Flytglas: dess egenskaper och användning i tvåglasfönster

För tillverkning av dubbelglasade fönster som kompletteras med moderna fönster- och dörrblock används huvudsakligen flottörglas. Detta praktiska material har sedan länge helt ersatt föråldrade prototyper, som krävde ytterligare bearbetning under produktionen, var dyrare och var sämre i styrka och optiska egenskaper. För närvarande produceras mer än 200 produkter baserade på flottörglas till ett överkomligt pris. Detta gjorde det möjligt att tillgodose nästan alla nuvarande behov på byggmarknaden.

Beskrivning av produktionsmetoden

Termisk formning av en glasremsa på en smält metall är den mest utbredda och moderna metoden för framställning av plåtglas. Dess väsen ligger i det faktum att smält glassmälta från en glassmältugn kommer in i ett flottörbad fyllt med en tennsmälta och har en skyddande kväve-väteatmosfär. Det smälta glassmältan sprids fritt över ytan på det smälta tennet och till gravitation och ytspänning, får en form med extremt plana och parallella ytor. För att erhålla glas med den erforderliga tjockleken utförs antingen sträckning av glastape (för små tjocklekar) eller begränsning av spridningen av det smälta glaset (för stora tjocklekar). Flytglas har som regel en tjocklek på 3 till 19 mm. Tekniskt är det möjligt att producera glas med en tjocklek som är mindre än 1 till 25 mm, men i konstruktionen rekommenderas att man använder en glastjocklek på minst 3 mm.
1952 inledde det brittiska företaget Pilkington forskning om att få en kontinuerlig remsa av glas på en smält metall 1959 - meddelade utvecklingen av en ny industriprocess och initierade därmed en snabb tillväxt i produktionen av glas av hög kvalitet.

1959 började USSR: s statliga glasinstitut och dess filial i Saratov utvecklingsarbete för skapandet av en oberoende flytprocess. Samtidigt utfördes arbete i denna avdelning i Ukraina vid anläggningen Avtosteklo (Konstantinovka), där tre flottörinstallationer därefter togs i drift. De första två linjerna - TPS-1500 och TPS-3000 med en bandbredd på 1500 respektive 3000 mm - gjorde det möjligt att producera polerat glas med en tjocklek på 6-7 mm, den tredje var en specialiserad linje för produktion av glas med en tjocklek av 6 till 20 mm, designad av Design Bureau of the State Institute of Glass med upphovsrättsintyg anläggningen "Autoglass".

1974 patenterade det amerikanska företaget Pittsburgh Plate Glass (PPG) sin metod för produktion av flottörglas (US Patent US 3843346), annorlunda än metoderna för Pilkington och den inhemska utvecklingen. Idag finns det tre fundamentalt olika floatmetoder för produktion av plattglas.

1. Metod från Pilkington - tillförseln av smält glas från glassmältugnen till smältbadet utförs med metoden för fri dränering längs en smal bricka på avstånd från ytan på burken på ett visst avstånd. Den formade glasremsan avlägsnas från smältbadet till den första axeln i glödgningsugnen (slaggkammaren) med en temperatur av 600-615 ° C och stiger över utgångströskeln (från böjningen av remsan); tennnivån i badet är 8-10 mm under tröskeln.

2. Gjutningsmetod i två steg - utvecklat av Saratov-grenen av State Institute of Glass. Glastejpen kommer ut ur smältbadet utan att böjas på ett gas-luftstöd (kudde) vid en temperatur över 650 ° C.I detta fall är tennhalten i badet 2-3 mm högre än tröskelnivån, vilket uppnås genom användning av elektromagnetiska induktorer, som också utvecklats av institutet (USSR-författarens intyg 248917, 392674). På gas-luftkudden sker det andra steget av bandformationen, där det kyls. Detta säkerställer den slutliga fixeringen av dess geometriska form, varefter tejpen överförs till mottagningsvalsarna i glödgningsugnen. Fördelen med tvåstegsgjutningsmetoden är möjligheten att överföra glasremsan till mottagningsvalsarna i glödgningsugnen med en lägre temperatur (570-580 ° C), vilket är 20-35 ° C lägre än i Pilkington-processen , och säkerställer på ett mer tillförlitligt sätt den undre ytans säkerhet. När det gäller reduktionsförfarandena för tennoxider, eftersom tennens temperatur i utloppet från smältbadet är cirka 50 ° C högre och är cirka 650 ° C, är reduktionsförfarandena för tennoxider mer intensiva, vilket ökar den nedre ytan av glasbandet.

