Jak se vyrábí sklo
Krátký průvodce výrobou skla
Metody výroby skla doznaly v průběhu staletí značných změn, od vysoce kvalifikovaného řemesla až po dnešní velkoobjemovou průmyslovou výrobu. Jednou z nejdůležitějších inovací ve sklářském průmyslu byl vývoj výrobního procesu plaveného skla a my bychom vám rádi poskytli přehled o tom, jak se plavené sklo dnes vyrábí.
Od zkušených řemeslníků až po industrializaci
Sklo bylo poprvé objeveno kolem roku 5 000 př. Kr. Řemeslné zpracování prováděné jednotlivci dominovalo po staletí až do 20. století, kdy se výroba skla stala industrializovanou a masovou při výrobě tabulí skla. Stále však existovala jedna velká nevýhoda: sklo muselo být na obou stranách rozemleté a leštěné, aby bylo dosaženo požadované kvality – což je proces, který byl velmi časově náročný a nákladný.
Poté přišla pravděpodobně největší inovace v historii skla – zavedení výrobního procesu plaveného skla, oblíbeného v 60. letech 20. století. Tento průlom vedl k dramatickému nárůstu používání skla po celém světě.
Plavené sklo je základem dnešní nabídky společnosti Guardian, od potahovaného skla s ochranou proti slunečnímu záření po laminované bezpečnostní, antireflexní a zrcadlové sklo.
Proces plaveného skla
Proces přípravy plaveného skla se spíše podobá přípravě a vaření pečlivě naplánovaného pokrmu. Začíná se tím, že shromáždíme veškeré požadované přísady, pak postupujeme podle specifických procesů, které zahrnují zahřátí na správnou teplotu a následné zchlazení tím správným způsobem. Postupuje se přesně podle receptury. A výsledky stojí za to.
Z čeho je sklo vyrobeno?
Sklo ze sody, limuzíny a oxidu křemičitého se skládá ze tří hlavních složek: písku, sody a vápence. Plovákové sklo také obsahuje dolomit, který se používá ke zlepšení tvrdosti a chemické odolnosti plaveného skla.
Krátká historie skla
Nejstarší známé skleněné předměty, jako jsou kuličky, se datují do doby kolem 2 000 př. n. l. Po staletí se výroba skla spoléhala na zručné řemeslné zpracování jednotlivců a sklo zůstalo luxusním materiálem, který se obvykle používá na šperky nebo dekorativní předměty. Až do 19. století se sklo stalo běžným místem v domácnostech a veřejných budovách. Přestože byla technologie plaveného skla poprvé patentována na začátku 20. století, byla výrazně pokročilá a na trh byla uvedena v 50. letech 20. století společností Pilkington Brothers Limited. V polovině 60. let 20. století začala jejich verze procesu výroby plaveného skla nahrazovat tradiční metody výroby skla a nabízet tak lepší kvalitu povrchu a nižší výrobní náklady.
Inovativní metoda plaveného skla Pilkington je nyní nejpoužívanější technikou výroby plochého skla.
Jak se vyrábí plavené sklo?
Plavené sklo se vyrábí rozpouštěním surovin v peci (proces běžně nazývaný tavení) a poté se směs nepřetržitě nalévá do lázně roztaveného cínu. Gravitace a povrchové napětí umožňují plavat na povrchu a přeměnit se na plochý, hladký plát známý jako stuha. Po procesech tavení a tvarování je páska ochlazena a nařezána na požadovanou velikost.
Typická šířka pásu je 3,21 metru (nebo 126 palců) v Evropě a buď 3,30 metru (130 palců) nebo 3,66 metru (144 palců) v Severní Americe. Standardní rozměry výroby plováku se mohou mírně lišit v závislosti na regionu. Tloušťka pásky se může pohybovat od přibližně 2 do 19 mm nebo od 3/32” do 3/4”.
Vedení z plaveného skla může mít délku až 500 metrů (1 600 stop) a je udržováno v nepřetržitém provozu. Životnost linky z plaveného skla je obvykle 18 až 20 let. Středně velká linka na výrobu plaveného skla dokáže vyrobit 600 tun skla denně.
Podívejte se na toto video, jak se vyrábí plavené sklo:
Jaké suroviny se používají při výrobě plaveného skla?
Suroviny používané při výrobě plaveného skla jsou směs křemičitého písku, sodného popelu, vápence a dolomitu. Podle hmotnosti obsahuje plavené sklo přibližně 70–75 % křemičitého písku, 15 % sody a 15 % kombinace vápence a dolomitu. Plovákové sklo obsahuje také malé množství slaného koláče, uhlíku a oxidu železitého.
Každá součást hraje zásadní roli. Silika písek vytváří pevnou, skleněnou strukturu. Popel sodný snižuje teplotu tavení oxidu křemičitého a činí sklo poddajným a snadněji se rozpouští. Vápenec funguje jako stabilizátor a zlepšuje odolnost a tvrdost skla. Dolomit zvyšuje kontrolu viskozity skla a jeho odolnost vůči chemikáliím.
