Tavení lahvového skla – Naše řešení

Okno s dvojitým zasklením je trojrozměrný výrobek sestávající ze dvou nebo tří tabulí skla (ve vzácných případech čtyř), hermeticky spojených podél obrysu pomocí distančního rámečku (distanční vložky) a tvořících jednu nebo dvě uzavřené komory vyplněné suchým vzduchem nebo inertním plynem. Lepené konstrukce izolačních skel se zhotovují zpravidla dvoustupňovým způsobem těsnění, při kterém se hliníkové distanční rámečky (distanční vložky) použité v meziprostoru mezi skly utěsní ve dvou stupních: utěsnění vnitřního švu plastem butylová hmota a utěsnění vnějšího švu odolnou polysulfidovou sloučeninou.

Složení skla

Hlavní součásti běžného skla:
– oxid křemičitý (SiO₂ )/ křemičitý písek
– oxid sodný (Na₂O)/soda
– oxid vápenatý (CaO)/vápno a dolomit
– oxid hořečnatý (MgO)/dolomit
– oxid hlinitý (Al₂O₃ )/živec
– oxid draselný (K₂O )/potaš (uhličitan draselný)
– oxid železa (Fe₂O₃ )/ z křemenného písku
– oxid sírový (SO₃ )

Procenta skleněné složky:

Hlavní sklotvornou látkou všech surovin je oxid křemičitý (SiO₂). Suroviny, jako je oxid sodný (Na₂O) a oxid vápenatý (CaO), tzv. tavidla, snižují bod tání a oxidy draselné (K₂O), hořčíku (MgO) a hliníku (Al₂O₃) (stabilizační látky) zvyšují pevnost skla. Oxid železitý (Fe₂O₃) je s největší pravděpodobností jen nečistota v surovém písku, který barví sklo.

Kromě nezbytných hlavních složek se používají různé přísady, které sklo zabarví do požadované barvy nebo zlepší jeho vlastnosti.

Design okna s dvojitým zasklením

Okno s dvojitým zasklením je objemový výrobek sestávající ze dvou nebo tří tabulí skla (ve vzácných případech čtyř), hermeticky spojených podél obrysu pomocí distančního rámečku (distanční vložky) a tvořících jednu nebo dvě uzavřené komory naplněné sušeným vzduch nebo inertní plyn.

Lepené konstrukce izolačních skel se zhotovují zpravidla dvoustupňovým způsobem těsnění, při kterém se hliníkové distanční rámečky (distanční vložky) použité v meziprostoru mezi skly utěsní ve dvou stupních: utěsnění vnitřního švu plastem butylová hmota a utěsnění vnějšího švu odolnou polysulfidovou sloučeninou.

Účelem materiálu, ze kterého je vnitřní šev vyroben, je zabránit pronikání vlhkosti do skleněné jednotky – do meziprostoru. Materiál vnějšího švu tvoří hlavní elastické spojení mezi brýlemi a distanční vložkou.
Výběr skla závisí na požadavcích na předmět použití. V závislosti na velikosti, tvaru, šířce meziprostoru, různých prvcích izolujících okno s dvojitým zasklením, jakož i na tloušťce skla a vlastnostech, které jsou tomuto typu vlastní, se při změnách teploty a tlaku vzduchu projevují různé stavy napětí. vznikají v prvcích, které zatěžují sklo a švy. Při návrhu okna s dvojitým zasklením je třeba věnovat velkou pozornost vlivu každého faktoru, abyste se později nemuseli spokojit s nevyhovující kvalitou výsledného produktu.

Takovým krásným oknem s dvojitým zasklením prostě potřebujete prosklít svůj domov! Získejte konzultaci, abyste to stihli včas!

Distanční rám (distanční vložka)

Slouží k vytvoření tepelně izolační vzduchové (nebo plynové) vrstvy (komory) mezi skly o tloušťce určené velikostí distančního rámečku. Nejčastěji používané rámy mají šířku 6,8,10,12,16 mm. Obvykle z hliníku, plastu (nejlepší varianta z hlediska snížení tepelných ztrát) nebo oceli. Do dutiny distančního rámečku se nalije vysoušedlo, které absorbuje molekuly vody ze vzduchu v prostoru mezi skly. Nejjednodušší způsob připojení distančních vložek je pomocí plastových rohových spojek. Tradiční technologie montáže distančních rámečků pomocí rohových spojek má však dvě velké nevýhody:

a) přítomnost osmi bodů pronikání vlhkosti přes sekundární tmel přímo do molekulárního síta;

b) přítomnost osmi míst možného odtlakování okna s dvojitým zasklením v důsledku střídavých napětí v rohové zóně, vznikajících v důsledku lineárního roztahování rámu při změně tepla a chladu. Jednoduchým řešením, které tyto dvě nevýhody odstraňuje, je navrhnout roh jako ohyb a napojení přesunout do nezatížené oblasti, čímž se počet možných míst odtlakování sníží z osmi na dva.

