Формування скловиробів
Найбільш поширеними способами формування є:
Листове скло, скляні труби, скловолокно
Листове скло, профільне, армоване, килимово-мозаїчна плитка
Листове скло з вогненно-полірованою поверхнею («плаваюча стрічка»), заготовки оптичного скла
Вироби посудно-господарського призначення
Колби електроламп, сортовий, господарський, лабораторний посуд.
Процес формування стрічки можна здійснювати двома способами човновим та безчовниковим. При човновому способі стрічка формується зі скломаси за допомогою човника - довгого прямокутного шамотного бруска зі наскрізним поздовжнім вирізом, що переходить у верхній частині у вузьку щілину. У робочому стані човник заглиблений у скломасу, охолоджену до температури вирік як два канати, між якими натягнуто полотно-стрічка скла. Ці борти каната ботки, так що верхня кромка щілини знаходиться нижче рівня скломаси в басейні. Сили поверхневого натягу та підвищена в'язкість скла у щілини перешкоджає розтіканню скломаси, утворюючи «цибулину». Якщо тепер занурювати в «цибулину» залізну «приманку» і відтягнути скломасу, що поступає зі щілини човника, то сам човен перешкоджатиме звуженню стрічки.
Стрічка формується з потовщеними краями, які утворюють як би два канати, між якими натягнуте полотно – стрічка скла. Ці борти канати утримують стрічку в розтягнутому стані і не дають їй звузитися. Стрічка відтягується за допомогою валиків машини ВПС. Завдяки спеціальним холодильникам стрічка скла по шляху руху від щілини човника до нижньої площини машини охолоджується настільки, що дотик валиків, що обертаються, не залишає на ній відбитків. На певній висоті підмашинної камери стрічка остаточно твердне і перестає.розтягуватися, що забезпечує безперервність її руху нагору. Змінювати товщину стрічки скла можна, варіюючи швидкістю витягування.Достоїнства човнового способу: Простота виробних пристроїв; Щодо малі капітальні витрати на будівництво установок. Простота обслуговування машин.
Недоліки:Невисока швидкість витягування. Можливість появи такого дефекту, як порожнинність. Часті обриви стрічки скла.
Безладний спосіб витягування стрічки скла виробляється з вільної поверхні скломаси. У скломасу занурюють вогнетривкий поплавок (2), який сприяє створенню спрямованого потоку скломаси, її охолодження до певної в'язкості та стабілізації процесу формування стрічки. Змінюючи глибину занурення поплавця, регулюють температуру та в'язкість скломаси. Для утримання бортів стрічки на рівні поверхні скломаси застосовують спеціальні бортоформуючі ролики примусового обертання. Далі стрічка витягується способом, аналогічним способу човна.Достоїнства:Середня швидкість стрічки вище, ніж при човновому способі (особливо це помітно при виробленні стрічки з великою товщиною). У 3-4 рази підвищується тривалість роботи формуючої машини між урвищами стрічки. Дозволяє усунути дефект – смужність.
Витягування труб здійснюється за допомогою мундштука, який є основним формуючим органом і є вогнетривким наконечником, насадженим на трубу з жароміцної сталі. Мундштук розташований у похилому положенні у спеціальній нагрівальній камері, що прибудована до басейну ванної печі. Він обертається навколо своєї осі, а через спеціальну трубу до нього можна подавати стиснене повітря. Рідка скломаса надходить із басейну ванної печі по жолобу у вигляді тонкого струменя на зовнішню поверхню повільномундштука, що обертається, обволікає його поверхню рівним шаром і, стікаючи з його нижнього кінця, підхоплюється тягульною машиною, забезпеченою пристосуванням для відрізання трубок по довжині.
При витягуванні скловолокна скломаса витікає у вигляді тонких струмків з отворів (фільєр) платинового човника. Товщина окремого волокна складає 3-4 мкм. Волокно намотується на барабан, що швидко обертається, сплітаючись попередньо в нитки.
Прокатне скло виробляється періодичним чи безперервним способом.
Спосіб періодичного прокату отримують листи товщиною до 40-50 мм, шириною до 5 метрів і довжиною до 8 метрів. Скломаса з горщика виливається на похилу плиту, проходить між двома парами валків, що прокочують стрічку необхідної товщини, і по другій похилій плиті надходить на приймальний стіл, який подає стрічку в печі. Для періодичного прокату характерна низька продуктивність за високої собівартості продукції.
Нині застосовують спосіб безперервного прокату, тобто. скломаса безперервно надходить у зазор між прокатними вальцями, що охолоджуються водою. Склопрокатні машини забезпечують прокатування скла різної товщини від 4 до 35 мм.
Товщина скла безперервного прокату регулюється відстанню між прокатними вальцями, а швидкість прокату – окружною швидкістю вальців.
Безперервний прокатний спосіб – найвищий продуктивний спосіб формування листового скла: ОДНА ПРОКАТНА МАШИНА ШИРИНОЇ 3 МЕТРА ЗАМІНЯЄ 12 МАШИН (ВПС) з шириною стрічки 1,8 метра.
Він не може ефективно використовуватись для тонкого листового скла (товщина менше 4 мм).
Невисока якість поверхні скла внаслідок зіткнення скломаси з металевими вальцями.