3. En metod för produktion av flottörglas utvecklad av PPG - skiljer sig åt i enheten för att hälla det smälta glaset från den glassmältande ugnen i det smälta badet. Denna metod tillhandahåller tillförsel av smält glas från ugnen till det smälta badet i form av ett horisontellt skikt på ytan av den smälta metallen på samma nivå som det överförda skiktet. Användningen av denna metod gör det möjligt att producera en tejp av glas utan att glasera in i en "pöl", dvs E. utan att bryta laminariteten hos skikten i den levererade glasmassan, vilket säkerställer produktion av glas (både tjock och tunn nominell) med hög optisk prestanda. Under gjutningsprocessen för produkter med tillräckligt snabb kylning uppstår spänningar i glaset, ojämnt fördelat i produkten, vilket påverkar dess mekaniska hållfasthet negativt. För att lindra dessa påfrestningar används ytterligare värmebehandling - glödgning av glas, vilket är ett nödvändigt steg i den tekniska processen.

Glödgningsprocessen innefattar följande steg:

• uppvärmning (eller kylning) av produkten till glödgningstemperaturen - utförs med en maximal hastighet som inte orsakar glasbrott;
• hålla vid glödgningstemperaturen före nästan fullständigt avlägsnande av tillfälliga spänningar - hålltemperaturen väljs på ett sådant sätt att det förhindrar deformation av produkterna, men samtidigt för att säkerställa en tillräckligt hög spänningsavslappning
• långsam kylning till den lägre glödgningstemperaturen med en hastighet som inte tillåter uppkomst av nya spänningar;
• snabb kylning med en hastighet som endast begränsas av produktens värmebeständighet.

Därefter skärs och packas glaset.

Metod 2: blåsa glas

I denna glasbildningsmetod blåses smält glas in i en bubbla med ett blåserör. Den används för produktion av flaskor och andra behållare.

Hur det fungerar?

Inflation avser processen att expandera en smält bit glas genom att injicera en liten mängd luft i den. Eftersom atomerna i flytande glas är bundna av starka kemiska bindningar i ett orörligt och orörligt nätverk är smält glas tillräckligt visköst för att blåsa ut. När det svalnar hårdnar det långsamt.

För att underlätta blåsningsprocessen ökas det smälta glasets hårdhet genom att ändra dess sammansättning något. Det visar sig att tillsatsen av en liten mängd Natron gör glaset svårare att blåsa. (Natron är ett naturligt förekommande ämne som innehåller natriumkarbonatdekahydrat och natriumbikarbonat.)

När det blåses svalnar tjockare lager långsammare än tunnare och blir mindre viskösa än tunnare. Detta möjliggör produktion av blåst glas med enhetlig tjocklek.

Mer effektiva och effektiva glasblåsningstekniker har utvecklats under de senaste decennierna. De flesta av dem har samma steg:

Steg 1: Placera glaset i en ugn och värm det till 1300 ° C för att göra det smidigt.

Steg 2: Placera ena änden av blåsröret i en ugn och rulla det över det smälta glaset tills en "droppe" av glas fäster på den.

Steg 3: Rulla det smälta glaset över en marver, en platt metallplatta som är gjord av polerat stål, grafit eller mässing och fäst vid ett trä- eller metallbord. Marver används för att kontrollera formen såväl som glasets temperatur.

