О проекте ХайВей

Публикуйте на ХайВей свои статьи, фото, видео.

Получайте рецензии и комментарии от сообщества ХайВей на свои публикации.

Зарабатывайте деньги на публикациях.

Общайтесь с интересными людьми.

 

Общество  16 декабря 2008 04:11:19

Прозрачно о стекле

Николай СУХОМЛИН, главный редактор
Информационно-аналитический журнал «Beer Business» (Москва) 


"Стекло занимает промежуточное место между жидкими и кристаллическими веществами. Оно не плавится при нагревании подобно кристаллических веществам, а размягчается, последовательно переходя из твердого состояния в пластическое, а затем в жидкое. Отсутствие структурных элементов симметрии дальнего порядка и связанная с этим изотропность приближает его к жидкостям".

"Экспериментальная и техническая петрология"

Прозрачно о стекле
На заре человечества было известно только природное, так называемое "вулканическое" стекло - обсидиан. Из него изготавливались различного рода колющие и режущие орудия. Искусственное стекло, по современной версии, было изобретено случайно, появилось в виде побочного продукта. Глиняные изделия в древности обжигали в обычных песчаных ямах, в качестве топлива часто использовались солома или тростник. Зола соломы, то есть щелочь, в смеси с песком дает при высокой температуре стекловидную массу. Стекло в виде побочного продукта могли получить и древние кузнецы - в процессе кустарной выплавки меди. 

Прозрачно о стекле
В свою очередь, древнеримский историк Плиний-старший, живший в 79-23 году до нашей эры, утверждал, что секрет получения искусственного стекла открыли в незапамятные времена финикийские морские купцы. По его словам, приготавливая пищу на временных стоянках, финикийцы разводили на морском песке костры, подпирая горшки с едой кусками извести. Как люди наблюдательные, они заметили образующуюся при этом стекломассу, а как бизнесмены, обладающие коммерческой жилкой, использовали идею производства нового вещества для получения прибыли. 
Прозрачно о стекле
Первое стекло было непрозрачным. Чтобы скрыть многочисленные внутренние дефекты, стеклянные изделия окрашивались "под камень". Изначально из искусственного стекла изготавливали только украшения, считавшиеся предметом роскоши. Прозрачное стекло появилось много позже и стоило несравненно дороже. 
Секретом производства полых изделий из стекла (вазы и бутыли) первыми овладели 16 веке до нашей эры египтяне. Мастера обмакивали форму, сделанную из спрессованного песка, в расплавленное стекло. Там она поворачивалась таким образом, чтобы полужидкое стекло обтекло, "облепило" песочную заготовку. После этого заготовку вытаскивали. Когда она остывала, из нее удаляли песок и производили окончательную обработку полученного стеклянного сосуда. Стеклянные емкости, изготовленные таким способом, получались толстостенными, кривобокими, с пузырями в полупрозрачных стенках. 
Прозрачно о стекле
Переворот в стеклоделии произошел после открытия технологии выдувания стекла. По свидетельству археологов и историков, это произошло в период между 27 годом до нашей эры и 14 годом нашей эры. Честь открытия новой технологии приписывается сирийским мастерам, жившим в районе Вавилона. Для выдува стекла они приспособили тонкую металлическую трубку (внешне она с тех пор почти не изменилась). Новый метод позволил производить относительно качественные (но все еще дорогостоящие) бутылки в больших количествах. После этого две тысячи лет стеклянные бутылки использовались в качестве тары для всех возможных типов жидкостей. 
Общемировой перелом в области себестоимости стеклоизделий произошел только в конце XIX века, когда мировая стекольная промышленность из стадии мануфактуры переросла в стадию машинной индустрии. Использование новых технологий позволило глобально расширить ассортимент продукции и, одновременно, резко снизить ее стоимость. C тех пор и до настоящего времени бутылка является одним из наиболее массовых видов продукции стекольного производства. 

