Sklo - čo to je a ako sa vyrába? vlastnosti skla. Ako a z čoho sa vyrába sklo a sklenené výrobky

Sklo je najstarším predmetom, ktorý človek našiel a dodnes sa používa. Nájdené preto, lebo to človek sám nevymyslel a vyrobil na prvýkrát. S najväčšou pravdepodobnosťou sa prvé sklo objavilo pred mnohými tisíckami rokov zo sopečnej lávy. Teraz sa táto látka bežne nazýva obsidián. Ako sa vyrába sklo? Vráťme sa do čias, keď ešte neexistoval. Postupne ľudia spoznávali okolitú prírodu a všimli si, že keď sa prírodná sóda zmieša s pieskom a následne zahreje, vznikne priehľadná hmota. Tak sa dozvedeli o tomto novom type materiálu. Tento proces opísal Plínius, starogrécky encyklopedista. Od tej chvíle sa začala história používania skla, ktoré sa dnes stalo v našom živote absolútne nevyhnutné. Koniec koncov, teraz sa používa všade.

Existuje však aj iná teória o tom, ako sa sklo vyrába, presnejšie, ako sa vyrábalo predtým. Niektorí vedci sa rozhodli, že sklovitý materiál bol identifikovaný ako vedľajší produkt tavenia alebo výpalu medi.V ľudskom živote zohral tento produkt skutočne výnimočnú úlohu. Je ťažké preceňovať jeho dôležitosť. Výroba tabuľového skla je porovnateľná s takými objavmi, ako je výroba ohňa a vynález kolesa. V časoch starovekého Egypta bolo zvykom vyrábať z neho všetky druhy šperkov. Neskôr sa z nej naučili vyrábať nádoby na tekutiny. Od 13. storočia došlo k dramatickému nárastu množstva vyrobeného skla. Centrom jeho výroby sa stali Benátky. Remeselníci sa dostali do povedomia technológie výroby orientálneho skla, potom ju začali vyvíjať a zdokonaľovať. Priehľadnosť skla bola umožnená pridaním rôznych nečistôt do skla. Majstri z neho začali vyrábať rôzne jedlá, ktoré boli veľmi tenké a elegantné. V tých časoch výrobky zo skla slúžili skôr ako luxusné predmety a dekorácie.

Ak je pre vás otázka, ako sa vyrába sklo, stále zaujímavá, môžete hovoriť o tom, ako nachádzalo stále viac nových oblastí použitia. Technológia jeho výroby bola vylepšená. Bolo vynájdené zrkadlo, a to nanesením amalgámu na jednu stranu. Sklo sa využívalo aj v stavebníctve. Zvyčajne sa používal pri stavbe palácov a chrámov. A potom, čo sa remeselníci naučili, ako ho zafarbiť, začali ním zdobiť okná a vyrábať krásne vitráže. A teraz sa sklo široko používa na tavenie. A vo vede postupom času začali používať sklo. Vďaka objavu jeho schopnosti koncentrovať a rozptyľovať svetlo boli vytvorené najrôznejšie šošovky, boli vyrobené teleskopy a mikroskopy. Tieto objavy sa stali obrovským krokom vo vývoji prírodných vied – medicíny, biológie, astronómie, fyziky a ďalších. Bez okuliarov nie je možná žiadna činnosť v žiadnom vedeckom smere.

Ako sa vyrába sklo? Ako už raz, z piesku. Vo svojom jadre obsahuje piesok tu prezentované kryštály kremeňa. Pri zahriatí sa topí. Ak ho rýchlo ochladíte, minerály nebudú mať čas na kryštalizáciu a stanú sa transparentnými. Aby produkt získal akúkoľvek farbu, pridávajú sa k nemu oxidy rôznych kovov. Aby bolo sklo maximálne priehľadné, piesok sa čistí tak, že obsahuje takmer jeden kremeň.

V súčasnosti existuje veľa spôsobov, ako získať produkt s rôznymi vlastnosťami: vystužený, tvrdený, zrkadlový, pancierový. Už teraz slúži ako základ jednoduchý piesok, ktorý sa spracováva. Je dôležité povedať, že piesku je na planéte stále dosť, takže sklo tak skoro nevypadne z nášho každodenného života.

Z čoho sa vyrába sklo?

1. Je lepšie kupovať v obchode a nekúpať sa.
2. Z čoho sa vyrába sklo?

   Paradoxne, SKLO je stuhnutá kvapalina.
   Hlavnou zložkou skla, ktorá je v ňom obsiahnutá v najväčšom množstve (60-70% objemu) a určuje jeho typické vlastnosti, je SILICA SiO2 (piesok, kremeň, jemnozrnný pieskovec).
   Oxid kremičitý sa zavádza do zloženia skla, napríklad vo forme kremenného piesku.
   V sklárstve sa používajú iba čisté odrody kremenného piesku, v ktorých celkové množstvo nečistôt (íl, vápno, sľudové nečistoty) nepresahuje 2-3%.
   Zvlášť nežiaduca je prítomnosť železa, ktoré, nachádzajúce sa v pieskoch aj v malom množstve, farbí sklo do nepríjemnej zelenkavej farby.

   Sklo je možné zvárať zo samotného piesku bez pridávania ďalších látok, vyžaduje si to však veľmi vysokú teplotu (nad 1700 stupňov C).
   Bežné moderné kachle zo žiaruvzdorných hlinených tehál, ktoré používajú tuhé, kvapalné alebo plynné palivá, na to nie sú vhodné: musíte siahnuť po elektrických peciach, ktorých prevádzka je veľmi drahá.
   Preto sa na zníženie teploty topenia piesku používajú rôzne prísady...

