Технология производства и технические характеристики стекла листового

Для получения однородных расплавов сырьевые материалы должны иметь постоянный химический состав как в объеме партий, поступающих  в производство (химическая однородность или постоянство состава внутри партии), так и во времени между  последовательно поступающими партиями (постоянство состава во времени) В материалах, идущих на производство бесцветных стекол, строго нормируется  допускаемое содержание примесей, окрашивающих стекло: соединений железа, титана, хрома, углерода. В сырьевых материалах ограничивают также содержание примесей тугоплавких  веществ (корунда АlОз, циркона ZrSiCu, металлического кремния, природного кремня), которые с трудом, медленно растворяются в расплавах стекла и могут  остаться в изделиях в виде инородных  включений. Хорошо подготовленный сырьевой материал должен иметь однородный и  постоянный во времени зерновой (гранулометрический) состав. Для каждого вида сырья  нормируются наиболее желательные (оптимальные) размеры зерен, при  которых этот материал не комкуется, хорошо, без расслоения, смешивается  с другими компонентами шихты, меньше улетучивается (выгорает) при загрузке в печь, активно вступает в химические реакции и равномерно растворяется в расплаве. 

Существует два  способа вытягивания листового  стекла: вертикальный и вертикально-горизонтальный. Вертикальное вытягивание, в свою очередь, делится на лодочное и безлодочное. Но вертикально-горизонтальный метод  не получил достаточного распространения.  

Рассмотрим вначале  лодочный способ. 

Химические составы  листового стекла должны обеспечивать заданные свойства изделий в зависимости  от их назначения и условий эксплуатации; достаточно высокую скорость варки  при темпераутрах, установленных  производственной практикой; более  низкую температуру кристаллизации расплава по сравнению с температурой формования стекла; достаточную скорость твердения стекломассы. Шихта, идущая на изготовление стекла, не должна содержать  дефицитных, дорогостоящих и токсичных  сырьевых материалов. Основа составов большинства видов листового  стекла – система SiO2 – CaO – Na2O, в  которой часть CaO заменена на MgO, часть  SiO2 – на Al2O3 и часть Na2O – на К2О. Такие замены позволили снизить  кристаллизационную способность стекломассы, повысить скорость формования и улучшить химическую устойчивость стекла.  

В выработочной части  печи и в каналах температурный  режим устанавливают индивидуально  в зависимости от свойств стекломассы, числа и размещения машин, размеров выработочной части печи и каналов, места расположения контрольных  приборов, скоростей вытягивания  и тербований к качеству стекла. За исходные температурные выработки  принимают температуры луковиц, измеряемые оптическим пирометром через  смотровые окна в крышках подмашинных  камер. Для стекол обычных составов эти температуры составляют 920-9800 С и зависят от лучепрозрачности стекол.  

Стекломасса на пути от щели в оборудовании (лодочки) до уровня отломки листов протекает  и охлаждается, затвердевая, она  превращается в стекло.  

В процессе формования, охлаждения и отжига лента стекла проходит три температурные зоны: зону интенсивного охлаждения от температуры  луковицы до верхней температуры  отжига, собственно зону отжига, то есть медленного охлаждения от верхней до нижней температуры отжига, и зону ускоренного охлаждения от нижней температуры  отжига до 120-1800 С. Для обычных листовых стекол верхнюю температуру отжига принимают 530-5400 С, нижнюю температуру  отжига принимают в расчетах меньше 100-1500 С, то есть по абсолютному значению около 380-4300 С. Первая зона – зона интенсивного охлаждения – заканчивается при  температуре 540-5600 С под первой парой  валиков. При повышенных скоростях  вытягивания уровень этих температур может подняться выше первой пары валиков; тогда эту пару отключают  и ее роль переходит ко второй паре валиков. В первой зоне допускается  высокая скорость охлаждения ленты (до 400-700 град/мин). Максимально допустимая скорость охлаждения ленты во второй зоне отжига зависит от максимально допустимых остаточных напряжений в стекле, обычно принимаемых не более 350 МПа или 100 ммкм/с. Режим отжига настраивают путем осторожного изменения интенсивности охлаждения стекла в подмашинной камере, подогрева ленты в соединительном звене с помощью трубчатых перфорированных горелок, открытия (или закрытия) люков по высоте шахты, установки скатов на требуемом расстоянии от валиков; последнее позволяет пропустить в ту или иную секцию шахты обьем горячих газов, нужный для поодержания в ней заданной температуры.  

Технико-экономические  показатели производства стекла по лодочному  способу. 

Удельная суточная выработка стекла на 1 м полезной ширины ленты в условном (2 мм) исчислении составляет 1500-2100 м2. 

Средняя продолжительность  непрерывной работы машины между  обрывами лент на обновление составляет не менее 500 ч, а при выпуске технического стекла определяется принятыми на заводе стандартами, но составляет не менее 200 ч. Удельный расход условного топлива  на 1 тонну готовой продукции 430-550 кг. 

Достоинства лодочного  способа: 

Простота выработочных усройств, относительно малые удельные капитальные затраты на строительство  установок, простота обслуживания машин. 

Недостатки лодочного  способа: 

Повышенная полосность стекла, частые обрывы лент стекла на обновление, относительно невысокие скорости вытягивания  ленты стекла. 

Выработка стекла способом безлодочного вертикального вытягивания. 

Температура стекломассы, идущей на формование ленты, при безлодочном  способе в среднем приблизительно на 1500 С выше, чем при лодочном. Стекломасса в каналах боковых  машин на 10-150 С горячее, чем перед  центральными машинами. Однако температура  луковиц, измеренная оптическим пирометром, такая же, как и при лодочном вытягивании.  

