стекло
тановится возможным и наиболее удобным изготовлять
из неё те или иные изделия. Варка стекла производится в стекловаренных
печах. Выбор того или иного типа печи обусловливается видом применяемого
топлива, ассортиментом вырабатываемых изделий, размерами производства и
прочее. Управление современной стекловаренной печью строго контролируется и
в значительной мере автоматизировано. Контроль доведён до высокой степени
точности. Например, давление (разрежение) газов в рабочем пространстве печи
измеряется с точностью до 0,02 мм водяного столба, уровень стекломассы — с
точностью до 0,1 мм и т. д. Автоматически регулируются: давление (тяга) в
печи; соотношение газообразного или жидкого топлива и воздуха; количество
подаваемого в печь топлива; уровень стекломассы в ванне и другие параметры.
Каждый из них влияет на температуру в печи, поэтому, регулируя их в
совокупности, можно обеспечить постоянство температурного режима варки
стекломассы и, следовательно, надлежащее её качество.
Процесс варки стекла некоторых видов, например оптического, кварцевого,
стеклянного волокна, отличается специфическими особенностями. Так, при
производстве оптического стекла, к которому предъявляются особо жёсткие
требования в отношении постоянства оптических свойств, однородности,
прозрачности и прочее, требуется на всех стадиях варки длительное
размешивание массы. В связи с очень большой её вязкостью и применением
высоких температур своеобразна техника варки кварцевого стекла. Прозрачное
кварцевое стекло изготовляется из горного хрусталя в графитовых тиглях,
разогреваемых под вакуумом до 1900°—2000° индукционными токами высокой
частоты, либо прямым пропусканием электрического тока (электропроводность
стекла значительно возрастает при повышении температуры). В конце варки в
печь впускают воздух под атмосферным или повышенным (от компрессора)
давлением. Другой способ варки этого стекла— сплавление кварцевого порошка
в пламени кислородно-водородной горелки. Непрозрачное кварцевое стекло
получается путём оплавления кварцевого песка на угольном или графитовом
стержне, разогретом электрическим током до 1800°.
Формование (иначе —выработка) стеклянных изделий из стекломассы на
протяжении тысячелетий производилось вручную. Значительно эффективнее
ручного машинное формование. В зависимости от вида вырабатываемых изделий
на практике используют несколько способов формования. Прессование
применяется в производстве некоторых видов посудных изделий (чайные
стаканы, пивные кружки, маслёнки, сахарницы и т. п.), стеклянной тары,
архитектурных деталей и др. Оно может быть как ручным, так и машинным. Для
ручного прессования служат пружинные или эксцентриковые прессы. Как ни
разнообразны конструкции ручных и машинных прессов, все они имеют три
основные формующие детали: форму (матрицу) с поддоном, пуансон и съёмное
формовое кольцо. Первая деталь определяет внешнюю форму изделия, вторая
внутреннюю, третья край изделия. Выдувание—специфический метод формования,
применяемый в технике только к стеклу. Возможности этого метода весьма
широки: производство сортовой (столовой) посуды, узкогорлой тары,
электровакуумных изделий и т. д. При производстве немассовых изделий до сих
пор применяется ручной способ выдувания. Основным инструментом рабочего
выдувальщика является стеклодувная трубка. В течение долгой истории
стеклоделия выдувание производилось ртом, ныне сконструированы и
применяются «трубки-самодувки». Прессовыдувание применяется в машинном
производстве широкогорлой стеклянной тары (банки различных типов).
Предварительная заготовка и формование горла изделия производятся при этом
способе прессованием (в черновой форме), а остальная часть изделия —
выдуванием (в чистовой форме). Вытягивание изделий из стекломассы, как и
выдувание, — своеобразный метод формования, применимый только к таким
весьма вязким материалам, как стекло, притом с вязкостью, быстро
возрастающей при понижении температуры. Методом вытягивания на различных
машинах (разными способами) изготовляются: оконное и техническое листовое
стекло, стеклянные дроты (трубки малого диаметра), трубы, стержни,
стеклянное волокно. Прокатка стекла в её современном виде заключается в
том, что струя стекломассы непрерывно поступает из печи в пространство
между вращающимися вальцами, где и прокатывается в ленту, убираемую
транспортёром. Методом непрерывной прокатки изготовляется листовое сткло,
различных видов, преимущественно строительное, толщиной в 3 мм и больше:
армированное (стекло с закатанной в него металлической сеткой), узорчатое,
волнистое (имеющее форму кровельного шифера) и др. Прокатка применяется
также в производстве стеклянных труб: стекломасса непрерывно поступает на
вращающийся вал и развальцовывается двумя роликами; внутренний диаметр
трубы определяется диаметром формующего вала. Отливка стеклянных изделий в
формы встречается на практике редко; так изготовляются, например, крупные
диски для астрономических приборов. Ведутся опыты по отливке фасонных труб
с раструбами и фланцами в быстро вращающиеся формы (способ центробежного
литья). Моллирование— способ образования изделий в формах, при подаче в них
стекла в виде твёрдых кусков. В результате постепенного нагревания стекла
становится вязким и заполняет форму под действием либо собственного веса,
либо внешнего усилия (прессование). Моллированием формуются заготовки из
оптического стекла и крупная стеклянная скульптура.
