный способ. Риск повреждения даже самых тонких листов сведен к минимуму.

Готовые листы теоретически уже можно отправлять на фабрику по изготовлению окон. Еще лет десять назад так и делали. Но сегодня практически везде используются стеклопакеты. Они гораздо прочнее и безопаснее. Смысл в том, что между двумя слоями стекла прокладывается специальная пленка. Она в случае чего удерживает осколки и не дает стеклу разбиться вдребезги. Причем специальная прозрачная пленка не приклеивается к листам, а припаивается к ним. После того как на станке готовится слоеный пирог из одного пластикового и двух стеклянных коржей, он запекается в огромной печи при температуре 400°С. На выходе получается стеклопакет.

В завершении

В завершении статьи хочется просто сказать «спасибо» нашим предкам, что научили нас такому мастерству как стеклоделие. Сегодня невозможно представить наш мир без стекла. Благодаря его всевозможным полезным свойствам (прозрачность, твердость, химическая устойчивость, относительно невысокая цена), мы можем использовать стекло в различных отраслях промышленности. Не вызывает сомнения, что развитие стекольной области будет только усовершенствоваться, и в плане состава стекла, и в плане технологии, и соответственно будем ожидать новых видов изделий из стекла.

 

stroy-talks.ru

18. Сырьё для изготовления стекла, общая схема производства.

Современное стекольное производство включает в себя три этапа: подготовка сырья, стекловарение и формование стеклоизделий.

Подготовка сырья. Химический состав обыкновенного оконного стекла по основным оксидам следующий:

Кремнезем (SiO₂) 71…72 % вводят в виде кварцевого песка, молотых кварци­тов или песчаников. Это основной стеклообразующий оксид, повышающий тугоплавкость и химическую стойкость стекла.

Глинозем (А1₂О₃) 2…3% поступает в сырьевую шихту в виде полевых шпатов икаолина. Его влияние на свойства стекла аналогично действию SiO₂.

Оксид натрия (Na₂O) 15…16% вводят в стекло в виде соды и сульфата натрия. Na₂O понижает температуру плавления стекла, повышает коэффициент термического расширения и уменьшает химическую стойкость.

Оксиды кальция (СаО) 5…7% и магния (MgO) 3…4% вводят в стекольную шихту в виде мела, мрамора, известняка, доломита и магнезита. Эти оксиды повышают химическую стойкость стекла.

В специальные стекла вводят оксиды бора, свинца, бария и др.

Вспомогательные сырьевые материалы делят по своему назначении: на следующие группы: осветлители — вещества, способствующие уда­лению из стекломассы газовых пузырей; обесцвечиватели — вещества, обецвечивающие стекольную массу; глушители — вещества, делающие стекло непрозрачным.

Перед варкой стекла сырьевые материалы измельчают, тщательно смешивают в требуемых соотношениях, брикетируют и подают в стекловаренную печь.

Стекловарение. Обычное стекло получают в непрерывно действу­ющих ванных печах с полезным объемом до 600 м³ и суточной производительностью более 300т. Для варки специальных (оптических, цветных и др.) стекол применяют периодически действующие ванные, а также горшковые печи.

Стекловарение — главнейшая операция стекольного производства.

3 стадии: I — силикатообразование — образов. масса неоднор. по сост. и насыщ. газ. пузырьками. II – стеклообразование – наиболее длительная стадия (удаление пузырьков и полное приготовление массы). III – (заключитель­ная стадия) — студка — охлаждение стекломассы до температуры, при которой она приобретает оптимальную для данного метода формования стеклоизделий вязкость.

Формование. Метод выработки (формования) зависит от вида из­делия. Для получения строительного стекла используют вытяжку, прокат, прессование.

При охлаждении стекла вследствие низкой его теплопроводности в нем возникают большие градиенты температур, вызывающие внутренние напряжения. Наиболее опас­ным моментом с этой точки зрения является переход стекла от вязкопластического состояния к хрупкому.

Осн. вид строит. стекла — листовое. С нач. XX в. большая часть лист. стекла стала производиться методом верт. вытягивания. толщ до 6 мм.

