Что такое термополированное (флоат) стекло и область применения

Описание способа производства

Термическое формование стеклянной ленты на расплаве металла — самый массовый и современный способ производства листового стекла. Его суть состоит в том, что из стекловаренной печи расплавленная стекломасса поступает во флоат-ванну, заполненную расплавом олова и имеющую защитную азото-водородную атмосферу. Расплав стекломассы свободно растекается по поверхности расплавленного олова и, за счет сил тяжести и поверхностного натяжения, приобретает форму с чрезвычайно плоскими и параллельными поверхностями. Для получения стекла необходимой толщины производится либо растягивание ленты стекла (для малых толщин), либо ограничение растекания стекломассы (для больших толщин). Как правило, флоат-стеклоимеет толщину от 3 до 19 мм. Технически имеется возможность производить стекло толщиной от менее 1 до 25 мм, однако в строительстве рекомендуется применять стекло толщиной не менее 3 мм.
В 1952 г. английская фирма Pilkington начала исследования по получению непрерывной ленты стекла на расплаве металла, в 1959 г. — объявила о разработке нового промышленного процесса и тем самым положила начало стремительному росту производства высококачественного стекла.

В 1959 г. в Государственном институте стекла СССР и его саратовском филиале начались разработки по созданию независимого флоат-процесса. Одновременно в этом же направлении проводились работы на Украине на заводе “Автостекло” (г. Константиновка),где были впоследствии введены в эксплуатацию три флоат-установки. Первые две линии— ТПС-1500 и ТПС-3000 с шириной ленты соответственно 1500 и 3000 мм — позволяли выпускать полированное стекло толщиной 6-7 мм, третья была специализированной линией для производства стекла толщиной от 6 до 20 мм, спроектированной ПКБ Государственного Института Стекла с использованием авторских свидетельств завода “Автостекло”.

В 1974 г. американская фирма Pittsburgh Plate Glass (PPG) запатентовала свой способ производства флоат-стекла (пат. США 3843346), отличный от способов фирмы Pilkingtonи отечественной разработки. На сегодняшний день известны три принципиально различающихся флоат-способа производства листового стекла.

1. Способ фирмы Pilkington – подача стекломассы из стекловаренной печи в ванну расплава — осуществляется методом свободного слива по узкому лотку, отстоящему от поверхности олова на некотором расстоянии. Отформованная лента стекла выводится из ванны расплава на первый вал печи отжига (шлаковой камеры)с температурой 600-615°С и поднимается над выходным порогом (с перегибом ленты); уровень олова в ванне ниже уровня порога на 8-10 мм.

2. Способ двух стадийного формования – разработан саратовским филиалом Государственного института стекла. Лента стекла выходит из ванны расплава без перегиба на газовоздушную опору (подушку) при температуре более 650°С. При этом уровень олова в ванне выше уровня порога на 2-3 мм, что достигается за счет применения электромагнитных индукторов, также разработанных институтом (авторские свидетельства СССР 248917, 392674). На газовоздушной подушке происходит вторая стадия формования ленты, где она охлаждается. При этом обеспечивается окончательная фиксация ее геометрической формы, после чего лента передается на приемные валы печи отжига. Преимуществом двух стадийного способа формования является возможность передачи ленты стекла на приемные валы печи отжига с более низкой температурой (570-580°С), что ниже на 20-35°С, чем в процессе фирмы Pilkington,и более надежно обеспечивает сохранность нижней поверхности. Что касается процессов восстановления оксидов олова, то, поскольку температура олова в выходной части ванны расплава выше примерно на 50°С и составляет около 650°С,процессы восстановления оксидов олова идут интенсивнее, что повышает качествонижней поверхности ленты стекла.

3. Способ производства флоат-стекла, разработанный фирмой PPG – отличается узлом слива стекломассы из стекловаренной печи в ванну расплава. Этот способ предусматривает подачу стекломассы из печи в ванну расплава в виде горизонтального слоя на поверхность расплава металла на том же уровне, что и передаваемый слой. Использование данного способа позволяет вырабатывать ленту стекла без растекания в “лужу”, т.е. без нарушения ламинарности слоев подаваемой стекломассы, что обеспечивает получение стекла (как толстых, так и тонких номиналов) с высокими оптическими показателями. В процессе формования изделий при достаточно быстром их охлаждении в стекле возникают напряжения, неравномерно распределенные в изделии, что отрицательно сказывается на его механической прочности. Для снятия этих напряжений применяют дополнительную тепловую обработку — отжиг стекла, являющийся необходимой стадией технологического процесса.