Steg 4: Blås luft in i röret för att skapa en bubbla. Samla mer glas ovanför denna bubbla för att göra en större bit. När glaset har nått önskad storlek är botten klar.

Steg 5: Fäst det smälta glaset på en stång av järn eller rostfritt stål (allmänt känd som en spets) för att bilda och överföra en ihålig bit från blåseröret.

Steg 6: Lägg till färg och design genom att doppa den i trasigt färgat glas. Dessa krossade bitar fäster snabbt fast på basglaset på grund av den höga temperaturen. Intrikata och detaljerade mönster kan konstrueras med en käpp (färgade glasstavar) och murrin (stavar skärs i tvärsnitt för att avslöja mönster).

Steg 7: Ta tillbaka produkten och rulla ut den igen för att ge den önskad form.

Steg 8: Ta bort glaset från glasröret med stålpincett. Vanligtvis separeras botten av det blåsta glaset från det roterande blåseröret. Den kan tas bort från lödröret med en enda beröring.

Steg 9: Placera det blåsta glaset i en glödgningsugn och låt det svalna några timmar. För att undvika oavsiktlig sprickbildning, utsätt den inte för plötsliga temperaturförändringar.

Denna metod kräver mycket tålamod, uthållighet och skicklighet. Ett team av erfarna glastillverkare krävs för att skapa komplexa och stora bitar.

Egenskaper för flytglas

En av de viktigaste egenskaperna hos färglöst och särskilt transparent floatglas är riktad ljustransmittans. Ju högre värde på denna koefficient, desto högre genomskinlighet för glaset och desto lägre färgskugga. När tjockleken på konventionellt, färglöst flottörglas ökar, minskar den riktade ljusgenomsläppligheten och glasets gröna eller blåaktiga nyans blir mer märkbar. I särskilt transparenta glasögon är detta inte fallet: med en ökning av glasets tjocklek förändras koefficienten för riktad ljustransmission praktiskt taget inte. Skillnaden mellan särskilt genomskinligt och vanligt färglöst flottörglas märks särskilt om man tittar på slutet av glaset: en uttalad färgskugga observeras i färglöst glas och det finns praktiskt taget ingen färgskugga i särskilt transparent glas. Kön beror på råvarornas sammansättning. Eftersom stora tillverkare av färglöst termopolerat glas som regel arbetar på liknande kompositioner och har en välutvecklad teknik för rengöring av råvaror, har glas från olika tillverkare ungefär samma värden för riktad ljustransmittans, men kan ha olika färgnyanser.

Färgat (massfärgat) värmepolerat glas kännetecknas av förmågan att selektivt överföra och absorbera ljus och solenergi i olika delar av spektrumet, vilket beror på dess färg. Jämfört med missfärgat glas överför färgade glasögon alltid mindre ljus och absorberar bättre, därför kallas de ofta "ljusskyddande", "solskydd", "solreglerande", etc.

Med en ökning av tjockleken på färgat glas minskar dess förmåga att överföra ljus signifikant och absorptionen ökar följaktligen. Visuellt manifesteras detta i det faktum att tunna glasögon har en ljusare nyans, tjocka - en mörkare. Detta måste beaktas i fall där färgjämnhet krävs, till exempel vid glasning av byggnadsfasader. Dessutom påverkas glasets färg signifikant av glasets kemiska sammansättning, vilket särskilt beror på den kvantitativa och kvalitativa sammansättningen av de tillsatta färgämnena. Varje tillverkningsföretag arbetar med sina egna kompositioner, så utbudet av färgade glasögon som produceras för närvarande är mycket stort. Förändringar i sammansättningen av glas, som kan orsakas av olika tekniska skäl, kan leda till att två satser färgat glas av samma ädelsten och tjocklek, tillverkade av samma tillverkare, men vid olika tidpunkter, kan märkbart skilja sig åt i färg .