В 1959 г. появился новый способ получения высококачественного стекла — флоат-метод, при котором горячая стекломасса выливается на поверхность расплавленного металла и формуется на нем. Производ. до 3…4 тыс. м²/ч. Размер: шир. до 3 м; толщ. 2 — 25 мм. Преимущества— стабильная толщина листа и высокое качество поверхности, не требующее дальнейшей полировки.

studfiles.net

производство стеклотары. Где брать сырье для производства стекла. Технологии и оборудование для производства стекла :: BusinessMan.ru

Стекло уже давно и прочно вошло в нашу жизнь. Из него изготавливается огромная масса различных изделий, без которых мы не представляем своей жизни: посуда, тара, окна, двери, мебель и другие предметы. Для предприимчивых людей вполне возможным может стать производство стекла в домашних условиях. Именно на таком деле можно построить прибыльный бизнес.

Достоинства стекольного дела

Естественно, изготовление такого материала не является дешевым, однако при правильной раскрутке и организации оно все же способно принести определенную прибыль. Тем более что производство стеклотары является востребованным бизнесом.

Среди достоинств данного дела можно выделить такие:

• высокая окупаемость;
• востребованность;
• возможность производства разных изделий, то есть расширения ассортимента.

Естественно, технология изготовления стекла не является простой и требует достаточно больших затрат (сырье, энергоносители, оборудование).

Какие документы нужны для работы?

Итак, прежде чем начинать это дело, следует подготовить пакет всех необходимых бумаг, благодаря которым вы сможете легализировать процесс. Вам понадобится:

1. Договор аренды помещения.
2. Сертификаты качества оборудования, которым вы будете пользоваться.
3. Разрешение государственных служб (СЭС, пожарной) на произведение работ, связанных с повышенной опасностью для здоровья человека.
4. Лицензия.
5. Договоры с поставщиками сырья.
6. План здания на случай эвакуации персонала.

Естественно, вы будете нанимать определенное количество сотрудников, которые будут обслуживать оборудование. Все они должны иметь трудовые и медицинские книжки, а также обязаны пройти врачебный осмотр. Также желательно оформить потребительский уголок, в котором будут находиться копии документов, подтверждающих ваше право заниматься данным видом деятельности.

Что касается персонала, то вам понадобится как минимум 15 человек. То есть 5 работников на одну смену.

Критерии выбора помещения для ведения бизнеса

Для того чтобы организовать производство стеклотары, необходимо выбрать подходящее здание. Прежде всего, обратите внимание на возможность свободного доступа и подъезда к нему, так как вам придется регулярно получать сырье и увозить готовую продукцию. Также помещение должно делиться на несколько частей: комнаты для персонала, склад для сырья и готовой тары и, собственно, производственный цех.

Учтите, что здание обязано отвечать всем техническим нормам и быть максимально безопасным. Обратите внимание на качество электрической проводки. От нее зависит не только возможность использования большого количества сложного оборудования, но и защищенность персонала от внезапного возникновения пожара из-за перегрузки линии или замыкания.

Также желательно обратить внимание на размеры помещения. Площадь здания зависит от количества оборудования, а также степени развития вашего бизнеса.

Из чего изготавливается представленный материал?

Перед тем как вы начнете работать, запомните, что данное дело предусматривает использование большого количества сырья. Без него вы просто не сможете сделать ни одной бутылки. Итак, сырье для производства стекла должно быть максимально качественным и экологически безопасным.

Изготавливается тара из многокомпонентного состава. Он включает в себя кварцевый песок, оксид свинца (калия, кальция, алюминия), а также соли (карбонаты или сульфаты). При этом каждый компонент выполняет свою роль. Например, благодаря оксидам стекло получает определенные физико-химические характеристики. Для того чтобы тара была прозрачной, в процессе производства следует применять карбонат натрия или кальция.

Основным элементом, без которого изготовление стекла невозможно, является песок. Остальные компоненты добавляются по мере необходимости. Например, чтобы температура плавления вещества была более низкая, используется силикат натрия или калия. Окись бария делает стекло химически инертным. Соединения свинца придают изделиям из стекла красивый блеск. Окиси других элементов обеспечивают разный цвет тары.

Сырье для производства стекла следует покупать у проверенных поставщиков с хорошей репутацией. От этого напрямую зависит качество и безопасность вашей продукции.

Какие механизмы нужны для работы?

