Aluplast
ARTEC
Brusbox
Deceuninck
DIMEX
ECOPLAST
ECP PLASTICS
EXPROF
Funke Kunststoffe
GEALAN
GEVIS
Grain
KBE
KOMMERLING
KRAUSS
LAOUMANN
LG
MONTBLANC
Novotex
PLAFEN
PROPLEX
REHAU
SALAMANDER
SLIDORS
SOK
SYSTEM B.A.R.S.
TANTRONIX
TECOLINE
TROCAL
TRYBA
VEKA
VERATEC
WINHOUSE
WINSA
WINSEN
WINTECH

ТАТПРОФ
PROVEDAL

Фурнитура

SIEGENIA-AUBI

Основные составляющие технологического процесса получения стекла и стеклоизделий

Приготовление шихты

Сырьевые материалы

Сырьевые материалы для производства стекла и стеклоизделий условно делят на две группы: основные и вспомогательные.

Основные материалы содержат оксиды, образующие основу стекла и определяющие его свойства. Вспомогательные материалы представляют собой вещества, которые вводятся для изменения характеристик стекла и ускорения процесса стекловарения (красители, обесцвечиватели, глушители, окислители и восстановители, ускорители варки). Сырьевые материалы могут быть также разделены на природные и синтетические. В стеклоделии в основном применяют природные материалы: кварцевый песок, известняки, доломиты, нефелины, полевые шпаты. Остальные материалы, как правило, синтетические: кальцинированная сода (карбонат натрия), поташ (карбонат калия), свинцовый сурик и глет (оксиды свинца), красители и др. Качество сырьевых материалов (химический и гранулометрический составы, примеси и т.п.) регламентируются соответствующими государственными стандартами и техническими условиями, которые периодически пересматриваются и уточняются.

Основные материалы

Кремнеземсодержащие материалы. Основным материалом для ввода в стекло SiO2 является кварцевый песок. Качество песков оценивают по их химическому и зерновому составу. Главное требование к пескам — максимальное содержание SiO2 и минимальное содержание окрашивающих примесей. Для стекловарения применяют пески, содержащие не менее 95% кремнезема и регламентируемое количество окрашивающих примесей, среди которых наиболее распространенными являются оксиды железа. В песках могут содержаться также оксиды титана, ванадия, хрома и сульфиды. При производстве изделий из различных стекол предъявляются различные требования к химическому составу кремнеземсодержащего сырья. Основные из них приводятся в таблице 1:

Таблица 1. Требования к содержанию SiO2 и Fе2О3 в кремнеземсодержащих материалах для различных стекол Вид стекла Содержание, %

SiO2 (не менее) Fе2О3 (не более)

Оптическое

99,8 0,01

Свинцовый хрусталь 99,8 0,01-0,015

Полированное и техническое 98,5 0,03-0,07

Оконное 95,0 0,05-0,15

Тарное 95,0 0,05-0,25

Пески с повышенным содержанием примесей обогащают (целесообразно делать на месте добычи), чтобы получить содержание примесей в указанных количествах. Содержание в песках красящих примесей при производстве высококачественных бытовых изделий из свинцового хрусталя и бесцветных Nа-Са-Si- стекол не должно превышать, %: V2О5 — 0,05; TiO2 — 0,05; Сr2О3 — 0,0001, сульфидов — 0,01-0,001.

При варке стекла важно учитывать размеры зерен песка, особенно количественное соотношение зерен по размерам. В производстве листового стекла, тары и бытовой посуды рекомендуется применять кварцевые пески, в которых содержание фракций размером 0,1-0,5 мм составляет 85-90%. Для ускорения процесса стек-лообразования необходимы мелкие пески с равномерным гранулометрическим составом. Для ускорения процесса варки лучше применять песок с зернами остроугольной формы, так как в этом случае увеличивается реакционная поверхность по сравнению с зернами сферической формы. Для оптического и кварцевого стекол применяют природный, например, жильный кварц высокой чистоты. В последнее время диоксид кремния стали производить искусственно — преимущественно для производства особо чистого кварцевого стекла. Синтетический SiO2 при этом получают следующими способами:

1) парофазным синтезом из тетрахлорида кремния в водородно-кислородном пламени

2) прямым окислением тетрахлорида кремния в кислородной низкотемпературной плазме

3) из геля SiO2 путем его высушивания, термообработки и плавления при 1800°С;

4) выращиванием чистых искусственных кристаллов кварца (в автоклавах при повышенных температурах и давлениях) с последующим термодроблением и кислотной промывкой.