Сырьевые материалы для производства стекла 

Прозрачно о стекле
Исходным сырьем для производства стекла служат кварцевый песок, сода, известь, поташ, нефелин или полевой шпат, сульфат, а также некоторые промышленные отходы: доменные шлаки, кварцсодержащие материалы, тетраборат кальция, стеклобой и т.д. 
Большинство распространенных видов стекол содержат от 60 до 80% песка (по отношению к общей массе). Этот материал образует основу стекла. Стеклообразующий песок (кварц) является наиболее распространенной формой кремнезема. Более всего он походит на песок с морского пляжа, из которого удалены примеси. 
Непосредственно процесс производства стекла начинается с тщательной обработки сырья: дробления и помола крупных фракций, сушки влажных материалов и просеивания всех компонентов через сита заданного размера. 
Прозрачно о стекле
Очистка исходных материалов играет большое значение. Из состава минерального сырья стараются исключить все посторонние примеси (оксиды железа, хрома, титана, марганца, ванадия), которые могут снизить качество стекломассы, образовать посторонние включения или вызвать нежелательное изменение окраски. Также в шихту могут добавляться различные вспомогательные материалы, обеспечивающие удаление газовых пузырьков ("осветлители"), придающие стеклу нужный цвет (кобальт - синий, хром - зеленый, марганец - фиолетовый, железо - зеленовато-голубой, сернистое железо, уголь - коричневый) или, к примеру, делающие стекло непрозрачным (так называемые "глушители"). К слову сказать, поскольку точной химической формулы стекла не существует, состав этого вещества условно записывают, как сумму различных оксидов, каждый из которых придает стеклу определенные свойства. 
Прозрачно о стекле
Произвольные отклонения от требуемого состава и пропорций, как правило, снижают качество производимого стекла. В частности, может измениться химическая стойкость стекла. 
При неизбежной обработке оборотной стеклотары нагретым щелочным раствором, поверхность такой бутылки покроется налетом нерастворимых солей, что существенно ухудшит ее товарный вид. 
В процесс приготовления шихты входит дозирование и тщательное перемешивание всех составляющих. После того как исходные материалы перемешаны друг с другом в требуемых соотношениях, приступают к их плавке (стекловарению). 
Если главными компонентами шихты являются оксиды Na2O, CaO и SiO2, стекло называется натриево-кальциево-силикатным. По словам специалистов, подавляющая часть производимого сегодня стекла (около девяти десятых) является именно натриево-кальциево-силикатным. 

Варка стекла 

Прозрачно о стекле
В древние времена для варки стекла использовались глиняные горшки в 5-7 сантиметров диаметром и такой же глубины. Сегодня с той же целью используются шамотные горшки, вмещающие от 200 до 1400 килограммов шихты. Обычно в горшковой печи может помещаться от 6 до 20 горшков. Такие печи относятся к оборудованию периодического действия. 
Для варки больших масс стекла используются ванные печи непрерывного действия, постоянно выдающие продукцию. Благодаря тому, что с одной стороны в такую установку непрерывно загружается шихта, в ванне поддерживается постоянный уровень расплавленного стекла. Вместимость ванной печи иногда может достигать нескольких сот тонн расплавленного стекла. Оба вида печей, и горшковые, и ванные, обычно обогреваются природным газом или мазутом. 
В результате варки стекла смесь сырьевых материалов (шихты) и стеклобоя превращается в расплав - стекломассу с определенными физико-химическими свойствами. 

Непосредственно процесс стекловарения подразделяется на пять стадий: 
1. Силикатообразование 
К концу этого этапа составляющие шихты образуют единую, плотную спекшуюся массу. Первый этап завершается при температуре 950-1150°С. 
2. Стеклообразование 
Образовавшаяся на первом этапе масса с повышением температуры плавится, при этом происходит взаимное растворение силикатов. Расплавляется избыточный кварц, что является главной особенностью этапа. К концу этой стадии появляется прозрачный, но еще неоднородный по составу расплав, в котором присутствует значительное количество газовых пузырей. Второй этап завершается при 1200-1250°С. 
3. Осветление 
Стекломасса становится менее вязкой. Она освобождается от видимых газообразных включений - мелких и крупных пузырей. Осветление завершается при температуре 1450-1550°С. 
4. Гомогенизация 
Стекломасса длительное время выдерживается при высокой температуре (как вариант - ее перемешивают, что сокращает время этапа). При этом происходит усреднение расплава по составу, он освобождается от свилей (неоднородных участков стекла) и становится гомогенным. Гомогенизация протекает одновременно с осветлением, при той же температуре. 
5. Охлаждение стекломассы (студка) 
Температуру стекломассы снижают на 200-300°С для получения необходимой вязкости, необходимой для выработки изделий. 

