Szkło float - Float glass

Zastosowanie szkła float na stacji kolejowej Crystal Palace , London

Szkło typu „float” to tafla szkła wykonana przez unoszenie stopionego szkła na złożu stopionego metalu, zwykle cyny , chociaż w przeszłości stosowano ołów i inne stopy o niskiej temperaturze topnienia . Ta metoda daje arkuszowi jednolitą grubość i bardzo płaskie powierzchnie.

Nowoczesne okna wykonane są ze szkła float. Większość szkła typu „float” to szkło sodowo-wapniowe , chociaż stosunkowo niewielkie ilości specjalistycznego szkła borokrzemianowego i płaskiego szkła ekspozycyjnego są również produkowane w procesie float. Proces szkła float jest również znany jako proces Pilkington , nazwany na cześć brytyjskiego producenta szkła Pilkington , który był pionierem tej techniki w latach pięćdziesiątych XX wieku w swoim zakładzie produkcyjnym w St Helens, Merseyside .

Historia

Stare okno zawierające pojedynczą taflę szkła float w lewej górnej części, Jena , Niemcy . Pozostałe sekcje prawdopodobnie nie są szkłem typu float, na co wskazują zniekształcone odbicia drzewa.

Do XVI wieku szkło okienne lub inne szkło płaskie było zwykle wycinane z dużych dysków (lub rondli) szkła koronowego . Większe tafle szkła wytwarzano przez wydmuchiwanie dużych cylindrów, które były rozcinane i spłaszczane, a następnie pocięte na tafle. Większość szyb okiennych na początku XIX wieku była wykonywana metodą cylindra . `` Cylindry '' miały od 6 do 8 stóp (180 do 240 cm) długości i od 10 do 14 cali (25 do 36 cm) średnicy, co ograniczało szerokość tafli szkła, które można było ciąć, i skutkowało podziałem okien na prostokątne przez rygle. panele.

Pierwsze postępy w automatyzacji produkcji szkła zostały opatentowane w 1848 roku przez Henry'ego Bessemera . Jego system wytwarzał ciągłą wstęgę płaskiego szkła, formując wstęgę między rolkami. Był to kosztowny proces, ponieważ powierzchnie szkła wymagały polerowania. Gdyby szkło można było ustawić na idealnie gładkiej, płaskiej bryle, takiej jak powierzchnia otwartej patelni ze spokojnym płynem, znacznie obniżyłoby to koszty. Próbowano uformować płaskie szkło na kąpieli ze stopionej cyny - jednej z nielicznych cieczy gęstszych od szkła, które byłyby spokojne w wysokich temperaturach potrzebnych do produkcji szkła - zwłaszcza w Stanach Zjednoczonych. Przyznano kilka patentów, ale proces ten był wówczas niewykonalny.

Przed opracowaniem szkła float większe tafle szkła płaskiego wytwarzano przez odlanie dużej kałuży szkła na żelaznej powierzchni, a następnie polerowanie obu stron, co było kosztownym procesem. Od wczesnych lat dwudziestych ciągła wstęga szkła płaskiego była przepuszczana przez długą serię szlifierek i polerek w linii, zmniejszając straty szkła i koszty.

Szkło niższej jakości, ciągnione, zostało wykonane poprzez wyciągnięcie w górę z kałuży stopionego szkła cienkiej blachy, przytrzymywanej na krawędziach przez rolki. W miarę ochładzania wznoszący się arkusz zesztywniał i można go było następnie ciąć. Obie powierzchnie były gorszej jakości, tj. Nie były tak gładkie ani jednolite, jak w przypadku szkła float. Proces ten był używany przez wiele lat po opracowaniu szkła float.

W latach 1953-1957 Sir Alastair Pilkington i Kenneth Bickerstaff z brytyjskiej firmy Pilkington Brothers opracowali pierwsze udane komercyjne zastosowanie formowania ciągłej wstęgi szkła przy użyciu kąpieli stopionej cyny, po której płynne szkło przepływa bez przeszkód pod wpływem grawitacji. Sukces tego procesu polegał na starannym zbilansowaniu objętości szkła podawanego na wannę, gdzie było ono spłaszczane pod własnym ciężarem. Opłacalna sprzedaż szkła typu float na pełną skalę została po raz pierwszy osiągnięta w 1960 r., Aw latach 60. licencje na ten proces uzyskano na całym świecie, zastępując poprzednie metody produkcji.