Процесс отжига включает следующие стадии:

• нагрев (или охлаждение) изделия до температуры отжига — проводится с максимальной скоростью, не вызывающей разрушения стекла;
• выдержка при температуре отжига до практически полного удаления временных напряжений — температуру выдержки выбирают таким образом, чтобы предотвратить деформацию изделий, но при этом обеспечить достаточно высокую скорость релаксации напряжений;
• медленное охлаждение до нижней температуры отжига со скоростью, не допускающей возникновения новых напряжений;
• быстрое охлаждение со скоростью, ограничиваемой только термостойкостью изделия.

Затем следуют операции резки и упаковки стекла.

Гнутое стекло

На сегодняшний день существует несколько технологий гибки стекла:

– гибка и закалка; – горячая гибка; – холодная гибка; – гибка многослойного стекла.

Для однослойного стекла чаще всего применяется горячая гибка. После нагрева стекло изгибается до заданного радиуса на станции гибки. Системы изгиба обычно производят именно цилиндрические формы.

Технологически сложнее и дороже гнуть многослойное стекло. Это процесс, в котором сочетаются холодная и горячая гибка, а также ещё и ламинирование.

Гнутое закаленное стекло обладает превосходной механической прочностью и устойчивостью к перепадам температур.

Свойства флоат-стекла

Одной из важнейших характеристик бесцветного и особо прозрачного флоат-стекла является коэффициент направленного пропускания света. Чем больше значение этого коэффициента, тем большей степенью прозрачности обладает стекло и тем меньше его цветовой оттенок. С увеличением толщины обычного бесцветного флоат-стекла коэффициент направленного пропускания света снижается, и более заметным становится зеленоватый или голубоватый оттенок стекла. В особо прозрачных стеклах этого нет: с увеличением толщины стекла коэффициент направленного пропускания света практически не меняется. Отличие между особо прозрачным и обычным бесцветным флоат-стеклом особенно заметно, если посмотреть в торец стекла: в бесцветном стекле наблюдается ярко выраженный цветовой оттенок, а в особо прозрачном стекле цветового оттенка практически нет. На значение коэффициента направленного пропускания света существенное влияние оказывает химический состав стекла, который в свою очередь зависит от состава сырьевых материалов. Поскольку крупные производители бесцветного термо-полированного стекла работают, как правило, на похожих составах и имеют хорошо отработанную технологию очистки сырья, стекла разных производителей имеют примерно одинаковые значения коэффициента направленного пропускания света, но могутиметь различные цветовые оттенки.

Цветное (окрашенное в массе) термо полированное стекло характеризуется способностью избирательного пропускания и поглощения света и солнечной энергии в различных областях спектра, что обусловлено его окраской. По сравнению с бесцветным стеклом цветные стекла всегда хуже пропускают и лучше поглощают свет, поэтому их часто называют “светозащитными”, “солнцезащитными”, “солнце регулирующими” и т.д.

С увеличением толщины цветного стекла его способность к пропусканию света значительно снижается, а поглощение, соответственно, увеличивается. Визуально это проявляется в том, что тонкие стекла имеют более светлый оттенок, толстые —более темный. Это необходимо учитывать в тех случаях, когда требуется цветовая однородность, например, при остеклении фасадов зданий. Кроме того, на цвет стекла существенное влияние оказывает химический состав стекла, который зависит, в частности, от количественного и качественного состава добавляемых красителей. Каждая фирма-производитель работает со своими составами, поэтому спектр выпускаемых в настоящее время цветных стекол весьма широк. Изменение состава стекла, которое может быть вызвано различными технологическими причинами, может привести к тому, что две партии цветного стекла одной и той же марки и толщины, изготовленные одним производителем, но в разное время, могут заметно отличаться по цвету.

Из-за высокого коэффициента поглощения света цветные стекла под действием солнечных лучей сильно нагреваются и поэтому имеют ограничения по применению в наружном остеклении

Практика показывает, что стекло, в котором оптические искажения не наблюдаются при просмотре экрана “зебра” под углом менее 50°, удовлетворяет практически все требования современного строительства. Количество допускаемых пороков внешнего вида зависит от конкретных целей применения и определяется потребителем. Здесь также стоит отметить, что по указанным показателям качество термо полированного стекла намного превышает качество тянутого стекла.

