Флоат-стекло и прокатное стекло
Флоат-стекло
Флоат-процесс, изобретенный сэром Аластером Пилкингтоном в 1952 году, позволяет производить плоское стекло. Этот процесс позволяет производить прозрачное, тонированное и покрытое стекло для зданий, а также прозрачное и тонированное стекло для транспортных средств.
В мире насчитывается около 260 флоат-заводов с общей производительностью около 800 000 тонн стекла в неделю. Флоат-завод, работающий без остановок в течение 11–15 лет, производит около 6000 километров стекла в год толщиной от 0,4 мм до 25 мм и шириной до 3 метров.
Длина флоат-линии может достигать почти полукилометра. Сырье поступает с одного конца, а с другого выходят листы стекла, вырезанные точно по спецификации, со скоростью до 6000 тонн в неделю. Между ними находятся шесть высокоинтегрированных стадий.
Плавка и рафинирование
Мелкозернистые ингредиенты, качество которых тщательно контролируется, смешиваются для получения шихты, которая поступает в печь, нагреваемую до 1500°C.
Сегодня флоат-технология производит стекло почти оптического качества. Несколько процессов — плавление, очистка, гомогенизация — происходят одновременно в 2000 тоннах расплавленного стекла в печи. Они происходят в отдельных зонах в сложном потоке стекла, движущемся под воздействием высоких температур, как показано на схеме. Это добавляется к непрерывному процессу плавления, длящемуся до 50 часов, который обеспечивает плавление стекла при температуре 1100 °C, без включений и пузырьков, плавно и непрерывно. Процесс плавления является ключом к качеству стекла; и составы могут быть изменены для изменения свойств готового продукта.
Плавающая ванна
Стекло из плавильной печи плавно течет по огнеупорному желобу на зеркальную поверхность расплавленного олова, начиная с 1100 °C и покидая флоат-ванну в виде сплошной ленты при 600 °C.
Принцип флоат-стекла не изменился с 1950-х годов, но продукт кардинально изменился: от единой равновесной толщины 6,8 мм до диапазона от субмиллиметра до 25 мм; от ленты, часто испорченной включениями, пузырьками и полосами, до почти оптического совершенства. Флоат обеспечивает то, что известно как огневая отделка, блеск нового фарфора.
Отжиг, проверка и резка на заказ
● Отжиг
Несмотря на спокойствие, с которым формируется флоат-стекло, в ленте при ее охлаждении развиваются значительные напряжения. Слишком большое напряжение — и стекло сломается под резаком. На рисунке показаны напряжения, проходящие через ленту, выявленные поляризованным светом. Для снятия этих напряжений лента подвергается термической обработке в длинной печи, известной как лер. Температуры строго контролируются как вдоль, так и поперек ленты.
●Инспекция
Флоат-процесс славится тем, что позволяет делать идеально ровное стекло без изъянов. Но для обеспечения высочайшего качества проверка проводится на каждом этапе. Иногда во время очистки не удаляется пузырек, песчинка отказывается плавиться, дрожь в олове вызывает рябь на стеклянной ленте. Автоматизированная онлайн-инспекция делает две вещи. Она выявляет дефекты процесса на входе, которые можно исправить, позволяя компьютерам на выходе направлять резчики в обход дефектов. Технология проверки теперь позволяет проводить более 100 миллионов измерений в секунду по всей ленте, обнаруживая дефекты, которые невооруженный глаз не смог бы увидеть.
Данные используются «умными» резаками, что еще больше повышает качество продукции для заказчика.
●Резка на заказ
Алмазные диски обрезают кромку – напряженные края – и разрезают ленту по размеру, заданному компьютером. Флоат-стекло продается на квадратные метры. Компьютеры преобразуют требования клиентов в шаблоны разрезов, разработанные для минимизации отходов.
Прокатное стекло
Процесс прокатки используется для производства стекла для солнечных панелей, узорчатого плоского стекла и армированного стекла. Непрерывный поток расплавленного стекла заливается между охлаждаемыми водой роликами.
Прокатное стекло все чаще используется в фотоэлектрических модулях и тепловых коллекторах из-за его более высокой пропускаемости. Разница в стоимости между прокатным и флоат-стеклом незначительна.
Прокатное стекло является особенным из-за своей макроскопической структуры. Чем выше пропускание, тем лучше, и сегодня высокопроизводительное прокатное стекло с низким содержанием железа обычно достигает пропускания 91%.
Также возможно введение поверхностной структуры на поверхность стекла. Различные поверхностные структуры выбираются в зависимости от предполагаемого применения.
Структура поверхности с зазубринами часто используется для повышения прочности сцепления между EVA и стеклом в фотоэлектрических приложениях. Структурированное стекло используется как в фотоэлектрических, так и в термосолнечных приложениях.
Узорчатое стекло изготавливается в однопроходном процессе, в котором стекло поступает на ролики при температуре около 1050 °C. Нижний чугунный или нержавеющий ролик гравируется с негативом рисунка; верхний ролик гладкий. Толщина контролируется регулировкой зазора между роликами. Лента покидает ролики при температуре около 850 °C и поддерживается серией стальных роликов с водяным охлаждением в лере для отжига. После отжига стекло разрезается по размеру.
Армированное стекло изготавливается в процессе двойного прохода. В процессе используются две независимо приводимые пары охлаждаемых водой формовочных роликов, каждый из которых питается отдельным потоком расплавленного стекла из общей плавильной печи. Первая пара роликов производит непрерывную ленту стекла, толщиной в половину конечного продукта. Она покрывается проволочной сеткой. Затем добавляется вторая подача стекла, чтобы получить ленту той же толщины, что и первая, и, с проволочной сеткой «сэндвич», лента проходит через вторую пару роликов, которые формируют окончательную ленту армированного стекла. После отжига лента разрезается специальными режущими и защелкивающими устройствами.