Verfahren zur Herstellung von Glas
Ein kurzer Leitfaden zur Herstellung von Glas
Die Methoden der Glasherstellung haben sich im Laufe der Jahrhunderte erheblich verändert, von einem hochqualifizierten Handwerk bis zur heutigen Industrieproduktion in großen Mengen. Eine der wichtigsten Innovationen in der Glasindustrie war die Entwicklung des Float Glass -Produktionsprozesses und wir möchten Ihnen einen Einblick geben, wie Floatglas heute hergestellt wird.
Von qualifizierten Handwerkern bis zur Industrialisierung
Glas wurde zuerst um 5.000 vor Christus entdeckt. Jahrhundertelang dominierte die individuelle Handwerkskunst und erst im 20. Jahrhundert wurde die Glasproduktion industrialisiert und als Tafelglas in großen Mengen produziert. Aber es gab noch einen großen Nachteil: Das Glas musste auf beiden Seiten geschliffen und poliert werden, um die gewünschte Qualität zu erhalten – ein sehr zeitaufwendiger und kostspieliger Prozess.
Dann kam vielleicht die größte Innovation in der Geschichte des Glases – die Einführung des Floatglas-Produktionsprozesses, der in den 1960er-Jahren Popularität erlangte. Dieser Durchbruch führte zu einem deutlichen Anstieg bei der Nutzung von Glas auf der ganzen Welt.
Floatglas ist die Grundlage der heutigen Angebote von Guardian, von beschichtetem Sonnenschutzglas bis hin zu laminiertem Sicherheits-, Antireflex- und Spiegelglas.
Das Floatglasverfahren
Der Prozess der Herstellung von Floatglas ist mit der Vorbereitung und dem Kochen einer sorgfältig geplanten Mahlzeit vergleichbar. Zunächst müssen alle erforderlichen Zutaten zusammengetragen werden, dann folgen bestimmte Prozesse, unter anderem das Erhitzen auf die richtige Temperatur und die darauffolgende korrekte Abkühlungsweise. Wird dieses Rezept präzise befolgt, sind die Ergebnisse die Mühe wert.
Woraus besteht Glas?
In erster Linie besteht Soda-Kalk-Siliziumdioxidglas aus drei Hauptkomponenten: Sand, Sodaasche und Kalkstein. Floatglas enthält auch Dolomit, das zur Verbesserung der Härte und chemischen Beständigkeit von Floatglas verwendet wird.
Eine kurze Geschichte von Glas
Die ältesten bekannten Glasobjekte, wie Perlen, stammen aus etwa 2.000 v. Chr. Jahrhundertelang stützte sich die Glasherstellung auf die geschickte Handwerkskunst des Einzelnen, und Glas blieb ein luxuriöses Material, das typischerweise für Schmuck oder dekorative Artikel verwendet wird. Erst im 19. Jahrhundert wurde Glas in Häusern und öffentlichen Gebäuden zum Alltag. Obwohl die Floatglas-Technologie Anfang des 20. Jahrhunderts erstmals patentiert wurde, wurde sie von Pilkington Brothers Limited in den 1950er Jahren erheblich fortschrittlich und auf den Markt gebracht. Mitte der 1960er Jahre begann ihre Version des Float-Prozesses, traditionelle Glasherstellungsmethoden zu ersetzen und verbesserte Oberflächenqualität und reduzierte Produktionskosten zu bieten.
Die innovative Floatglasmethode von Pilkington ist heute die am weitesten verbreitete Technik für die Herstellung von Flachglas.
Wie wird Floatglas hergestellt?
Floatglas wird hergestellt, indem Rohstoffe in einem Ofen (ein Prozess, der häufig als Schmelzen bezeichnet wird) aufgelöst und dann die Mischung kontinuierlich in ein Bad aus geschmolzener Zinn gegossen wird. Durch Schwerkraft und Oberflächenspannung kann es auf der Oberfläche schweben und sich in ein flaches, glattes Blech verwandeln, das als Band bekannt ist. Nach den Schmelz- und Formprozessen wird das Band abgekühlt und auf die Größe zugeschnitten.