3. Vyrába sa z piesku pri vysokej teplote a tlaku.
4. Na výrobu skla remeselníci berú: kremenný piesok (hlavná zložka); vápno; sóda; Ako sa vyrába sklo Najprv sa kremenný piesok, sóda a vápno zahrejú v špeciálnej peci na teplotu 1700 stupňov nad nulou. Zrnká piesku sú vzájomne prepojené, po ich homogenizácii (premení sa na homogénnu hmotu) je plyn odstránený. Hmota sa ponorí do roztaveného cínu s teplotou nad 1000 stupňov, ktorý vďaka nižšej hustote pláva na povrchu. Čím redšia hmota vstupuje do cínového kúpeľa, tým tenšie bude sklo na výstupe. Výroba skla Posledným dotykom je postupné chladenie.

   Sóda pomáha znížiť bod topenia 2-krát. Ak sa nepridá, piesok bude veľmi ťažké roztaviť, a teda spojiť jednotlivé zrnká piesku navzájom. Vápno je potrebné, aby hmota znášala vodu.

5. Kremenný piesok, vápno a sóda
6. No vlastne z kremenného piesku
7. Sklo sa získava tavením zmesi piesku a iných minerálnych zložiek, čo závisí od značky skla. Napríklad krištáľové sklo, z ktorého sa vyrába dekoratívny riad, obsahuje značné množstvo olova. Keď sa roztopí čistý kremenný piesok, získa sa kremenné sklo - v tavenine je veľmi žiaruvzdorné a viskózne, takže sa ani neukáže ako priehľadné kvôli vzduchovým bublinám, ktoré v ňom zostávajú. Má mizerný koeficient tepelnej rozťažnosti – ak sa zahreje do červena a vloží do vody, nepopraská. Používa sa pri výrobe laboratórneho skla, sklenených vykurovacích telies pre laboratóriá a priemysel atď. Na získanie optického kremenného skla, ktoré prepúšťa ultrafialové žiarenie, sa taví horský krištáľ - ten je podobne ako kremenný piesok čistý SiO2, ale hrubozrnný, ktorý je v prírode vzácny.

   Na odpoveď Vasiľčenka. Predtým sa uránové sklo vyrábalo na výrobu dekoratívnych jedál - úžasnej žltkastozelenej farby, výrobky z nej možno vidieť v Moskve v Kuskovskom múzeu. S objavom rádioaktivity bola výroba takéhoto skla zastavená.
   Na ochranu pred rádioaktívnym žiarením sa používajú clony z oloveného skla - obsahuje ešte viac olova ako dekoratívne krištáľové sklo a má žltkastý odtieň. Kineskopy pre monitory sú vyrobené z rovnakého skla - na ochranu užívateľa PC pred tokom elektrónov z "elektrónovej pištole" kineskopu.

8. Bežné sklo obsahuje vo svojom zložení asi 70% oxidu kremičitého, ktorý sa v rovnakej forme nachádza v kremeni a vo svojej polykryštalickej forme v piesku. Zloženie skla

   Čistý oxid kremičitý (SiO2) má teplotu topenia približne 2000 stupňov a používa sa hlavne na výrobu skla pre špeciálne prístroje. Zvyčajne sa do zmesi pridávajú ďalšie dve látky na zjednodušenie výrobného procesu. Po prvé, je to uhličitan sodný (Na2CO3), alebo uhličitan draselný, ktorý znižuje teplotu topenia zmesi na 1000 stupňov. Tieto zložky však prispievajú k rozpúšťaniu skla vo vode, čo je vysoko nežiaduce. Preto sa do zmesi pridáva ďalšia zložka vápna (oxid vápenatý, CaO), aby sa kompozícia stala nerozpustnou. Toto sklo obsahuje asi 70 % oxidu kremičitého a nazýva sa sodnovápenaté sklo. Podiel takéhoto skla na celkovej produkcii je približne 90 %.

   Rovnako ako vápno a uhličitan sodný sa do bežného skla pridávajú ďalšie zložky, aby sa zmenili jeho fyzikálne vlastnosti. Prídavok olova do skla zvyšuje index lomu svetla, výrazne zvyšuje brilanciu a pridaním bóru do zloženia zmesi sa menia tepelné a elektrické vlastnosti skla. Oxid tória dodal sklu vysoký index lomu a nízku disperziu, čo je nevyhnutné pri výrobe kvalitných šošoviek, ale pre svoju rádioaktivitu bol v moderných výrobkoch nahradený oxidom lantanitým. Prísady železa v skle sa používajú na absorbovanie infračerveného žiarenia (tepla).

   Kovy a ich oxidy sa pridávajú do skla, aby zmenili jeho farbu. Napríklad mangán sa pridáva v malých množstvách, aby sklo získalo zelený odtieň, alebo pri vyšších koncentráciách farbu ametystu. Rovnako ako mangán, selén sa používa v malých dávkach na odfarbenie skla alebo vo vysokých koncentráciách na dodanie červenkastej farby. Malé koncentrácie kobaltu dodávajú sklu modrastý odtieň. Oxid meďnatý dáva tyrkysové svetlo. Nikel v závislosti od koncentrácie môže dať sklu modrú, fialovú alebo čiernu farbu. V závislosti od zloženia skla možno jeho farbu ovplyvniť ohrevom alebo chladením. #9679; Chemické zloženie, % :
   Si02 - 72,2
   Al203 - 1,7
   CaO+MgO 12,0
   Na20+K20 13.7
   SO3 - 0,3
   Fe203 - 0,1

9. Vyrobené z kremenného piesku.
10. Z kremíka elektrolýzou.

Sklo, kedysi vzácne a hodnotné umelecké dielo, je dnes bežným výrobným procesom. Sklenené výrobky sa používajú ako priemyselné a domáce nádoby, izolátory, výstužné vlákna, šošovky a dekoratívne umenie. Materiály použité na výrobu rôznych typov skla sa môžu líšiť, ale všeobecný postup ich výroby je popísaný nižšie.

