محتويات
- المادة الخام في صناعة الزجاج
- مكونات الزجاج
- كيفية إنتاج الزجاج
- تقنيات انتاج الزجاج
- عمليات تشكيل الزجاج المنفوخ
- استخدامات الزجاج
المادة الخام في صناعة الزجاج
في عملية تصنيع الزجاج ، يتم إنشاء الجسم الصلب الشفاف عن طريق تطبيق كميات هائلة من الحرارة على المادة الخام وهي الرمال أو الكوارتز والتي تعتبر المكون الرئيسي للزجاج ، والزجاج عبارة عن مادة شفافة أو شفافة غير عضوية غير متبلورة أو متجانسة يمكن تشكيلها بأي شكل.
بناءً على نوع الزجاج ، يتم جمع المواد الخام الخاصة به وإرسال التركيبات المختلفة إلى عملية التصنيع.[2]
مكونات الزجاج
يُصنع الزجاج حصريًا من مواد خام طبيعية أو غير عضوية متطابقة مع الطبيعة ، ومعظمها موجود أو يمكن إنتاجه ، بشكل أساسي ، يلزم ما مجموعه ست مواد خام طبيعية لإنتاج زجاج وهم
- الصودا والجير
- 70 بالمائة من رمل الكوارتز
- Na 2 CO 3
- الجير (CaCO 3 )
- وكميات صغيرة من الدولوميت (CaCO 3 x MgCO 3 )
- الفلسبار والبوتاس
يعتمد اختيار المواد الخام المستخدمة وكمياتها على الخصائص المطلوبة للمنتج الزجاجي النهائي وعملية الإنتاج المستخدمة.
ليس فقط المواد الخام الأولية ، ولكن أيضًا القطع المعالجة من الزجاج القديم أو الحبيبات الزجاجية تلعب دورًا مهمًا في عملية تصنيع الزجاج ، الزجاج قابل لإعادة التدوير بنسبة 100 بالمائة.
وهذا يعني أنه يمكن دائمًا إعادة إدخال الزجاج المستخدم في دورة الزجاج لإنتاج زجاج جديد.
كيفية إنتاج الزجاج
لكل نوع من أنواع الزجاج من الزجاج المقولب مروراً بالزجاج المسطح إلى أدوات المائدة والزجاج الخاص يوجد مصنع متخصص للزجاج أو مصانع الزجاج ، هذا لأنه على الرغم من أن عملية الإنتاج متشابهة جدًا لجميع أنواع الزجاج ، إلا أن لكل منها متطلبات عملية إنتاج خاصة.
عادة ما تكون هناك ست مراحل في عملية إنتاج الزجاج: خلط دفعات من المواد الخام ، والصهر ، والتكرير ، والتشكيل والتبريد ، وفحص الجودة ، والتشطيب والتعبئة أو المنصات.
- تتمثل الخطوة الأولى في عملية صنع الزجاج في تحضير دفعة عن طريق خلط الكميات الصحيحة من المواد الخام في الخلاط ، يقوم حزام ناقل بعد ذلك بنقل الدفعة إلى الفرن حيث يتم تسخينها إلى حوالي 1200 درجة مئوية لصهرها ، هذا يجمع بين المواد الخام والمواد المضافة إلى الزجاج المصهور.
- للتأكد من أن جميع الغازات يمكن أن تتسرب من الزجاج المصهور بحيث لا توجد فقاعات في المنتج النهائي ، يتم تسخين الزجاج المنصهر إلى درجة حرارة تتراوح بين 1450 درجة مئوية و 1650 درجة مئوية وعامل تكرير مثل كبريتات الصوديوم يضاف (ملح جلوبر) أو كلوريد الصوديوم (ملح الطعام).
- تؤدي درجة الحرارة العالية وعامل التكرير إلى ارتفاع جميع فقاعات الغاز إلى سطح الزجاج المصهور بحيث يسهل عليهم الهروب.
- بعد التكرير يتم تبريد الزجاج المصهور ونقله إلى آلة التشكيل ، يتم بعد ذلك تبريد الزجاجات أو الزجاج الأمامي للسيارة أو الزجاج الخاص الذي يتم إنتاجه بهذه الطريقة في فرن التلدين من حوالي 600 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية قبل الخضوع لفحوصات الجودة التفصيلية لاستبعاد العيوب والمخالفات ، في الخطوة التالية من مراحل صناعة الزجاج يتم الانتهاء من الزجاج.
تقنيات انتاج الزجاج
يتم إنتاج الزجاج الحديث بعدة تقنيات وهي:
- العبوات الزجاجية: يتم فيها صنع الزجاج بعناية في ثلاث مراحل مختلفة (ذوبان المواد الخام ، صب أو نفخ الزجاج في قوالب الحاويات والتبريد بلمسات نهائية للجودة)
- عمليات الزجاج العائم: حيث يتم وضع الزجاج على سطح المعدن المنصهر (القصدير أو الرصاص). تستخدم هذه العملية لإنشاء نوافذ مسطحة.
- النفخ اليدوي للزجاج: يستخدم في الغالب لإنشاء الأشياء الفنية والحاويات الزجاجية المخصصة.
