Флоатната технология

В сърцето на световната стъкларска промишленост е флоатния процес - изобретен от сър Алистър Пилкингтън през 1952 г. Чрез тази технология се произвежда прозрачно стъкло, цветно стъкло и стъкла с покритие за строителната промишленост, както и прозрачно и оцветено стъкло за превозни средства. По флоатната технология първоначално можело да се произвежда само стъкло дебело 6мм, сега може да се произвежда стъкло с дебелина от 0, 4 мм до 25 мм.

При флоатната технология разтопено стъкло с температура около 1000 °С, се излива непрекъснато от пещ върху плитка вана с разтопен калай. Стъклото започва да плува върху калая и образува равна повърхност. Дебелината се контролира от скоростта, с която стъклото излиза от ваната. След контролирано охлаждане стъклото излиза като полиран продукт с почти успоредни повърхности.
 

Един завод за флоатно стъкло работи нон-стоп в продължение на между 10-15 години и произвежда около 6000 км от стъкло годишно в дебелини от 0,4 мм до 25 мм и ширина около 3 метра. Флоатния процес е лицензирана на повече от 40 производители в 30 страни. В световен мащаб около 370 флоатни линии са в експлоатация, в процес на изграждане или са планирани за изграждане, с комбинирана мощност от около 970 000 тона стъкло на седмица.

Процесът за плоско флатно стъкло е най-разпространеният метод за производство на плоско стъкло в света. Този процес основно включва - топене на силикат (пясък), вар и сода в пещ и изливането на тези съставки върху голяма вано с разтопен калай. Тази смес бавно се втвърдява върху разтопения калай, и докато влиза в охлаждащата пещ, в която пътува върху ролки при контролиран процес на охлаждане. От този момент стъклото се появява в една непрекъсната лента, след което се нарязва и обработват допълнително според нуждите на клиентите.

Основи на производството на стъкло

Флоатното стъкло се произвежда чрез процес на топене, при който рециклирано стъкло, кварцов пясък, вар, и сода се разтапят в пещ и се изливат върху легло от разтопен калай. Разтопената маса се втвърдява бавно, докато преминава върху леглото на разтопен калай. Охлаждането също така позволява на стъклото да достигне по-стабилно състояние с по-висока плътност и по-висок индекс на пречупване.

Оцветените стъкла се произвеждат чрез добавяне на оцветители, по време на процеса на топене. Често срещаните цветове са сиво, зелено, бронз и синьо. Цветните стъкла не само осигуряват естетически алтернативи на прозрачното стъкло, но цветните стъкла придават на материала и различни свойства, включително трансмиция на топлина и светлина (и / или отражение), ултравиолетова трансмиция и изолационни свойства.

Светлоотразителните стъкла също са на разположение за приложения, където светлопропускателна способност на стъклото е важен фактор при проектирането. Тези стъкла имат метално покритие, който се поставя по време на производството.
 

Типичната дебелина на стъклото варира от 2 мм до 19 мм за търговските приложения.

Стъпки в производството на флоатно стъкло

Този научно обоснован процес се извършва в поредица от етапи по линията за флоатно стъкло, която може да бъде дълга почти половин километър. Суровините влизат в единия край, а от другата страна илизат плочи от стъкло изрязани по точна спецификация. Темповете на производство достигат 7000 тона седмично. Между началото и края на производството са шест етапа.

• Етап 1: Топене и рафиниране

Финно раздробени съставки, стриктно контролирани за качество си, се смесват, за да се направи партида, която се влива върху разтопеното стъкло при 1500 ° С в пеща.

Днес стъклото се произвежда с отлични оптични качества. Няколко процеса - топене, рафиниране, хомогенизиране - протичат едновременно в 2000 тонната маса от разтопено стъкло в пещта. Те протичат в отделни зони подпомагани от високите температури в пеща. Процеса на топене може да трае до 50 часа, като на края стъклото излиза с температура от около 1100 ° С, без мехурчета и примеси, гладко и непрекъснато към флоатната вана. Процесът на топене е от ключово значение за качеството на стъклото. Състава може да бъде променен, за да се променят свойствата на крайния продукт.