Kroky

Použitie rúry

Kúpte si kremenný piesok. Kremenný piesok je hlavnou zložkou na výrobu skla. Sklo bez železa je cenené pre svoju priehľadnosť, pretože ak sklo obsahuje železo, sklo bude pôsobiť zelenkavo.

• Ak pracujete s veľmi jemným kremičitým pieskom, noste masku. Pri vdýchnutí môže podráždiť hrdlo a pľúca.
• Kremenný piesok je možné zakúpiť v internetových obchodoch. Je to celkom lacné, taška s hmotnosťou 25 kg stojí okolo 200 rubľov. Ak chcete pracovať v priemyselnom meradle, špecializovaní predajcovia môžu ponúknuť dobré ceny za veľké množstvá - niekedy menej ako 2 000 rubľov za tonu.
• Ak nemôžete nájsť piesok, ktorý obsahuje málo nečistôt, efekt zelenkavého odtieňa možno kompenzovať pridaním malého množstva oxidu manganičitého. A ak chcete zelenkasté sklo, nechajte žehličku tak, ako je!

1. Do piesku pridajte uhličitan sodný a oxid vápenatý. Uhličitan sodný (nazývaný sóda) znižuje výrobnú teplotu priemyselných skiel. Spôsobuje však koróziu skla vodou. Preto sa na neutralizáciu tohto javu do skla dodatočne pridáva oxid vápenatý alebo vápno. Aby bolo sklo odolnejšie, pridávajú sa do neho oxidy horčíka a/alebo hliníka. Tieto prísady zvyčajne nezaberajú viac ako 26 až 30 percent zloženia skla.

   V závislosti od účelu skla pridajte ďalšie chemikálie. Najbežnejšou prísadou do dekoratívneho skla je oxid olovnatý, ktorý dodáva krištáľu jeho brilanciu, ako aj nízku tvrdosť, ktorá uľahčuje rezanie, a nízku teplotu tvorby taveniny. Okuliarové šošovky môžu obsahovať oxid lantanitý, ktorý sa používa pre svoju refrakčnú schopnosť, zatiaľ čo železo podporuje vstrebávanie železa sklom.

   • Olovnatý krištáľ môže obsahovať až 33 percent oxidu olovnatého, ale čím viac olova, tým viac skúseností je potrebných na vytvorenie roztaveného skla, takže mnohí sklári volia nízky obsah olova.

2. V prípade potreby pridajte komponenty, aby ste získali požadovanú farbu skla. Ako je uvedené vyššie, nečistoty železa v kremennom skle mu dodávajú zelenkastý vzhľad, preto sa pridáva oxid železitý na zvýraznenie zelenkastého odtieňa, rovnako ako oxid medi. Zlúčeniny síry dávajú žltkastý, jantárový, hnedastý a dokonca čierny odtieň v závislosti od toho, koľko uhlíka alebo železa sa pridá do sklenenej zmesi.

   zmes vložte do téglika s dobrou tepelnou odolnosťou. Téglik musí vydržať mimoriadne vysoké teploty, ktoré sa dosahujú v peci. V závislosti od prísad sa môže pohybovať od 1500 do 2500 stupňov. Téglik musí byť taký, aby ho nebolo ťažké uchopiť kovovými kliešťami a tyčami.

   Zmes roztopte, kým nebude tekutá. Pri priemyselnom silikátovom skle sa to robí v plynovej peci, špeciálne sklá sa môžu taviť v elektrickej, hrncovej alebo muflovej peci.

   • Kremeň a piesok bez nečistôt prechádzajú do sklovitého stavu pri teplote 2300 stupňov Celzia Prídavok uhličitanu sodného (sódy) znižuje teplotu potrebnú na tvorbu skla na 1500 stupňov Celzia.

3. Roztavené sklo homogenizujte a odstráňte z neho bubliny. Ide o premiešanie skla do rovnomernej konzistencie a pridanie látok, ako je síran sodný, chlorid sodný alebo oxid antimonitý.

   Vytvarujte roztavené sklo. Tvarovanie skla je možné vykonať jedným z nasledujúcich spôsobov:

   • Roztavené sklo je možné naliať do formy a nechať vychladnúť. Túto metódu používali Egypťania a vyrába sa ňou väčšina optických šošoviek.
   • Veľké množstvo roztaveného skla sa môže zhromaždiť na konci dutej rúry a potom vyfúknuť otáčaním rúry. Sklo sa tvaruje vzduchom vháňaným do potrubia, gravitáciou pôsobiacou na taveninu a akýmikoľvek nástrojmi, ktoré sklár používa na prácu s roztaveným sklom.
   • Roztavené sklo sa môže naliať do kúpeľa roztaveného cínu používaného ako substrát a fúkať stlačeným dusíkom na tvarovanie a leštenie. Sklo vytvorené touto metódou sa nazýva plavené sklo a takto sa ploché sklo vyrába už od 50. rokov minulého storočia.

4. Pohár pomaly ochlaďte v rúre. Tento proces sa nazýva žíhanie a odstraňuje akékoľvek bodové zdroje napätia, ktoré sa mohli vytvoriť počas chladenia skla. Nežíhané sklo je oveľa menej odolné. Po dokončení procesu môže byť sklo potiahnuté, laminované alebo inak upravené, aby sa zlepšila pevnosť a odolnosť.