Tillverkning av speciella typer av glasprodukter

Glasproduktion är inte begränsad till rektangulära ark. Den moderna glasindustrin förser marknaden med ett brett utbud av glasprodukter som används inom olika sektorer av den nationella ekonomin och i vardagen.

• Bilglas. Huvudkravet för bilens utvändiga glasrutor är glasets hållfasthet och frånvaron av risken för flygande fragment i en olycka. Därför tillverkas autoglas i två steg: gjutning av två identiska glasämnen och limning av dem med en speciell film. Resultatet är en konstruktion i flera lager, fäst ihop med tejp. I en olycka förblir skärvor med trasiga bilfönster på den inre filmen och risken för skador från trasigt glas minimeras.
• Glasbehållare. Tillverkningen av glasbehållare - burkar, flaskor och andra behållare - gör det möjligt för oss att tillhandahålla nödvändiga redskap för ett antal sektorer av ekonomin, främst livsmedel och läkemedel. Tillverkningsförfarandet reduceras till följande steg: erhållande av en glassmältning; gjutning av behållare med en viss form och volym; härdning av den resulterande produkten.
• Förstärkt glas. Framställningen av förstärkt glas inkluderar samtidig formning av ett ark med införandet av en förstärkande metall eller polymernät i det. Detta ger arket större mekanisk hållfasthet och motståndskraft mot stötar, böjningar och spänningar.
• Glasfiber. Nyligen får produktionen av optisk glasfiber fart. Den används inom olika områden inom elektroteknik och fiberoptik för att överföra videobilder. Optisk fiber består av en serie genomskinliga glassträngar formade till kabelbuntar. Svetsning av överförande glasfilament utförs med specialutrustning.
• Färgat glas. Produktionen av tonat glas har varit känt i mer än hundra år. Den önskade färgen ges till glassmältan med hjälp av olika tillsatser. Oftast är de mangan, kobolt och andra metaller som kan gå in i en kemisk reaktion med de viktigaste glasingredienserna.

Som du kan se är den moderna glasindustrin en högteknologisk produktion som producerar dussintals produktsorter. Tack vare den vetenskapliga och tekniska utvecklingen levereras de nyaste kvaliteterna och typerna av glas med förbättrade fysikaliska och kemiska egenskaper och avsedda för användning i en mängd olika industrier till världsmarknaden.

Betygsätt artikeln:

Betyg: 0/5 - 0 röster

Applicering av flottörglas

Flytglas är det huvudsakliga genomskinliga materialet som används i konstruktionen och kan användas som en färdig produkt för direktglasning av olika byggnadsstrukturer. Under de senaste åren har ökningen av kraven på komfort och säkerhet lett till att mer än 70% av det för närvarande producerade termiska polerade glaset skickas till vidare bearbetning: beläggning, anlöpning, tillverkning av flerskiktsglas, dubbelglas fönster etc.

Valet av typ av värmepolerat glas (färglöst, särskilt transparent, färgat) bestäms av det specifika syftet med dess tillämpning. Färgfritt glas används för glasering av olika genomskinliga strukturer, som inte har speciella krav för ljustransmission.

Tillverkning av råvaror

Vid tillverkning av glas kan följande kemikalier användas som huvudmaterial: oxider, fluorider eller sulfider. Den klassiska, vanligaste tekniken innebär användning av kvartssand (upp till 70% av den totala massan) som huvudingrediens, som innehåller en stor mängd kiseloxid SiO2. Dolomiter och kalkstenar samt natriumsulfat används som ytterligare komponenter.

Glasbildande oxider tillsätts till blandningen som en katalysator och accelerator för glasbildningsprocessen. Dessutom, för att ge det producerade glaset några nödvändiga egenskaper, införs ytterligare komponenter i dess sammansättning - färgade material gjorda på basis av mangan, kobolt, krom; klarningsmedel från saltpeter eller arsenikoxid.