Součinitel prostupu tepla skleněné jednotky závisí na tloušťce komory, určené šířkou distančního rámečku. Snižuje se, když tloušťka komory narůstá na určitou hodnotu, a pak se opět začíná zvětšovat. To znamená, že pro každou náplň (vzduch, argon, krypton, fluorid sírový SF ₆ ) existuje optimální tloušťka komory, při které je přenos tepla skleněnou jednotkou minimální. Když je tloušťka komory větší než optimální, začíná konvekce vzduchu nebo plynu uvnitř skleněné jednotky, což vede ke zvýšení tepelné vodivosti.

Odvlhčovač

Vysoušedlo v okně s dvojitým zasklením je nutné k pohlcení molekul vodní páry v meziskelním prostoru, které se tam dostaly během procesu výroby okna s dvojitým zasklením a v důsledku difúze přes tmel při jeho provozu. Jako sušící činidlo lze použít molekulární síta, silikagel nebo směs obou produktů.

molekulární síto – jedná se o syntetický materiál ve formě granulí s nejmenšími póry určitého průměru: 3, 4, 5 nebo 10 angstromů (10 -10 m). Svým způsobem prosévá molekuly, nechává molekuly menší než průměr pórů dovnitř a absorbuje (adsorbuje) je. Velikost molekuly vody je 2,8 Å, dusíku – 3 Å, argonu – 3,8 Å, SF _{6 –} 5,6 Å. Je zcela zřejmé, že absorpce všech ostatních molekul, kromě molekul vody, mírně řečeno, je nežádoucí, protože to povede ke snížení tlaku uvnitř okna s dvojitým zasklením a v důsledku toho ke konkávním deformacím skla a dokonce ke zničení okna s dvojitým zasklením.

Molekulární síta 3Å neabsorbují (tedy neuvolňují) dusík, takže se stále více používají ke snížení zkreslení, zejména v chladném klimatu.

Silikonový gel je oxid křemičitý (SiO₂). Tento typ vysoušedla má amorfní mikroporézní strukturu s velikostí otevřených pórů přibližně 3-60 Á. Vodní adsorpční vlastnosti silikagelu, tzn. jeho schopnost absorbovat a zadržovat molekuly vody je výrazně horší než u molekulárního síta. Navíc jsou velmi závislé na teplotě, zejména při vysoké relativní vlhkosti. V stůl Jsou uvedeny srovnávací vlastnosti molekulového síta a silikagelu pro adsorpci vody.

Vlastnosti

molekulární síto

silikonový gel

Adsorpční kapacita při nízkých koncentracích H₂О

Tavení skla je velmi složitý proces. Surovina prochází za vysokých teplot řadou fyzikálních, chemických a fyzikálně-chemických změn a reakcí. V důsledku těchto změn a reakcí se mechanická směs různých surovin přemění na komplexní taveninu, konkrétně na tekuté sklo.
V závislosti na změnách a reakcích probíhajících ve sklářské směsi během procesu tavení skla lze proces tavení skla rozdělit do pěti fází: tvorba silikátů, vitrifikace, čiření, homogenizace a chlazení.

Tvorba silikátů

Většina běžného lahvového skla je vyrobena z křemičitanu a reakce tvorby křemičitanu probíhá převážně v pevném stavu. V této fázi prochází práškové složení řadou fyzikálních a chemických změn. Velké množství plynných látek v prášku se odpařuje. Poté začíná interakce oxidu křemičitého a dalších složek. Na konci této fáze je hlavní reakce v pevném stavu dokončena a prášek se stává slinutým materiálem sestávajícím z křemičitanu a oxidu křemičitého. U většiny skel je tato fáze obvykle dokončena při teplotě 800~900 stupňů.