   Použitie grilu na drevené uhlie

   1. Urobte si provizórnu rúru z grilu na drevené uhlie. Táto metóda využíva teplo generované plameňom pri spaľovaní dreveného uhlia na roztavenie kremenného piesku na sklo. Použité materiály sú pomerne lacné a dostupné – teoreticky na prípravu všetkého potrebného na získanie skla stačí zabehnúť do železiarstva. Použite veľký gril na grilovanie – postačí vám kupolovitý model štandardnej veľkosti. Mala by byť čo najhustejšia a najpevnejšia. Väčšina grilov má otvor na spodnej strane - otvorte ho.

      • Aj pri extrémne vysokých teplotách, ktoré táto metóda dosahuje, môže byť roztopenie piesku na grile veľmi náročné. Skôr ako začnete, pridajte do piesku malé množstvo (asi 1/3–1/4 objemu piesku) sódy na pranie, vápna a/alebo bóraxu. Tieto prísady znižujú teplotu topenia piesku.
      • Ak sa chystáte fúkať sklo, majte po ruke dlhú dutú kovovú fajku. Ak sa chystáte naliať pohár do formy, pripravte si ju vopred. Chcete tvar, ktorý nebude horieť a neroztápať sa od tepla roztaveného skla, grafit je na to skvelý.

   2. Poznať nebezpečenstvo tejto metódy. Táto metóda zahŕňa ohrievanie grilu nad jeho normálne teplotné limity - natoľko, že samotný gril sa môže dokonca roztopiť. Neopatrná práca s touto metódou je nebezpečná ťažké zranenia alebo dokonca smrť. Pracujte opatrne. Majte po ruke dostatok zeminy, piesku alebo vysokoteplotný hasiaci prístroj pre prípad, že by ste potrebovali znížiť intenzitu požiaru.

      Vykonajte všetky možné opatrenia na ochranu seba a svojich vecí pred vysokými teplotami. Túto metódu pracujte na betónovom povrchu vonku s dostatočným priestorom okolo. Nepoužívajte nenahraditeľné zariadenia. drž sa ďalej z grilu, keď varíte sklo. Musíte tiež nosiť čo najviac ochranných odevov, vrátane:

      • vysokopevnostné rukavice alebo palčiaky do pecí;
      • zváracia maska;
      • zástera s vysokou pevnosťou;
      • ohňovzdorný odev.

   3. Kúpte si vysávač do domácej dielne s nástavcom na dlhú hadicu. Pomocou lepiacej pásky alebo inak ohnite hadicu tak, aby fúkala priamo do otvoru na spodnej strane bez toho, aby sa dotkla telesa grilu. Pravdepodobne budete musieť pripevniť hadicu na jednu z nožičiek alebo koliesok grilu. Samotný vysávač umiestnite čo najďalej od grilu.

      • Uistite sa, že hadica je upevnená a nepohybuje sa: ak sa uvoľní počas tavenia skla, nie choďte na gril, ak je veľmi horúci.
      • Zapnite vysávač a skontrolujte polohu hadice. Presne umiestnená hadica bude fúkať rovno do prieduchu.

   4. Vnútro grilu vysteľte dreveným uhlím. Použite viac dreveného uhlia ako na pečenie mäsa. Úspešné výsledky sa dostavia, keď je gril naplnený takmer po okraj. Do stredu grilu položte liatinovú panvicu alebo téglik naplnený pieskom, posypaný dreveným uhlím.

Každý z nás sa už neraz stretol so sklom. Každý študent vie, čo je tento krehký a priehľadný materiál. Vidíme to každý deň v zrkadlách, oknách, riadoch a nábytku, no vieme to dobre? Ako sa vyrába, čo to je a aké sú vlastnosti skla?

Čo to slovo znamená

Existuje veľa referenčných materiálov, ktoré môžu v tejto veci pomôcť. Aký význam má slovo „sklo“ podľa jedného z najpopulárnejších zdrojov? Ozhegovov slovník charakterizuje túto látku ako pevný materiál získaný z kremenného piesku zmiešaného s oxidmi určitých kovov. Dokonca aj definícia dáva určitú predstavu o tom, ako sa materiál vyrába. Ale k tejto téme sa dostaneme neskôr.

Určite je každý zvyknutý, že sklo je priehľadný materiál. Ale pozor - Ozhegovov slovník takéto objasnenie neposkytuje. Sklo môže byť nielen priehľadné, ale aj farebné alebo matné. Ale zloženie materiálu sa nevýznamne líši.

Z čoho je vyrobené sklo

Štandardné zloženie skla je zmes čistého vápna a sódy. Na zmenu vlastností materiálu je možné použiť rôzne prísady. Hlavnou zložkou je však práve čistý riečny piesok. Jeho množstvo je približne 75% z celej zmesi. Sóda vám umožňuje znížiť množstvo piesku takmer dvakrát. Vápno chráni sklo pred väčšinou chemikálií a dodáva mu pevnosť a lesk.

Ďalšie nečistoty:

• mangán. Pridáva sa do skla, aby sa získal špecifický zelený odtieň. Pre iné farby je možné použiť nikel alebo chróm.
• Olovo dodáva sklu extra lesk a charakteristické zvonenie. Materiál je na dotyk chladnejší. Sklo s prímesou olova sa nazýva krištáľ.
• Oxid kyseliny boritej tiež dodáva materiálu dodatočný lesk a transparentnosť a zároveň znižuje koeficient tepelnej rozťažnosti produktov.

História výroby skla

Už pred 6000 rokmi boli ľudia schopní vytvoriť tento krásny a krehký materiál. Jeho vzhľad sa, samozrejme, trochu líšil od moderného skla, pretože v starovekom Egypte a Mezopotámii neexistovali zariadenia na vysokokvalitné čistenie piesku a iné nástroje. Napriek tomu sa tam začalo s výrobou skla. Vďaka svojej odolnosti voči vplyvom prostredia dal tento materiál historikom predstavu o kultúre a technických schopnostiach najstarších národov.