Beroende på de viktigaste glasbildande råvarorna och ytterligare komponenter finns följande typer av glas tillgängliga:

• Silikat. Deras produktion är baserad på silikatoxid SiO2. Den huvudsakliga sorten som används idag överallt i vardagen och i industrin. Dessa är fönster- och bilglasögon, speglar, TV-skärmar och datorskärmar.
• Natrium-kalcium. Denna typ av glas kallas också "soda" eller "kronglas" och kännetecknas av lätt smältning och mjukhet, vilket gör det enkelt att bearbeta. Det används ofta för tillverkning av små delar av komplexa mönster eller inom dekorativ konst.
• Kaliumkalcium eller kaliumchlorid. Det kännetecknas av eldfasthet och hårdhet. Tillverkningen av kaliumglas krävde en stor mängd trä - det viktigaste råmaterialet för kaliumchlorid. För att få ett kilo kaliumchlorid var det nödvändigt att bränna massor av träd, därför kallades denna typ av glas också "skogsglas". Fram till 1700-talet i Ryssland var potashglas den viktigaste sorten som producerades av den inhemska glasindustrin.
• Leda. I vardagen är denna typ av glas bättre känd under namnet "crystal". Produktionen av kristall skiljer sig från den traditionella tekniken genom tillsats av blyoxid som en ytterligare komponent. Som ett resultat erhålls tunga glasprodukter som har en ljus glans och förmåga att spridas - sönderdelningen av en ljusstråle i separata komponenter. Som ett resultat börjar ljuset att leka med alla regnbågens nyanser när det passerar genom kristallen.
• Borsilikat. Skiljer sig i hög mekanisk motståndskraft mot olika aggressiva influenser: eldfasthet, immunitet mot sura och alkaliska miljöer, plötsliga temperaturförändringar. Detta uppnås genom att införa boroxid i glasmassans sammansättning under tillverkningsprocessen. Kostnaden för borosilikatglas är högre än för enkelt silikatglas, men dess höga mekaniska egenskaper kompenserar mer än denna nackdel. Den används för tillverkning av medicinskt glas och laboratorieglas.

Beskrivning av produktionsmetoden

Vertikal sträckning av glas (VVS) är en föråldrad grupp av metoder för att bilda plåtglas, vars väsen är att från arbetsdelen av en glassmältugn dras gradvis viskös glasmassa, som kyls intensivt med hjälp av kylskåp. av specialmaskiner i form av ett kontinuerligt tejp. Efter typen av gjutningsenhet särskiljs "båt" och "båtfri" sträckning. I båtmetoden för vertikal glassträckning (LVVS) används en speciell formkropp - en "båt", som är en rektangulär stång gjord av eldfast material med ett genomgående längsgående snitt - en slits. När båten fördjupas med våld i det smälta glaset pressas det senare ut över det i form av en lök, från vilken glasremsan kontinuerligt dras med hjälp av ett system med roterande rullar hos sträckningsmaskinen (rullarna interagerar med den härdade remsan). För att intensifiera kylningen och härdningen av tejpen installeras vattenkylare på båda sidor av den. Nackdelen med denna metod är den låga kvaliteten på glastejpens yta på grund av bildandet av längsgående band, beroende på tillståndet för båten slits.

Båtfri vertikal sträckning av glas (BVVS) utförs direkt från den fria ytan på det smälta glaset som ett resultat av optimal reglering av dess viskositet (för att bilda en lök) genom att skydda formenheten (glasspegeln) med skyddsanordningar och vattenkylare. För att forma och hålla sidorna av tejpen längs dess kanter installeras vulstformande rullar med tvångsrotation, och resten av processen liknar båtdragning. Denna metod ger en högre kvalitet på glasytans yta än LVVS-metoden, men inhomogeniteten hos den kemiska sammansättningen av det smälta glaset och temperaturfluktuationer över ytan på det dragna bandet leder ofta till stora optiska snedvridningar i glaset. Färglöst och färgat (massfärgat) glas produceras med den vertikala sträckningsmetoden. Den vanliga tjockleken på dragit glas är från 2 till 12 mm, men i konstruktionen rekommenderas att använda glas med en tjocklek på minst 3 mm.