Produkcja

Linia szkła float

Szkło typu „float” wykorzystuje zwykłe surowce do produkcji szkła , zazwyczaj składające się z piasku , sody kalcynowanej ( węglan sodu ), dolomitu , kamienia wapiennego i makuchu solnego ( siarczan sodu ) itp. Inne materiały mogą być stosowane jako barwniki, czynniki uszlachetniające lub w celu dostosowania właściwości fizycznych. i właściwości chemiczne szkła. Surowce są mieszane w procesie okresowym , a następnie podawane razem z odpowiednią stłuczką (odpadami szklanymi), w kontrolowanym stosunku, do pieca, w którym jest podgrzewany do około 1500 ° C. Typowe piece do wypalania szkła typu float mają 9 m szerokości, 45 m długości i mieszczą ponad 1200 ton szkła. Po stopieniu temperatura szkła jest stabilizowana do około 1200 ° C, aby zapewnić jednorodny ciężar właściwy .

Stopione szkło jest wprowadzane do „kąpieli cynowej”, kąpieli stopionej cyny (około 3–4 m szerokości, 50 m długości, 6 cm głębokości), z kanału doprowadzającego i wlewa się do kąpieli cynowej przez ceramiczną wargę znaną jak warga dziobka. Ilość szkła, które można wylać na stopioną puszkę, jest kontrolowana przez bramkę zwaną tweel .

Cyna nadaje się do procesu produkcji szkła float, ponieważ ma duży ciężar właściwy, jest spójna i nie miesza się ze stopionym szkłem. Jednak cyna utlenia się w naturalnej atmosferze, tworząc dwutlenek cyny (SnO 2 ). Znany w procesie produkcyjnym jako żużel, dwutlenek cyny przylega do szkła. Aby zapobiec utlenianiu kąpieli cyny jest wyposażony w dodatnim ciśnieniu ochronnej atmosferze azotu i wodoru .

Szkło spływa na blaszaną powierzchnię tworząc pływającą wstęgę o idealnie gładkich powierzchniach po obu stronach i jednakowej grubości. Gdy szkło płynie wzdłuż kąpieli cyny, temperatura jest stopniowo obniżana od 1100 ° C do około 600 ° C, taflę można unieść z cyny na rolki. Wstążka szklana jest wyciągana z wanny za pomocą rolek z kontrolowaną prędkością. Zmiana prędkości przepływu i prędkości walców umożliwia formowanie tafli szklanych o różnej grubości. Górne rolki umieszczone powyżej stopionej cyny mogą być używane do kontrolowania zarówno grubości, jak i szerokości wstęgi szklanej.

Po wyjściu z kąpieli tafla szklana przechodzi przez piec odprężarki na około 100 m, gdzie jest stopniowo schładzana, dzięki czemu wygrzewa się bez naprężeń i nie pęka pod wpływem zmiany temperatury. Po wyjściu z „zimnego końca” pieca szkło jest cięte maszynowo.

Używa

Oprawa ze szkła float. Zwykłe szkło typu float jest zielone w grubszych arkuszach z powodu zanieczyszczeń Fe2 + .

Obecnie szkło float jest najpowszechniej stosowaną formą szkła w produktach konsumenckich. Ze względu na wysoką jakość bez dodatkowego polerowania oraz elastyczność strukturalną podczas produkcji, w stanie podgrzanym, syropowatym, można go łatwo kształtować i wyginać w różne formy. To sprawia, że ​​idealnie nadaje się do różnych zastosowań, takich jak

  • Szkło samochodowe (np. Szyby przednie, szyby, lusterka)
  • Lustra
  • Meble (np. W stołach i półkach)
  • Szkło izolacyjne
  • Okna i drzwi

Większość form szkła specjalistycznego, takich jak szkło hartowane , matowe , laminowane bezpieczne i dźwiękochłonne, składa się ze standardowego szkła float, które zostało poddane dalszej obróbce.

Rynek

Od 2009 r. Światowy rynek szkła typu „float”, z wyłączeniem Chin i Rosji, jest zdominowany przez cztery firmy: Asahi Glass , NSG / Pilkington , Saint-Gobain i Guardian Industries . Inne firmy to Sise Cam AS, Vitro, dawniej PPG , Central Glass, Hankuk (HanGlas), Zeledyne i Cardinal Glass Industries.

Zobacz też

Odnośniki i przypisy

Linki zewnętrzne