Основные методы производства стекла

Изготовление стекла представляет собой сложный технологический процесс, основанный на знании химических формул и требующий больших инвестиций. Классический способ базируется на плавке исходного сырья с добавлением усилителей, красителей, глушителей и обесцвечивателей. Полученную массу охлаждают, чтобы не было мелких кристаллов. Она должна объединиться в монолит.

На сегодняшний день листовое стекло является основным продуктом промышленности.

Метод Эмиля Фурко

Предполагает вертикальную машинную вытяжку материала. Стекло подвергается плавлению в стекловаренной печи, затем полученная жидкая стекломасса вытягивается с помощью прокатных валов, перемещается в шахту охлаждения и распределяется на куски. На заключительном этапе лист шлифуется и полируется. Толщина изделия зависит от скорости вытягивания. Этот способ получил название – «вытянутое стекло».

Флоат-метод

В переводе с английского языка означает «плавать, держаться на водной глади». Идея изготовления изделий из стекла таким способом господствовала еще в начале XX века. Однако развитие она получила в середине прошлого столетия, когда английская решила применить промышленный процесс на практике.

Флоат-метод заключается в том, что вязкая стеклянная масса после печи принимает горизонтальное положение. На плоском оборудовании она подается во флоат-ванную с расплавленным оловом и газовоздушной атмосферой. Материал плывет по поверхности, обретает форму и вбирает в себя микроскопические частицы олова. После чего стекломасса охлаждается и подвергается отжигу.

Полотно обретает гладкую поверхность. Его не нужно обрабатывать, полировать или шлифовать. Листовое стекло имеет:

• определенную стабильную толщину;
• высокое качество;
• хорошую светопропускную способность;
• отсутствие оптических дефектов;
• высокий уровень производительности.

Оно широко применяется в быту и в строительстве. Предметы, сделанные по флоат-методу, используются для оконных, облицовочных конструкций, витрин, зеркал, мебели, техники. Ассортимент товаров настолько велик, что неопытный потребитель может прийти в замешательство. На основе листового полотна делают армированное стекло с фигурными ячейками.

Вспомогательная обработка

Дополнительная обработка стекла предполагает нанесение лакокрасочного покрытия на ту сторону, которая не взаимодействовала с расплавленным оловом и не приобрела микроскопический оловянный слой. Определить качество поверхности стекла помогают специальное оборудование – оптический фильтр, ультрафиолетовая лампа. Способ определения оловянной стороны помогает окрашивать полотно полиуретановой эмалью, наносить определенные рисунки. Это открывает перспективы для нестандартных дизайнерских решений.
Сегодня многие предприниматели предпочитают заниматься вторичным бизнесом, который основан на переработке материала и на производстве определенных изделий. Это могут быть зеркала, сувениры из стекла, стеклопакеты, селективное стекло, элементы мебельной промышленности. Современные технологии, основанные на применении новейшего оборудования, позволяют получать из стекла разнообразную декоративную продукцию с необычными эксплуатационными качествами.

Производство стекла – прибыльное дело, имеющее много достоинств:

• востребованность;
• высокий уровень окупаемости затратных материалов;
• возможность изготовления широкого ассортимента товаров.

Немного истории

Первопроходцем в этой сфере был Генри Бессемер, английский инженер XIX века. Современная технология была изобретена в 50-е годы XX века его соотечественником, тоже инженером, сэром Аластером Пилкингтоном. Любопытно, что компания, работая в которой, сэр Аластер совершил свое великое открытие, называется Пилкингтон, хотя родственных связей с основателями у него не было. Компания эта, основанная в 1826 году, сейчас входит в состав NSG Group, но по-прежнему является одним из крупнейших производителей стекол для строительства и автомобилей.

Технология формовки

Следующим шагом требуется из расплава получить заготовку определённой формы. Чаще всего, это листовое стекло определённой толщины и линейного размера. Современная стекольная промышленность располагает двумя технологиями получения листовых стёкол:

1. Метод Фурко;
2. Флоат-метод.

