Výroba skla

1. Charakteristika:

Sklo je číra hmota na umelecké a úžitkové spracovanie. Základnými surovinami na výrobu skla sú kremičitý piesok, sóda, potaš, vápenec. Suroviny sa miesia a tavia v peciach na sklovinu, ktorá sa tvaruje buď ručne, sklárskou píšťalou, strojovo, lisovaním alebo zlievaním do foriem. Výrobky sa ochladia a zdobia brúsením, rezaním, rytím, leptaním, maľovaním, pieskovaním alebo pozlátením.

(Pieskovanie skla: je pravdepodobne najnovšia metóda zdobenia, dnes najžiadanejšia. Spôsob pieskovania je v celku jednoduchý a skladá sa zo vzduchového kompresora a pieskovačky, kde kompresor tlačí vzduch do pieskovacích hadíc, kde sa tento vzduch zmiesi s pieskom a pod tlakom táto zmes vychádza s trisky, ktorá je na konci hadice. To ma za následok, že piesok pod vysokou rýchlosťou naráža na povrch skla, a jemne ho obrusuje. Touto metódou je možné doslova „vykresľovať“ do skla rôzne obrazce či motívy, najčastejšie však pomocou vopred pripravenej šablóny. Takto upravené sklo sa najčastejšie využíva na dekoratívne účely ako napríklad výplň do dverí či dekór na nábytok.)

2. Členenie:

a) Podľa spôsobu konečnej úpravy:

ľahko taviteľné - sodnaté (vhodné na fúkanie)
tvrdé draselné (vhodné na rezanie, brúsenie aj pieskovanie – krištáľ)
mäkké olovnaté (vhodné na liatie do foriem a na výrobu optického skla)

b) Podľa farby:
Farebné sklo sa získava pridaním oxidov niektorých kovov (kobaltu – červené, zinku – zelené atď.).

c) Podľa spôsobu konečného užitia:

umelecké (napr. farebné sklo)
technické (okenné tabule, obkladačky)
úžitkové (poháre, vázy, lustre)
optické (šošovky, sklá do okuliarov a optických prístrojov)

3. Spracovanie:

a) Zakladanie:

Vstupnou surovinou pri zakladaní je tzv. sklárska vsádzka, ktorá je zložená z viacerých komponentov: piesku, potaše hydrátovej, sódy kalcinovanej, mínia, liadku draselného, kysličníka amónneho a črepov. Postup výroby – zariadenie pre zakladanie slúži k pravidelnému prísunu sklárskej vsádzky v závislosti na odbere skloviny.
Sklárska vsádzka sa dostáva zo zásobníka do násypky zakladača, odkiaľ padá pred piest obdĺžnikového prierezu. Piest sa pohybuje pomocou výstredníkov a ťažných
pružín. Zdvih piestu a počet zdvihov piestu možno plynulo regulovať.
b) Tavenie:

V technickej praxi sa obvykle pochod tavenia rozdeľuje na 3 hlavné štádia:
1. Vlastné tavenie – prvá etapa pochodu tavenia, končiaci zmiznutím posledných zbytkov pevných látok. Túto etapu rozdeľujeme ešte na obdobie chemických reakcií a obdobie rozpúšťania zvyšku pevných látok skôr utvorených v tavenine.
2. Homogenizácia – odstraňovanie plynných uzatvorenín a vyrovnávanie zloženie taveniny v celej hmote.
3. Ochladenie skloviny – na pracovnú teplotu, pri ktorej sa sklo dá odoberať k tvarovaniu. Vstupnou surovinou je sklárska vsádzka, ktorej založená hmotnosť pre tavenie závisí od vyrábaného sortimentu výrobkov – odberu skloviny.

