Technologie výroby skla | Články z Glavsteklotara

Sklo je překvapivě v podstatě kapalina, která je v pevném stavu při teplotách srovnatelných s normální teplotou přirozeného prostředí Země. Příkladem tohoto tvrzení je známý přechod při 0 stupních běžné vody z kapalného skupenství do opačného – ledu. Na rozdíl od vody samotné však tavenina skla neprochází procesem krystalizace při přechodu na pevnou látku. S klesající teplotou začíná hmota skla postupně zvyšovat svou tvrdost. Pokud je například viskozita vody brána jako jedna, pak když sklo dosáhne teploty 1400 °C, získá hodnotu viskozity asi 13 500 a 1000 °C dává hodnotu rovnou 1 000 000, když sklo ztvrdne teplota je přibližně 500 °C.

Skleněné komponenty

Mnohé ze složek používaných k výrobě skla znali naši předkové již ve starověku, jsou to: soda, oxid křemičitý (křemen, písek) a vápno.

Sklo je možné vyrábět pouze z oxidu křemičitého (písku), ale v tomto případě bude nutné pro jeho tavení použít poměrně vysokou teplotu – 2000 ºC. Tímto způsobem se vyrábí křemenné sklo, které má vysokou tepelnou odolnost, to znamená, že je schopné neměnit své základní vlastnosti při extrémně vysokých teplotách. Přidání malého množství sody do písku umožňuje výrazně snížit teplotu. Normální sklo pro domácnost se vyrábí při teplotě přibližně 1500 ºС. A pokud do směsi přidáme vápno, pomocí kterého se zvýší chemická odolnost produktu, získáme směs tří složek, které se říká „náboj“. Vyrábí se z něj sklo, které je velmi oblíbené v různých oblastech techniky, vědy a také ve stavebnictví. Obsah potřebných složek stavebního bezbarvého skla je uveden v tabulce č.1.

Sklo se otevřelo úplně náhodou

Mezi vědci již dlouho koluje několik různých verzí o tom, jak sklo objevilo lidstvo. Tvrdí, že tento velký objev, který znamenal začátek obrovského průmyslu, se stal pouhou náhodou.

Jedna z těchto verzí říká, že féničtí obchodníci, kteří obchodovali se sodou, se zastavili vařit na pobřeží Středozemního moře. Tam však nebyly kameny na oheň a rozhodli se pod rožni na písku umístit kousky sody. A když se druhý den ráno probudili, objevili dosud nevídaný krásný a průsvitný kámen, třpytící se všemi možnými barvami duhy ve světle vycházejícího slunce. Tak bylo získáno první sklo. Jak vidíme, oheň měl všechny potřebné složky k jeho získání: sodu, vápno ve formě popela a mušlí a také oxid křemičitý ve formě písku.

Podle jiné verze vznikalo sklo jako vedlejší produkt v dílnách hrnčířů, kdy používali vykopané díry v písku jako nezbytné pece k vypalování hliněného nádobí. Na hotovém výrobku tak vynikl sklovitě vyhlížející film – glazura.

Tak přišel člověk k obyčejnému sklu, které pak mohlo udělat skutečnou revoluci ve stavební architektuře. Bez tohoto materiálu si v současnosti prostě nelze představit nejen samotnou architekturu, ale ani medicínu, optiku, parfumerii a potravinářský průmysl.

Evoluce architektonického skla

Podívejme se zpět na celý evoluční vývoj technologie plochého skla.

Celá historie technologického vývoje plochého skla je doslova plná významných událostí.

Ploché sklo nejprve vyráběli pouze mistři skláři, a proto bylo tak drahé, že si ho mohli dovolit jen bohatí. Z tohoto důvodu se první průhledné ploché sklo používalo pouze v kostelech a šlechtických zámcích.

Foukač skla nejprve vyfoukal válcový tvar a poté jej ořízl nahoře a dole. Výsledný válec se podélně rozřízl a pak se jednoduše vyválel. Materiál vyrobený tímto primitivním způsobem měl obvykle různé tloušťky a malé rozměry. Chemické složení speciálních přísad do skla se postupem času měnilo, aby mu dodalo co největší transparentnost.

Od té doby uplynulo mnoho let, než lidstvo konečně dokázalo vyrábět ploché sklo ve velkých objemech a v dobré kvalitě. Jeho cena klesla natolik, že se stal snad nejrozšířenějším ze všech nám známých materiálů používaných ve stavebnictví. A to se stalo docela nedávno – na začátku minulého století.