Метод Фурко

Технология Фурко получила своё наименование в честь французского изобретателя, впервые внедрившего данный метод в производство в начале ХХ века. В основе данной технологии лежит метод постепенного вытягивания стекольного расплава из стекловаренной печи через специальные валики. В результате непрерывного проката стеклянной массы получалось длинное полотно. По мере вытягивания, расплав поступал в специальную камеру, где происходило его постепенное охлаждение методом обдува нагретым воздухом.

Затем остуженная стеклянная лента при помощи особых стеклорезных станков раскраивается на листы требуемого размера. Толщина стеклянного листа регулируется посредством перемены скорости вытягивания расплава из печи. Из-за особенности изготовления, подобное стекло получило наименование «тянутое». Производство стёкол методом Фурко, несмотря на технологическую отсталость, используется и в настоящее время. Правда, данная методика всё более уступает позиции в стекольной отрасли другой технологии — флоат-методу.

Флоат-метод

Производство листового стекла при помощи флоат-метода является более современным способом, чем технология вытягивания. Название данного метода происходит от английского слова «флоат», что означает «плавать». Изобретателем данной методики считается британская стекольная , впервые разработавшая и внедрившая в производство этот способ получения листовых стёкол. С момента изобретения флоат-методики прошло чуть более полувека, но на сегодняшний день она стала основной технологией, повсеместно потеснив способ вытягивания Фурко.

Особенностью данного метода является изготовление листового стекла путём формовки его на поверхности металлического расплава. Из плавильной печи жидкое стекло выливается в ванну, заполненную расплавленным оловом. Стеклянный расплав, будучи легче олова, растекается по его поверхности, постепенно, застывая. Это достигается тем, что температура плавления олова значительно ниже, чем у стекла — на поверхности жидкого олова образуется стеклянный лист. Толщина его определяется определённым объёмом влитого в ванну жидкого стекла, а конфигурация листа — формой самой ванны. Производство листового стекла флоат-методом на сегодня является основной технологией в стекольной отрасли не только в России, но и во всём мире.

Вспомогательная обработка

Повторная обработка изделия — покрытие лако-красочными средствами стороны стекла,на которую не воздействовало расплавленное олово и на которой отсутствует оловянный слой. Качество специальной стороны стекла определяется с помощью следующих приборов – оптического фильтра и ультрафиолетовой лампы. В наши дни, владельцы предприятий отдают предпочтение заниматься вторичному бизнесу —переработка вещества для определенных изделий: зеркал, сувениров, стеклопакетов, мебели и т.д.

Изготовление стекла – выгодное вложение в производство.

К плюсам можно отнести:

• постоянный спрос на продукцию;
• гарантированная окупаемость затратного сырья;
• выпуск большого ассортимента продукции.
• Специальная аппаратура для производства стекла
• Устройства для изготовления стекла
• аппаратура для подготовки сырья;
• механизм для смешивания шихты;
• стекловарительное оснащение;
• при расширенном производстве — аппараты для пескоструйной обработки и механизм для упаковки продукции.

1 этап. Подготовка сырья. Применяются высокотехнологичные машины. Транспортировка происходит с помощью конвейеров. Просеивание от вредных субстанций осуществляется массивными установками, в том числе и магнитными сепараторами: из песка изымаютя металлы, которые могут повлиять на качество изделия. Для измельчения используют дробилки.

2 этап. Подготовка шихты. Определение элементов зависит от свойств готовогй продукции. Здесь применяется особое оборудование. Максимально точные весы помогают правильно вычислить дозировку. Они измеряют необходимое количество кварцевого песка, соды, извести. Иногда добавляются и другие элемент для плотности, цвета, светоотражения стеклянного изделия. Все эти элементы помещаются в шихтосмеситель для их равномерного распределения по массе.

3 этап. Главный. Плавка стекла печах со специальными тепловыми и механическими режимами.

Воздействие на окружающую среду

Основное воздействие производства стекла на окружающую среду обусловлено процессами плавления, при которых в атмосферу выделяются различные газы. Например, сжигание топлива или природного газа и разложение сырья приводят к выбросу диоксида углерода.

Аналогичным образом, при разложении сульфатов в материалах партии образуется диоксид серы, который способствует подкислению. При разложении соединений азота высвобождаются оксиды азота, что способствует подкислению и образованию смога. Кроме того, при испарении из сырья и расплавленных компонентов в атмосферу выбрасываются тонны частиц.

