E-Book Content
Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина С. Г. Власова ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ СТЕКЛА Рекомендовано методическим советом УрФУ в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению подготовки 240304 – Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов Екатеринбург Издательство Уральского университета 2013 УДК 661.1(075.8) ББК 35.41я73 В58 Рецензенты: канд. хим. наук, доц. Е. Н. Шарафутдинова (кафедра управления качеством Уральского государственного экономического университета); ген. дир. ООО «Центр художественных изделий из стекла УралВитраж» И. Г. Якушев Научный редактор – д-р техн. наук, проф. В. А. Дерябин Власова С. Г. В58 Основы химической технологии стекла : учеб. пособие / С. Г. Власова. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2013. – 108 с. ISBN 978-5-7996-0930-6 В пособии рассмотрены физико-химические основы технологических процессов варки стекла, окрашивания стекломассы, формирования изделий. Описаны технологические и теплофизические свойства стекол, показаны методы определения и расчета физико-химических свойств. Сделан обзор существующих стекловаренных печей. Библиогр.: 18 назв. Табл. 15. Рис. 9. УДК 661.1(075.8) ББК 35.41я73 ISBN 978-5-7996-0930-6 © Уральский федеральный университет, 2013 2 СОДЕРЖАНИЕ 1. СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СТЕКОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ......................................................................... 5 2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА СТЕКЛОВАРЕНИЯ ............................................................................... 7 2.1. Стадии стекловарения ................................................................ 7 2.2. Силикатообразование в процессе стекловарения .................. 10 2.3. Стеклообразование в процессе стекловарения ...................... 16 2.4. Осветление стекломассы ......................................................... 20 2.4.1. Газы в стекломассе ......................................................... 21 2.4.2. Диффузия газов в стекломассе ...................................... 22 2.4.3. Способы ускорения процесса осветления .................... 23 2.4.4. Образование и характер газовой фазы в стекломассе............................................................................. 25 2.4.5. Факторы, влияющие на количество и состав газов ..... 25 2.4.6. Кинетика осветления стекломассы ............................... 26 2.4.7. Практические меры, применяемые для ускорения осветления стекломассы........................................................... 28 2.5. Гомогенизация стекломассы ................................................... 29 2.5.1. Процесс гомогенизации ................................................. 29 2.5.2. Однородность стекла ...................................................... 31 2.5.3. Факторы, влияющие на гомогенизацию ....................... 32 2.6. Студка или охлаждение стекломассы ..................................... 34 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА ФОРМОВАНИЯ ................................................................................... 35 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТЕКОЛ ............................ 37 4.1. Выработочные свойства стекол .............................................. 37 4.1.1. Вязкость стекла ............................................................... 38 4.1.2. Характеристические температуры ................................ 39 4.2. Скорость охлаждения и твердения ......................................... 43 4.3. Текучесть стекломассы ............................................................ 46 4.4. Поверхностное натяжение ....................................................... 50 4.5. Выработочные индексы стекла ............................................... 53 5. ТЕПЛОФИЗИЧЕСК