Первые два способа совмещают с наплавлением блоков кварцевого стекла.

Глиноземсодержащие материалы. Ввод Аl2О3 в натрий-кальций-силикатные стекла снижает температурный коэффициент линейного расширения, повышает химическую устойчивость, улучшает механическую и термическую прочность. В производстве листового стекла и стеклотары для ввода Аl2О3 обычно применяют многокомпонентные глиноземсодержащие материалы. В большинстве случаев для ввода Аl2О3 используют концентраты полевошпатовых, пегматитовых и нефелиновых горных пород.

В состав высококачественных стекол Аl2О3 вводят чаще всего чистым техническим глиноземом и иногда гидратом глинозема.

Борсодержащие материалы. Введение в состав стекла незначительного количества (до 2%) оксида бора значительно облегчает варку и осветление стекла, снижает температуру варки, улучшает физико-химические свойства стекла, например, термическую и химическую стойкость.

Оксид бора вводят борной кислотой Н3ВО3, бурой Na2В4О7 . 10Н2О и боратом кальция. Массовое соотношение борного ангидрида и оксида кальция в борате кальция составляет 1,22-1,24.

Натрийсодержащие материалы. Основными материалами для ввода в стекло оксида натрия являются карбонат натрия (сода), сульфат натрия и нитрат натрия (селитра). Карбонат натрия содержит 58,5 Nа2О и 41,5% СО2, температура его плавления 854°С. Технический карбонат натрия для производства стекла должен содержать не менее 95% Nа2СО3 и не более 1% NaCl. В производстве бытовой посуды содержание Fе(ОН)3 ограничивается 0,01-0,02%. Частичным заменителем карбоната натрия может служить сульфат натрия, который обычно применяют в производстве стеклянной тары. Температура плавления сульфата натрия 884°С. Разложение Na2SО4 происходит при температуре 1200-1220°С с большим трудом, поэтому требуется ввод восстановителя.

Оксид натрия частично можно ввести и с горными породами, используемыми для ввода других оксидов, например Аl2О3 (нефелины, полевые шпаты, трахиты и т.п.).

Натриевую селитру применяют для ввода от 1 до 6% Nа2О. Роль натриевой селитры определяется ее окисляющим действием.

Из-за более высокой стоимости селитры по сравнению со стоимостью другого натрийсодержащего сырья, ее применение ограничено.

Калийсодержащие материалы. Оксид калия, введенный в натрий-кальций-силикатное стекло взамен оксида натрия, улучшает его оптические и выработочные характеристики, химическую устойчивость, цветовые характеристики. Сырьем для ввода К2О являются поташ (карбонат калия) и селитра (нитрат калия). Для повышения качества стекла необходимо, чтобы содержание в поташе красящих примесей и сульфата калия было минимальным. Так при варке свинцового хрусталя, когда вводят 12-15% К2О с поташом, содержание оксидов железа в поташе не должно превышать 0,002-0,003%, оксидов хрома — 0,0005%, а сульфат калия вовсе недопустим.

Нитрат калия (селитру) применяют как окислитель для введения от 1 до 6% К2О.

Кальцийсодержащие материалы. Оксид кальция, ускоряя реакции силикатообразования, облегчает варку и осветление стекла, улучшает выработочные характеристики и повышает его химическую устойчивость. Оксид кальция вводится обычно с карбонатом кальция СаСО3, содержащим 56% СаО и 44% СО2. Из минералогических разновидностей карбоната кальция на стекольных заводах применяют известняк, мел, мрамор и известковый шпат. В этих минералах содержится до 90-98% СаСО3, остальную часть составляют примеси (SiO2, Аl2О3, МgО, Fе2О3 и органические вещества). СаО вместе с МgО можно вводить с доломитом СаСO3 . МgСO3.

При производстве бытовой посуды содержание оксидов железа в меле и доломите не должно быть более 0,04%. Однако некоторые месторождения мела, известняка и доломита характеризуются примесями оксида железа до 0,3%, что отражается на колере стекла.

В составы высококачественных стекол рекомендуется вводить оксид кальция с боратом кальция.

Магнийсодержащие материалы. Оксид магния улучшает кристаллизационные характеристики стекла, снижает ТКЛР. В качестве сырья для введения в стекло обычно используют доломит СаСО3 . МgСO3. Природные доломиты всегда содержат примеси песка, глинозема и железа. Постоянство состава и минимальное содержание вредных примесей (соединений железа) имеют важное значение для производства бытовой посуды и обесцвеченной стеклотары.