Другие факторы, такие как выбросы летучих органических соединений и образование твердых отходов в процессе производства, также вызывают экологические проблемы.

Однако переработанное стекло может решить многие из этих проблем. Его можно переработать несколько раз без значительной потери качества. Каждые 1000 тонн переработанного стекла могут привести к сокращению выбросов углекислого газа на 300 тонн и экономии энергии на 345 000 кВтч.

В меньшем масштабе переработка одной стеклянной бутылки может сэкономить достаточно энергии для питания 20-ваттной светодиодной лампы в течение часа.

Несмотря на то, что обе технологии производства значительно улучшились с точки зрения эффективности, дальнейшее сокращение выбросов частиц пыли, двуокиси углерода и двуокиси серы по-прежнему является основной экологической задачей при производстве листового стекла.

Что такое флоат стекло и каковы его особенности?

Пластиковые окна или иначе стеклопакеты сегодня имеют большую популярность. Они не требуют особого ухода, достаточно красивы и сохраняют свою привлекательность на протяжении длительного времени. Но вот стекла, используемые в конструкции того или иного стеклопакета могут производиться различными способами.

Один из самых распространенных видов стекла, используемых в конструкции стеклопакетов — флоат-стекло. Это стекло, полученное флоат-методом. В чем заключается его суть? Главным образом, в том, что еще горячее стекло пропускается через флоат-ванну, в которой находится слой расплавленного олова, а затем охлаждается. Стекло, полученное таким способом, имеет практически идеально гладкую поверхность, на которой практически нет физических дефектов. Флоат-стекло также не имеет никаких серьезных оптических дефектов. Кроме того, некоторые свойства флоат-стеклу можно придать еще на стадии его изготовления, что является безусловным преимуществом его перед другими. Именно поэтому его чаще других применяют для изготовления стеклопакетов. Перед тем, как собрать стеклопакет, флоат-стекло полируют. Готовые стеклопакеты с ним обладают превосходной светопропускной способностью, они пропускают до 90% света.

Необходимо отметить, что стеклопакеты, изготовленные из флоат-стекла, обладают и достаточно высокой прочностью. Недаром их довольно часто используют дял остекления витрин, позволяющих рассматривать товар без оптических искажений. Также флоат-стекло используется при изготовлении защитных пластиковых окон, которые отличаются повышенной прочностью. Неудивительно, что в настоящее время практически каждый стеклопакет изготавливается из флоат-стекла, то есть из сплава стекла и олова. Уже после выплавки на стекло наносятся различные пленки и покрытия, которые придают стеклу определенные свойства, такие как теплосбережение, энергосбережение, герметичность, защитные функции и многие другие. В отличие от обычного стеклопакета, стеклопакет из флоат-стекла более прочен. Такие стеклопакеты при разрушении либо совсем не рассыпаются мелкими осколками,они остаются на специальной пленке, которой покрывается стекло, либо рассыпаются на осколки, но осколки эти имеют неострые края, порезаться которыми практически невозможно. Но разбить закаленное флоат-стекло практически не возможно, поэтому тем, кто отдал ему предпочтение, столкнуться с подобными неприятностями не придется.

Флоат-стекло способно выдержать удар мягкого тела, весом в 45 кг, которое бросили с высоты 1200м. Толщина флоат-стекла в стеклопакетах, как правило, равняется 4 мм. Такое стекло очень сложно поцарапать или деформировать иным способом, что делает его привлекательным для изготовления окон, устанавливаемых вблизи веток деревьев, которые в случае ветра могут задеть стекло. На обычном стекле в такой ситуации сразу же появятся царапины, которые не только существенно испортят внешний вид окна, но и могут стать причиной появления трещин в стекле.

Особенности и характеристики флоат-стекла

Это стекло имеет не только светопропускную способность на уровне 88-90%, но и высокую прочность (на сжатие, изгиб и растяжение) при значительных габаритах листов. Хотя толщина изделия мало влияет на его светопропускную способность, она зависит от изменения этого размера. При увеличении толщины листов флоат-стекла изделия приобретают зеленоватый оттенок, и у них снижается коэффициент направленного светопропускания. Чтобы избежать этого эффекта, рекомендуется выбирать особо прозрачные термополированные стекла, у которых при увеличении толщины практически не снижается коэффициент светопропускания.
Это стекло имеет низкий уровень светоотражения и хорошо пропускает солнечную энергию. Оно используется как в чистом виде для изготовления различных изделий и конструкций, так и подвергается технологической обработке:

• закаливанию;
• склеиванию с применением полимерных пленок;
• окрашиванию в массе.