بعد التصنيع ، يمكن معالجة كل منتج زجاجي بالإضافة إلى ذلك بالطلاء أو المعالجة الحرارية أو النقش أو أي نوع من التزيين.[1]
عمليات تشكيل الزجاج المنفوخ
- عملية النفخ: يتم استخدام الهواء المضغوط لتشكيل الكبسولة إلى بارسون ، مما يؤدي إلى تشطيب العنق ويعطي الكأس شكلًا موحدًا ، ثم يتم قلب القارورة إلى الجانب الآخر من الماكينة ، ويتم استخدام الهواء لتفجيرها بالشكل المطلوب.
- عملية الضغط والنفخ: يتم إدخال المكبس أولاً ، ثم يتبع الهواء لتشكيل الكأس في بارسون.
في مرحلة ما ، كانت هذه العملية تُستخدم عادةً للحاويات ذات الفتحات الواسعة ، ولكن مع إضافة عملية مساعدة الفراغ ، يمكن الآن استخدامها للتطبيقات ذات الفم الضيق أيضًا.
تكون القوة والتوزيع في أفضل حالاتها في طريقة تكوين الزجاج هذه ، وقد سمحت للمصنعين “بوزن خفيف” للعناصر الشائعة مثل زجاجات البيرة للحفاظ على الطاقة.
- تكييف: مرة واحدة تتشكل حاويات الزجاج المنفوخ، يتم تحميل الحاويات إلى التليين لير، حيث يتم جلب درجة حرارتها ما يصل الى حوالي 1500 درجة فهرنهايت، ثم خفضت تدريجيا إلى أقل من 900 ° F، بدون هذه الخطوة في صناعة الزجاج ، سيتحطم الزجاج بسهولة.
- المعالجة السطحية: يم تطبيق المعالجة الخارجية لمنع الاحتكاك ، مما يجعل الزجاج أكثر عرضة للكسر ، يتم رش الطلاء (عادة عبارة عن خليط أساسه البولي إيثيلين أو أكسيد القصدير) ويتفاعل على سطح الزجاج لتشكيل طلاء أكسيد القصدير ، يمنع هذا الطلاء الزجاجات من الالتصاق ببعضها البعض لتقليل الكسر.
يتم تطبيق طلاء أكسيد القصدير كعلاج ساخن ، للمعالجة الباردة ، تنخفض درجة حرارة العبوات إلى ما بين 225 و 275 درجة فهرنهايت قبل التطبيق ، يمكن غسل هذا الطلاء ، يتم تطبيق المعالجة الساخنة قبل عملية التلدين ، العلاج المطبق بهذه الطريقة يتفاعل في الواقع مع الزجاج ولا يمكن غسله.
- المعالجة الداخلية: المعالجة الداخلية بالفلورة (IFT) هي العملية التي تجعل الزجاج من النوع الثالث في زجاج من النوع الثاني ويتم تطبيقه على الزجاج لمنع التفتح.
- فحوصات الجودة: يشمل فحص جودة النهاية قياس وزن الزجاجة وفحص أبعاد الزجاجة باستخدام مقاييس عدم الحركة ، بعد مغادرة الفرن البارد ، تمر الزجاجات عبر آلات الفحص الإلكترونية التي تكتشف الأعطال تلقائيًا ، وتتشمل هذه على سبيل المثال : فحص سمك الجدار ، واكتشاف الضرر ، وتحليل الأبعاد ، وفحص سطح الختم ، ومسح الجدار الجانبي ، ومسح القاعدة.[3]
استخدامات الزجاج
الزجاج مادة غير محدودة ومبتكرة لها الكثير من التطبيقات ، إنه مكون أساسي في العديد من المنتجات التي نستخدمها كل يوم ، وغالبًا دون أن نلاحظها ، ويُستخدم الزجاج في قائمة المنتجات غير الشاملة التالية:
- التعبئة والتغليف (برطمانات الطعام ، زجاجات المشروبات ، قنينة لمستحضرات التجميل والأدوية)
- أدوات المائدة (أكواب الشرب ، الأطباق ، الكؤوس ، الأطباق)
- الإسكان والمباني (النوافذ ، الواجهات ، الحديقة الشتوية ، العزل ، هياكل التعزيز)
- التصميم الداخلي والأثاث (مرايا ، قواطع ، درابزينات ، طاولات ، أرفف ، إنارة)
- الأجهزة والإلكترونيات (أبواب الفرن ، سطح الطهي ، التلفزيون ، شاشات الكمبيوتر ، الهواتف الذكية)
- السيارات والنقل (الزجاج الأمامي والإضاءة الخلفية والوزن الخفيف والمكونات الهيكلية المقواة للسيارات والطائرات والسفن وما إلى ذلك)
- التكنولوجيا الطبية ، التكنولوجيا الحيوية ، هندسة علوم الحياة ، الزجاج البصري
- الحماية من الأشعة السينية (الأشعة) وأشعة جاما (النووية)
- كابلات الألياف الضوئية (الهواتف والتلفزيون والكمبيوتر: لنقل المعلومات)
- الطاقة المتجددة (زجاج الطاقة الشمسية ، توربينات الرياح)
رد مع اقتباس