Die typische Breite des Bandes beträgt 3,21 Meter (oder 126 Zoll) in Europa und entweder 3,30 Meter (130 Zoll) oder 3,66 Meter (144 Zoll) in Nordamerika. Die Standardabmessungen der Floatglas-Produktion können je nach Region variieren. Die Banddicke kann zwischen etwa 2 und 19 mm oder 3/32" bis 3/4" liegen.
Floatglasleitungen können bis zu 500 Meter (1.600 Fuß) lang sein und werden im Dauerbetrieb gehalten. Typischerweise hat eine Floatglaslinie eine Lebensdauer von etwa 18 bis 20 Jahren. Eine mittelgroße Floatglaslinie kann 600 Tonnen Glas pro Tag produzieren.
Sehen Sie in diesem Video, wie Floatglas hergestellt wird:
Welche Rohstoffe werden in der Floatglasherstellung verwendet?
Die Rohstoffe, die im Floatglasprozess verwendet werden, sind eine Mischung aus Siliciumdioxidsand, Sodaasche, Kalkstein und Dolomit. Nach Gewicht enthält Floatglas etwa 70–75 % Siliciumdioxidsand, 15 % Sodaasche und 15 % einer Kombination aus Kalkstein und Dolomit. Schwimmglas enthält auch kleine Mengen an Salzkuchen, Kohlenstoff und Eisenoxid.
Jede Komponente spielt eine entscheidende Rolle. Kieselsäuresand schafft eine starre, glasige Struktur. Sodaasche senkt die Schmelztemperatur von Kieselsäure und macht das Glas formbar und leichter aufzulösen. Kalkstein wirkt als Stabilisator und verbessert die Haltbarkeit und Härte des Glases. Dolomit verbessert die Viskositätskontrolle des Glases und seine Beständigkeit gegenüber Chemikalien.
Wie der Schmelzprozess funktioniert
Sobald jeder Rohstoff gemäß der erforderlichen Rezeptur genau gewogen wurde, wird er im Chargenhaus gründlich gemischt, bevor er in den Ofenbehälter transferiert wird. 15 % bis 25 % des Chargengemischs für Standardschwimmerglas bestehen aus zerkleinertem Glas, das als Cullet bekannt ist. Cullet wird normalerweise aus früheren Produktionschargen bezogen, kann aber von spezialisierten Recyclingunternehmen oder Glasverarbeitern geliefert werden. Cullet muss streng überprüft werden, um sicherzustellen, dass es den Qualitätsstandards entspricht.
Werkzeuge, die als Ladegeräte bekannt sind, werden verwendet, um die Mischung in den Ofen einzuführen. Ein Floatglas-Leitungsofen hat eine Schmelzzone von etwa 1.500 bis 1.600 °C (2.700 bis 2.900 °F).
In einem Regenerativofen hält eine Reihe von Erdgas-Seitenbrennern die Temperatur aufrecht. Jeder Brennersatz arbeitet ca. 20 Minuten, bevor er auf die andere Seite wechselt. Das Abgas des Ofens wird durch den entgegengesetzten inaktiven Regenerator geleitet, wodurch die Temperatur des Regenerators aufrechterhalten bleibt und erhebliche Energiemengen gespart werden.
Wie Glas geformt wird
Nach dem Schmelzvorgang wird das geschmolzene Glasband über einen strömungsrestriktiven Taillenmechanismus in ein Konditionierungsbecken eingespeist. Das geschmolzene Glas wird vor dem Betreten des Zinnbades mit wassergekühlten Paddles gerührt. Bevor das Glas über die geschmolzene Dose geschwebt wird, passiert es eine bewegliche Barriere, die als Tweel bezeichnet wird. Schmelzzinn hat eine geringe Reaktivität mit Glas und eine hohe Dichte, höher als Schmelzglas. Diese Eigenschaften ermöglichen es, dass Glas reibungslos auf seiner Oberfläche schwebt, was zu perfekt flachen Blechen führt.
