Физико-химические основы получения изделий из стекольных расплавов

Физико-химические основы получения изделий из стекольных расплавов

Изменение химического состава стекольного расплава позволяет эффективно регулировать прочностные, теплофизические, диэлектрические, химические и другие свойства стекла. Так, повышение химической устойчивости и механической прочности достигается за счет увеличения в составе стекла Si0 ₂, А1 ₂0 ₃и СаО; замена части Si0 ₂на РЬО придает стеклу повышенный блеск; введение в расплав фторидов позволяет получить глушеное стекло и т. д.

Разнообразие свойств изготовляемых стекол обусловливает и разнообразие используемого сырья. Все сырьевые материалы, применяемые для варки стекла, делят на главные и вспомогательные. Первые вводят в состав стекольной шихты необходимые для данного стекла основные и кислотные оксиды, вторые придают стекломассе специфические свойства, облегчают ее варку и выработку. Главные стеклообразующие оксиды вводят в состав шихты со cледующими видами сырья: Si0 ₂– с кварцевыми песками или песчаниками: СаО и MgO – с известняками и доломитами; А1 ₂0 ₃– с пегматитом или полевым шпатом; Na ₂0 – с содой; К ₂0 – с поташом; В ₂0 ₃– с бурой; РЬО – с суриком и т. д. Основное требование, предъявляемое ко всем видам сырья, – чистота и однородность по составу. Особенно жесткие требования предъявляют к чистоте кремнеземсодержащего сырья, составляющего до 70 % шихты.

К вспомогательным материалам относят вещества, создающие восстановительную или окислительную среду в стекольной шихте и печной атмосфере, ускоряющие процессы стеклообразования и обесцвечивания стекломассы, и красители. В качестве восстановителей применяют антрацит и кокс, окислителей – нитраты натрия или калия, оксиды мышьяка и сурьмы. Ускоряют процесс стекловарения добавкой сульфата натрия, кремнефтористого и хлористого натрия. Красителями стекла являются соединения металлов, растворимые в стекломассе или образующие в ней взвешенные микрочастицы металлов и их соединений. Обязательным компонентом шихты является стекольный бой. Перед обработкой стекольный бой должен быть отсортирован, измельчен, вымыт и подвергнут магнитной сепарации для удаления металлических включений.