محتويات
- مراحل تصنيع الزجاج
- جمع المواد الخام
- إعداد الدُفعة
- الصهر في الفرن
- التصنيع
- التلدين
- خصائص الزجاج
- أنواع الزجاج
مراحل تصنيع الزجاج
يمكن تقسيم الإجراء المتبع في صناعة الزجاج على نطاق واسع إلى المراحل الخمس التالية:
جمع المواد الخام
اعتمادًا على نوع الزجاج المراد تصنيعه ، يتم جمع المواد الخام المناسبة ، بالإضافة إلى المكون الرئيسي للزجاج ، يتم أيضًا إضافة كسارة الزجاج ومزيلات اللون لكل نوع من أنواع الزجاج ، حيث يعتبر الرمل هو المادة الخام في صنع الزجاج.
وتشير كسارة الزجاج إلى نفايات الزجاج أو قطع الزجاج المكسور ، فهي تزيد من انصهار الزجاج وتمنع فقدان القلويات عن طريق التطاير أثناء التفاعل في تكوين زجاج جديد ، كما أنها تقلل التكلفة.
تحتوي المواد الخام بشكل عام على آثار من مركبات الحديد. يضفي أكسيد الحديدوز اللون الأخضر على الزجاج ويضفي أكسيد الحديديك لونًا أصفر فاتحًا جدًا ، لتجنب مثل هذه الآثار ، تتم إضافة مزيلات اللون.
المواد المعتادة المستخدمة كمزيلات تلوين هي أكسيد الأنتيمون (Sb 2 O 3 ) ، وأكسيد الزرنيخ (AS 2 O 3 ) ، وأكسيد الكوبالت (CoO) ، وثاني أكسيد المنغنيز (MnO 2 ) وأكسيد النيكل (NiO).
إعداد الدُفعة
يتم طحن المواد الخام ، وكسارة الزجاج ، ومزيل اللون بشكل ناعم في آلات الطحن ، ويتم وزن هذه المواد بدقة بنسب صحيحة قبل خلطها معًا ، ويتم خلط هذه المواد في آلات الخلط حتى يتم الحصول على خليط موحد ، ويُعرف هذا المزيج المنتظم بالدفعة أو مزيج مزيج التزجيج ويتم استخدامه لعملية صهر أخرى في الفرن.
الصهر في الفرن
يتم صهر الدُفعة إما في وعاء الفرن أو في فرن الخزان ، يستمر التسخين حتى توقف تطور ثاني أكسيد الكربون والأكسجين وثاني أكسيد الكبريت والغازات الأخرى ، وهناك عدة انواع للافران من ضمنها:
- فرن القدر
في هذا الفرن ، يتم استخدام الأواني كوحدات ، القدر إناء مصنوع من طين النار ، تشبه هذه العملية عملية البوتقة الفولاذية ، وتوضع هذه الأواني في فتحات معدة خصيصًا للفرن ، ويتم الاحتفاظ بأبواب الشحن والتجميع في الخارج بحيث يمكن إضافة المواد الخام ويمكن إخراج الزجاج المنصهر بسهولة.
يتم توفير الموانئ لدخول الغاز المنتج المسخن ، الأبواب مزودة للشحن ولإخراج الزجاج المنصهر ، يفصل الجسر الخزان إلى جزأين غير متساويين.
يتم تسخين الدفعة في حجرة كبيرة وتحتوي على زجاج غير نقي إلى حد ما ، يتدفق من خلال فتح الجسر إلى حجرة صغيرة ، ويتم جمع المرارة أو الشوائب العائمة في الجزء العلوي من المقصورة الكبيرة ، ويتم توفير البطانة المقاومة للحرارة على السطح الداخلي للخزان.
ويكون الخزان مليء بالمواد الخام ، ويم تسخين الفرن عن طريق السماح للغاز المنتج بالمرور عبر المنافذ ،، يتم شحن المواد الخام وإخراج الكتلة المنصهرة في وقت واحد ، هذه عملية مستمرة ويتم اعتمادها لإذابة كميات كبيرة من الزجاج في وقت واحد.
التصنيع
يتم إعطاء الزجاج المصهور الشكل أو الشكل المناسب في هذه المرحلة ، يمكن أن يتم ذلك باليد أو بالآلة ، ويم اعتماد التصنيع اليدوي للإنتاج على نطاق صغير وتم اعتماد تصنيع الماكينة للإنتاج على نطاق واسع.
التلدين
يجب تبريد المواد الزجاجية ، بعد تصنيعها ، ببطء وبشكل تدريجي ، تُعرف عملية التبريد البطيء والمتجانس للمنتجات الزجاجية هذه باسم تلدين الزجاج.
