Pludinātais stikls un velmētais stikls
Pludinātais stikls
Pludināšanas procesu 1952. gadā izgudroja sers Alisters Pilkingtons, un tas izmanto plakana stikla ražošanai. Šis process ļauj ražot dzidru, tonētu un pārklātu stiklu ēkām, kā arī dzidru un tonētu stiklu transportlīdzekļiem.
Pasaulē ir aptuveni 260 stikla pludināšanas rūpnīcas, kuru kopējā jauda ir aptuveni 800 000 tonnu stikla nedēļā. Pludināšanas rūpnīca, kas darbojas nepārtraukti no 11 līdz 15 gadiem, gadā saražo aptuveni 6000 kilometrus stikla ar biezumu no 0,4 mm līdz 25 mm un platumu līdz 3 metriem.
Pludināšanas līnija var būt gandrīz puskilometru gara. Izejvielas tiek ievadītas vienā galā, un no otra gala iznāk stikla plāksnes, precīzi sagrieztas atbilstoši specifikācijām, ar ātrumu līdz pat 6000 tonnām nedēļā. Starp tiem atrodas seši ļoti integrēti posmi.
Kušana un rafinēšana
Smalki graudainas sastāvdaļas, kuru kvalitāte ir rūpīgi kontrolēta, tiek sajauktas, lai izveidotu partiju, kas ieplūst krāsnī, kuru uzkarsē līdz 1500 °C.
Mūsdienās pludināšanas metode ļauj iegūt stiklu gandrīz optiskā kvalitātē. 2000 tonnās izkausēta stikla krāsnī vienlaikus notiek vairāki procesi – kausēšana, rafinēšana, homogenizācija. Kā parādīts diagrammā, tie notiek atsevišķās zonās sarežģītā stikla plūsmā, ko virza augsta temperatūra. Tas kopā veido nepārtrauktu kausēšanas procesu, kas ilgst pat 50 stundas un kas vienmērīgi un nepārtraukti piegādā pludināšanas vannai stiklu 1100 °C temperatūrā bez ieslēgumiem un burbuļiem. Kušanas process ir stikla kvalitātes atslēga; un sastāvu var modificēt, lai mainītu gatavā produkta īpašības.
Pludiņa vanna
Stikls no kausēšanas iekārtas maigi plūst pa ugunsizturīgu snīpi uz izkausētas alvas spoguļveida virsmas, sākot no 1100 °C un atstājot pludiņa vannu kā cietu lenti 600 °C temperatūrā.
Pludinātā stikla princips kopš 20. gs. piecdesmitajiem gadiem nav mainījies, taču produkts ir ievērojami mainījies: no viena līdzsvara biezuma 6,8 mm līdz diapazonam no zem milimetra līdz 25 mm; no lentes, ko bieži bojā ieslēgumi, burbuļi un svītras, līdz gandrīz optiskai pilnībai. Pludinātais stikls nodrošina to, kas pazīstams kā uguns apdare — jauna porcelāna spīdumu.
Atkvēlināšana, pārbaude un griešana pēc pasūtījuma
● Atkvēlināšana
Neskatoties uz mierīgo pludinātā stikla veidošanos, lentē, tai atdziestot, rodas ievērojamas spriedzes. Pārāk liels spriegums un stikls zem griezēja saplīsīs. Attēlā redzami spriegumi caur lenti, ko atklāj polarizēta gaisma. Lai mazinātu šos spriegumus, lente tiek termiski apstrādāta garā krāsnī, ko sauc par lehru. Temperatūra tiek stingri kontrolēta gan gar lenti, gan šķērsvirzienā.
●Pārbaude
Pludināšanas process ir pazīstams ar to, ka tas rada pilnīgi plakanu, nevainojamu stiklu. Taču, lai nodrošinātu visaugstāko kvalitāti, pārbaude notiek katrā posmā. Reizēm rafinēšanas laikā netiek noņemts burbulis, smilšu graudiņš atsakās kust, alvas trīce rada viļņošanos stikla lentē. Automatizēta tiešsaistes pārbaude dara divas lietas. Tā atklāj procesa kļūdas augšposmā, kuras var labot, ļaujot datoriem lejpus procesa vadīt griezējus ap defektiem. Pārbaudes tehnoloģija tagad ļauj veikt vairāk nekā 100 miljonus mērījumu sekundē visā lentē, atrodot defektus, ko ar neapbruņotu aci nevarētu redzēt.
Dati darbina “inteliģentus” griezējus, vēl vairāk uzlabojot klientam sniegto produktu kvalitāti.
●Griešana pēc pasūtījuma
Dimanta ripas nogriež šuves – nospriegotas malas – un sagriež lenti datora noteiktajā izmērā. Pludinātais stikls tiek pārdots kvadrātmetros. Datori pārveido klientu prasības griezumu modeļos, kas paredzēti, lai samazinātu atkritumus.
Velmēts stikls
Veltīšanas procesu izmanto saules paneļu stikla, rakstaina plakanā stikla un stieples stikla ražošanai. Nepārtraukta izkausēta stikla plūsma tiek liets starp ar ūdeni dzesējamiem veltņiem.
Velmēta stikla ražošanā arvien vairāk tiek izmantots PV moduļos un siltuma kolektoros, jo tam ir augstāka caurlaidība. Izmaksu atšķirība starp velmēto un peldošo stiklu ir neliela.
Velmētais stikls ir īpašs tā makroskopiskās struktūras dēļ. Jo augstāka ir caurlaidība, jo labāk, un mūsdienās augstas veiktspējas velmētais stikls ar zemu dzelzs saturu parasti sasniedz 91 % caurlaidību.
Stikla virsmā ir iespējams arī ieviest virsmas struktūru. Dažādas virsmas struktūras tiek izvēlētas atkarībā no paredzētā pielietojuma.
Fotoelektrisko elementu (PV) pielietojumos bieži tiek izmantota rievota virsmas struktūra, lai uzlabotu EVA un stikla līmes stiprību. Strukturēts stikls tiek izmantots gan fotoelektrisko elementu (PV), gan termosolāro elementu pielietojumos.
Rakstainais stikls tiek izgatavots vienā piegājienā, kurā stikls plūst uz veltņiem aptuveni 1050 °C temperatūrā. Apakšējais čuguna vai nerūsējošā tērauda veltnis ir iegravēts ar raksta negatīvu; augšējais veltnis ir gluds. Biezumu kontrolē, regulējot atstarpi starp veltņiem. Lente atstāj veltņus aptuveni 850 °C temperatūrā un tiek atbalstīta pāri virknei ar ūdeni dzesējamu tērauda veltņu uz atkvēlināšanas krāsni. Pēc atkvēlināšanas stikls tiek sagriezts pēc izmēra.
Stiepļotais stikls tiek ražots divkāršā procesā. Procesā tiek izmantoti divi neatkarīgi darbināmi ar ūdeni dzesējamu formēšanas veltņu pāri, katram no kuriem tiek padota atsevišķa izkausēta stikla plūsma no kopīgas kausēšanas krāsns. Pirmais veltņu pāris rada nepārtrauktu stikla lenti, kuras biezums ir puse no gala produkta biezuma. Tā tiek pārklāta ar stiepļu sietu. Pēc tam tiek pievienota otra stikla padeve, lai lentei piešķirtu tādu pašu biezumu kā pirmajai, un, ar stiepļu sietu "iespiesoties", lente iziet cauri otrajam veltņu pārim, kas veido galīgo stiepļotā stikla lenti. Pēc atkvēlināšanas lente tiek sagriezta ar īpašiem griešanas un noraušanas mehānismiem.