آموزشی
ساخت شیشه با استفاده از ماده اولیه | قسمت دوم
شهریور
مراحل ساخت شیشه
مراحل تولید شیشه در داخل کوره‌های ذوب شیشه به دو نوع مخزنی و بوته‌ای تقسیم می‌شود. کوره بوته‌ای توانایی تولید ۲ تن خمیر شیشه و تولید شیشه در مقدار کم برای حفاظت کوره در برابر احتراق مناسب است. کوره‌های بوته‌ای ساخته‌شده از جنس خاک رس و پلاتین می‌باشد.
کوره‌های مخزنی از جنس بلوک‌های نسوز هستند که مواد از سر مخزن بزرگ وارد کوره می‌شود. دمای کوره‌ها با گاز یا برق افزایش می‌یابد و گرم می‌شود. برای کاهش دمای دیواره کوره‌ها برای جلوگیری از ذوب و پوساندن آن از لوله‌های خنک آب که در اطراف کوره جاگذاری می‌شود استفاده می‌کنند. بعد از بی‌رنگ کردن و خارج کردن هوا و گاز موجود داخل شیشه برای کاهش شکننده بودن و مقاوم شدن آن به کوره دیگر با دمای بسیار پایین‌تر منتقل می‌گردد. با انجام برخی فرایندها تاب و موج شیشه را رفع می‌کنند. بعد از انجام مراحل ساخت شیشه و تولید آن زمان انتقال به بازار مصرفی می‌باشد. برای ساختن شیشه مراحلی باید انجام شود، در زیر به بررسی مراحل ساخت شیشه پرداخته‌ایم:
- تهیه مواد اولیه و تبدیل آن‌ها به پودری با دانه‌های ۰.۱ تا ۲ میلی‌متری
- مخلوط کردن مواد به نسبت‌های مورد نیاز برای مراحل ساخت شیشه همراه با مقدار مورد نیاز آب برای ایجاد ترکیب شیمیایی شیشه.
- ذوب کردن مواد اولیه و مخلوط کردن آن در کوره تا خمیر شیشه به دست بیاید.
مواد اولیه شیشه چیست | مواد اولیه ساخت شیشه | ماده اولیه شیشه
برای پاسخ به سؤال مواد اولیه شیشه چیست؟ ابتدا باید با مفهوم آن آشنا شد. شیشه یک جامد غیر بلوری می‌باشد که می‌تواند شکل یک جامد سخت و شکننده و یک ماده مذاب روان داشته باشد، این رفتار انتقال شیشه نامیده می‌شود. برای بررسی رفتار شیشه که به‌صورت بلوری شکننده یا مایعی لاستیکی شکل می‌باشد؛ باید از مواد اولیه ساخت شیشه که تشکیل‌دهنده شیشه است آگاهی داشت. مواد اولیه صنعت شیشه و انواع آن را به‌اختصار بیان می نماییم:
- شیشه سیلیسی: مواد پایه شکل‌دهنده شیشه سیلیس می‌باشد و مناسب برای لوله‌های کوره با دمای بسیار بالا می‌باشد.
- شیشه آهک سود دار: تشکیل‌شده از سیلیس – اکسید سدیم – منیزیم – آهک – آلومینا که به‌آسانی شکل می‌پذیرد و دارای شفافیت بالایی است همچنین مناسب لوازم دکوری و پنجره‌ها می‌باشد.
- شیشه سدیم بورسلیکات: تشکیل‌شده از سیلیس- اکسید بور- اکسید سدیم – آلومینا می‌باشد و بیشترین کاربرد را در وسایل آشپزخانه و آزمایشگاهی دارد.
- شیشه بلور: تشکیل شده از سیلیس+ اکسید سدیم+ اکسید سرب- اکسید پتاسیم- آلومینیا- اکسید روی می باشد و بیشترین کاربرد را در کارخانه‌ها دارد.
- شیشه اکسیدی: تشکیل شده از آلومینا- اکسید ژرمانیم می‌باشد که برای فیبر نوری استفاده می‌گردد.
ماده اولیه شیشه در سایر مواد به‌صورت بازیافت شیشه‌های دیگر می‌باشد که برای کاهش حباب داخل شیشه و افزایش مقاومت به آن سدیم سولفات – سدیم کلرید – تری اکسید آنتیموان اضافه می‌نمایند.
مواد و عناصر ذکرشده با درصدهای معین و متغیری به‌عنوان مواد اولیه ساخت شیشه می‌باشد که انواع شیشه با کاربردهای مختلف تولید می‌شود. با گذشت ۲۰۰۰ سال تا به الان بیشتر از ۹۳ درصد شیشه از مواد اولیه ساخت شیشه شامل آهک سیلیس و کربنات سدیم تشکیل شده است. در طی این سالها در ترکیبات اصلی شیشه تغییرات کمی به وجود آمده است. از پایه‌ای‌ترین مواد اولیه ساخت شیشه سیلیسیم دی اکسید سیلیسیم نام برد.