تلدين الزجاج عملية مهمة للغاية ، إذا تم السماح للمواد الزجاجية بالتبريد بسرعة ، فإن الطبقة السطحية من الزجاج تبرد أولاً لأن الزجاج هو موصل سيئ للحرارة ، يظل الجزء الداخلي ساخنًا نسبيًا وبالتالي فهو في حالة إجهاد ، ومن ثم فإن مثل هذه المواد الزجاجية تنكسر تحت تأثير الصدمات أو الاضطرابات الطفيفة للغاية هناك وهناك طرقتين للتلدين وهم:
- معالجة المداخن
في هذه الطريقة ، يتم توفير مدخنة طويلة ويتم بناؤها بحيث يكون هناك انخفاض تدريجي في درجة الحرارة من أحد طرفي المداخن إلى الطرف الآخر ، يُسمح بدخول قطع الزجاج الملتهبة باللون الأحمر في الطرف الساخن من المداخن ويتم تحريكها ببطء على نطاقات السفر ، تصبح باردة عندما تصل إلى النهاية الباردة للمداخنهذه الطريقة مفيدة للإنتاج على نطاق واسع.
- معالجة الفرن
في هذه الطريقة ، توضع المواد الزجاجية الساخنة في أفران حيث يتم ترتيبها للتحكم في درجة الحرارة ، بعد وضع الأشياء في الأفران ، تنخفض درجة الحرارة ببطء ، هذه الطريقة مفيدة للإنتاج على نطاق صغير.
خصائص الزجاج
- الشفافية هي الخاصية الرئيسية للزجاج التي تسمح برؤية العالم الخارجي من خلاله ، ويمكن أن تكون شفافية الزجاج من كلا الجانبين أو من جانب واحد فقط في أحد جوانب الشفافية ، يتصرف الزجاج كمرآة من الجانب الآخر.
- تعتمد قوة الزجاج على معامل قيمة تمزق الزجاج ، بشكل عام يعتبر الزجاج مادة هشة ولكن بإضافة المواد الإضافية والرقائق يمكننا جعلها أكثر قوة
- يمكن تشكيل الزجاج بأي شكل ، أو يمكن نفخه أثناء الذوبان ، لذا فإن قابلية عمل الزجاج هي خاصية ممتازة.
- الجزء المرئي من الضوء الذي يمر عبر الزجاج هو خاصية النفاذية المرئية.
- يمكن إعادة تدوير أي زجاج بنسبة 100٪. يمكن استخدامه أيضًا كمواد خام في صناعة البناء.[2]
أنواع الزجاج
- زجاج الملدن
الزجاج الملدن هو منتج أساسي يتكون من مرحلة التلدين لعملية الطفو ، يُسمح للزجاج المصهور أن يبرد ببطء بطريقة مضبوطة حتى يصل إلى درجة حرارة الغرفة ، مما يخفف من أي ضغوط داخلية في الزجاج ، بدون هذا التبريد البطيء المتحكم فيه ، سيتشقق الزجاج مع تغير بسيط نسبيًا في درجة الحرارة أو صدمة ميكانيكية طفيفة ، يتم استخدام الزجاج الملدن كمنتج أساسي لتشكيل أنواع زجاج أكثر تقدمًا.
- الزجاج المقوى بالحرارة
الزجاج المقوى بالحرارة هو زجاج شبه مقسى أو شبه مقوى ، تتضمن عملية التقوية الحرارية تسخين الزجاج الملدن مرة أخرى إلى ما يقرب من 650 إلى 700 درجة مئوية ثم تبريده بسرعة ، على الرغم من أنه ليس بنفس سرعة الزجاج المقسى ، تزيد عملية التقوية الحرارية من القوة الميكانيكية والحرارية للزجاج الملدن ، مما يجعله أقوى بمرتين من الزجاج الملدن.
- خفف من الزجاج أو تشديده
هذا هو النوع الأكثر شيوعًا من الزجاج المستخدم في الدرابزينات أو التطبيقات الهيكلية المماثلة ، يتم تسخين الزجاج الملدن إلى حوالي 700 درجة مئوية عن طريق التوصيل والحمل الحراري والإشعاع ، يتم تسريع عملية التبريد من خلال تدفق هواء موحد ومتزامن على كلا السطحين ، تنتج معدلات التبريد المختلفة بين السطح وداخل الزجاج خواصًا فيزيائية مختلفة ، مما ينتج عنه ضغوط انضغاطية في السطح متوازنة بضغوط الشد في جسم الزجاج.
هذه العملية تجعل الزجاج أقوى وأكثر أمانًا من الزجاج الملدن أو غير المعالج بأربع إلى خمس مرات.
- الزجاج الرقائقي
يوفر الزجاج الرقائقي العديد من المزايا ، تعتبر السلامة والأمان من أشهر هذه العناصر ، لذلك بدلاً من التحطم عند الصدمات ، يتم تثبيت الزجاج الرقائقي معًا بواسطة الطبقة البينية هذا يقلل من مخاطر السلامة المرتبطة بشظايا الزجاج المحطم ، وكذلك ، إلى حد ما ، المخاطر الأمنية المرتبطة بسهولة الاختراق.
رد مع اقتباس