Плавление стекла

Стекло играет особую роль как в промышленности, так и в повседневной жизни. В зависимости от химического состава стекло может быть использовано, как для создания украшения, так и для скальпелей в нейрохирургии, для изготовления различных приборов и даже в космической отрасли.

Плавление стекла в промышленности

Для производства стекла первым этапом готовят сырые материалы, которые смешивают в определенных пропорциях для получения однородной шихты. Данную смесь варят в стекловаренных печах до получения жидко однородной стекломассы.

Шихта плавится в печи при определенной температуре, которая зависит от химического состава. Нужная температура достигается с помощью топливных или газовых горелок. Высокая температура поддерживается несколько часов, чтобы стекломасса очистилась от пузырьков воздуха.

Ученые проводят исследования для выяснения температуры плавления разного вида стекла. Они заносят свои результаты в таблицы в зависимости от химического состава соединений, а также работают над увеличением прочности и изменением свойств, присущих стеклу.

Флоат – это метод, который используется в промышленности для производства стекла, изобрел Пилкингтон еще в 1959 году. Стекло из печи плавления поступает в прямоугольную ванну с расплавленным оловом, где его охлаждают, а затем отправляют на отжиг.

В промышленности используются стеклоплавильные печи, которые поддерживают температуру на уровне 1600 градусов Цельсия. Но это не всегда оправдано, так как многие виды стекла требуют температуру около 1000 градусов Цельсия. Соответственно поддержание меньшей температуры приведет к использованию меньшего количества топлива и удешевлению производства в целом.

Промышленное оборудование для плавления стекла

Самый важный моментдля варки стекла – это выбор печи для производства стекла.

Есть два вида классификации стекла и стекловаренных печей. В первом случае печи разделяются на горшковые и ванные. Во второй классификации вид печи зависит от способа нагревания. В этом случае различают пламенные, электрические и газоэлектрические агрегаты.

Горшковые печи чаще всего используются для малых объемов производства или для изготовления специальных оптических и светотехнических стекол.

Ванные печи – это большие резервуары с расплавленным оловом, по которому идеально ровно растекается стекло. Олово помогает постепенно охлаждать стекло от 1600 0С до 600 0С, что позволяет избежать внутренних напряжений и не ухудшить прочность готовой продукции.

Пламенные печи – наименее эффективные, КПД  примерно 25-30%, плавка осуществляется посредством сжигания топлива. Энергия нагревания тратится не только на шихту, но и на котел.

Самый большой КПД у электрических печей (50-60%).

Эти агрегаты бывают:

  • дуговые;
  • прямого и косвенного сопротивления;
  • индукционные.

У электрических печей есть значительный минус, они напрямую зависят от надежного дешевого источника электроэнергии.

Газоэлектрические печи - это симбиоз первых двух видов. Плавка осуществляется путем сжигания газообразного топлива, а высокая температура поддерживается за счет прямого сопротивления.

Производители и поставщики оборудование для плавления стекла

Среди отечественных производителей можно выделить ЗАО НПЦ «Стекло-Газ». Предприятие производит электрические печи разной мощности в зависимости от вида стекла и целей производства.

ООО «КАМА ДАТ» производят как промышленные печи, так и специализированные. Среди товаров предприятия есть стеклоплавильные и стекловаренные печи, а также печи для фьюзинга.

ООО «Стеклотерм» – занимается полным циклом оснащения оборудованием на производстве, от проектирования до монтажа. Основной вид печей, которые предлагает предприятие – это электрические.

Если говорить о зарубежных поставщиках, довольно глубокую нишу занимают китайские производители, они специализируются на производстве всех видов печей. Можно отметить оборудование из Германии, Франции, Испании, Индии и США.

Особенности плавление стекломассы в домашних условиях

В домашних условиях можно плавить стекло, но, как и в любом ремесле, необходимо специальное оборудование и соблюдение техники безопасности. Для плавления стекла нужно строго выдерживать температурный режим и временные интервалы, так как при несоблюдении временной выдержки или повышении температуры даже на несколько градусов, результат может быть совсем другой.

Для спайки элементов можно использовать газовую горелку. Для полноценной работы со стеклом необходимо приобрести специальную печь с температурным режимом до 1000 0С. Для создания новых изделий подходят стеклянные бутылки, парфюмерные флаконы, и другие часто используемые в быту стеклоизделия. Для качественного результата необходимо тщательно очистить материал от этикеток и других посторонних элементов. Допускается расплавка стекла с краской, но следует учитывать, что эта краска скажется на конечном результате.

В домашних условиях чаще всего применяют технику фьюзинг. Данный вид не требует четкого контура, скорее помогает создать акварельный результат. Техника подходит для изготовления украшений и других небольших творческих изделий.

Плавление стекла в домашних условиях сопряжено с рядом трудностей, среди которых расчет температуры плавления разных материалов и четкая выдержка заданного режима и времени.

Температура плавления стекла в градусах

Для стекла из-за его аморфных свойств довольно сложно выделить одну температуру плавления. Обычно этот показатель находится в пределах от 750 до 2500 0С.

Приблизительная температура для перехода бутылочного стекла в жидкое состояние 1200-1400 0С, для кварцевого стекла около 1665 0С. Ампульное стекло плавится при 1550-1800 0С, а жидкое стекло – при 1088 градусов Цельсия. Существует также оргстекло температура, плавления которого 160 0С, из-за его химического состава его нельзя в полной мере отнести к стеклу.