Флоат-стекло – отличная основа для нанесения на него разных покрытий. Высокая степень адгезии с поверхностью позволяет наносить на нее невидимые глазу металлизированные покрытия, а также изображения.

Применениефлоат-стекла

Флоат-стекло — основной светопрозрачный материал, применяемый в строительстве. Оно может использоваться в качестве готового продукта для непосредственного остекления различных строительных конструкций. Однако повышение в последние годы требований к комфорту и безопасности привело к тому, что более 70%производимого в настоящее время термо полированного стекла направляется на дальнейшую переработку: нанесение покрытий, закалку, изготовление многослойных стекол, стеклопакетов и т.п.

Выбор вида термополированного стекла (бесцветное, особо прозрачное, цветное)определяется конкретной целью его применения. Бесцветное стекло применяется для остекления различных светопрозрачных конструкций, к которым не предъявляется особых требований к пропусканию света.

Изготовление специальных видов стекольной продукции

Производство стекла не исчерпывается прямоугольными листами. Современная стекольная промышленность поставляет на рынок большой ассортимент стеклянных изделий, используемых в самых разных отраслях народного хозяйства и в повседневном быту.

• Автомобильные стёкла. Главное требование к внешнему остеклению автомобиля — прочность стекла и отсутствие опасности разлёта осколков при ДТП. Поэтому, производство авто стёкол осуществляется в два этапа: отливка двух одинаковых стеклянных заготовок, и склеивание их между собой при помощи особой плёнки. В результате получается многослойная конструкция, скреплённая между собой клейкой лентой. При аварии осколки разбитых автомобильных окон остаются висеть на внутренней плёнке, и опасность пораниться разбитым стеклом сводится к минимуму.
• Стеклотара. Производство стеклотары — банок, бутылок и прочих ёмкостей, — позволяет обеспечить необходимой посудой целый ряд отраслей хозяйства, прежде всего, пищевую и фармацевтическую. Процедура изготовления сводится к следующим этапам: получение стеклянного расплава; отливка ёмкостей определённой формы и объёма; закалка полученной продукции.
• Армированное стекло. Производство армированного стекла включает в себя одновременную формовку листа с внедрением в него усиливающей металлической или полимерной сетки. Это придаёт листу большую механическую прочность и сопротивляемость ударным нагрузкам, напряжениям на изгиб и излом.
• Стеклянное оптиковолокно. В последнее время всё большие темпы набирает производство оптического стеклянного волокна. Оно применяется в различных сферах электротехники и волоконной оптике для передачи видео изображения. Оптиковолокно состоит из ряда прозрачных стеклянных нитей, формируемых в пучки кабеля. Сварка передающих нитей стекла производится с помощью особого оборудования.
• Цветное стекло. Производство колерованных стёкол известна уже не одну сотню лет. Необходимый окрас стекольному расплаву придают при помощи различных добавок. Чаще всего в их качестве выступают марганец, кобальт и другие металлы, способные вступать в химическую реакцию с основными стекольными ингредиентами.

Как видим, современная стекольная отрасль — высокотехнологичное производство, выпускающее десятки разновидностей продукции. Благодаря научно-техническому прогрессу, на мировой рынок регулярно поступают новейшие сорта и виды стёкол, обладающие улучшенными физическими и химическими характеристиками, и предназначенные для использования в самых разных отраслях.

Где купить флоат-стекло оптом? Стоимость и доставка

Если вы не знаете где купить флоат-стекло оптом – обратитесь к нам. Мы предлагаем только качественные стекла из Европы по привлекательным ценам. Наша компания предлагает широкий ассортимент стекол, а также базовое флоат-стекло, стоимость формируется исходя из количества заказанного товара, частоты заказов в месяц или наличия статуса «постоянный клиент». Не забудьте сообщить менеджеру адрес для доставки товара для составления коммерческого предложения. Мы сообщим вам стоимость, время и условия доставки.