V Rusku sa prvá sklárska továreň objavila v roku 1636. Nachádzalo sa neďaleko Moskvy. Vznikol tam riad a toto odvetvie sa za Petra I. veľmi rozvinulo.

Až v roku 1859 vynález vysokotlakového čerpadla umožnil výrobu skla bez účasti sklárov. To značne zjednodušilo výrobu. A začiatkom 19. storočia bola objavená zaujímavá vlastnosť materiálu – ak sa hotový výrobok zahreje na určitú teplotu, mechanické vlastnosti skla sa zvýšia o 400 %.

Moderná výroba

Technológie pokročili ďaleko vpred, čo umožnilo vytvárať akékoľvek materiály v obrovských množstvách a s čo najmenšou ľudskou námahou. V súčasnosti existuje veľa tovární, kde sa sklo vyrába štandardnou, osvedčenou technológiou. Čo je moderný materiál získaný z roztaveného kremenného piesku, sa dozvieme oboznámením sa s technológiou. Vezmime si ako príklad plech.

Výroba skla podľa etáp:

1. Všetky potrebné prísady sa naložia do rúry a zahrievajú, kým sa nevytvorí tekutá homogénna hmota.
2. V špeciálnom homogenizátore sa táto zliatina mieša až do homogénneho stavu.
3. Výsledná hmota sa naleje do plochej nádoby, na dne ktorej je roztavený cín. Tam sa sklo rozloží a vytvorí jednotnú tenkú vrstvu.
4. Ochladený a vytvrdený materiál sa posiela na dopravník. Tam sa vykonáva kontrola hrúbky skla a rezanie. Materiál, ktorý neprejde testom, ako aj chybné diely sa posielajú na pretavenie.
5. Vykoná sa posledná kontrola kvality, po ktorej sa sklo dodáva do skladu hotových výrobkov.

Druhy skla

V súčasnosti je tento materiál jedným z najbežnejších. Niet divu, že existujú rôzne druhy skla, ktoré sa líšia ako vzhľadom, tak aj fyzikálnymi vlastnosťami. Tu sú niektoré z nich:

1. Krištáľové sklo. Je to materiál obsahujúci olovo. Hovorili sme o tom vyššie.
2. Obsahuje najčistejší piesok, vďaka čomu je vysoko odolný. Je schopný odolávať teplotným výkyvom, preto sa používa na výrobu optických prístrojov, laboratórneho skla a okien.
3. Penové sklo. Ľahký stavebný materiál, ktorý možno použiť ako na dekoráciu, tak aj na kladenie stien a podláh. Obsahuje veľké množstvo dutín, vďaka čomu má vysoké tepelné a zvukové izolačné vlastnosti.
4. Sklenená vata. Objemový vzdušný materiál, pozostávajúci z tenkých a veľmi pevných nití. Je ohňovzdorný, preto sa používa nielen v stavebníctve, ale aj v krajčírstve hasičov a zváračov.

Aplikácia skla

V závislosti od vlastností a vzhľadu možno pre tento materiál nájsť takmer akúkoľvek aplikáciu. Hlavným spotrebiteľom skla vyrábaného v našej dobe je stavebný priemysel. Využíva viac ako polovicu vyrobeného materiálu. Jeho účel môže byť veľmi rôznorodý - obklady stien, zasklenie okien, stavby stien z dutých tehál, tepelná izolácia atď. Stavebnú plochu možno pripísať aj Čo je to gotické okno, každý určite vie. Spravidla je obložený veľkým množstvom farebných sklenených kúskov. Vitráže v súčasnosti nestratili svoj význam a používajú sa v stavebníctve aj pri výrobe nábytku.

Na druhom mieste v obľúbenosti sú sklenené nádoby na rôzne účely. Riad sa vyrába o niečo menej. Je potrebné poznamenať, že sklo je nepostrádateľným materiálom v chemickom priemysle, pretože je odolné voči väčšine činidiel.

Fyzikálne vlastnosti

Ako každý iný materiál, aj sklo má množstvo vlastností, ktoré musíte poznať pred jeho použitím v určitej oblasti.

1. Hustota. Môže sa líšiť v závislosti od zloženia zmesi a spôsobu výroby. Hodnota hustoty skla sa môže meniť od 220 do 650 kg/m3.
2. Krehkosť. Táto vlastnosť je charakteristickou črtou skla a obmedzuje jeho využitie v stavebníctve. V súčasnosti vedci vytvárajú zložitejšie zliatiny, ktoré maximalizujú pevnosť materiálu.
3. Tepelná odolnosť. Obyčajné sklo odolá teplotám až do 90 ° C. Po spracovaní sa výrazne zvýšia tepelné vlastnosti materiálu. Napríklad priemyselné sklo znesie teploty presahujúce 200 °C.

Dozvedeli sme sa veľa o skle – čo to je, ako sa vyrába a aké má vlastnosti. Je čas trochu odbočiť a zoznámiť sa s najzaujímavejšími faktami o tomto veľmi bežnom materiáli. Málokto vie, že:

• Rýchlosť pohybu trhliny pozdĺž je 4828 km/h.
• Doba rozpadu tohto materiálu je približne milión rokov.
• Sklo je možné opakovane pretavovať prakticky bez straty kvality. V tomto ohľade nemá takmer žiadne analógie.
• Keďže ide o amorfný materiál, roztavené sklo pri rýchlom ochladení nestuhne. To si vyžaduje špeciálne podmienky.

Sklo nie je márne tak aktívne používané v stavebníctve a iných oblastiach ľudského života. Určite ešte dlho zostane jedným z najobľúbenejších materiálov. Toto tvrdenie je podporené pevnosťou, odolnosťou a relatívnou jednoduchosťou výroby skla, vzhľadom na skutočnosť, že komponenty na jeho vytvorenie sú na Zemi prítomné vo veľkých množstvách.