Продолжительность отжига при лодочном и безлодочном  способах отличается мало, так как  большие скорости вытягивания при  безлодочном способе компенсированы увеличением высоты машины.  

Технико-экономические  показатели производства стекла безлодочным  способом. 

При безлодочном  способе продолжительность непрерывной  работы машины между обрывами ленты  на обновление составляет около 1000 ч. Удельный расход топлива на 1 тонну готовой  продукции составляет примерно тот  же уровень, что и при лодочном способе.  

Основные стадии производства: 

1.   – Отжиг; 

2.   – Формование; 

3.   – Охлаждение.

5. НТД на листовое  армированное стекло, нормируемые  показатели   качества в соответствии  с требованиями стандартов

 

ГОСТ 111-90 «Стекло  листовое. Технические условия» 

ГОСТ 7481-78 «Стекло  армированное листовое. Технические  условия» 

нормируемые показатели   качества по ГОСТ 7481-78 «Стекло армированное листовое. Технические условия» 

ГОСТ 7481-78 «Стекло  армированное листовое. Технические  условия» распространяется на бесцветное и цветное стекло, армированное металлической  сеткой, предназначенное для заполнения световых проемов и устройства ограждений в зданиях и сооружениях различного назначения.           

Размеры 

Размеры листов стекла должны быть, мм: 

-     от 800 до 2000 - по длине; 

-     от 400 до 1600 - по ширине; 

-     5,5 - по  толщине для бесцветного стекла; 

-     6,0 - по  толщине для цветного стекла. 

Допускается по соглашению изготовителя с потребителем изготавливать  листы стекла других размеров. 

Отклонения от размеров листов стекла не должны превышать, мм: 

-     ±3 - по  длине и ширине; 

-     ±0,6 - по  толщине - для бесцветного стекла; 

-     ±1,0 - по  толщине - для цветного стекла.      
 

Технические требования по ГОСТ 7481-78 «Стекло армированное листовое. Технические условия» 

Листы стекла должны иметь прямоугольную форму. Разность длин диагоналей листов стекла не должна превышать 7 мм. 

Листы стекла должны иметь равномерную толщину. Разнотолщинность, т.е. колебание толщины одного и  того же листа стекла, не должна превышать 1 мм для бесцветного и 1,2 мм - для  цветного стекла. Разнотолщинность листов стекла высшей категории качества не должна превышать 0,6 мм. 

Листы стекла должны иметь ровные кромки и целые углы.  

Сколы и щербины  в кромках листа не допускаются  длиной (считая от края к центру листа) более 5 мм и глубиной по толщине  стекла более 3 мм. 

Повреждения углов  листов стекла не допускаются размером более 5 мм по биссектрисе. 

Поверхности листов стекла могут быть гладкими (коваными) или одна поверхность гладкой (кованой), а другая рифленой или узорчатой. 

Рифленой считают  поверхность с рифлениями высотой  менее 0,3 мм, а узорчатой - с рифлениями высотой более 0,3 мм. 

Поверхность листов стекла не должна иметь радужных и  матовых пятен и других следов выщелачивания. 

На одной из поверхностей листа стекла допускаются неровности от заглубления сетки в виде незначительных складок в пределах допускаемых  отклонений по толщине стекла. 

Бесцветное стекло может иметь зеленоватый или  голубоватый оттенки, не снижающие  коэффициент общего светопропускания стекла. 

Цвет, а также рисунок  рифленой или узорчатой поверхности  стекла должны соответствовать эталонам, утвержденным в установленном порядке. 

Допускается по соглашению изготовителя с потребителем поставка стекла переходных цветов. 

По показателям  внешнего вида (порокам) листы стекла должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 5.1. 
 

Таблица 5.1. Нормируемые  показатели внешнего вида 

Наименование показателя 

Норма на 1 кв.м стекла 

высшей категории  

1-й категории  

Пузыри размером от 3 до 6 мм включ. 

Не допускаются  более 5 шт. 

Не допускаются  в сосредоточенном виде  

Пузыри вытянутые  шириной до 1 мм  

Не допускаются  

Не допускаются  длиной более 15 мм  

Инородные разрушающие  включения (частицы огнеупорных  или других материалов) 

Не допускаются  

Инородные неразрушающие  включения (непроваренные частицы  шихты, закристаллизовавшееся стекло, свиль узловая) размером до 2 мм  

Не допускаются  более 

   

3 шт. 

5 шт. 

Заделанные разрывы  проволоки  

Не допускаются  

Не допускаются  

более 1 шт. 

Местное окрашивание  стекла, вызванное металлической  сеткой  

Не допускается  

Не допускается  снижающее коэффициент общего светопропускания, указанный в п.2.9  

Непровары проволок в металлической сетке  

Не допускаются  в сосредоточенном виде более  

   

1% 

2% 

   

от общего числа  ячеек  
 

Коэффициенты общего светопропускания бесцветного стекла должны быть не менее указанных в  табл. 5.2. 

Для армирования  стекла должна применяться сварная  сетка по нормативно-технической  документации, утвержденной в установленном  порядке. 

Сварная сетка должна иметь квадратные ячейки размерами 12,5 и 25 мм. 

Для армирования  стекла высшей категории качества должна применяться сварная сетка из стальной проволоки с защитным алюминиевым  покрытием. 

Таблица 5.2. Коэффициенты общего светопропускания бесцветного  стекла 

Характеристика поверхности  листового стекла  

Вид сетки  

Размер ячейки сетки, мм  

Коэффициент общего светопропускания бесцветного стекла