В качестве материалов для ввода МgО могут быть также применены (при условии постоянства состава) магнезит МgСО3, доломитизированный известняк и др.

Стронцийсодержащие материалы. Оксид стронция при замене части щелочноземельных оксидов улучшает выработочные характеристики, оптические свойства и химическую устойчивость стекла. Можно вводить до 6% оксида стронция в стекло для бытовых изделий и обесцвеченных бутылок, особенно малой вместимости. Оксид стронция можно ввести в стекло с карбонатом стронция SrСО3 (стронцианитом) и сульфатом стронция SrSО4 (целестином). Основное требование к этому сырью — малое содержание оксидов железа. При условии использования чистого сырья оксид стронция может вводиться в состав бессвинцовых хрусталей для бытовых изделий.

Барийсодержащие материалы. При введении небольших количеств ВаО ускоряется варка, улучшаются выработочные характеристики, особенно при механизированном формовании. ВаО повышает показатель преломления и плотность. Для ввода в стекло оксида бария наиболее подходящим сырьем является карбонат бария ВаСО3 или минерал витерит, могут также применяться нитраты и сульфаты. С карбонатом бария вводится 77,7% ВаО, а с нитратом бария — 58,6% ВаО.

Свинецсодержащие материалы. Оксид свинца является основным компонентом оптических и хрустальных стекол и определяет их высокие оптические свойства. Для введения в стекло РbО используют свинцовый сурик Рb3О4 и свинцовый глет РbО. При разложении сурика выделяется кислород, который осветляет стекломассу и поддерживает окислительную среду. Преимуществами использования свинцового сурика перед свинцовым глетом являются отсутствие примесей металлического свинца и минимальная возможность восстановления оксидов свинца.

Содержание красящих примесей в свинецсодержащем сырье должно быть минимальным: оксидов железа — не более 0,001%, соединений никеля, кобальта, меди — до 0,0001%.

Комплексным сырьем для ввода оксида свинца и кремнезема является силикат свинца с содержанием: РbО 70-71 %, SiO2 20-21 %. Силикат свинца представляет собой продукт промышленной переработки свинцовых кеков, содержание красящих примесей в нем превышает допустимые пределы. Материал может быть рекомендован для производства цветных стекол.

Цинксодержащие материалы. Добавка оксида цинка в стекло снижает температурный коэффициент линейного расширения, увеличивает коэффициент преломления и химическую устойчивость. Оксид цинка является обязательным компонентом селенового рубинового стекла. Для введения в состав шихты оксида цинка используют цинковые белила (промышленное название оксида цинка).

Вспомогательные материалы

Красители и обесцвечиватели. Наибольшую группу вспомогательных материалов представляют красители, которые являются соединениями различных металлов и распределяются в стекле на ионном, молекулярном и коллоидном уровнях. Малые количества некоторых красителей служат физическими обесцвечивателями.

Глушители. Для глушения обычно применяют фториды и фосфаты. Соединения фтора могут быть введены с фторидом кальция СаF2, кремнефторидом натрия Na2SiF6, криолитом ЗNаF . АlF3 и хиолитом 5NaF . АlF3. Соединения фосфора применяют в виде костной муки, фосфата кальция Са3(РО4)2, гидрофосфата натрия Nа2НРО4 . RН2О, апатита Са4(СаF)(РО4)3 или Са4(СаСl)((РО4)3. Учитывая, что соединения фтора загрязняют окружающую среду, более широко стали применять глушение стекла соединениями фосфора. Заглушенность стекол также достигается за счет кристаллизации соединений (например, ZnS в группе глушеных сульфидноцин-ковых стекол), а также введения в сваренную стекломассу тугоплавких соединений (Аl2О3, ZrО2) или пузырьков газов N2, О2. Реже для глушения используют соединения олова (SnО, SnO2, SnСl2 . 2Н2О), мышьяка (Аs2О3) и сурьмы (Sb2О3). Глушение может быть также достигнуто применением составов стекол, склонных к фазовому разделению (ликвации).

Окислители и восстановители. Применяют при варке стекла для создания окислительных или восстановительных условий. При варке свинцовых оптических стекол и свинцового хрусталя необходимо создать окислительные условия для предотвращения восстановления оксидов свинца. Окислительная среда играет важную роль при обесцвечивании и повышении теплопрозрачности стекол, содержащих оксиды железа.

