Szkło float i szkło walcowane
Szkło pływające
Proces float, wynaleziony przez Sir Alastaira Pilkingtona w 1952 roku, umożliwia wytwarzanie szkła płaskiego.Proces ten pozwala na produkcję szkła przezroczystego, barwionego i powlekanego dla budynków oraz szkła przezroczystego i barwionego dla pojazdów.
Na całym świecie istnieje około 260 fabryk szkła float o łącznej produkcji około 800 000 ton szkła tygodniowo.Działająca nieprzerwanie przez 11–15 lat fabryka szkła float produkuje rocznie około 6000 kilometrów szkła o grubości od 0,4 mm do 25 mm i szerokości do 3 metrów.
Lina pływakowa może mieć prawie pół kilometra długości.Surowce wchodzą jednym końcem, a drugim wychodzą tafle szkła, przycięte dokładnie według specyfikacji, w tempie sięgającym 6000 ton tygodniowo.Pomiędzy nimi znajduje się sześć wysoce zintegrowanych etapów.
Topienie i rafinacja
Drobnoziarniste składniki, ściśle kontrolowane pod względem jakości, są mieszane w celu uzyskania wsadu, który trafia do pieca nagrzanego do temperatury 1500°C.
Float produkuje dziś szkło o jakości zbliżonej do optycznej.Kilka procesów – topienie, rafinacja, homogenizacja – odbywa się jednocześnie w 2000 ton stopionego szkła w piecu.Jak pokazuje diagram, występują one w oddzielnych strefach złożonego przepływu szkła napędzanego wysokimi temperaturami.Składa się to na ciągły proces topienia, trwający aż 50 godzin, który zapewnia płynne i ciągłe dostarczanie do kąpieli float szkła o temperaturze 1100°C, wolnego od wtrąceń i pęcherzyków.Proces topienia ma kluczowe znaczenie dla jakości szkła;a skład można modyfikować w celu zmiany właściwości gotowego produktu.
Kąpiel pływająca
Szkło z topielnika delikatnie przepływa przez ogniotrwałą dyszę na lustrzaną powierzchnię stopionej cyny, zaczynając od 1100°C i opuszczając kąpiel flotacyjną w postaci stałej wstęgi w temperaturze 600°C.
Zasada działania szkła float nie uległa zmianie od lat pięćdziesiątych XX wieku, ale produkt zmienił się radykalnie: z pojedynczej grubości równowagowej wynoszącej 6,8 mm do zakresu od submilimetrowego do 25 mm;od wstęgi często zniekształconej przez wtrącenia, bąbelki i prążki do niemal optycznej perfekcji.Float zapewnia tak zwane ogniste wykończenie, blask nowej porcelany.
Wyżarzanie, kontrola i cięcie na zamówienie
● Wyżarzanie
Pomimo spokoju, z jakim formuje się szkło float, w miarę stygnięcia wstęgi powstają znaczne naprężenia.Zbyt duże naprężenie spowoduje pęknięcie szkła pod frezem.Zdjęcie pokazuje naprężenia w wstędze widoczne w świetle spolaryzowanym.Aby złagodzić te naprężenia, wstęga jest poddawana obróbce cieplnej w długim piecu zwanym lehr.Temperatury są ściśle kontrolowane zarówno wzdłuż, jak i w poprzek wstęgi.
●Kontrola
Proces float znany jest z wytwarzania idealnie płaskiego, pozbawionego wad szkła.Aby jednak zapewnić najwyższą jakość, na każdym etapie przeprowadzana jest kontrola.Czasami podczas rafinacji nie usuwa się pęcherzyków powietrza, ziarno piasku nie chce się stopić, a wstrząsy cyny powodują zmarszczki na szklanej wstędze.Zautomatyzowana inspekcja on-line spełnia dwie funkcje.Ujawnia błędy procesu na wcześniejszym etapie, które można skorygować, umożliwiając komputerom na dalszym etapie kontrolowanie frezów w celu ominięcia wad.Technologia inspekcji pozwala obecnie na wykonanie ponad 100 milionów pomiarów na sekundę na wstędze, lokalizując wady, których nie można dostrzec gołym okiem.
Dane napędzają „inteligentne” noże, co jeszcze bardziej poprawia jakość produktu z punktu widzenia klienta.
●Cięcie na zamówienie
Tarcze diamentowe odcinają krajkę – naprężone krawędzie – i przycinają wstęgę do rozmiaru określonego przez komputer.Szkło float sprzedawane jest na metry kwadratowe.Komputery przekładają wymagania klientów na wzory cięć zaprojektowane tak, aby zminimalizować straty.
Szkło walcowane
Proces walcowania stosowany jest do produkcji szkła do paneli słonecznych, szkła płaskiego wzorzystego i szkła zbrojonego.Ciągły strumień stopionego szkła wlewa się pomiędzy chłodzone wodą walce.
Szkło walcowane jest coraz częściej stosowane w modułach fotowoltaicznych i kolektorach termicznych ze względu na jego wyższą przepuszczalność.Różnica w cenie między szkłem walcowanym a szkłem float jest niewielka.
Szkło walcowane jest wyjątkowe ze względu na swoją makroskopową strukturę.Im wyższa przepuszczalność, tym lepsze i obecnie wysokowydajne szkło walcowane o niskiej zawartości żelaza osiąga zazwyczaj przepuszczalność 91%.
Możliwe jest także wprowadzenie struktury powierzchniowej na powierzchnię szkła.W zależności od zamierzonego zastosowania dobiera się różne struktury powierzchni.
Struktura powierzchni z zadziorami jest często stosowana w celu zwiększenia siły przylegania pomiędzy EVA i szkłem w zastosowaniach fotowoltaicznych.Szkło strukturalne stosowane jest zarówno w zastosowaniach fotowoltaicznych, jak i termosolarnych.
Szkło wzorzyste powstaje w procesie jednoprzebiegowym, w którym szkło przepływa na walce w temperaturze około 1050°C.Dolny wałek żeliwny lub ze stali nierdzewnej ma wygrawerowany negatyw wzoru;górny wałek jest gładki.Grubość kontrolowana jest poprzez regulację szczeliny pomiędzy rolkami.Taśma opuszcza rolki w temperaturze około 850°C i jest podtrzymywana przez szereg stalowych rolek chłodzonych wodą do rury wyżarzania.Po wyżarzaniu szkło jest przycinane na wymiar.
Szkło zbrojone produkowane jest w procesie podwójnego przejścia.W procesie wykorzystuje się dwie niezależnie napędzane pary chłodzonych wodą walców formujących, każdy zasilany oddzielnym strumieniem stopionego szkła ze wspólnego pieca do topienia.Pierwsza para rolek wytwarza ciągłą wstęgę szkła o grubości połowy produktu końcowego.Całość pokryta jest siatką drucianą.Następnie dodaje się drugi dopływ szkła, aby uzyskać wstęgę o tej samej grubości co pierwsza, po czym po „przełożeniu” siatki drucianej wstęga przechodzi przez drugą parę rolek, które tworzą ostateczną wstęgę zbrojonego szkła.Po wyżarzaniu wstęga jest cięta za pomocą specjalnych urządzeń do cięcia i zatrzaskiwania.