Необходимо сказать, что разделение процесса варки стекла на пять этапов является довольно условным. В реальных промышленных условиях этапы стекловарения накладываются друг на друга или вообще протекают одновременно (например, процессы силикато- и стеклообразования, осветления и гомогенизации). 

Процесс получения бутылки 

Прозрачно о стекле
Стекло является весьма характерным материалом. Основная специфика заключается в том, что обрабатываться оно должно в чрезвычайно горячем и полужидком состоянии. Операция формования или выдува является весьма скоротечной, она должна завершиться буквально за несколько секунд (в некоторых отдельных случаях - за несколько минут). После этого стекло теряет пластичность. 
В старину ремесло стеклодува считалось одной из престижнейших профессий - наряду с преподаванием фехтования, выдувом стекла было не зазорно заниматься даже потомственному дворянину. При этом работа по выдуву бутылок рассматривалась, как "грубая". Обычно ее поручали подмастерью. 
Прозрачно о стекле
Раньше бутылки выдувались с помощью специальной стеклодувной трубки, изготовленной из металла (чаще всего - железа) и приблизительно на одну треть покрытой деревом. С одной стороны трубки находился мундштук, с другой - специальное грушевидное утолщение для забора стекла. После того, как трубка разогревалась, ее (утолщением вниз) опускали в расплавленную стеклянную массу и поворачивали, чтобы на "грушу" налипла стекломасса. 
Стеклодув быстро вытаскивал трубку и, поворачивая ее так, чтобы удерживалось расплавленное стекло, вставлял ее в специальную полую форму из глины или металла и начинал усиленно дуть в мундштук. Возникающий при этом стеклянный пузырь заполнял внутренность формы, образуя полую бутылку. 
Прозрачно о стекле
По большому счету, технология выдува бутылок претерпела с тех пор только незначительные изменения. Другое дело, что этот процесс сегодня полностью автоматизирован. Расплавленная стекломасса из стекловаренной печи перетекает в питатель, откуда выдавливается фиксированной порцией через специальное отверстие и отрезается механическими ножницами. Полученная капля определенного веса падает в черновую форму стеклоформующего автомата, где формируется венчик горловины и предварительно раздувается корпус бутылки. Затем черновая форма раскрывается и полученная заготовка перемещается в чистовую форму, где и происходит окончательное формирование изделия. Застывшие бутылки идут на отжиг и медленное охлаждение. Качество отжига определяется термином "тепловое прошлое стекла". Хороший отжиг позволяет избавиться от возникновения внутренних напряжений внутри стекла, из-за которых готовое изделие может рассыпаться на мелкие кусочки при малейшем ударе, повышении давления (розлив) или температуры (пастеризация). 
Прозрачно о стекле
Особое внимание при выдуве бутылки уделяется также каплям стекломассы, использующимся для изготовления стеклотары. Все они должны быть одного веса - от этого напрямую зависит толщина стенок бутылки. Этот фактор существенно влияет на прочность стеклотары и качество последующего розлива. Поскольку система розлива реагирует не на объем, а на высоту жидкости в бутылке, отклонения в толщине стенок различных бутылок будет приводить к небольшому недоливу или переливу. Если учесть, что на линии розлива счет идет на тысячи бутылок в час, мизерные, казалось бы, отклонения могут привести к значительным убыткам со стороны производителя или к существенному, в конечном итоге, обману потребителя. 

