Стекло
Стекло – микроскопически однородное аморфное вещество, состоящее на 72% из оксида кремния, 14% оксида натрия и других оксидов. Его получают путем варки в печах и последующей разливки на поверхность расплавленного олова.
В начале нашего столетия стали внедряться стекольные печи непрерывного действия. Это такие бассейны из огнеупорного кирпича длиной до 50 метров, шириной до 11 метров и глубиной до 1,5 метра. Вдоль всей длины размещены газовые горелки. Такой бассейн вмещает 2000 тонн стекломассы и производит до 600 тонн стекломассы в сутки.
Шихта (смесь, например, из 7 компонентов – песок, доломит, мел, сода, глинозем, технические добавки и стеклообои) в виде однородного порошка засыпается в эту ванну. Горелки разогревают ее до 600—800 градусов. Порошок плавится – получается пенистый непрозрачный расплав, пронизанный пузырьками газа. Расплав движется к противоположному краю бассейна, постепенно нагреваясь до 1100 – 1200 градусов. При таких температурах заканчивается процесс силикатообразования. Постепенно начинается стеклообразование. Потом состав выравнивается. Масса становится однородной. Причем скорость стеклообразования почти в 10 раз ниже скорости силикатообразования. Но вот этот участок пройден. Температура поднялась выше 1400 градусов, наступил процесс осветления. Все газообразные включения должны улетучиться. Иначе мы получим испорченное стекло.
Затем идет стадия гомогенизации (усреднение). Температура – выше 1500 градусов. Время всех стадий зависит в основном от состава шихты. Общее время варки стекла такого качества (из 7 компонентов) – 5 – 6 дней. Стекломасса готова. Можно начать охлаждение. В конце печи (бассейна) горелок нет. Постепенно и плавно температура падает до 1100 – 1250 градусов. Теперь можно придать стекломассе любую форму. Когда масса затвердеет, получится нужное изделие.
Можно подать струю стекломассы с температурой около 1000 градусов между вращающимися валками (принцип выжимания мокрого белья). Здесь путем сжатия можно варьировать толщину стекла.
Вместо валков можно получать листовое стекло методом вертикального вытягивания через так называемую лодочку. Она «плавает» в самом конце печи в стекломассе. В лодочке проделана щель. Сквозь нее просачивается стекломасса, ее схватывают вращающиеся охлажденные валки и вытягивают вверх. Там ее подхватывают следующие валки и тянут еще выше. Таких валков может быть до 22 пар. Высота шахты, в которой они движутся, достигает 8 метров.
Чтобы стекло не было хрупким, его отжигают. Отжиг – это охлаждение от 980 градусов до 100 градусов по определенному режиму, то есть скорость движения ленты стекла строго контролируется.
Хрупкость стекла – это его возможность сопротивляться удару. При испытании на хрупкость на образец стекла