Отжиг отформованных, еще горячих изделий служит для предотвращения
возникновения в них внутренних неравномерных напряжении, появляющихся при
быстром охлаждении на воздухе и вызывающих самопроизвольное растрескивание
стекла. Отжиг сводится к выдерживанию изделий в течение некоторого времени
при температуре, близкой к температуре размягчения стекла, и к последующему
медленному охлаждению их по определённому режиму. Отжиг производится в
отжигательных печах непрерывного или периодич. действия. Длительность
отжига определяется толщиной (массивностью) изделий до нескольких месяцев
(астрономич, объективы). Не требуют отжига только некоторые тонкостенные
изделия, например дроты, колбы (оболочки) для электрич, ламп и т. п.
Закалка стекла— операция, обратная отжигу. Её назначение — создать в
изделиях сильные равномерно распределённые напряжения. Закалённые изделия
термически и механически гораздо более прочны, чем отожжённые. В результате
закалки получается небьющееся стекло, применяемое для остекления окон
вагонов, автомобилей, самолётов и т. п. Чтобы закалить листовое стекло, его
предварительно разогревают до 600°—650°, затем быстро охлаждают в
обдувочной решётке путём равномерного обдувания воздухом.
Обработка (иначе —отделка) отформованных стеклянных изделий может быть
разделена на горячую (огневую), холодную (механическую) и химическую,
которые применяются в отдельности либо во взаимном сочетании.
Горячая обработка стекла включает отколку, отопку, огневую полировку и
другие операции, требующие нагревания изделий. Отколка колпачков
(«набелей»), образующихся на выдувных изделиях после выработки в форме,
производится посредством надреза алмазом и последующего прогрева изделия у
надреза узким пламенем горелки; колпачок отскакивает , по линии надреза,
после чего острые края шлифуются или подвергаются оплавлению ручную, с
помощью горелки, или на машинах периодического либо непрерывного действия.
Огневая полировка (оплавление поверхности изделий) обычно производится
вручную.
К холодной обработке стекла относятся его резка, (сверление, шлифовка и
полировка. Последние две операции придают стеклу ровную и гладкую
поверхность. {Шлифовка—сначала грубая (обдирка), затем тонкая (дистировка)
— осуществляется с помощью (абразивов и даёт матовую поверхность изделий.
Полировка (обычно крокусом) сглаживает микро неровности поверхности,
остающиеся после шлифовки, и придаёт стеклу прозрачность и блеск. В
производство листового стекла шлифовка и полировка выполняются на
одинаковых станках (ручных или конвейерных), только при шлифовке
применяется {металлический плоский диск, а при полировке — {мягкий
(например, суконный) полировальник. При массовом поточном производстве
автоматические шлифовка и полировка осуществляются на конвейерных линиях,
производительность которых определяется сотнями тысяч квадратных метров
листового стекла в год. Шлифовка применяется также для нанесения матовых
узоров на поверхность стеклянных изделий с помощью пескоструйных аппаратов
и для образования на изделиях алмазных граней. Химическая обработка
применяется для получения при кислотной полировке, клеймении, художественно-
декоративной отделке стеклянных изделий. Распространённым методом
химической обработки является травление стекла азотобразным фтористым
водородом или растворами плавиковой кислоты и её солей. Взаимодейтвие
фтористых соединений со стеклом приводит к образованию нерастворимых и
малорастворимых химических соединений, и поверхность изделия становится
матовой. При травлении слабыми растворами плавиковой кислоты в смеси с
концентрированной серной кислотой на поверхности стекла происходит
равномерное образование растворимых соединений, и она становится гладкой и
блестящей (кислотная пол
| |  скачать работу |
стекло |