Утилизация стеклобоя 

Прозрачно о стекле
Профессионально организованное стекольное производство является безотходным. Брак и стеклобой, возникающие при производстве стеклоизделий, пускают на переплавку. По сложившейся технологии, доля стеклобоя в общем объеме сырья может составлять от 10 до 100%. При этом снижаются энергозатраты на варку стекломассы, время варки, улучшается однородность стекломассы, что в конечном итоге позволяет производить бутылки более высокого качества. Добавки стеклобоя улучшают экологическую обстановку (снижение выбросов в атмосферу), а также увеличивают срок службы стекловаренной печи. 
В большинстве европейских стран стеклобой рассматривается не в качестве отходов, а как ценное сырье. Развитая система сбора и переработки битых стеклянных изделий позволяет существенно снижать себестоимость стеклобутылки (до 30%). 
Прозрачно о стекле
Исходя из отечественной динамики образования и переработки стеклобоя, некоторые оптимистически настроенные отечественные специалисты прогнозируют, что в 2005 году в РФ будет перерабатываться около 40% всего возникающего стеклобоя. Но пока что в России (и других странах СНГ) система сбора стеклобоя находится на низком уровне. В частности, системы приема стеклобоя от населения пока что не существует как таковой. Большинству крупных стекольных заводов России приходится решать самостоятельно проблему сбора битого стекла, а немногочисленные организации, занимающиеся сбором стекла, чаще всего его не сортируют и уж тем более не обрабатывают. В результате поступающий на стеклозаводы бой более всего напоминает мусор, чем сырье для производства. Расходы по его подготовке ложатся на плечи того же стеклозавода (подготовка стеклобоя требует дополнительных площадей и времени). А дополнительные расходы, вновь-таки, отражаются на себестоимости конечной продукции. 
Прозрачно о стекле
Зарубежная, отлаженная система сбора стеклобоя, подразумевает под собой установку около жилых домов специальных контейнеров, предназначенных исключительно для стекла. Обычно их устанавливается три типа емкостей: для прозрачного, зеленого и коричневого боя. В результате стеклобой является чистым и отсортированным по цвету. Стекло из контейнеров вывозится на городскую централизованную базу. На ней производится накопление боя и доставка его на заводы. В виде сопутствующего фактора системы сбора стеклоотходов, население европейских стран регулярно информируется через масс-медиа о необходимости сдачи битого стекла. 
Не менее распространенным и гораздо более нетребовательным вариантом является переработка стеклобоя в теплоизоляционные материалы (вспененное стекло, плиты, стеклянный щебень), а также - применение стеклобоя в дорожном строительстве (в виде измельченного наполнителя). 
Прозрачно о стекле
По данным зарубежных аналитиков, топливо, сэкономленное за счет применения эффективной теплоизоляции, стоит от двух до пяти раз дешевле добавочно добытого топлива. Это объясняет интерес, который проявляют за рубежом к производству теплоизоляционных материалов на основе вторичного стекла. Теплоизоляция, изготовленная из стеклобоя, долговечна, не горит, не дает усадки, является нетоксичной, био- и водостойкой. При этом акцент делается не на производстве традиционной стекловаты (в основном - по санитарно-гигиеническим соображениям), а на материалах из вспененной стекломассы. 
Теплоизоляционные материалы на основе стекла применяются при изоляции стен, перекрытий и кровли, трубопроводов, тепловых и холодильных агрегатов, а также используются в качестве легкого заполнителя при производстве бетона. 
Переработка стеклобоя производится в два этапа. На первом из него изготавливаются теплоизоляционные гранулы (гранулированное пеностекло). На втором - теплоизоляционный плиточный материал. 
Производство гранул не требует сортировки стеклобоя по цвету и его глубокой очистки от органики и металлических включений. Изготовление теплоизоляционных плит требует сортировки боя по цвету, очистки от металлических, керамических и органических примесей. При этом каждый вид стеклобоя используется при изготовления четко определенного ряда изделий.