Die Dicke des Glases normalisiert sich bei etwa 6 mm. Durch den Betrieb von Oberrollen, die als Rändel bezeichnet werden und das Glas dehnen, wenn die Liniengeschwindigkeit erhöht wird, um dünneres Glas zu produzieren, können verschiedene Dicken erreicht werden. Um dickeres Glas herzustellen, komprimieren die oberen Rollen das Glas und die Liniengeschwindigkeit wird reduziert.
Am Ende des Formgebungsprozesses fällt die Temperatur des Glases von etwa 1.100 °C (2.000 °F) auf etwa 600 °C (1.100 °F). Das Glas verlässt das Zinnbad in einem fast festen Zustand.
Die Bedeutung von Kühlglas
Das Glas geht dann in eine Glühlehr über, um abzukühlen. Dies ist ein temperaturkontrollierter Bereich, der verwendet wird, um das frisch geformte Glas allmählich zu kühlen. Der Glühlehr besteht aus einem geschlossenen Kanal, gefolgt von einer offenen Dehnung, die der Zwangsluft ausgesetzt ist. Die Glühlehr sind ziemlich lang und laufen normalerweise etwa 200 Meter (700 Fuß).
Während des Glühvorgangs senkt die Druckluft die Temperatur des Glases auf ein Umgebungsniveau. Wenn das Glas abkühlt, werden innere Spannungen entfernt und das Glas nimmt ein einheitliches Spannungsprofil an. Die Gleichförmigkeit des Spannungsprofils ermöglicht es, das Glas in industrielle Lagerblätter zu schneiden und zu lagern.
Welche Eigenschaften hat Glas?
Modernes Architekturglas geht weit über Transparenz hinaus. Floatglas ist ein präzise konstruiertes Material mit klar definierter Festigkeit, Haltbarkeit und optischer Klarheit.
Diese Eigenschaften ermöglichen die Verwendung von Glas für eine Vielzahl von Anwendungen. Wärmebehandlung, Beschichtung und Laminierung des Glases verbessern die Eigenschaften des Glases und fügen Funktionen wie erhöhte Festigkeit, Sonnenschutz, Wärmedämmung, Sicherheit, akustische Leistung und mehr hinzu.
Qualitätskontrolle in der Glasherstellung
Die Aufrechterhaltung der Qualität ist für die Glasherstellung von entscheidender Bedeutung. Lasersensoren oder hochauflösende Kameras werden zur Erkennung von Defekten verwendet. Diese Bereiche werden aus den Glasscheiben herausgeschnitten und als Gulet verwendet.
Umweltleistung in der Glasproduktion
Wir engagieren uns für die Verbesserung der Umweltleistung unserer Fertigungsprozesse und Produkte über den gesamten Lebenszyklus hinweg. Dazu gehört der Einsatz von weniger natürlichen Ressourcen, die Minimierung von Abfall und die kontinuierliche Innovation, um effizient und verantwortungsvoll zu arbeiten.
Ein herausragendes Beispiel ist unser Ofen in Bascharage, Luxemburg, der mit Technologie der nächsten Generation ausgestattet ist und als unser bisher energieeffizientester Ofen gilt.
Ein weiteres Beispiel ist Guardian NEXA™, eine Reihe von kohlenstoffarmen Glaslösungen (bis zu 38 % Reduzierung des verkörperten Kohlenstoffs*), die durch die Optimierung von Herstellungsprozessen und der Rohstoffauswahl erreicht werden.
Häufig gestellte Fragen zur Herstellung von Glas
Was sind die Phasen der Glasherstellung?
Rohstoffsammlung, Schmelzen, Formen, Kühlen und Schneiden.
Woraus besteht Glas?
Sand, Sodaasche, Kalkstein und Dolomit. Andere Substanzen können auch hinzugefügt werden, um das Glas zu verbessern.
Was ist Floatglas?
Floatglas wird hergestellt, indem geschmolzene Rohstoffe auf ein Bett aus geschmolzener Zinn gegossen werden. Dies führt zu perfekt gleichmäßigen, flachen Glasscheiben, die nicht geschliffen oder poliert werden müssen.
