Fyzikálně-chemické principy žíhání skelných tavenin, Technologická schémata pro výrobu pěnového skla – Technologie izolačních a stavebních materiálů a výrobků

Při rychlém ochlazování skloviny se vnější vrstvy ochlazují rychleji než vnitřní. Teplotní rozdíl je způsoben především špatnou tepelnou vodivostí skla. V důsledku nerovnoměrného ochlazování povrchových a vnitřních vrstev vznikají ve skle tlaková a tahová napětí. Po úplném ukončení procesu ochlazování a vyrovnání teplot různých vrstev skla napětí, která vznikla během ochlazování, buď přetrvávají, nebo mizí. Pokud změkčené sklo chladíte pomalu, zbytková napětí budou výrazně menší; při velmi pomalém ochlazování se objem vnitřní a vnější vrstvy změní téměř stejně a napětí budou zanedbatelná. Zbytková napětí nelze odstranit dalším ochlazováním již ochlazeného křehkého skla, bez ohledu na rychlost ochlazování. Mohou zmizet až po sekundárním ohřátí skla na teplotu, při které částice opět získají pohyblivost a ve skle jsou možné plastické deformace. Navíc čím nižší je viskozita skla, tím rychleji napětí mizí; již při teplotě nad

Viskozita většiny skel 550. 600 °C zajišťuje odstranění zbytkových napětí. Proces odstraňování nebo zeslabování zbytkových napětí se nazývá žíhání sklo. Žíhání ve výrobních podmínkách označuje celý proces ochlazování lisovaných výrobků na normální teplotu, čímž se eliminuje nebo snižuje zbytkové pnutí.

Procesy pěnění a žíhání skla lze kombinovat v jedné peci nebo provádět ve dvou samostatných pecích. Pro výrobu pěnového skla se akceptují následující technologická schémata: dvoustupňové; jednostupňové; dopravníkové. Ve dvoustupňovém schématu se suroviny hrubě mlejí v čelistním drtiči a poté v kladivovém mlýně na velikost zrna 1 mm. Mletí se také podrobuje hrudkovité nadouvadlo. Navážené dávky skla a nadouvadla se smísí a společně se mlejí na měrný povrch až 3 tisíce cm²D. Obvykle se pěnové sklo vyrábí v kovových formách z žáruvzdorné oceli nebo keramiky. Aby se zabránilo přilepení pěnového skla k formám, jejich vnitřní povrchy se pokryjí křídou nebo kaolinem a poté se směs nalije do 6/7 výšky forem. Připravené formy se instalují na pecní vozy v několika řadách po výšce a šířce. Ohřev forem ve vypalovací peci probíhá rychle, aby se zabránilo předčasnému odpařování plynů přes nevypálenou směs. Při rychlém zahřátí se na povrchu vytvoří tenká skleněná krusta, která brání uvolňování plynů. Po zahřátí se výrobky krátce ponechají při teplotě pěnění a poté se rychle ochladí, aby se struktura zafixovala. Celková doba vypalování a pěnění je 2 hodiny. Chlazení (žíhání) se provádí vzduchem, dokud T= 600. 630°C. Poté se výrobky vyjmou z forem pomocí posunovače a odešlou se k žíhání do pásové tunelové pece, ve sklářském průmyslu nazývané leer. V žíhací sekci pece se teplota pomalu snižuje přiváděním studeného vzduchu, aby se zabránilo tepelnému namáhání, které může vést k praskání výrobků. Doba žíhání je přibližně 10. 12 hodin. Poté se v případě potřeby provede mechanické zpracování hotových bloků. Dvoustupňové schéma výroby pěnového skla je znázorněno na obr. 4.3. Obr. 4.3. Schéma získávání pěnového skla dvoustupňovou metodou Jednostupňové schéma výroby pěnového skla se liší od dvoustupňového schématu tím, že výpal a žíhání probíhají v jedné peci. Doba výpalu je krátká – 2 hodiny, poté se provádí dlouhé žíhání, doba pomalého chlazení je až 21 hodin. Výrobky se po žíhání vyjímají z forem. Podle jednostupňového schématu se sklo pění v tunelových pecích používaných pro výpal stavební keramiky. Dopravníková metoda využívá dopravníkovou linku bez forem, která se skládá ze dvou pecí: pěnicí a žíhací. Výrobky se vyrábějí na deskovém dopravníku sestávajícím z ocelových plechů. Plechy, které se navzájem spojují koncem k sobě, tvoří souvislý žlab. Na tento žlab se nalije vrstva směsi o tloušťce přibližně 80 mm. Vrstva směsi se posílá do dopravníkové vypalovací pece, kde se sklo pění a spéká do tvaru tyče. Poté se ještě horké dřevo nařeže na bloky a ty se po hraně znovu vkládají do žíhací pece (žíhání po dobu 20 hodin). Tác zbavený pěnového skla se pomocí zvedáku spustí na válečkový dopravník a přepraví k nakládacímu zařízení. Poté se cyklus opakuje.

1. Jaké suroviny se používají k výrobě sklolaminátu?
2. Vysvětlete princip výpočtu dávky suroviny pro získání skelné vlny.
3. Jaké tavicí jednotky se používají k získání skloviny?
4. Vyjmenujte hlavní metody získávání sklolaminátu.
5. Vyjmenujte hlavní vlastnosti a oblasti použití sklolaminátu a výrobků z něj vyrobených.
6. Vyjmenujte druhy pěnového skla a jejich hlavní vlastnosti.
7. Jaký je hlavní rozdíl mezi jednostupňovou a dvoustupňovou technologií pěnového skla?
8. Jaké znáte způsoby tepelného zpracování pěnového skla?