Cum se produce sticla
Un scurt ghid privind modul de fabricare a sticlei
Metodele de fabricare a sticlei s-au schimbat considerabil de-a lungul secolelor, de la un meșteșug de înaltă calificare și până la producția industrială de mare volum de astăzi. Una dintre cele mai importante inovații din industria sticlei a fost dezvoltarea procesului de producție a sticlei float și am dori să vă oferim o perspectivă asupra modului în care se produce astăzi sticla float.
De la meșteșugari pricepuți la industrializare
Sticla a fost descoperită pentru prima dată în jurul anului 5.000 î.Hr. Timp de secole, meșteșugul individual a fost dominant și abia în secolul al XX-lea producția de sticlă a devenit industrializată și produsă în masă în foi. Dar exista totuși un dezavantaj major: sticla trebuia să fie șlefuită și lustruită pe ambele părți pentru a obține calitatea dorită, adică un proces care necesita mult timp și era foarte costisitor.
Apoi a apărut probabil cea mai mare inovație din istoria sticlei: introducerea procesului de producție a sticlei float, popularizat în anii 1960. Această descoperire a dus la o creștere spectaculoasă a utilizării sticlei în întreaga lume.
Sticla float este fundația ofertelor Guardian de astăzi, de la sticla peliculizată pentru control solar, până la sticla laminată pentru siguranță, anti-reflexii și oglinzi.
Procesul de fabricare a sticlei float
Procesul de fabricare a sticlei float se aseamănă mai degrabă cu pregătirea și gătitul unei mese atent planificate. Începi prin a aduna toate ingredientele necesare, apoi urmezi un anumit număr de procese care includ încălzirea la temperatura corectă și apoi răcirea în mod corespunzător. Urmează rețeta întocmai, iar rezultatele vor merita efortul.
Din ce este fabricată sticla?
În principal, sticla sodată-lime-silică este alcătuită din trei componente principale: nisip, cenușă sodată și calcar. Sticla float conține, de asemenea, dolomită, utilizată pentru a îmbunătăți duritatea și rezistența chimică a sticlei float.
O scurtă istorie a sticlei
Cele mai vechi obiecte de sticlă cunoscute, cum ar fi mărgele, datează din aproximativ 2.000 î.Hr. Timp de secole, fabricarea sticlei s-a bazat pe măiestria pricepută a persoanelor, iar sticla a rămas un material de lux, utilizat în mod obișnuit pentru bijuterii sau obiecte decorative. Abia în secolul al XIX-lea, sticla a devenit ceva comun în locuințe și clădiri publice. Deși tehnologia cu sticlă float a fost brevetată pentru prima dată la începutul secolului 20, a fost avansată semnificativ și a fost introdusă pe piață în anii 1950 de către Pilkington Brothers Limited. Până la mijlocul anilor 1960, versiunea lor a procesului de fabricare a sticlei float a început să înlocuiască metodele tradiționale de fabricare a sticlei, oferind o calitate îmbunătățită a suprafeței și costuri de producție reduse.
Metoda inovatoare a Pilkington de fabricare a sticlei float este acum cea mai utilizată tehnică pentru fabricarea sticlei plate.
Cum este realizată sticla float?
Sticla float este produsă prin dizolvarea materiilor prime într-un cuptor (un proces numit în mod obișnuit topire) și apoi turnarea continuă a amestecului într-o baie de staniu topit. Tensiunea gravitațională și de suprafață îi permite să plutească pe suprafață și să se transforme într-o foaie plată, netedă, cunoscută sub denumirea de panglică. După procesele de topire și modelare, panglica este răcită și tăiată la dimensiune.
Lățimea tipică a panglicii este de 3,21 metri (sau 126 inci) în Europa și de 3,30 metri (130 inci) sau 3,66 metri (144 inci) în America de Nord. Dimensiunile standard de producție a sticlei float pot varia ușor în funcție de regiune. Grosimea panglicii poate varia între aproximativ 2 și 19 mm sau 3/32” și 3/4”.
Conductele de sticlă float pot avea o lungime de până la 500 de metri (1.600 de picioare) și sunt menținute în stare de funcționare continuă. De obicei, o linie de sticlă float va avea o durată de viață de aproximativ 18 până la 20 de ani. O linie de sticlă float de dimensiuni medii poate produce 600 de tone de sticlă pe zi.
Vedeți în acest videoclip cum este realizată sticla float:
Care sunt materiile prime utilizate în fabricarea sticlei float?
Materiile prime utilizate în procesul de fabricare a sticlei float sunt un amestec de nisip de siliciu, cenușă sodată, calcar și dolomită. Din greutate, sticla float conține aproximativ 70-75% nisip de siliciu, 15% cenușă sodată și 15% dintr-o combinație de calcar și dolomită. Sticla float conține și cantități mici de prăjitură cu sare, carbon și oxid de fier.
Fiecare componentă joacă un rol esențial. Nisipul de siliciu creează o structură rigidă, vitroasă. Cenușa sodată reduce temperatura de topire a siliciului și face sticla maleabilă și mai ușor de dizolvat. Limestone-ul acționează ca stabilizator și îmbunătățește durabilitatea și duritatea sticlei. Dolomite îmbunătățește controlul vâscozității sticlei și rezistența acesteia la substanțe chimice.