تبدیل ماسه به شیشه | طرز ساخت شیشه از ماسه
- ماسه به‌عنوان یکی از مواد اصلی در ترکیبات عناصر شیشه به چشم می‌خورد. قبل از هر چیزی باید بدانیم که ترکیب اصلی شیشه از ماسه، آهک و کربنات سدیم می‌باشد.
- در تبدیل ماسه به شیشه، ماسه مورد نیاز باید تقریباً از کوارتز خالص باشد.
- در بسیاری از موارد تعیین محل احداث کارخانه شیشه براساس منطقه‌های ته‌نشین شدن ماسه شیشه تعیین می‌شود. باید توجه داشت که در تبدیل ماسه به شیشه میزان آهن موجود در ماسه نباید از حد مجاز و معین برای مصارف مختلف تجاوز کند؛ زیرا در این صورت موجب تیره شدن شیشه‌ها می‌گردد.
- در فرایند تبدیل ماسه به شیشه عناصر دیگری نیز اضافی می‌گردد که در میزان مقاومت، رنگ شفافیت و… تأثیر می‌گذارد.
- شیشه ماده‌ای است که از لحاظ ساختار شبیه مایع است، ولی در دمای معمولی در برابر نیروی واردشده با تغییر شکل واکنش می‌دهد و در این صورت باید به عنوان ماده‌ی جامد در نظر گرفته شود.
- شیشه از مواد شیمیایی گوناگونی ساخته‌شده است که مهم‌ترین این مواد از مواد معدنی است که می‌توان اکسیدهای سیلیسیم، فسفر و آرسینیک را نام برد.
- برای ظروف غذاخوری، مقدار آهن موجود در ماسه نباید از ۴۵% و برای شیشه اپتیکی نباید از ۰.۰۱۵% تجاوز کند، چرا که آهن تاثیر نامطلوبی بر رنگ اغلب شیشه‌ها دارد.
مراحل ساخت شیشه فلوت
شیشه فلوت نوعی شیشه است که مقاومت بسیار بالایی دارد و قطر شیشه فلوت تولیدشده می تواند از ۰.۵ تا ۲۵ میلی‌متر باشد.
مراحل ساخت شیشه فلوت به این صورت است که:
- شیشه در داخل کوره‌ای به دمای ۱۶۰۰ درجه سانتی گراد ذوب و به حالت خمیری درمی‌آید، این ذوب شدن بدون داگ هاوس است که از حرکت دورانی و گردابی روی شیشه جلوگیری می کند و اثر مطلوبی روی خواب نوری شیشه می‌گذارد.
- مواد ذوب‌شده شیشه از طریق لوله‌ای که دمای داخلی آن ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد می‌باشد به داخل گوی مواد هدایت می‌شود. که در این مرحله شیشه به صورت گسترده و یکدست روی مواد مذاب شناور می‌شود تا جایی که شیشه به ضخامت دلخواه دربیاید.
- در تولید شیشه ابعاد بیشتر از ۳ متر نمی‌باشد و با کنترل دما در داخل کوره دما را از ۱۰۰۰ به ۷۰۰ درجه کاهش داده می‌شود تا شیشه پیوستگی و سفتی لازم را بدست آورد تا بتواند از گوی خارج شود. سپس به کانال تنش‌زدا هدایت می‌شود تا مرحله سخت و مقاوم شدن شیشه رخ دهد. بعد از مرحله کنترل و بررسی کیفیت شیشه به بازار مصرف عرضه می‌شود.
مراحل تولید شیشه سکوریت
- مراحل ساخت شیشه سکوریت در بخش عملیات حرارتی از گرم کردن یکنواخت شیشه فلوت تا دمای نرمی شیشه (بالای ۷۰۰ درجه سانتی گراد) می‌باشد. سپس به‌وسیله‌ی دمیدن هوای سرد به دو سطح شیشه سریعاً سرد می‌گردد که زمان سرد شدن تأثیر بسزایی در مقاومت شیشه دارد.
- در نحوه تولید شیشه سکوریت در قسمت سردسازی شیشه، لایه‌های بیرونی آن سریع‌تر از لایه‌های داخلی خنک می‌گردند که این امر موجب استحکام شیشه و ایجاد فشار درونی در هسته آن می‌گردد. در این مرحله شیشه به دستگاه‌های پیشرفته دیاموند فرستاده شده و عبور از این دستگاه‌ها لبه شیشه پرداخت گردیده و براق می‌شوند.
- سپس به دستگاه‌های جاسازی فرستاده شده و عملیات سوراخ کردن و یا برش الگو و یا جاسازی انجام می‌گردد.