Цей спосіб формування,називається також способом вогняного полірування, флоат-спосібом або методом «плаваючої стрічки», що використовується для отримання для отримання полірованого вітринного листового скла. Це досить новий високопродуктивний та економічний спосіб виробництва полірованого високоякісного листового скла, який набув поширення в багатьох країнах. Особливість способу полягає в горизонтальному формуванні стрічки скла на поверхні розплавленого олова, внаслідок вільного розтікання скломаси, що зливається зі скловарної печі. При температурі 1025 0 С стрічка при розтіканні досягає рівноважної товщини. За флоат-ванною розміщено роликовий пристрій, який безперервно відтягує стрічку з ванни та переміщує її у піч для відпалу. Для запобігання звуженню стрічки при відтягуванні її розтягують завширшки спеціальними роликами (бортоутримувачами).
В результаті контакту нижньої поверхні стрічки з ідеально гладкою поверхнею розплавленого металу та вогненним поліруванням верхньої поверхні досягається дуже висока якість поверхні листового скла.
Цим способом виробляють листове поліроване скло завтовшки від 2,5 до 20 мм і шириною від 1600 до 4000 мм. Швидкість витягування стрічки становить 300-1500 м/год залежно від її товщини та ширини.
Необхідність застосування значної кількості олова (маса якого у флоат-ванні близько 120 тонн).
Складність експлуатації технологічної лінії.
Багато давньоєгипетські скляні прикраси були отримані шляхом розплющення розм'якшеної скломаси. Пізніше цей спосіб був майже витіснений видуванням, а пресування застосовувалося лише виготовлення дрібних виробів: намист, пробок, гудзиків тощо.
Спосіб формування скляних виробів видавлюванням зі скломаси у просторі,обмеженому ззовні матриці прес-форми, а зсередини - керном, називається пресуванням.
Основними формуючими елементами при пресуванні є (див. рис.): прес-форма, яка оформляє зовнішню поверхню виробу, пуансон (керн), який формує внутрішню поверхню та обмежувальне (формове) кільце, що обробляє край (краї виробу).
По закінченні пресування, коли скло досить затверділо, керн піднімають, знімають кільце, а форму розкривають або перевертають для вилучення виробу. Автоматичне пресування за рахунок автоматичної подачі порції скломаси у форму (так зване крапельне харчування), проводиться 300 крапель на хвилину.
Простий, точний та продуктивний спосіб формування.
Відсутність відходів (маса краплі дорівнює масі виробу).
Область його застосування обмежена:
- форма виробу має бути досить простий, щоб пуансон міг вільно вийти із неї, тобто. неприпустимі звуження внизу, виступи та поглиблення. Зовнішня поверхня у своїй може бути досить складної, т.к. форма може бути роз'ємною;
- скломаса в тонкому шарі дуже швидко втрачає плинність внаслідок інтенсивної теплопередачі формуючих поверхонь тому пресуванням не вдається отримувати судини з тонкими стінками або сильно витягнутою у вертикальному напрямку порожниною, так як в цьому випадку скло може перейти в крихкий стан ще до закінчення циклу пресування;
- якість поверхні пресованих виробів невисока, так як на поверхні можуть бути шви від стиків роз'ємної форми, крім того, під дією сил поверхневого натягу замість гострих кутів відбувається утворення округлених поверхонь. Формування виробів йде напівавтоматичних чи автоматичних пресах.
Даєможливість отримувати судини з порожниною будь-якої форми. Крім того, легко піддаються механізації.
Видування здійснюється або вручну за допомогою склодувної трубки або на видувних автоматах (ВР-24, ВС-24).
Спосіб видування за допомогою склодувної трубки, на яку набирається краплеподібна порція скломаси, застосовують для формування складних формою порожнистих тонкостінних виробів з товщиною стінок близько 2 мм і менше. При цьому трубку одним кінцем накладають на поверхню скломаси і починають обертати навколо своєї осі доти, доки на ній не набереться крапля зовнішнього розміру (набір). Трубка з набором при безперервному обертанні відокремлюється від скломаси та видаляється з печі. Наступна операція – закочування набірки на плоскій металевій плиті або в яйцеподібному заглибленні дерев'яного або металевого катальника для надання набір необхідної форми і для забезпечення певних значень в'язкості, необхідних для видування. Потім проводити видування та відділення виробу від трубки, а також надання за допомогою найпростіших інструментів (ножиць, планок, шаблонів) потрібну йому форму. Видування без надання форми зберегло своє значення лише для виробництва художніх та особливо складних штучних виробів.
Шкідливі умови роботи.
Машинне видування виробів повністю механізовано та найбільш ефективно. При цьому основна проблема механізації видування - це остаточне оформлення краю виробу і оскільки ця проблема легко вирішується при пресуванні виробів, тому доцільно поєднати ці два способи.
Пресо-видування – це двостадійний процес циклічного формування порожнистих штучних виробів – переважно (широкогорлою понад 30 мм) – банки, пляшки, посуди тощо.
У прес-видувних машинах є чорнова та чистова форми. Учорновий формі методом пресування пуансоном виходить первинна заготівля - баночка (або кулька). У чистовій формі, що складається з двох половинок, баночці надається остаточний вигляд шляхом видування. З допомогою горлових щипців формується головка вироби, тобто. верхній край.
Після того, як пресування закінчилося, пуансон прибирається, а баночка горловими щипцями переноситься в чистову форму. чистової форми. Після цього дутьевая головка і щипці видаляються, половинки чистової форми розходяться і готовий виріб виявляється вільно стоїть на дні форми.
Для видування високих судин з вузьким горлом (наприклад пляшок) застосовують машини інших типів, що використовують видування з перекиданням кульки і видування з вакуумним живильником.