Описание способа производства

Вертикальное вытягивание стекла (ВВС) — это устаревшая группа метод овформования листового стекла, суть которых состоит в том, что из выработочной части стекловаренной печи вязкая стекломасса, интенсивно охлаждаемая при помощи холодильников, постепенно оттягивается специальными машинами в виде непрерывной ленты. По виду узла формования различают “лодочное” и “безлодочное” вытягивание. При лодочном способе вертикального вытягивания стекла (ЛВВС) используется специальное формообразующее тело — “лодочка”, представляющая собой прямоугольный брус из огнеупорного материала, имеющий сквозной продольный вырез— щель. При принудительном погружении лодочки в стекломассу последняя выдавливается над ней в виде луковицы, из которой непрерывно оттягивается лента стекла при помощи системы вращающихся валков вытяжной машины (валки взаимодействуют уже с затвердевшей лентой). Для интенсификации охлаждения и твердения ленты по обе стороны от нее устанавливают водяные холодильники. Недостатком данного способа является невысокое качество поверхности ленты стекла, обусловленное образованием продольной по лосности, зависящей от состояния щели лодочки.

Без лодочное вертикальное вытягивание стекла (БВВС) осуществляется непосредственно со свободной поверхности стекломассы в результате оптимального регулирования ее вязкости (с целью образования луковицы) путем экранирования узла формования (зеркала стекла) оградительными устройствами и водяными холодильниками. Для формования и удерживания бортов ленты по ее краям устанавливают бортоформующие ролики принудительного вращения, а в остальном процесс аналогичен лодочному вытягиванию. Этот способ обеспечивает более высокое качество поверхности ленты стекла, чем метод ЛВВС, однако неоднородность химического состава стекломассы и колебания температуры по поверхности вытягиваемой ленты часто приводят к большим оптическим искажениям в стекле. Методом вертикального вытягивания изготавливают бесцветное и цветное(окрашенное в массе) стекло. Обычная толщина тянутого стекла — от 2 до 12 мм, однако в строительстве рекомендуется применять стекло толщиной не менее 3 мм.

Тянутое листовое стекло

Идея вытягивания плоского стекла из расплава в вертикальном направлении принадлежит английскому инженеру Уильяму Кларку, оформившему патент в 1857 году. Недостаток технологии Кларка заключался в сужении стеклянной ленты при ее вытягивании. Для преодоления сужения стекла были разработаны две технологии производства, получившие названия «безлодочная» (создана в 1871 г. бельгийским инженером Вэллином) и «лодочная» (создана в 1905 г. Эмилем Фурко, инженером-изобретателем из Бельгии).

Вытягивание стекла по «безлодочному» методу ведется из расплава стеклянной массы путем регулирования степени вязкости, обеспечивающего формирование луковицы. Полученная в процессе стеклянная лента ограждалась с обеих сторон и охлаждалась благодаря водяным радиаторам. Чтобы создать края и удержать ленту на производственной линии, по ее краям выставлены ролики с принудительным вращением. Стеклянное полотно, производимое «безлодочным» методом, характеризуется поверхностями достаточно высокого качества, но перепады температур в процессе вытягивания и отсутствие однородности в химическом составе расплава серьезно снижают его оптические свойства.

«Лодочная» технология получила название в честь приспособления, формирующего стеклянное полотно – выполненного из огнеупорных материалов бруса прямоугольной формы, вдоль которого по центру выполнен сквозной вырез. «Лодочка» погружается в расплавленную стеклянную массу и при подъеме вверх через вырез продавливается расплав, образовывая луковицу. После отверждения она захватывается валками тянется между размещенными по обеим сторонам водяными радиаторами, при этом боковые удерживающие ролики вращаются синхронно с проходящим между ними стеклянным полотном. Качество поверхностей листового стекла при этом невысоко – в центре полотна часто образуется полоса, размеры и глубина которой зависят от состояния выреза в «лодочке».

Оба метода вертикального вытягивания стекла используются и сегодня, при производстве окрашенного в массе и бесцветного стекол толщиной 2-12 мм. Их используют для остекления проемов в технических помещениях (чаще всего – в тепличных хозяйствах).

Свойства тянутого стекла

Как и для термополированного стекла, основными показателями, характеризующими качество тянутого стекла, являются коэффициент направленного пропускания света, оптические искажения и пороки внешнего вида.