Прозрачно о стекле
Прозрачно о стекле

Публикацию прочитали

Количество просмотров: 6848
delete
Николай Сухомлин
Николай Сухомлин, Киев, свободный журналист "ХайВей" 

Теги

Для того, чтобы оценить статью, Вас необходимо войти в систему
Право оценивать рецензии на ХайВей можно получить от редакции сайта по рекомендации одного из журналистов ХайВей
Рекомендаций: +5
Всего комментариев: 15, Всего рецензий: 10
Читайте также

Жебривский рассказал, когда в Авдеевке восстановят поврежденные домаЖебривский рассказал, когда в Авдеевке восстановят поврежденные дома

В Авдеевке до конца июня планируют восстановить все дома, которые были повреждены в результате обстрелов боевиков. Об этом сообщил глава Донецкой воен ...

Погода на лето: подробный прогнозПогода на лето: подробный прогноз

Синоптики ждут жару в июне, град в июле и прохладу в августе. Климатологи: к "качелям" надо привыкать ...

За добу бойовики 53 рази відкривали вогонь про українським позиціям на Донбасі, - штаб АТОЗа добу бойовики 53 рази відкривали вогонь про українським позиціям на Донбасі, - штаб АТО

Ситуація в зоні проведення АТО залишається складною. Підрозділи російсько-терористичних військ продовжують обстрілювати підрозділи ЗС України вздовж в ...

Укажите свой e-mail адрес, если Вы хотите получать комментарии к этому материалу
Подписаться

Для того, чтобы опубликовать сообщение в этой теме, Вам нужно ввойти в систему.

Рецензии

08:29 16/12/08
Журналистское мастерство
Язык и стиль
Форма подачи
Общее впечатление
Svet Киев
Спасибо! Информативно, интересно!
Благодарю best
12:11 16/12/08
09:23 16/12/08
Журналистское мастерство
Язык и стиль
Форма подачи
Общее впечатление
Интересная, хорошо оформленная работа. Познавательно. Спасибо.
Спасибо smile
12:11 16/12/08
09:55 16/12/08
Журналистское мастерство
Язык и стиль
Форма подачи
Общее впечатление
Марія Солтис Кузнецовск
Багато цікавої інформації. Дякую.
Благодарствую smile
12:11 16/12/08
11:26 16/12/08
Журналистское мастерство
Язык и стиль
Форма подачи
Общее впечатление
О обычном стекле так увлекательно.
Спасибо best
12:12 16/12/08
13:02 16/12/08
Журналистское мастерство
Язык и стиль
Форма подачи
Общее впечатление
Ой, як цікаво! Майстерно написано.
А українською "стеклодув" - гутник?;)
Чудове оформлення - роздолля для естетів. До речі,у мене в селі є ціла колекція таких пляшок (хоча язик не повертається їх так називати)) як на шостому фото)
На родине отца есть село Гуты. wink
13:59 16/12/08
21:28 16/12/08
Журналистское мастерство
Язык и стиль
Форма подачи
Общее впечатление
Юрій Данилець Ужгород
Цікавий підхід до розкриття теми
Дякую, Юрію!
22:04 16/12/08
21:38 16/12/08
Журналистское мастерство
Язык и стиль
Форма подачи
Общее впечатление
Мирослав Ветер Евпатория
Увлекательная статья и очень интересная.
Спасибо, Мирослав!
22:04 16/12/08
21:53 16/12/08
Журналистское мастерство
Язык и стиль
Форма подачи
Общее впечатление
Класс!!!
Есть такой супермаркет в Харькове. wink
22:08 16/12/08
Люблю Харьков...
Собиралась туда на Новый год, но теперь немного перенесла поездку...
У меня очень хорошие друзья есть в Харькове!!!
22:17 16/12/08
Теперь на Старый Новый год)))
22:25 16/12/08
Думаю, что как раз на Старый Новый год и приеду!!!
Я уже целый год в Харькове не была!!! cry ...
22:29 16/12/08
О ужас. Целый год... Это ж непереносимо wink
22:39 16/12/08
Очень... cry cry cry ...
22:41 16/12/08
22:45 16/12/08
Журналистское мастерство
Язык и стиль
Форма подачи
Общее впечатление
Спасибо за содержательную статью.
И Вам за прочтение best
22:50 16/12/08
14:13 20/12/08
Журналистское мастерство
Язык и стиль
Форма подачи
Общее впечатление
Интересно ,содержательно
Спасибо, Александр!
06:19 21/12/08