V posledných 10 rokoch sú výrobky sklárskeho priemyslu veľmi žiadané. Zo skla sa vyrábajú suvenírové výrobky, nábytok, okenné a dverové komponenty, riad, rôzne nádoby a pod.. Aby si však vyrábaný tovar našiel svojho spotrebiteľa, je potrebné správne zvoliť technológiu výroby a kontrolovať presnosť jeho vykonanie vo všetkých fázach procesu. Ďalšou nuansou sú značné kapitálové investície na začiatku, ktoré predstavujú viac ako 100 miliónov rubľov iba na nákup vybavenia. Z tohto dôvodu mnohí podnikatelia opúšťajú výrobu skla v plnom rozsahu v prospech recyklácie materiálu, čo je v počiatočnom štádiu tiež zisková, ale menej nákladná oblasť činnosti.

Vlastnosti ruského trhu

Vedúcimi predstaviteľmi sklárskeho priemyslu Ruskej federácie je 11 závodov, z ktorých najväčšie sú: JSC "AGC BSZ" (región Nižný Novgorod), JSC "Saratovstroysteklo" (región Saratov), ​​JSC "Salavatsteklo" (Baškirsko), LLC " AGC Flat Glass Clean"", Pilkington Glass LLC (región Moskva). Práve tieto podniky vyrábajú 90 % domáceho tabuľového skla. Navyše len 30 % objemu sklenených výrobkov na trhu pochádza zo zahraničia.

Výroba skla spotrebuje 21 % surovín, asi 8 % paliva, 13 % elektriny z celkového priemyselného objemu Ruskej federácie.

Druhy skla

V závislosti od odvetvia, ktorému sa bude spoločnosť venovať, je možné nastaviť výrobu rôznych druhov skla. Medzi najžiadanejšie úpravy:

• kremenné sklo. Najbežnejší a ľahko vyrobiteľný typ materiálu na báze kremenného piesku. Výrobky z neho majú tepelnú odolnosť, priehľadnosť, ale zároveň sú dosť krehké. Takéto sklo sa používa napríklad na výrobu baniek a iného laboratórneho skla.
• vápno. Lacný materiál na výrobu, ktorý sa používa na výrobu sklenených nádob, tabuľového skla a elektrických lámp.
• Viesť. Do zloženia sklenej hmoty sa pridáva oxid kremičitý a oxid olovnatý. Používa sa pri výrobe krištáľu a prvkov rádiových komponentov.
• Farebné sklo. Môže byť telovo farbený, ťahaný, rolovaný, vzorovaný, hladký aj dvojvrstvový. Používa sa ako obkladový materiál, na dekoratívne zasklenie, vitráže.
• úspora energie(K-, I-, E-, I-sklo). Vyrába sa nanesením tenkého, neviditeľného povlaku s vysokou tepelnou vodivosťou na povrch skla. Vďaka tomu sa asi 70% tepla pochádzajúceho z vykurovacích zariadení zadrží v miestnosti.
• Vystužené sklo. Používa sa na zasklenie okenných konštrukcií a priečok v priemyselných priestoroch. V hrúbke skla je kovová sieťka, vďaka ktorej sa pri požiari alebo mechanickom poškodení konštrukcia neroztriešti na úlomky, ale odlomí sa pozdĺž línie rezu.
• tónované. Používa sa na ochranu pred slnkom. Vyrába sa pridaním oxidov kovov daného odtieňa do sklenenej hmoty.
• ochranné sklo proti slnku. Príslušný náter sa nanáša striekaním. Oxidy kovov, ktoré prenikajú do hrúbky skla, dodávajú povrchu dodatočnú pevnosť a odolnosť voči vonkajším vplyvom.
• Scedené sklo. Materiál sa získava tepelným spracovaním. Postupným zahrievaním a následným ochladzovaním sklo získava mechanickú pevnosť, čo umožňuje jeho využitie napríklad v automobilovom priemysle.
• viacvrstvový (Triplex). Obsahuje niekoľko vrstiev zlepených transparentnými polymérmi. Má vysokú odolnosť proti tvorbe priechodných otvorov, dobrú zvukovú izoláciu, pri náraze sa nerozbije na úlomky. Používa sa najčastejšie ako čelné sklo v automobiloch a pri výrobe dvojskiel.
• Frézované. Obyčajné sklo sa zahreje a dostane daný tvar. V dôsledku toho sa získa široká škála produktov komplexnej, napríklad zakrivenej konfigurácie.
• Obrnený. Viacvrstvová konštrukcia niekoľkých skiel M1 a polymérne fototvrditeľné zloženie. Môže byť filmový aj bezfilmový. Spoľahlivo chráni pred guľkami v súlade s triedou odolnosti proti guľkám - B1, B2, B3, B4, B5.
• ohňovzdorné sklo. V Rusku sa vyrába málo. Obsahuje výstuž, ktorá drží sklo prasknuté v ohni na mieste, čím zabraňuje šíreniu plameňov.

Zariadenia na výrobu skla

Posúvajte sa

Výber zariadenia závisí od typu vyrábaného produktu. V tomto prípade výrobca prakticky nehrá rolu. Domáce jednotky nie sú v kvalite nižšie ako zahraničné náprotivky. Všetky štandardné rady majú rovnakú sadu komponentov:

• Jednotky na prípravu surovín. Patria sem stroje na separáciu nečistôt, najmä magnetické separátory, ktoré extrahujú kovové častice z piesku, ako aj výkonné drviče na mletie prísad.
• Rastliny na dávkové miešanie (nabíjacie mixéry). Komponenty sa vyberajú v závislosti od zloženia konečného produktu.
• Zariadenie na váženie. Vysoko presné váhy umožňujú správne dávkovanie komponentov.
• Zariadenia na tavenie skla.
• Dopravníkové zariadenia. Nevyhnutné na prepravu ingrediencií.