• Етап 2: Флоатна вана

Стъклото излиза от пеща и започва да плава по повърхността на разтопен калай, в началото стъклото е 1100 ° С, а в края то напуска флоатната вана като солидна маса с температура 600 ºС.

Принципът на флоатното стъкло е непроменен от 1950-те, но продуктът се е променил драстично. Съвременните флоатни процеси вече могат да произвеждат дебелини от под-мм до 25 мм, да се премахнат всички примеси и мехурчета , и да се произведе продукт с отлични оптични характеристики.

• Етап 3: Нанасяне на покритие

Съвременните покрития имат положителен ефект в областта на оптичните свойства на стъклото, тези покрития могат да бъдат нанесени още на линията за производство на стъкло в зоната за охлаждане.

Нанасянето на покрития на линията за производство на стъкло е най-значителният напредък в процеса за производство на флоатно стъкло. Този процес може да се използва, за да се нанесат различни покрития с дебелина по-малка от един микрон, покритието може да отразява видимите и инфрачервените лъчи. Множество покрития могат да бъдат депозирани за няколко секунди, това покритие е по-трайно в сравнение с други технологии за нанасяне на покритие.

• Етап 4: Охлаждане

Въпреки спокойствието, с което се формира флоатното стъкло значително напрежение се образува докато то се охлажда.

Твърде много напрежение и стъклото може да се счупи при рязането. Напрежението се показва при илагането на стъклото на поляризирана светлина. За да се облекчат тези натоварвания, стъклото се подлага на топлинна обработка в дълга пещ, известна като охлаждаща камера. Температурите се контролират, както по дължината така и по ширината на стъклото.

• Етап 5: Инспекция

Флоатния процес е известен с производството на идеално плоско стъкло без никакви проблеми. Но за да се гарантира идеалното качество стъклото се инспектира по време на всичките етапи от производството.

Понякога мехурчета не се премахват при рафинирането, зрънце пясък отказват да се стопи, трепване в разтопения калай образува вълничка в стъклото. Автоматизираната инспекция прави две неща. Тя разкрива процесни грешки нагоре по веригата, които могат да бъдат коригирани. И дава възможност на компютрите надолу по веригата да насочат рязането около недостатъци. Недостатъците предполагат некачествено стъкло, а клиентите постоянно желаят най-високо качество. Съвременните технологии за инспекция позволявар повече от 100 милиона измервания в секунда, което позволява намирането на недостатъци, които невъоръжено око не би видяло.

• Етап 6: Рязане

Диамантени режещи дискове премахват краищата на стъклото и го нарязват по размери.

Ключови характеристики на крайния продукт

• Висока степен на пропускливост на светлина.

• Способност да се произвежда в различни цветове.

• Способност да се произвежда в гама на непрозрачности.

• Добра химическа инертност.

Приложения

• Строителна индустрия

Флоатното стъкло се използва за жилищно остъкляване. Стъкло се използва за прозорци по естетически и функционални причини, то позволява на обитателите да виждат навън и в същото време позволява на светлината да влиза в помещението.

• Остъкляване

Флоатното стъкло става все по популярно в различни строителни приложения, тъй като позволява на обитателите на сградите са получат впечатлението, че са навън и в същото време да бъдат защитени от природните елементите (с изключение на слънцето).

Стъкло също играе голяма роля в сгради, в които то предоставя едина атрактивна и лесна за поддържане външната фасада. Трябва да се отбележи, че повечето стъкла използвано за това приложение са обект на топлинна обработка преди употреба - закаляване.

• Витрини

Благодарение на прозрачността си, твърдостта си и лекотата на почистване, стъкло често се използва за витрини в търговиски обекти. Въпреки това, много от тези приложения се заменят от закалено или ламинирано стъкло, поради по високата си здравина и безопасност.

Орнаментни стъкла

Орнаментните стъкла се произвеждат по технология близка на тази за производство на флоатно стъкло разликата е, че стъклото минава през валци и орнамента се нанася върху стъклото посредством натиск.

Различните орнаменти се произвеждат чрез промяна на един от валците. Повечето орнаментни стъкла могат да се закаляват и режат по същия начин както стандартно флоат стъкло. Също повечето модели могат да бъдат ламиниран и ползвани в стъклопакети остъклени.