Cum funcționează procesul de topire
După ce fiecare materie primă a fost cântărită cu precizie conform rețetei necesare, este amestecată temeinic în casa pentru loturi înainte de a fi transferată în pâlnia cuptorului. Între 15% și 25% din amestecul de loturi pentru sticla float standard este alcătuit din sticlă strivită, cunoscută sub numele de cullet. Cullet este de obicei obținut din loturi de producție anterioare, dar poate fi furnizat de companii specializate de reciclare sau de procesatori de sticlă. Culletul trebuie inspectat riguros pentru a se asigura că îndeplinește standardele de calitate.
Instrumentele cunoscute sub denumirea de încărcătoare sunt utilizate pentru a introduce amestecul în cuptor. Un cuptor cu linie de sticlă float are o zonă de topire de aproximativ 1.500 până la 1.600 °C (2.700 până la 2.900 °F).
Într-un cuptor regenerativ, o serie de arzătoare laterale cu gaz natural mențin temperatura. Fiecare set de arzătoare funcționează la rândul său timp de aproximativ 20 de minute înainte de a trece pe cealaltă parte. Gazele de eșapament ale cuptorului sunt alimentate prin regeneratorul inactiv opus, menținând temperatura regeneratorului și economisind cantități semnificative de energie.
Cum este modelată sticla
După procesul de topire, panglica din sticlă topită este introdusă într-un bazin de condiționare printr-un mecanism de restricționare a fluxului. Sticla topită este agitată de padele răcite cu apă înainte de a intra în baia de staniu. Înainte de a fi plutit deasupra cositorului topit, sticla trece printr-o barieră mobilă numită pensete. Forma topită are reactivitate scăzută cu sticla și densitate ridicată, mai mare decât sticla topită. Aceste proprietăți permit sticlei să plutească lin pe suprafața sa, rezultând foi perfect plate.
Grosimea sticlei se normalizează la aproximativ 6 mm. Se pot obține grosimi diferite prin operarea rolelor superioare, cunoscute sub denumirea de țepi, care întind sticla pe măsură ce viteza liniei este crescută pentru a produce sticlă mai subțire. Pentru a produce sticlă mai groasă, rolele superioare comprimă sticla, iar viteza liniei este redusă.
La sfârșitul procesului de modelare, temperatura sticlei va scădea de la aproximativ 1.100 °C (2.000 °F) la aproximativ 600 °C (1.100 °F). Sticla lasă baia de staniu într-o stare aproape solidă.
Importanța sticlei de răcire
Apoi, sticla trece într-un leh de recoacere pentru a se răci. Aceasta este o zonă cu temperatură controlată, utilizată pentru răcirea treptată a sticlei proaspăt formate. Clema de recoacere este alcătuită dintr-un canal închis, urmat de o întindere deschisă expusă la aer forțat. Rulourile recoapte sunt destul de lungi și de obicei durează aproximativ 200 de metri (700 de picioare).
În timpul procesului de recoacere, aerul forțat reduce temperatura sticlei la un nivel ambiental. Pe măsură ce sticla se răcește, sunt îndepărtate tensiunile interne, iar sticla capătă un profil uniform de stres. Uniformitatea profilului de stres permite ca sticla să fie tăiată în foi de stoc industriale și depozitată.
Care sunt proprietățile sticlei?
Sticla arhitecturală modernă depășește cu mult transparența. Sticla float este un material proiectat cu precizie, cu o rezistență bine definită, durabilitate și claritate optică.
Aceste proprietăți permit utilizarea sticlei pentru o gamă largă de aplicații. Tratarea termică, acoperirea și laminarea sticlei îmbunătățesc proprietățile sticlei și adaugă funcții precum creșterea rezistenței, controlul solar, izolarea termică, siguranța, securitatea, performanța acustică și multe altele.
Controlul calității în producția de sticlă
Menținerea calității este esențială în producția de sticlă. Senzorii laser sau camerele de înaltă rezoluție sunt utilizate pentru a detecta defectele. Aceste zone sunt tăiate din foile de sticlă și sunt utilizate ca culle.
Performanțe de mediu în producția de sticlă
Ne-am angajat să îmbunătățim performanța ecologică a proceselor și produselor noastre de fabricație pe parcursul întregului ciclu de viață al acestora. Aceasta include utilizarea mai multor resurse naturale, minimizarea deșeurilor și inovarea continuă pentru a funcționa eficient și responsabil.
Un exemplu remarcabil este cuptorul nostru din Bascharage, Luxemburg, care dispune de tehnologie de ultimă generație și reprezintă cel mai eficient cuptor al nostru din punct de vedere energetic până în prezent.
Un alt exemplu este Guardian NEXA™, o gamă de soluții de sticlă cu conținut redus de carbon (reducere de până la 38% a emisiilor de carbon*), obținută prin optimizarea proceselor de fabricație și a selecției de materii prime.
Cum este realizată sticla Întrebări frecvente
Care sunt etapele de fabricare a sticlei
Colectarea materiilor prime, topirea, modelarea, răcirea și tăierea.
Din ce este fabricată sticla?
Nisip, cenușă sodată, calcar și dolomită. Pot fi adăugate și alte substanțe pentru a îmbunătăți sticla.
Ce este sticla float?
Sticla float este produsă prin turnarea de materii prime topite pe un pat de staniu topit. Aceasta are ca rezultat foi de sticlă perfect uniforme, plate, care nu necesită șlefuire sau lustruire.