Vynálezce Emile Hobb objevil v roce 1901 způsob průmyslové výroby skla. mají stabilní geometrii. Pomocí mechanické vertikální extruze a tažení skla ze sklářské tavicí pece se vědci podařilo zcela vyhnout deformacím, které se nevyhnutelně objevují během procesu chlazení skla.

O pouhých 13 let později byla tato technologie poprvé použita v průmyslu v závodě na ploché sklo Fourco. Poté se tato technologie začala nazývat jménem majitele továrny – Emila Fourca.

Velmi brzy, v roce 1915, začala firma používat novější a progresivnější způsob výroby skla – protahování pomocí speciální ohýbací hřídele. Ploché sklo se začalo vytahovat pomocí předchlazeného kovového válečku, který plnil i funkci horizontálního otáčení skla. Změnou rychlosti jeho rotace bylo možné vyrábět sklo různých tlouštěk, což skutečně vedlo ke kvalitativnímu průlomu ve výrobě skla.

V průběhu 20. století byla Fourcaudova metoda několikrát úspěšně modernizována, jako příklad lze uvést pittsburskou metodu.

Dalším velkým objevem byla výrobní technologie Alastair Pilkington. V roce 1959 si nechal patentovat horizontální technologii výroby, při které pás skla „plave“ lázní roztaveného cínu. Proto dostal název plovoucí technologie neboli plovák. Takto získané sklo je velmi hladké a okamžitě dostalo název leštěné. Kromě vysoce kvalitního povrchu vedla tato metoda k výraznému zvýšení produktivity, stálosti tloušťky a dramatické redukci vad skla.

Podívejme se na tuto technologii blíže, neboť dnes se téměř 90 % veškerého architektonického skla vyrábí pouze pomocí ní.

Plavené sklo

Tato metoda vytvořila novou revoluci na trhu architektonického skla. Téměř všechny továrny na ploché sklo po celém světě přešly ze staré technologie protahování na moderní technologii plaveného skla. Tím však historie skla nekončí, píše se denně i dnes. Již nastal den, kdy tento produkt přestal být drahý, ale stal se odolným a multifunkčním materiálem, který má vynikající spotřebitelské vlastnosti.

Již jsme řekli, že podstatou technologie float je to, že tekuté sklo se vylije a začne klouzat po roztaveném cínu. Spodní část pásky je neobvykle hladká díky leštění povrchu skla horkým cínem a horní plocha je díky síle směrovaného povrchového napětí. Poté sklo prochází fází chlazení. Vzhledem k tomu, že ochlazování probíhá nerovnoměrně, nutně začnou vznikat silná pnutí v tloušťce skla, což vede ke snížení pevnosti skla. Pro zmírnění těchto napětí je materiál odeslán k tepelnému žíhání.

Sklo vyrobené technologií float se vyznačuje jedinečně hladkým povrchem a drobnými optickými vadami. Největší velikost takového skla je obvykle 6000 mm x 3200 mm. A jeho tloušťka může dosáhnout asi 25 mm. Sklo může být celé průhledné nebo barevné. Navíc je možné nanášet různé povlaky, a to jak během samotného procesu výroby skla, tak i po něm.

Float technologie v SNS a Rusku

Na Ukrajině se tyto technologie používají v Lisičanském podniku „Proletary“, v Kyrgyzstánu – v továrně Interglass, v Bělorusku – v Gomelsteklu.
Navzdory poměrně velkému počtu podniků vyrábějících sklo je jeho zjevný nedostatek v posledních letech pociťován nejen v zemích SNS, a zejména v Rusku, ale také v Evropě. V zemích SNS vznikají nová energeticky náročná odvětví a stará se opravují.

V roce 2005 Glaverbel (nové jméno AGC) spustil novou továrnu na plavené sklo ve městě Klin. Následující rok 2006 proběhlo slavnostní otevření závodu Pilkington. V polovině léta 2008 otevřela americká společnost Guardian továrnu na plavené sklo, která otevřela výrobu skla v Rjazani. AGC také plánuje v roce 2010 spustit v Rusku nejmodernější a největší závod na plavené sklo v Evropě s kapacitou 1000 tun výrobků denně. Díky silnému růstu trhu skla v Rusku a existujícímu potenciálu jeho rozvoje však ani tento závod, který bude vybaven nejmodernější technologií, nebude schopen zcela pokrýt všechny rostoucí potřeby trhu se sklem. .