В качестве окислителей применяют нитраты (NaNО3, КNО3), оксиды мышьяка, марганца, церия и др. При варке тарных стекол с сульфатом натрия восстановители вводят для ускорения разложения Na2SО4 и окрашивания в янтарный цвет. Восстановительные условия создают при варке медного рубина.

В качестве восстановителей используют углеродсодержащие вещества (опилки, уголь, мазут), соединения олова, виннокаменную соль.

Ускорители. Среди ускорителей варки стекла особое место занимают фториды, которые способствуют появлению жидкой фазы при более низких температурах и увеличивают скорость процесса силикатообразования. Фториды снижают температуру завершения реакций силикатообразования на 100-200°С Считается, что добавка 0,5-1% F ускоряет процессы гомогенизации и осветления стекла на 15-18%. В качестве ускорителя варки обычно применяют кремнефторид натрия Nа2SiF6.

Однако фториды разрушают огнеупорный материал стекловаренных печей. При содержании более 1,5% они усиливают кристаллизацию стекломассы и, вследствие сильной летучести, вместе с дымовыми газами поступают в окружающую среду. Следовательно, применение фторидов требует правильной оценки экономических факторов и факторов охраны окружающей среды.

Ввод 1,5% В2О3, гидроксидов натрия и калия, окислителей ускоряет процесс варки на 15-16%.

К числу ускорителей варки можно также отнести осветлители, которые при высоких температурах способствуют освобождению стекломассы от крупных и мелких пузырей.

Некоторые компоненты шихты (например, сульфат натрия, нитраты натрия и калия) являются осветлителями. Другие осветлители (например, оксиды мышьяка, сурьмы, церия, хлорид натрия, сульфаты натрия и бария, фториды) вводят в состав шихты специально. Для бесцветных стекол сульфаты натрия и бария не являются основными компонентами шихты. Их вводят в состав шихты до 0,7%. В зависимости от состава стекла и съемов стекломассы в шихту вводят 0,05-0,5% оксидов мышьяка и сурьмы. Хлорид натрия вводят в шихту в количестве 0,5-1%. В качестве ускорителей применяют также соли аммония в количестве 0,25-1% массы шихты: нитраты NН4NО3, сульфаты (NН4)2SО4, хлориды NН4Сl. Значительным ускоряющим действием обладают доменные шлаки и материалы на их основе (калумит), которые применяются в производстве окрашенной стеклянной тары.

Комплексные недефицитные материалы

К комплексным недефицитным материалам относятся различные горные породы, стекольный бой, отходы металлургического и обогатительного производства.

Горные породы (нефелиновые сиениты, трахиты, перлиты, полевые шпаты, пегматиты) можно использовать в производстве листового стекла и стеклянной тары для ввода в шихту отдельных оксидов (Аl2О3) и в качестве частичных заменителей карбоната и сульфата натрия.

Существенными недостатками указанных горных пород являются непостоянство их химического состава и содержание довольно большого количества оксидов железа. Поэтому при выборе той или иной горной породы для промышленного использования существенное значение приобретают способы усреднения и поддержания постоянства химического состава.

Для нефелиновых сиенитов характерно значительное содержание Аl2О3 и щелочных оксидов. В производстве стеклянной тары обычно применяют нефелиновый концентрат, являющийся продуктом обогащения горной породы и характеризующийся сравнительно постоянным химическим и зерновым составами. Химический состав концентрата, %: SiO2 42-45; Аl2О3 28-35; NaО + К2О 17-19; СаО 1,2-2,5; Fе2О3 3-3,5; Р2О5 0,2-0,3.

Полевые шпаты бывают калиевые — ортоклазы К[АlSi3О8], натриевые — альбиты Nа[АlSi3О8], калиево-натриевые — микроклины (К,Nа)[АlSi3О8], кальциевые — анортиты Са[АlSi3О8]. Помимо основных компонентов полевые шпаты обычно содержат различные примеси. Путем обогащения отходов гравитации полевых шпатов получают кондиционный полевошпатовый концентрат. Примерный состав концетрата, %: SiO2 65-68; Аl2О3 18,3-21,6; Nа2О — 7,65; К2O 4-8; Fе2О3 0,6; МgО О,01.

Пегматиты — природная смесь 75% полевого шпата и 25% кварца. На стекольных заводах применяют обогащенный пегматит. Состав карельского пегматита, %: SiO2 72-79; Аl2О3 13-19; СаО 1,07-1,14; Fе2О3 0,1-0,6; МgО 0,3-0,4; Nа2О + К2О 6-7.