Dragade glasegenskaper

Precis som i fallet med värmepolerat glas är de huvudsakliga indikatorerna som kännetecknar kvaliteten på ritat glas riktad ljustransmittans, optisk distorsion och defekt i utseende.

Värdet av koefficienten för riktad ljustransmittans för färglöst sträckt glas är som regel 1-2% mindre än för färglöst värmepolerat glas med samma tjocklek. Detta beror på det faktum att råvaror av dålig kvalitet (med högt innehåll av orenheter) vanligtvis används vid tillverkning av sträckt glas. Om det är nödvändigt är det emellertid möjligt att göra ritat glas med optiska egenskaper som liknar de för färglöst och särskilt transparent flottörglas.

När det gäller optiska snedvridningar är täckt glas signifikant sämre än värmepolerat glas. Enligt denna indikator anses sträckt glas vara det bästa, där optiska snedvridningar inte observeras när man ser skärmens "tegelvägg" i en vinkel på 45 ° Antalet defekter i utseendet i tecknat glas är vanligtvis större än i värmepolerat glas, men produktionen av vissa typer av dekorationsglas anses vara en fördel snarare än en nackdel.

Optiska snedvridningar och utseendefelter (glasdefekter) är viktiga egenskaper hos termopolerat glas. Förekomsten av dessa defekter beror på produktionstekniken, därför är deras närvaro i glas tillåten, men regleras strikt kvantitativt av nationella och internationella standarder. tekniska förhållanden och fasta standarder.

Påverkan på miljön

Den största miljöpåverkan av glasproduktion kommer från smältprocesser som släpper ut olika gaser i atmosfären.Till exempel leder förbränning av bränsle eller naturgas och nedbrytning av råvaror till utsläpp av koldioxid.

På samma sätt ger sönderdelning av sulfater i satsmaterial svaveldioxid, vilket bidrar till försurning. När kväveföreningar bryts ned frigörs kväveoxider, vilket bidrar till försurning och bildandet av smog. Dessutom släpps massor av partiklar ut i atmosfären under avdunstning från råvaror och smälta komponenter.

Andra faktorer som utsläpp av flyktiga organiska föreningar och generering av fast avfall under tillverkning orsakar också miljöproblem.

Återvunnet glas kan dock lösa många av dessa problem. Det kan bearbetas flera gånger utan betydande kvalitetsförlust. Var 1000 ton återvunnet glas kan leda till en minskning av koldioxidutsläppen på 300 ton och en energibesparing på 345 000 kWh.

I mindre skala kan återvinning av en glasflaska spara tillräckligt med energi för att driva en 20-watts LED-lampa i en timme.

Medan båda produktionsteknikerna har förbättrats avsevärt när det gäller effektivitet, är ytterligare minskning av utsläpp av dammpartiklar, koldioxid och svaveldioxid fortfarande en stor miljöutmaning vid produktion av plattglas.

Applikationer med ritat glas

I modern konstruktion finns det två huvudsakliga användningsområden för sträckt glas:

• glas av föremål som inte har höga krav på optisk distorsion. Dessa kan vara antingen hushållsföremål (lager, växthus etc.) eller fönster i bostadshus. För dessa ändamål används färglöst tecknat glas för massproduktion;
• dekorativ design av byggnader och interiörer (fönster, dörrar, skiljeväggar etc.). För dessa ändamål används olika typer av färgade eller färglösa glasögon, speciellt tillverkade i små mängder.

• För att förbättra den dekorativa effekten kan sträckt glas utsättas för ytterligare bearbetning: applicering av vissa typer av beläggningar, olika typer av dekorationer etc.

• i vissa fall, för att öka säkerhet, värme och ljudisolering av glas, kan täckt glas förstärkas eller användas i en sammansättning av laminerat glas och glasenheter, men detta rekommenderas inte, eftersom det leder till en signifikant ökning av optisk distorsion av produkter.