4. Postup výroby:

Pre tavenie skloviny slúži U-plamenný regeneratívny taviaci agregát s pracovnou časťou, agregát je vykurovaný zemným plynom a predohriatym vzduchom. Vzduch sa
predhrieva v regenerátore so stojatými komorami. Zemný plyn je privádzaný z doreguľovacej rady tlakom 50 kPa. Pri tavení paralelne alebo následne prebiehajú
tieto deje:

• zohriatie vsádzky na taviacu teplotu
• reakcie medzi jednotlivými zložkami
• čírenie
• chemická homogenizácia taveniny
• ochladenie sklonoviny na pracovnú teplotu
Na2CO3 + 4 SiO2 – Na2O. SiO2 + 3 SiO2 + CO2

a) Tvarovanie:

Surovinou vstupujúcou do tejto výrobnej fázy je sklonovina alkalicko-olovnato-kremičitá. Množstvo spracovanej sklonoviny pri tvarovaní závisí od vyrábaného sortimentu – príslušného ťažného faktora. Pre tvarovanie je potrebné teplotu a tým aj viskozitu sklonoviny upraviť. Tvarovanie prebieha v mufli, kde prameň roztaveného skla z feedra vyteká na šikmo sklonenú hubicu upevnenú na píšťale píšťalového stroja, ktoré sa otáča. Sklonovina vytekajúca z feedra obalí keramickú hubicu vo forme špirály a vplyvom sklonu hubice sa pomaly posúva na druhý koniec hubice. Trubica je vedená po uhlíkových kladkách do ťažného stroja na konci ktorého je ulamovacie zariadenie, kde sa “lano” mechanicky prerušuje na požadované dĺžky.

b) Zapaľovanie:

Vstupujúcou surovinou tejto výrobnej fázy sú trubice z olovnatého skla. Ich množstvo závisí od rýchlosti ťahania. Trubice ulomené na potrebné dĺžky sú dopravované cez plamene pukacích horákov na pukací kontakt chladený vodou. Dotykmi kontaktu konce odpuknú. Neodpuknuté trubice obsluha vracia na nové pukanie. Opuknuté trubice prechádzajú plameňom zapaľovacích a vyhladzovacích horákov. Rozteč horákov a pukacieho kontaktu je nastaviteľná podľa požadovaných dĺžok trubíc. Pukacie a zapaľovacie horáky sú stavané na zmes zemného plynu – vzduch + kyslík. Trubice po úprave koncov, alebo bez úpravy, sú dopravované na triedenie podľa priemerov.

c) Triedenie:

Vstupujúcou surovinou sú olovnaté trubice so zapálenými koncami. Množstvo je závislé od vyrábaného sortimentu. Trubice zo zapaľovacej linky pracovníčka prenáša
na sklz mechanickej stupňovej triedičky. Mechanická stupňovitá triedička triedi trubice podľa vonkajšieho priemeru na štyri rozmerové skupiny. Kalibrovacie kotúče tvoria 12 kalibrovacích pozícií. Prvá a druhá pozícia v každej rozmerovej skupine má za účel vytriediť trubice, ktorých jeden alebo druhý koniec má vonkajší priemer menší, ako je minimálny priemer danej rozmerovej skupiny.
d) Balenie:

Vstupujúcou surovinou sú trubice z olovnatého skla zapálené a vytriedené.

Pracovníčky odoberajú z regálu trubice, odvážia z nich množstvo 10 kg, ktoré balia do papieru a prelepia lepiacou páskou. Odpadové látky:
Pri jednotlivých fázach výrobného procesu vzniká odpad:

• zakladanie – 0,2% sklárskej vsádzky tvorí rozprach pri zakladaní
• tavenie – spaliny vznikajúce spaľovaním nového sortimentu, praskaním na ťažnej dráhe
• tvarovanie – trubice pri naťahovaní nového sortimentu, praskaním na ťažnej dráhe
• pukanie + zapaľovanie – konce trubíc
• triedenie – trubice mimo tolerancie, so vzhľadovými chybami

e) Použiteľný odpad:

• rozprach pri zakladaní – odovzdáva sa do kovošrotu
• spaliny – využívajú sa na ohrev spaľovacieho vzduchu v regenerátoch
• trubice mimo tolerancie, konce trubíc – vracajú sa vo forme črepov do sklárskej vsádzky

f) Nepoužiteľný odpad:

• využívajú sa na všetky odpadové látky vznikajúce pri výrobe
Reakcie pri tavení skla:

Teplota v °C Reakcia
500-800 K2CO3 + SiO2 –– K2SiO3 + CO2
500-600 Pb3 O3 –– 3 PbO + 0,5 O2
600-700 tvorba olovnatých kremièitanov
700-900 tavenie olovnatých kremièitanov
879 tavenie PbO
891 tavenie K2CO3.