Перед тем как запускать свой бизнес, следует приобрести необходимое оборудование для производство стекла. Надо сказать, что оно имеет достаточно высокую стоимость. Итак, для работы вам понадобится:

• управляемый канал для подачи сырья;
• устройство для разрезания жидкой массы;
• пресс на несколько форм с пультом управления;
• система охлаждения формирующей машины;
• станция гидропривода пресса;
• механизм, при помощи которого готовое изделие будет выниматься из формирующего аппарата;
• линия-транспортер, которая может управляться без вмешательства человека;
• печи для плавления сырья и отжига изделий;
• автомат для нанесения краски, а также сушильный аппарат.

Кроме того, вам может понадобиться такое оборудование для производство стекла, которое будет промывать готовое изделие. Если станки и агрегаты следует заказывать у производителя (при этом учитывается количество используемых форм), то печи нужно будет строить из огнеупорного кирпича.

Оборудование для производства стеклянных бутылок тоже заказывается у производителей. Причем следует учитывать форму будущей тары. Новичку достаточно будет приобрести один стеклоперерабатывающий станок стоимостью 10-15 тыс. долларов. Далее производство можно расширять.

Этапы производства стеклянных изделий

Процесс изготовления представленных изделий является достаточно сложным и многоступенчатым. В основном выделяются такие этапы производства стекла:

1. Подготовка и подача сырья в приемные бункеры. Тут же производится дозированное добавление всех необходимых компонентов.
2. Отправка подготовленной смеси в плавильную печь.
3. Варка массы. Производится она при очень высокой температуре (от 1200 градусов), поэтому работники, которые контролируют процесс, должны быть очень осторожными (не находиться рядом с печью и носить защитную одежду). На этом же этапе к смеси добавляются разные добавки и красители. Благодаря этим веществам стекломасса становится светлой, однородной, освобождается от газовых включений. Первые три этапа являются очень важными, так как допущенные ошибки обязательно скажутся на качестве продукции.
4. Подготовка смеси к формированию изделий. Для начала определенное количество стекломассы подается в черновую форму, где производится изготовление пульки и горловины. Далее заготовка проходит окончательную обработку. Производится это уже в чистовой форме.
5. Отжиг готовых изделий. Этот процесс обеспечивает прочность стекла и его сохранность в процессе дальнейшего использования.
6. Контроль качества и проверка прочности изделий. То есть бутылки или банки нужно внимательно осмотреть и провести с ними некоторые опыты на устойчивость к давлению, высокой температуре.
7. Упаковка продукции и ее складирование.

Кто будет покупать произведенные изделия?

Рынок сбыта стекла является очень большим. Поэтому вам есть куда развиваться и расширяться. Например, начинать вы можете с изготовления бутылок или банок, а дальше осваивать новые виды деятельности: производства стеклянных листов, декоративных изделий, витражей и прочей продукции.

Самым «ходовым» товаром являются бутылки и банки. Главным потребителем при этом является алкогольная и пищевая промышленность, а также обычные люди. Бутылки необходимы для розлива алкогольных и безалкогольных напитков, а банки часто используются для консервирования продуктов.

Спрос на стекло всегда был и будет высоким. Дело в том, что этот материал является экологически чистым, так как изготавливается из натуральных материалов.

Стоимость бизнеса

Представленное дело может приносить солидный доход: от нескольких десятков до сотен тысяч долларов в месяц. Естественно, производство стеклотары требует и определенных вложений. Для начала бизнеса вам нужны такие средства:

• аренда или покупка помещения — более 10-15 тысяч долларов;
• оборудование – от 100 000 у.е.;
• оплата энергоносителей и зарплат — от 40 000 долл.;
• расходы на сырье — не менее 10 000 долларов в месяц;
• дополнительные траты – от 10 тыс. у.е.

Эти цены являются примерными. Все зависит от того, насколько большим вы хотите сделать производство стеклотары.

Полезные советы

Если вы хотите, чтобы ваша продукции пользовалась спросом, а бизнес был успешным, все ваши изделия должны производиться очень качественно и отвечать всем международным стандартам. Изготовление бракованных партий принесет вам не просто финансовые убытки, но и потерю репутации на рынке, где много конкурентов.

Пользуйтесь только качественным сырьем. Не старайтесь удешевить производство при помощи каких-либо заменителей или небезопасных для здоровья веществ. Периодически проводите осмотр и ремонт вашего оборудования.