Комментарии

...В старину ремесло стеклодува считалось одной из престижнейших профессий... smile

Спасибо - за интересный рассказ.
12:27 16/12/08
Благодарю и Вас. smile
12:58 16/12/08
Рекомендує цей матеріал
Чому? Докладно, дуже цікаво!
00:53 17/12/08
Рекомендует этот материал
15:12 16/12/08
Спасибо.
15:24 16/12/08
CHARISTA Чернигов
Рекомендує цей матеріал
Чому? Цікавий матеріал про історію скляних виробів
21:23 17/12/08
Рекомендует этот материал
Почему? Интересно!!!
21:53 16/12/08
CHARISTA Чернигов
Завжди будьласка - за чудовий матеріал, нешкода й коментар написати :))) wink cool cool
01:19 18/12/08
Спасибо.
22:03 16/12/08
CHARISTA Чернигов
угу ))) smile cool cool cool best
02:30 18/12/08
Рекомендует этот материал
22:45 16/12/08
Спасибо best
22:50 16/12/08
Дякую, пані Тетяно.
02:04 17/12/08
Спасибо.
22:08 17/12/08

Live

10 час. назад

Жиго комментирует материал Як винаходив Господь сотні мов

10 час. назад

I.Htoz'ivsalo комментирует материал Як винаходив Господь сотні мов

10 час. назад

Viktoriya Voloshyna рекомендует материал Євробачення 2017: враження від проведення конкурсу

10 час. назад

Литвиненко Анатолий комментирует материал Северно-Корейск
ая морковка для Украины

10 час. назад

ABC публикует статью Политика с точки зрения кибернетики

10 час. назад

Славiк публикует статью Та дан та дан Тадан таДан

10 час. назад

Чачанидзе Владимир публикует статью Аромат вишнёвый с запахом сирени!

10 час. назад

mrcommissar публикует статью Каспийский перекресток

10 час. назад

Геннадий Москаль рекомендует материал БОЛЬШЕВИЗМ В РОССИИ ПОБЕДИЛ, ОКОНЧАТЕЛЬНО И БЕСПОВОРОТНО, ГРАЖДАНЕ?

11 час. назад

Геннадий Москаль комментирует материал Северно-Корейск
ая морковка для Украины

12 час. назад

Жиго публикует статью А у раю як у раю

12 час. назад

Литвиненко Анатолий пишет рецензию на публикацию БОЛЬШЕВИЗМ В РОССИИ ПОБЕДИЛ, ОКОНЧАТЕЛЬНО И БЕСПОВОРОТНО, ГРАЖДАНЕ?

17 час. назад

Литвиненко Анатолий комментирует материал Северно-Корейск
ая морковка для Украины

18 час. назад

Литвиненко Анатолий комментирует материал Северно-Корейск
ая морковка для Украины

18 час. назад

Литвиненко Анатолий комментирует материал Северно-Корейск
ая морковка для Украины

19 час. назад

Myhail Antonyshyn публикует статью Простір темноти

19 час. назад

Вікторія Івченко рекомендует материал VIP-зона Евровидения-201
7: Украинцы - в вышиванках, иностранцы охотятся за салом

1 дн. назад

Максим Донбасенко комментирует материал Северно-Корейск
ая морковка для Украины

1 дн. назад

Литвиненко Анатолий комментирует материал Запорожский приют для бездомных животных терпит бедствие

1 дн. назад

Жиго комментирует материал Як винаходив Господь сотні мов

1 дн. назад

Евгений Вермут комментирует материал СОЛО ДЛЯ СТАНКА С КАТУШКОЙ

1 дн. назад

Геннадий Москаль комментирует материал Северно-Корейск
ая морковка для Украины

1 дн. назад

Геннадий Москаль комментирует материал Запорожский приют для бездомных животных терпит бедствие