Каолины Аl2O3.2SiO2.2Н2O (Аl2О3 39,5%; SiO2 46,5%; Н2О 14%) содержат различные примеси, в стекольной промышленности их применяют после обогащения.

Отходы применяются в производстве некоторых изделий, например, стеклянной тары при условии постоянства состава. Можно использовать отходы, получаемые при обогащении полезных ископаемых, а также отходы металлургического, химического и других производств (табл. 2).

Стекольный бой. Для облегчения процесса варки стекла и экономии материальных и энергетических ресурсов в стекловаренные печи загружают 20-50% стекольного боя. Стекольный бой применяют также при наварке бассейна печи после холодного ремонта или окончания ее строительства. Загружаемый в печь стекольный бой должен быть чистым, свободным от загрязняющих примесей. Целесообразно использовать бой одинакового состава с применяемым стеклом. Это условие соблюдается в производстве бытовой посуды, где получается значительное количество отходов после отделения колпачка и листового стекла. Однако в производстве стеклянной тары, особенно окрашенной, иногда вводят бой стекол различного химического состава и цвета, часто загрязненный различными примесями. Такой бой ухудшает технологические и экономические показатели производства, снижает эксплуатационные характеристики стеклянной тары. В последнее время использованию и подготовке стеклобоя в производстве стеклотары уделяется большое внимание. При этом решаются технологические, экономические и экологические проблемы. Организуется централизованный сбор стеклобоя, его тщательная очистка и измельчение. Все большее количество стеклотарных заводов использует повышенное содержание стеклобоя, вплоть до 100%.

Подготовка сырьевых материалов и приготовление шихты

Сырьевые материалы для приготовления шихты должны быть соответствующим образом подготовлены. Подготовка сырьевых материалов предусматривает измельчение, растаривание, разрыхление, сушку, сортирование (просев) и обогащение.

Очевидно, что полная подготовка сырьевых материалов на каждом заводе нецелесообразна, так как усложняет компоновку складов и составного цеха, увеличивает себестоимость продукции, ухудшает условия труда и экологическую обстановку. Целесообразнее готовить и обогащать сырьевые материалы на централизованных базах, в местах их добычи. На стекольные заводы при этом будет поступать обогащенное сырье постоянного химического состава, что позволит стабилизировать технологические процессы варки и выработки изделий и улучшить их качество. Тогда на заводе вместо составного цеха с полной подготовкой сырьевых материалов будет организовано дозировочно-смесительное отделение и составление шихты может быть полностью автоматизировано.

В качестве примера можно привести технологию централизованной подготовки песка для стекольной промышленности. Технология включает следующие операции: сортирование (просев) исходных песков, дезинтеграцию и удаление крупных фракций, механическую или акустическую оттирку первичных шламов и пленок гидроксидов железа, удаление шлама с выделением в отвал частиц размером 0,1 мм, срлотацию с применением анионных реагентов, обезвоживание, фильтрацию и сушку флотационного концентрата.

Для правильного приготовления шихты необходимо применять обогащенные и подготовленные материалы; точно отвешивать сырьевые материалы по рассчитанному составу шихты; тщательно перемешивать сырьевые материалы до полной однородности; подавать и загружать шихту, исключая возможность ее расслаивания.

Основное требование к шихте — высокая степень однородности. Однородная шихта облегчает процесс стекловарения и исключает ряд пороков и дефектов в готовом стекле и стеклоизделиях. Для обеспечения однородности шихты важное значение имеют ее влажность и зерновой состав сырьевых материалов. Зерна сырьевых материалов должны иметь определенный размер, так как от этого зависит возможное расслоение шихты и равномерность растворения при варке. При одинаковом размере зерен компонентов шихта расслаивается тем больше, чем крупнее зерна. Небольшое количество влаги (3-5%) благоприятно влияет на однородность шихты. Воду подают непосредственно в смеситель или увлажняют песок при его взвешивании.

Источник : http://okna.com.ua

Пластиковые окна
Стеклопакеты
Профили ПВХ
Остекление
Фурнитура
Монтаж
Откосы
Технологии
Компании
Производство
Разное

Все про ДВЕРИ

Двери
Монтаж

Все про ВОРОТА

Автоматические ворота

Все про ШТОРЫ и ЖАЛЮЗИ

Шторы
Жалюзи

Анекдоты у ОКНА

Знаете почему блондинки во время грозы стоят у ОКНА? Потому, что они думают, что их фотографируют.

Читать дальше...