Изготовление стекла в домашних условиях может стать действительно прибыльным бизнесом. Нужно только немного постараться, набраться терпения и упорно идти к цели.

businessman.ru

25.Сырье и способы получения стекла.

Стекло – тв. аморфный м-л, получаемый при переохлаждении жид. мин. расплавов.

Сырьем для производства стекла служат кварцевый песок(72-75%), кальцинированная сода, доломит, мел, известняк, полевой шпат, нефелиновый концетрат. Иногда для удаления воздушных пузырей в стекломассу вводят осветители(хлорид или сульфат натрия),для придания светорассеивающих св-в –глушители (соединение фтора и фосфора) и для окрашивания- красители(оксиды цветных металлов, хлорное золото,соединение серебра и др.)

Производство стекла состоит из подготовки сырьевых материалов(сушка, дробление,фракционирование),приготовления шихты, варки стекломассы, изготовления стеклянных материалов и изделий. Варку подготовленной шихты производят в ванных печах непрерывно или периодического действия при температуре 1400…1500гр. В процессе нагрева шихты вначале происходит разложение, затем- плавление составляющих компонентов. Потом идут сложные реакции силикато- и стеклообразования, осветление и гомогенизация расплава. Стекловарение завершается охлаждением стекломассы до температуры,позволяющей формировать из нее изделия. Для оконного стекла- это 950..1100гр.Формирование изделий из стекломассы производят прессованием, выдуванием, прокатом, вытягиванием, центробежным способом , на расплаве металла. Наиболее распространенное оконное стекло производят способом горизонтального вытягивания ленты из вязкой стекломассы поверх слоя расплавленного олова, находящегося в спец.ванне. это так наз. флоат-процесс, который обеспечивает получение полированной поверхности листового стекла.

26.Листовые светопрозрачные и светорассеивающие стекла(оконное, витровое, узорчатое, армированное, закаленное, многослойное)- получение,хар-ки и назначение.

Листовое оконное стекло— наиболее распостраненный вид плоского стекла. Его выпускают толщиной 2…6 мм и более и размером от 250*250 до 2000*2200 мм. Оно имеет светопропускание 84..90%. Листовое стекло производят нескольких разновидностей.

Узорчатое стекло получают способом непрерывного проката,причем одна сторона стекла гладкая, а другая-тисненая, узорчатая.

Армированное стекло изготавливают методом непрерывного проката с одновременным закатыванием внутрь листа металлической сетки. Армированное стекло может иметь гладкую или узорчатую поверхность, быть бесцветным или цветным. Армированное стекло применяется для остекление фонарей верхнего стекла,оконных переплетов, перегородок. Его устанавливают на эластичных прокладках из морозостойкой резины или нетвердеющих мастик.

Цветное листовое стекло получают из окрашенной стекломассы. Оно может быть однослойным- окрашенным полностью в массе или изготовленным из двух слоев, соединенных при формировании, — основного, более толстого бесцветного, и тонкого цветного. Применяют для декоративного остекления световых проемов помещений, художественного оформления фасадов и др.целей.

Солнцезащитные стекла — это листовые стекла, задерживающие инфракрасные и другие тепловые лучи. Их выпускают теплопоглощающими, окрашенными в массе оксидами металлов, и солнцезащитными с покрытиями из оксидов металлов, прозрачными для видимых лучей и поглощающими часть инфракрасного солнечного излучения.

Солнцезащитное теплопоглощающие стекла получают введением в стекломассу добавок оксида железа, оксидов меди, кобальта, которые окрашивают ее в зеленовато-голубоватые или серые тона. Их светопропускание составляет 65..75%, пропускание инфракрасных лучей – 30…35%

К особым видам теплопоглощающих солнцезащитных стекол относят фотохромные, обеспечивающие автоматическое регулирование теплопоступлений в помещение. Их получают из натриево-боро-алюмосиликатного стекла путем введения добавок серебра, церия, европия. При воздействии солнечных лучей они темнеют, при снижении радиации светопрозрачность восстанавливается. Применяют их для остекления административных и производственных зданий.

Солнцезащитные с покрытиями стекла получают нанесением на поверхность стекла методом электромагнитного напыления в вакууме или в процессе производства горячим способом тонких прозрачных металлических покрытий. Наибольшее распостранение получили стекла с пленочным окисным покрытием- титановым, кобальтовым, железистым, оловянно-сурьмяным. Они снижают теплопотери зимой и теплопоступление летом в 1.3 раза. При нанесении мягких пленок стекла используют для получения стеклопакетов.