Jak funguje proces tání
Jakmile je každá surovina přesně zvážena podle požadovaného receptu, důkladně se smíchá v kmenárně, než se přenese do koše pece. 15 % až 25 % směsi šarže pro standardní plavené sklo se skládá z drceného skla známého jako střepy. Střepy jsou obvykle získávány z předchozích výrobních šarží, ale mohou být dodávány specializovanými recyklačními společnostmi nebo zpracovateli skla. Střepy musí být důkladně zkontrolovány, aby se zajistilo, že splňují standardy kvality.
K vložení směsi do pece se používají nástroje známé jako nabíječky. Vana z plaveného skla má oblast tavení přibližně 1 500 až 1 600 °C (2 700 až 2 900 °F).
V regenerační peci udržuje teplotu řada bočních hořáků na zemní plyn. Každá sada hořáků pracuje přibližně 20 minut, než se přepne na druhou stranu. Výfukový plyn z pece je přiváděn opačným neaktivním regenerátorem, udržuje teplotu regenerátoru a šetří značné množství energie.
Jak se sklo tvaruje
Po procesu tavení je roztavená skleněná stuha přiváděna do kondicionéru přes mechanismus pasu omezující průtok. Roztavené sklo se před vstupem do cínové lázně míchá vodou chlazenými lopatkami. Než se sklo přesune na roztavený cín, prochází pohyblivou bariérou zvanou tweel. Roztavená forma má nízkou reaktivitu se sklem a vysokou hustotou, vyšší než roztavené sklo. Tyto vlastnosti umožňují hladké plavání skla na jeho povrchu, což vede k dokonale plochým plechům.
Tloušťka skla se normalizuje přibližně na 6 mm. Různé tloušťky lze dosáhnout použitím válečků, známých jako rýhy, které napínají sklo, protože se zvyšuje rychlost vedení a vzniká tenčí sklo. K výrobě silnějšího skla stlačují horní válce sklo a snižuje se rychlost vedení.
Na konci procesu tvarování se teplota skla sníží z přibližně 1 100 °C (2 000 °F) na přibližně 600 °C (1 100 °F). Sklo zanechává cínovou koupel téměř v pevném stavu.
Důležitost chladicího skla
Sklo pak prochází do žíhané pece, aby se ochladilo. Jedná se o oblast s řízenou teplotou, která se používá k postupnému chlazení čerstvě vytvořeného skla. Chlazení je tvořeno uzavřeným kanálem následovaným otevřeným úsekem vystaveným nucenému vzduchu. Chlazení lehátek je poměrně dlouhé a obvykle trvá přibližně 200 metrů (700 stop).
Během procesu žíhání snižuje nucený vzduch teplotu skla na okolní úroveň. Při ochlazování skla dochází k odstranění vnitřního napětí a sklo získává jednotný zátěžový profil. Rovnoměrnost zátěžového profilu umožňuje nařezání skla na průmyslové skladové listy a jeho uložení.
Jaké jsou vlastnosti skla?
Moderní architektonické sklo daleko přesahuje transparentnost. Plavené sklo je přesně navržený materiál s dobře definovanou pevností, trvanlivostí a optickou čirostí.
Tyto vlastnosti umožňují použití skla v široké škále aplikací. Úprava tepla, povlakování a laminování skla zlepšuje vlastnosti skla a přidává funkce, jako je zvýšená pevnost, ochrana proti slunečnímu záření, tepelná izolace, bezpečnost, bezpečnost, akustický výkon a další.
Kontrola kvality ve výrobě skla
Udržování kvality je při výrobě skla zásadní. Laserové senzory nebo kamery s vysokým rozlišením se používají k detekci vad. Tyto oblasti jsou vyříznuty ze skleněných tabulí a použity jako střepy.
Ekologické vlastnosti ve výrobě skla
Jsme odhodláni zlepšovat výkonnost našich výrobních procesů a produktů v oblasti životního prostředí v celém jejich životním cyklu. Patří sem využívání menšího množství přírodních zdrojů, minimalizace odpadu a neustálé inovace pro efektivní a odpovědné fungování.
Vynikajícím příkladem je naše vana v lucemburském Bascharage, která využívá technologii nové generace a je naší dosud nejúspornější vanou.
Dalším příkladem je Guardian NEXA, řada řešení z uhlíkových skel s nižším obsahem uhlíku (až o 38 % nižší obsah vloženého uhlíku*), které je dosaženo optimalizací výrobních procesů a výběrem surovin.
Jak se sklo vyrábí Často kladené dotazy
Jaké jsou fáze výroby skla
Sběr surovin, tavení, tvarování, chlazení a řezání.
Z čeho je sklo vyrobeno?
Písek, sodový popel, vápenec a dolomit. K vylepšení skla lze přidat i další látky.
Co je plavené sklo?
Plavené sklo se vyrábí nalitím roztavených surovin na ložní prádlo z roztavené formy. Výsledkem jsou dokonale rovnoměrné, ploché skleněné plechy, které nevyžadují broušení ani leštění.