Tvorba skla

Pokračováním v zahřívání se aglomerát vytvořený ve fázi tvorby silikátu začne tavit. Nejprve se začne tavit nízkotavitelná směs, která se roztaví a propojí se s zbývajícím oxidem křemičitým, čímž se aglomerát stane průhlednou sklovitou kapalinou. Tento proces se nazývá fáze tvorby skla. V této fázi nezbývá žádný nezreagovaný materiál, ale ve skle je stále mnoho bublin a pruhů a chemické složení a vlastnosti jsou nerovnoměrné. Teplota běžného skla v této fázi je 1200 až 1250 stupňů.

Leštění skla

Na konci fáze tvorby skla je ve skle stále mnoho bublin a pruhů. S dalším zahříváním skloviny se její viskozita snižuje. Proces odstraňování viditelných bublin ve sklovině se nazývá proces čiření skloviny.
Během fází tvorby silikátů a skla se uvolňuje velké množství plynu v důsledku rozkladu směsi, odpařování některých složek, oxidačně-redukční reakce oxidů, interakce skla s plynným prostředím a žáruvzdornými materiály. Většina těchto plynů se uvolňuje do vesmíru a většina zbývajících plynů se rozpouští ve sklovině. Malá část plynu stále existuje ve sklovině ve formě bublin. Ve skle existují tři hlavní skupenství plynu, a to viditelné bubliny, rozpuštěné plyny a plyny, které tvoří chemické vazby se složkami skla. Poslední dva jsou neviditelné a neovlivňují vzhled skla. Proces čiření skloviny je především procesem odstraňování viditelných bublin.
Během procesu čiření se viditelné bublinky odstraňují dvěma způsoby: 1. Objem bublin se zvětší, jejich vzestup se zrychlí, jsou vytlačovány z povrchu skla, praskají a mizí. 2. Plynné složky v malých bublinkách jsou nuceny rozpustit se ve skleněné kapalině a bublinky se absorbují a mizí.
Aby se urychlilo čeření skloviny, kromě přidání určitých čiřicích činidel do směsi se obvykle používá metoda zvyšování teploty skloviny. Tato fáze se u většiny skel dokončuje při 1400~1500 °C, což je často nejvyšší teplotní pásmo při výrobě skla. Viskozita skloviny během čeření je 1~10 Pa s.

Homogenizace skloviny

Úlohou homogenizace je eliminovat pásy a další nehomogenity ve sklovině, aby se chemické složení každé její části stalo jednotným. V této fázi, v důsledku tepelného pohybu a vzájemné difúze skloviny, pásy ve sklovině postupně mizí a chemické složení každé její části se postupně stává jednotným. Tato homogenita je často charakterizována tím, zda je index lomu každé její části stejný. Tato fáze se u většiny skel dokončuje při teplotě mírně nižší, než je teplota fáze čeření.

Chlazení skla

Homogenizovaná sklovina nemůže být přímo formována do výrobků, protože teplota skloviny je v tomto okamžiku vysoká a viskozita je nižší než během formování, což není vhodné pro operace formování skla. Je třeba ji ochladit a postupně snižovat teplotu skloviny, aby se zvýšila viskozita skloviny a splnily se požadavky na formování. Míra snížení teploty skloviny se liší v závislosti na složení skla a způsobu formování. Obecně je nutné sodnovápenaté sklo ochladit na 200~300 °C. Ochlazená sklovina vyžaduje rovnoměrnou teplotu pro usnadnění formování.
Během chlazení musí vyčištěná sklovina zabránit opětovnému usazování bublin. Malé bubliny, které se v této fázi objeví, se nazývají sekundární bubliny nebo regenerované bubliny. Sekundární bubliny jsou rovnoměrně rozloženy v ochlazené sklovině, jejich průměr je obvykle menší než 0.1 mm a jejich počet může dosáhnout tisíců na centimetr krychlový skla. Vzhledem k tomu, že teplota skloviny v této fázi klesá, je velmi obtížné odstranit sekundární bubliny. Proto je třeba během procesu chlazení zvláště zabránit tvorbě sekundárních bublin.
Pět fází procesu tavení skla uvedených výše se od sebe liší, ale také spolu souvisí. Tyto fáze ve skutečnosti neprobíhají v striktním pořadí, ale často probíhají současně.