Значение коэффициента направленного пропускания света бесцветного тянутого стекла, как правило, на 1-2% меньше, чем у бесцветного термо полированнонного стекла той же толщины. Это объясняется тем, что при производстве тянутого стекла обычно используют сырьевые материалы низкого качества (с большим содержанием примесей). Однако при необходимости можно изготовить тянутое стекло с оптическими характеристиками, аналогичными характеристикам бесцветного иособо прозрачного флоат-стекла.

По оптическим искажениям тянутое стекло значительно уступает термополированному. По этому показателю наилучшим считается тянутое стекло, в котором оптические искажения не наблюдаются при просмотре экрана “кирпичная стена” под углом 45°.Количество пороков внешнего вида в тянутом стекле обычно больше, чем в термополированном, однако при производстве некоторых видов декоративных стекол это считается скорее достоинством, чем недостатком.

Важными характеристиками термополированного стекла являются оптические искажения и пороки внешнего вида (дефекты стекла).Наличие этих дефектов обусловлено технологией производства, поэтому их присутствие в стекле допускается, но строго регламентируется в количественном отношении национальными и международными стандартами, техническими условиями и стандартами фирм.

Термополированное стекло

Первым эксперименты по созданию наплывного (англ. float) стекла занимался в 1843 году английский инженер Генри Бессемер. Предложенная им технология – напуск стеклянного расплава по горизонтальной поверхности из жидкого олова – была оценена в те годы, как слишком дорогая и энергоемкая, поэтому в «производство» не пошла.

Открытие одного из современных методов выпуска флоат-стекла совершила компания Pilkington, кстати, сохраняющая лидирующие позиции в стекольной индустрии мира по сей день. Бурное развитие автомобильной промышленности в США и Европе установило высокий спрос на листовое стекло с минимальными оптическими искажениями и прочими дефектами – к примеру, заводы Форда скупали качественную продукцию стеклодувов несмотря на высокие цены.

В попытках следовать устойчивому спросу английский производитель внедрил в 1923 году на своих заводах технологию прокатного стекла – расплав выливался на стол и выравнивался роликами с асбестовым покрытием, затем листы подвергались тщательной шлифовке и полировке. В 1935 году Пилкингтон, совместно с автокомпанией Ford, открывает конвейер по выпуску прокатного стекла с автоматизированной двусторонней шлифовкой стекольной полосы на фабрике в Донкастере (Англия). Отличные оптические качества и прозрачность обеспечивали сбыт стеклопроката несмотря на значительные расценки – производство было очень энергоемким и дорогостоящим из-за 15-20% отхода.

Технологию флоат-стекла, частично базирующуюся на разработках Бессемера, разработал в 1952 году Аластар Пилкингтон, член семьи, владеющей одноименными стекольными фабриками в Великобритании. Получив на экспериментальных установках в 1953-1955 годах листы стекла шириной 300 и 760 мм, компания решается на потенциально убыточный проект – создание линии по производству флоат-стекла шириной 2540 мм. Неудачи с новым проектом, запущенным весной 1957 года, преследовали Пилкингтонов многие месяцы – конкуренты обещали флоат-стеклу 100% провал. Но в январе 1959 года представители английского стекольного концерна объявили об успехе своего проекта и начале выпуска float-glass в промышленных объемах.

Применение тянутого стекла

В современном строительстве существует два основных направления использования тянутого стекла:

• остекление объектов, к которым не предъявляются высокие требования по оптическим искажениям. Это могут быть либо объекты хозяйственного назначения (склады, теплицы и т.д.), либо окнав жилых зданиях. Для этих целей применяется бесцветное тянутое стекло массового производства;
• декоративное оформление зданий и интерьеров (окна, двери, перегородки и т.п.). Для этих целей используют различные виды цветных или бесцветных стекол, специально изготавливаемых в небольших количествах.

• для усиления декоративного эффектатянутое стекло может подвергаться дополнительной обработке: нанесению некоторых видов покрытий, различным видам декорирования и т.п.

• в некоторых случаях, в целях повышения безопасности, тепло- и звукоизоляции остекления тянутое стекло может быть упрочнено или использоваться в составе многослойных стекол и стеклопакетов, однако это не рекомендуется, так как приводит к значительному увеличению оптических искажений изделий.