Закаленное стекло получают с помощью термической обработки листового. Стекло нагревают до температуры 640гр.а по строго заданному режиму охлаждают либо в потоке воздуха, либо при обработке стекла различными жидкостями и расплавами металлов. Режим охлаждения выбирают таким образом, чтобы создать в поверхностном слое стекла остаточное напряжение сжатие. В результате прочность на удар и изгиб по сравнению с обычным стеклом повышается в 5…6 раз. Применяют его в основном для остекление транспортных средств. Кроме закаленного стекла производят и безопасное стекло триплекс, состоящее из двух листов оконного стекла, между которыми имеется полимерная пленка

27 Изделия из стекла: блоки, пакеты, профилит, трубы, плитка.

Стеклянные пустотелые блоки производят из обычной (бесцветной или цветной) стекломассы на пресс-автоматах, которые формуют половинки блоков и сваривают и сваривают их при высокой температуре. При охлаждении до комнатной температуры в стеклоблоках создается частичное разрежение, улучшающее его теплоизоляционные свойства. Блоки выпускают квадратной (194*194*98 или 244*244*98 мм) и прямоугольной (294*194*98 мм) форм. Применяют блоки для устройства светопрозрачных ограждений зданий, остекления лифтовых шахт, в архитектурно-декоративных целях. Ограждение из стеклоблоков выкладывают на цементном растворе с армированием стальной проволокой в вертикальном и горизонтальном направлениях.

Стеклопакеты изготавливают из герметически соединенных двух и более листов. Между стеклами оставляется воздушная прослойка от 9 до 20 мм. Соединение листов в стеклопакет может осуществляться склейкой, пайкой или сваркой. Стеклопакеты имеют повышенные тепло- и звукоизоляционные свойства. Их применяют для остекления зданий.

Стеклопрофилит – профильное стекло швеллерного или коробчатого сечения. Может быть бесцветным и цветным, неармированным и армированным, с гладкой, узорчатой и рифленой поверхностью. Применяют профильное стекло для устройства ненесущих стен, перегородок, прозрачных кровель. Стеклопрофилит устанавливают в металлическую или железобетонную обойму в вертикальном положении; швы между профильными элементами и участки их сопряжения с материалом обоймы герметизируют нетвердеющими мастиками или эластичными прокладками. Ограждения из стеклопрофилита отличаются высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами и пропускают внутрь помещения мягкий рассеянный свет.

Стеклянный трубы изготавливают из прозрачного стекла диаметром от 40 до 200 мм и длиной 1500…3000 мм. Они обладают высокой коррозионной стойкостью, водонепроницаемостью. Их можно эксплуатировать при температуре от -50 до +100 градусов Цельсия и давлении до 0,6 МПа. Стеклянные трубы нашли широкое применение в химической и пищевой промышленности.

Плитки коврово-мозаичные выполняют из глушенного в массе стекла в виде ковров на бумажной основе методом непрерывного проката или прессования из стеклянного порошка с последующим отжигом. Прокатные плитки выпускают в основном размером 21*21*4,5 мм, прессованные – 22*22*5 мм. Применяют их для наружной отделки зданий.

28 Пеностекло, стекловолокно, получение, свойства, применение.

Стекловолокно получают путем продавливания стекольного расплава через тончайшие фильеры (отверстия в твердых материалах) с последующей вытяжкой и намоткой на бобины. Диаметр волокна — 3…100 мкм, длина — до 20 км (для непрерывного волокна). Более короткие (1…50 см) штапельные волокна получают раздувом расплава паром. Из стекловолокна получают стеклянные ткани и стекловойлок, которые используют как армирующий компонент при производстве стеклопластиков или в качестве основы в рулонных кровельных и гидроизоляционных материалах (например, стеклоизол, стеклорубероид).

Пеностекло имеет ячеистое строение, закрытая структура, водопоглощение стремится к 0, прочность довольно большая. Пеностекло — блоки из вспученного в момент нахождения в расплавленном состоянии стекла. По структуре и свойствам пеностекло напоминает вулканическую пемзу и используется как теплоизоляционный материал.

studfiles.net