Budete potrebovať aj baliacu linku a možno aj pieskovací stroj.

Zariadenia na výrobu rôznych druhov skla vyzerajú dosť podobne. Zariadenia na výrobu automobilových skiel sú považované za jedny z najzložitejších, vzhľadom na prísnu štandardizáciu finálneho produktu. Existujú špecifické chladiace linky, lepiace stroje, ako aj zariadenia na spracovanie výrobkov s polymérmi, ktoré dodávajú povrchu dodatočnú pevnosť.

Sklárske pece

Na tavenie skla sa používajú špeciálne pece s rôznymi technologickými režimami. Toto zariadenie je klasifikované podľa dvoch ukazovateľov.

Klasifikácia podľa technologických parametrov

V malých podnikoch na výrobu optického, osvetľovacieho a lekárskeho skla sa používajú hrncové pece. Zariadenie je určené na výrobu malého množstva produktov (v rúre je inštalovaných 1-16 hrncov) s vysokou priepustnosťou svetla a rovnomernosťou.

Aj v sklárskom priemysle sa často používajú vaňové pece s kontinuálnym alebo vsádzkovým účinkom, ktoré majú formu masívnych pravouhlých nádob. Ich dizajn a rozmery sa môžu líšiť. Súčasťou liniek sú inštalácie s roztaveným cínom, kde dochádza k ochladzovaniu sklenenej hmoty.

Veľkorozmerové vaňové pece sú vybavené automatickými riadiacimi systémami pre horáky, ktoré umožňujú regulovať a rovnomerne rozložiť tlak, teplotu a zložku plynu na pracovnej ploche.

Klasifikácia podľa princípu vykurovania

Podľa princípu ohrevu sa rozlišujú plazmové a elektrické pece. Prvé fungujú na základe spaľovania paliva a majú nízku účinnosť, pretože tepelná energia sa využíva na ohrev vsádzky a kotlov.

Elektrické zariadenia umožňujú vyrábať všetky existujúce druhy skla. Sklenená hmota tu pôsobí ako vykurovacie teleso, ktoré vplyvom vysokých teplôt nadobúda vlastnosti elektrolytu. Hlavnou výhodou inštalácií je absencia tepelných strát s vystupujúcimi plynmi.

Existujú aj kombinované plyno-elektrické pece, kde sa na tavenie vsádzky využíva plynový ohrev a sklená hmota sa ohrieva priamym odporom.

Z čoho sa vyrába sklo?

V súlade s klasickou technológiou sú hlavnými surovinami pri výrobe skla kremenný piesok, síran sodný, dolomit a vápenec. Na urýchlenie výrobných procesov sa používa takzvaná nálož – špecifické oxidy podporujúce tvorbu skla. Môžu byť zásadité alebo kyslé. Aby sklo získalo požadované vlastnosti, používajú sa pomocné „prísady“ - farbivá mangánu, chrómu a kobaltu, zjasňovače (dusičnan, oxid arzenitý) atď.

Základnými zložkami sklárskej zmesi sú piesok (70 %), sóda a vápno (30 %). Po pridaní ďalších látok podľa technologického postupu sa hmota premieša, roztopí, ochladí a nakrája na pláty danej veľkosti. Moderné výrobné linky sú určené na výrobu tabuľového skla s hrúbkou 2-50 mm a rozmerom 5x3 m².

Technológia výroby skla + Video ako to robia

Jeho výroba je prácny a starostlivý proces, ktorý si vyžaduje odborné znalosti technológie a veľké investície. Klasický spôsob výroby skla je založený na tavení východiskovej hmoty, kde sa dodatočne zavedú odfarbovače, tlmiče, farbivá, zosilňovače atď.. Potom sa kompozícia ochladí a reže na základe zadaných parametrov. V súčasnosti sú vo svete populárne 2 technológie výroby skla.

Metóda Emila Furka

Technológia je založená na vertikálnom strojovom ťahaní materiálu. Skelná hmota sa taví v sklárskej taviacej peci a vyťahuje sa pomocou valcovacích hriadeľov a potom sa privádza do chladiacej šachty a reže sa. Takmer hotové plechy sú podrobené brúseniu a lešteniu. Hrúbka výrobkov sa reguluje zmenou rýchlosti ťahania.

Float metóda [hlavná]

Technológia predpokladá, že roztavená sklenená hmota z pece je uložená na horizontálnych paletách a privádzaná do plavákového kúpeľa s roztaveným cínom a atmosférou plyn-vzduch. Budúce sklo sa pohybuje pozdĺž povrchu a nadobúda plochý tvar a je nasýtené časticami cínu. Plechy sa potom ochladia a žíhajú. Hlavnými výhodami metódy sú vysoká produktivita a nie je potrebné následné spracovanie (brúsenie, leštenie). Okrem toho má toto sklo:

• správna geometria, rovnaká hrúbka v celom plechu;
• vysoká kvalita;
• transparentnosť;
• vynikajúce optické vlastnosti.

Podobným spôsobom sa vyrába vystužené sklo s tvarovanými bunkami.

Celé video o celom procese, ako to robia, vrátane prípravy piesku:

Dodatočné spracovanie

V tomto prípade hovoríme o nanášaní náterových materiálov na tú stranu skla, ktorá neprišla do kontaktu s roztaveným cínom. Technológia nachádza uplatnenie pri vytváraní neštandardných konštrukčných riešení.

Vzhľadom na vysoké náklady na vybavenie a vysokú zložitosť výrobného procesu mnohí podnikatelia uprednostňujú sekundárne podnikanie v oblasti spracovania skla alebo výroby určitých výrobkov - suvenírov, zrkadiel, skleneného nábytku, okien s dvojitým zasklením, rôznych dekoratívnych výrobkov.

