V súčasnosti na svete existujú tri druhy plochého skla: ploché ťahanie, plavenie a kalandrovanie. Plavené sklo, ktoré v súčasnosti predstavuje viac ako 90 % celkovej produkcie skla, je základným stavebným materiálom v svetovom architektonickom skle. Výrobný proces plaveného skla bol založený v roku 1952 a stanovil svetový štandard pre výrobu vysoko kvalitného skla. Proces výroby plaveného skla zahŕňa päť hlavných krokov:
● ingrediencie
● topenie
● tvarovanie a povlakovanie
● žíhanie
● rezanie a balenie
Zloženie
Dávkovanie je prvou fázou, ktorá pripravuje suroviny na tavenie. Medzi suroviny patrí piesok, dolomit, vápenec, sóda a mirabilit, ktoré sa prepravujú nákladnými autami alebo vlakom. Tieto suroviny sa skladujú v dávkovacej miestnosti. V materiálovej miestnosti sa nachádzajú silá, násypky, dopravné pásy, žľaby, lapače prachu a potrebné riadiace systémy, ktoré riadia prepravu surovín a miešanie vsádzkových materiálov. Od okamihu, keď sú suroviny dodané do materiálovej miestnosti, sú neustále v pohybe.
Vnútri dávkovacej miestnosti dlhý plochý dopravníkový pás nepretržite prepravuje suroviny zo síl rôznych surovín do korečkového elevátora vrstvu po vrstve v poradí a potom ich posiela k vážiacemu zariadeniu na kontrolu ich celkovej hmotnosti. K týmto zložkám sa pridávajú úlomky recyklovaného skla alebo odpad z výrobnej linky. Každá dávka obsahuje približne 10 – 30 % rozbitého skla. Suché materiály sa pridávajú do miešačky a miešajú sa so zmesou. Zmiešaná dávka sa z dávkovacej miestnosti posiela do sila pece na uskladnenie pomocou dopravného pásu a potom sa podávačom riadenou rýchlosťou pridáva do pece.
Typické zloženie skla
Dvor črepov
Zmiešané suroviny privádzajte do vstupu pece až do teploty 1650 stupňov pomocou násypky
Topenie
Typická pec je pec s priečnym plameňom a šiestimi regenerátormi, široká približne 25 metrov a široká 62 metrov, s dennou výrobnou kapacitou 500 ton. Hlavnými časťami pece sú taviaci bazén/čistič, pracovný bazén, regenerátor a malá pec. Ako je znázornené na obrázku 4, je vyrobená zo špeciálnych žiaruvzdorných materiálov a má oceľovú konštrukciu na vonkajšom ráme. Vsádzka sa privádza do taviaceho bazéna pece pomocou podávača a taviaci bazén sa ohrieva na 1650 ℃ pomocou striekacej pištole na zemný plyn.
Roztavené sklo prúdi z tavného kúpeľa do oblasti hrdla cez číriaci filter a rovnomerne sa mieša. Potom prúdi do pracovnej časti a pomaly sa ochladzuje na približne 1100 stupňov, aby dosiahlo správnu viskozitu pred dosiahnutím cínového kúpeľa.
Tvarovanie a povlakovanie
Proces formovania vyčíreného tekutého skla do sklenenej dosky je proces mechanickej manipulácie podľa prirodzenej tendencie materiálu a prirodzená hrúbka tohto materiálu je 6,88 mm. Tekuté sklo vyteká z pece cez kanálovú oblasť a jeho tok je riadený nastaviteľnými dvierkami nazývanými piest, ktoré sú umiestnené približne ± 0,15 mm hlboko v tekutom skle. Pláva na roztavenom cíne – odtiaľ pochádza aj názov plavené sklo. Sklo a cín spolu nereagujú a možno ich oddeliť; ich vzájomný odpor v molekulárnej forme robí sklo hladším.