Systém pro stanovení bodu tání skla lahví

Teplota v každém bodě podél kontinuálně provozované lázeňské pece je odlišná, ale v čase je konstantní, takže lze vytvořit stabilní teplotní systém. Správnost systému tavicího procesu ovlivňuje nejen kvalitu roztaveného skla, ale také určuje výtěžnost roztaveného skla. Obrázek 2-10 znázorňuje systém teploty tavení lahvového skla v kontinuálně provozované lázeňské peci.

Ať už se jedná o horizontální pec nebo pozemní pec s plamenným bazénem, její teplotní systém ovlivňuje stupeň vypalování tekutého skla, tok tekutého skla, proces lisování, spotřebu paliva a stáří pece. U lahvového skla se skleněné lahve a sklenice na trhu dělí hlavně do čtyř kategorií podle barvy: bezbarvé, světle modré, smaragdově zelené a hnědé. Změna barvy skla nebo koncentrace barvy skla má významný vliv na vzorec přenosu tepla a účinnost přenosu tepla. Z hlediska procesu tavení je vliv změny barvy skla na procesní podmínky mnohem zřetelnější a závažnější než vliv změny složení skla. Existuje velký rozdíl v rozložení teploty různě barevných skel v peci.

Z tabulky 2-24 je patrné, že při stejném bodu tání existují zjevné rozdíly v teplotě povrchu kapaliny a teplotě dna lázně u skel různých barev. Ve sklářské peci existují tři formy přenosu tepla: sálání, konvekce a vedení tepla. U skel různých barev platí, že čím silnější je schopnost absorpce světelného záření, tj. čím silnější je schopnost absorbovat tepelné záření o vysokých teplotách, tím více tepla je absorbováno povrchem skla a tím méně tepla je propuštěno skleněným tělesem zářením. Z hlediska teploty povrchu kapaliny má hnědé sklo nejsilnější schopnost absorpce tepla a nejvyšší teplotu povrchu kapaliny; smaragdově zelené sklo je na druhém místě a světle modré sklo je na třetím. Z hlediska teploty dna lázně je problém o něco složitější: světle modré sklo má špatnou schopnost absorpce světelného záření a více tepla se přenáší na dno lázně skrz skleněné těleso zářením, takže teplota dna lázně je vyšší; smaragdově zelené sklo má silnou schopnost absorbovat sálavé světlo a méně tepla se přenáší na dno bazénu zářením skrz skleněné těleso, takže teplota dna bazénu je nižší. Hnědé sklo má však silnou schopnost absorbovat sálavé světlo a teplota na dně bazénu je mnohem vyšší než teplota smaragdově zeleného skla. Důvod může být následující: sklo v bazénu je rozděleno do několika kapalných vrstev. Vzhledem k nízké propustnosti světla hnědého skla je teplotní rozdíl mezi kapalnými vrstvami velký a podél hloubky bazénu musí existovat velký teplotní gradient. Vzhledem k silné schopnosti hnědého skla absorbovat teplo však po absorpci tepla horní sklovinnou kapalinou teplota stoupá, objem se zvětšuje a vzniká horizontální tlak směrem k okolnímu prostředí. Tento tlak je modifikován stěnou bazénu a přenášen do spodní kapalné vrstvy, čímž vzniká konvekční síla. Zvýšení konvekční výměny tepla kompenzuje nedostatek sálavého výměny tepla, takže teplota na dně hnědého skleněného bazénu je vyšší.
Obecně řečeno, za stejných procesních podmínek a teplotního systému, u skel se stejnými složkami, ale různými barvami, může tavení hnědého skla dosáhnout lepší rovnoměrnosti skla a vyšší rychlosti tavení. To je právě díky silné konvekci způsobené vysokou tepelnou absorpční schopností hnědého skla. Zásah bublinkového zařízení samozřejmě změní podmínky přenosu tepla. Pokud chcete při tavení smaragdově zeleného skla zlepšit spodní teplotu, rovnoměrnost skla a účinnost tavení, je instalace bublinkového zařízení účinným opatřením. Pokud chcete ve stejné peci měnit různé barvy kapaliny, je třeba procesní prvky tavicí části, pracovní části a přívodního kanálu odpovídajícím způsobem upravit tak, aby se přizpůsobily změnám v procesním stavu způsobeným „rozdílem v přenosu tepla“ barvy skla.