Technológia výroby zrkadiel

Zrkadlový povrch je získaný dekoratívnym spracovaním tabuľového skla. Pozdĺž okraja obrobku sa vyrábajú fazety so šírkou 4-30 mm a uhlom sklonu k prednej ploche 5-30 °.

Potom sa na zadnú stranu nanesie reflexná vrstva striebra s hrúbkou 0,15-0,3 µm a potiahne sa filmom na báze medi na elektrochemickú ochranu striebornej vrstvy. Proces je ukončený nanášaním farieb a lakov, ktoré zabraňujú mechanickému poškodeniu povrchu. Môžu sa použiť epoxidové emaily, polyvinylbutyralové a nitroepoxidové kompozície.

Ďalším spôsobom výroby zrkadiel je pokovovanie skla vákuovým naparovaním a katódovým naprašovaním.

Technológia výroby farebného skla + Video

Vo vzhľade a podľa toho vo výrobnej technológii sa rozlišuje niekoľko typov tabuľového skla: ťahané, vzorované, hladké, farbené v hmote, dvojvrstvové, vyrobené nanášaním oxidových filmov danej farby.

Základné zloženie materiálu je podobné ako pri výrobe okenných tabuľových skiel. Na farbenie sa najčastejšie používajú molekulárne farbivá. Najviac žiadané sú výrobky červenej, modrej, zelenej, fialovej, modrej, mliečne bielej, žltej, oranžovej a čiernej farby.

Podľa typu farbenia môže byť sklo priehľadné, tlmené alebo podobné mramoru. V druhom prípade sa účinok dosiahne neúplným zmiešaním farebnej sklenenej hmoty s nepriehľadným sklom.

Ako farbivá pôsobia oxidy kovov, zlúčeniny síry železa, olova, kadmia a medi, ako aj síra a selén. Intenzita farby závisí ako od zvoleného farbiva, tak aj od vlastností samotného skla. Experimentovaním s niekoľkými pigmentmi je možné získať desiatky farebných možností.

Rozdiely medzi technológiou výroby farebného skla a výrobou obyčajného tabuľového skla spočívajú v špecifikách procesov tavenia a formovania. Pri varení je preto potrebné venovať osobitnú pozornosť dodržiavaniu teplotných a plynových podmienok, algoritmu dodávania vsádzky do pece a spätných črepov. Množstvo farbiacich zložiek sa pri zahriatí vyparí, respektíve aj malé odchýlky od technológie môžu spôsobiť neštandard.

Vďaka výraznému rozdielu v prestupe tepla vonkajšej a vnútornej vrstvy dochádza pri ochladzovaní k rýchlejšiemu tvrdnutiu prvej. Čím je páska tenšia, tým rovnomernejšie chladne. Preto sa na výrobu zahusteného tabuľového skla nepoužíva metóda vertikálneho ťahania člnom.

Tavenie farebného skla sa vykonáva v sklárskych taviacich peciach s kapacitou 2-15 ton za deň s bazénom malej hĺbky (300-700 mm). Režim varenia sa nastavuje podľa typu a zloženia skla, ako aj vlastností použitých prísad. Pred časom sa tavenie farebných skiel začalo realizovať v priamovýhrevných peciach bez rekuperátorov a regenerátorov.

Požiadavky na výrobné zariadenia

Za najziskovejšiu sa dnes považuje výroba skla s kapacitou okolo 600 a viac ton výrobkov denne. V súlade s tým by sa umiestnenie závodu malo vybrať s prihliadnutím na prítomnosť blízkych ložísk kremenného piesku a zložiek sklárskej vsádzky, miesta kompaktného pobytu obyvateľstva a cesty vrátane železničných uzlov.

Technologický cyklus umožňuje zavedenie železničných tratí na území podniku, respektíve prítomnosť otvorených horľavých konštrukcií, náterov a stropov v konštrukciách a šírka prístupových ciest by mala byť dostatočná na zásobovanie ohňom. kamióny.

Budovy, kde sa vyrába sklo, patria priamo do kategórie D z hľadiska požiarnej bezpečnosti, ostatné budovy - do kategórie D.

Podľa súčasných hygienických noriem patrí výroba skla do III. triedy a musí byť oddelená 300 m širokým hygienickým ochranným pásmom, podnik musí tiež nainštalovať systém filtrácie odpadových vôd a vzduchové filtre.

Každá budova v podniku musí byť napojená na vodovod, kanalizáciu, napájanie, dodávku tepla, plyn, prietokové vetranie.

Druh a počet podlaží konštrukcií závisí od zloženia, druhu, množstva a rozmerov výrobných zariadení. Spravidla ide o jednopodlažné viacpoľové budovy s rastrom stĺpov 30x12 a 36x12 m, výšky 14,4 a 16,5 m. Kostra budov je z prefabrikovaných železobetónových alebo oceľových nosných konštrukcií.

Trendy vo vývoji výroby skla

Moderná sklárska výroba sa rozvíja v troch hlavných oblastiach: zlepšovanie pracovných podmienok, automatizácia procesov a zameranie sa na výrobu „zelených“ produktov.

Na vyriešenie stanovených úloh sa vyvíjajú a zavádzajú nové technológie vrátane pokročilého vývoja v IT priemysle, aktívnej modernizácie existujúcich výrobných zariadení, zavádzajú sa špeciálne programy, ktoré zabezpečujú skrátenie pracovného dňa, poistenie zamestnancov a inštalácia. účinného vetracieho zariadenia.

Podniky sa snažia kompenzovať škody spôsobené životnému prostrediu v procese tavenia skla aktívnym využívaním recyklovaných materiálov.