Kúpeľ je jednotka utesnená v kontrolovanej atmosfére dusíka a vodíka. Obsahuje nosnú oceľ, horný a spodný plášť, žiaruvzdorné materiály, cín a vykurovacie telesá, redukčnú atmosféru, teplotné senzory, počítačový systém riadenia procesov, má šírku približne 8 metrov a dĺžku 60 metrov a rýchlosť výrobnej linky môže dosiahnuť 25 metrov za minútu. Cínový kúpeľ obsahuje takmer 200 ton čistého cínu s priemernou teplotou 800 ℃. Keď sklo vytvorí tenkú vrstvu na konci vstupu do cínového kúpeľa, nazýva sa to sklenená doska a na oboch stranách pracuje séria nastaviteľných sťahovákov hrán. Obsluha používa riadiaci program na nastavenie rýchlosti žíhacej pece a stroja na ťahanie hrán. Hrúbka sklenenej dosky môže byť medzi 0,55 a 25 mm. Horný prepážkový vykurovací prvok sa používa na reguláciu teploty skla. Keď sklenená doska nepretržite preteká cínovým kúpeľom, teplota sklenenej dosky postupne klesá, čím sa sklo stáva plochým a rovnobežným. V tomto bode je možné použiť Acuracoat® na online pokovovanie reflexných fólií, nízkoemisných fólií, fólií na reguláciu slnečného žiarenia, fotovoltaických fólií a samočistiacich fólií na pyrolýznych CVD zariadeniach. V tomto čase je sklo pripravené na chladenie.
Prierez kúpeľa
Sklo sa nanesie do tenkej vrstvy na roztavený cín, uchováva sa oddelene od cínu a vytvaruje sa do taniera.
Závesný vykurovací článok zabezpečuje prívod tepla a šírka a hrúbka skla sú riadené rýchlosťou a uhlom sťahováka hrán.
Žíhanie
Keď tvarované sklo opustí cínovú vaňu, teplota skla je 600 ℃. Ak sa sklenená doska ochladí v atmosfére, povrch skla sa ochladí rýchlejšie ako vnútro skla, čo spôsobí vážne stlačenie povrchu a škodlivé vnútorné napätie sklenenej dosky.
Sekcia žíhacej pece
Proces ohrevu skla pred a po lisovaní je zároveň procesom tvorby vnútorného napätia. Preto je potrebné regulovať teplo, aby sa teplota skla postupne znižovala na okolitú teplotu, teda prebieha žíhanie. V skutočnosti sa žíhanie vykonáva v žíhacej peci s vopred nastaveným teplotným gradientom (pozri obrázok 7) so šírkou približne 6 metrov a dĺžkou 120 metrov. Žíhacia pec obsahuje elektricky ovládané vykurovacie telesá a ventilátory, ktoré udržiavajú stabilné priečne rozloženie teploty sklenených dosiek.
Výsledkom procesu žíhania je, že sklo sa starostlivo ochladí na izbovú teplotu bez dočasného napätia alebo pnutia.
Rezanie a balenie
Sklenené dosky ochladené v žíhacej peci sa prepravujú do rezacieho priestoru cez valčekový stôl spojený s pohonným systémom žíhacej pece. Sklo prechádza online kontrolným systémom, aby sa odstránili prípadné chyby, a reže sa diamantovým rezným kotúčom, aby sa odstránila hrana skla (hranový materiál sa recykluje ako rozbité sklo). Následne sa nareže na veľkosť požadovanú zákazníkom. Povrch skla sa posype práškovým médiom, aby sa sklenené dosky dali stohovať a skladovať bez zlepenia alebo poškriabania. Následne sa bezchybné sklenené dosky rozdelia do stohov na balenie pomocou manuálnych alebo automatických strojov a prepravia sa do skladu na uskladnenie alebo odoslanie zákazníkom.
Po opustení žíhacej pece sa sklenená doska úplne vyformuje a presunie do chladiacej oblasti, aby sa teplota naďalej znižovala.