m a s t e r g l a s s . g r

Δ. Διαδικασία Παραγωγής Γυαλιού με Επίπλευση (Float Glass) 

Στην τεχνολογία float τα ακατέργαστα υλικά, αναμεμιγμένα με μεγάλη ακρίβεια, λιώνουν σε πολύ μεγάλους κλιβάνους πλευρικών καυστήρων και το λιωμένο γυαλί που προκύπτει ρέει οριζόντια πάνω από λουτρό υγρού κασσίτερου με διαστάσεις περίπου 60 μέτρα μήκος και 7,5 μέτρα πλάτος. Κατά την διάρκεια της διέλευσης πάνω από τον υγρό κασσίτερο, το ζεστό γυαλί προσλαμβάνει τέλεια επιπεδότητα από την επιφάνεια του κασσίτερου και αναπτύσσει εξαιρετική ομοιομορφία πάχους. Μια συνεχής ταινία γυαλιού έλκεται από αυτήν την απλωμένη μάζα. Η διαδικασία αυτή έχει το πλεονέκτημα να σπρώχνει το δύστηκτο ρυπασμένο γυαλί στην εξωτερική πλευρά της ταινίας και αργότερα απομακρύνεται από την σκληρυμένη κορδέλα και ανακυκλώνεται ως υαλόθραυσμα (cullet).

Το παρακάτω σχήμα από το The Handbook of Glass Manufacture δίνει μια σχηματική απεικόνιση της διαδικασίας παραγωγής γυαλιού με τεχνολογία float.

Ε. Περιγραφή Παραγωγικής Διαδικασίας

Μια μονάδα παραγωγής γυαλιού, με την μέθοδο float, σχεδιάζεται για να λειτουργεί συνεχώς (24 ώρες ημερησίως – 365 ημέρες τον χρόνο ) μέχρι να σταματήσει για συντήρηση μετά 11-15 έτη. Για τον λόγο αυτό προβλέπονται πέντε βάρδιες προσωπικού εργασίας και σειρά άλλων εξασφαλίσεων όπως διπλή τροφοδοσία καυσίμου, διπλές ηλεκτρολογικές γραμμές κ.λπ.

Ένα τυπικό Βιομηχανικό Συγκρότημα παραγωγής υαλοπινάκων Float, συνήθως περιλαμβάνει:

• Συγκρότημα αποθήκευσης και προετοιμασίας πρώτων υλών
• Συγκρότημα φούρνου τήξης γυαλιού
• Συγκρότημα επίπλευσης
• Συγκρότημα ανόπτησης
• Συγκρότημα κοπής και αποθήκευσης
• Ειδικές Εγκαταστάσεις (ηλεκτρολογικές -αερίων – νερού ..)
• Βοηθητικές εγκαταστάσεις

Η διαδικασία παραγωγής περιλαμβάνει τις φάσεις :

• Προετοιμασία του ακριβούς μείγματος των απαιτουμένων Α’ υλών και τροφοδοσία του φούρνου τήξης.
• Τήξη των Α’ υλών στο φούρνο και ομογενοποίηση του τηγμένου υλικού.
• Προώθηση του τηγμένου προϊόντος στο Λουτρό Επίπλευσης (Tin Bath) ;όπου το τηγμένο προϊόν έρχεται σε επαφή χωρίς ανάμειξη με την επιφάνεια υγρού κασσιτέρου , σχηματίζοντας μια τέλεια οριζόντια επιφάνεια στο σημείο της επαφής με τον κασσίτερο.
• Η σχηματισμένη ταινία υπέρθερμου γυαλιού προωθείται στο φούρνο ανόπτησης , όπου ψύχεται ομαλά.
• Πέρασμα της ταινίας υπέρθερμου γυαλιού στο τμήμα κοπής, όπου θα απομακρυνθούν οι δύο ακραίες λωρίδες της ταινίας και θα γίνει η κοπή στις τελικές διαστάσεις του προϊόντος .

Ε. Πρώτες Ύλες

Η παραγωγή γυαλιού απαιτεί τη χρήση Α’ υλών, οι οποίες αποτελούν πρωτογενή φυσικά υλικά που προέρχονται από πλουτοπαραγωγικά κοιτάσματα. Το σύνολο των πρώτων υλών που απαιτούνται για την παραγωγή γυαλιού και η αντίστοιχη ποσοτική συμμετοχή τους, είναι οι ακόλουθες:

Τα παραπάνω αναφερόμενα φυσικά υλικά, για να οδηγηθούν στο πρώτο στάδιο της παραγωγής γυαλιού, απαιτείται να αναμιχθούν με υαλοθραύσματα, θραύσματα δηλαδή έτοιμου μορφοποιημένου γυαλιού. Τα υαλοθραύσματα συμμετέχουν στην ανάμιξη των πρώτων υλών κατά ποσοστό 20%, έτσι ώστε η τελική σύσταση των πρώτων υλών για την παραγωγή γυαλιού float να διαμορφώνεται ως ακολούθως:

Χημικά και Φυσικά Χαρακτηριστικά Α’ Υλών

Ασβεστόλιθος

Ο είναι μονόμεικτο πέτρωμα αποτελούμενο κυρίως από ασβεστίτη. Η απόθεση του ανθρακικού ασβεστίου μπορεί να είναι είτε χημική (κορεσμός λόγω εξάτμισης ή αύξησης συγκέντρωσης ή αλλαγής φυσικοχημικών σταθερών) είτε βιογενής από συσσώρευση και συμπαγοποίηση των σκελετικών στοιχείων διαφόρων ζωικών ή φυτικών οργανισμών μετά το θάνατό τους. Είναι πολύ διαδεδομένο πέτρωμα και υπάρχει άφθονο στη χώρα μας ιδιαίτερα στη δυτική Ελλάδα.

Ο ασβεστόλιθος είναι ένα ευρέως διαδεδομένο υλικό, με πολλές χρήσεις στην βιομηχανία δομικών υλικών και βέβαια στην παραγωγή των ξηρών κονιαμάτων, όπου χρησιμοποιείται ως Αδρανές υλικό.   

Δολομίτης

Ο είναι πέτρωμα μονόμεικτο, το οποίο αποτελείται κυρίως από δολομίτη. Σχηματίζεται όταν ένα μέρος του ασβεστίου του CaCO3 του ασβεστολίθου αντικατασταθεί από μαγνήσιο (δολομιτίωση). Μπορεί να υπάρχουν όλα τα ενδιάμεσα σε σύσταση πετρώματα μεταξύ ασβεστολίθου και δολομίτη.

Για να είναι κατάλληλος ο ασβεστόλιθος ή ο δολομίτης στην παραγωγή, πρέπει να ελεγχθεί η σύσταση του πετρώματος από το οποίο προέρχεται, η σκληρότητά του, η απορροφητικότητα σε νερό το χρώμα του. Επί πλέον πρέπει να είναι καθαρός και απαλλαγμένος από ξένα σώματα και προσμίξεις.

Ο Ασβεστόλιθος και ο δολομίτης εξορύσσονται στα αντίστοιχα λατομεία. Εκεί γίνεται ένας σταδιακός υποβιβασμός της κοκκοετρίας των μεγάλων όγκων, μέχρις να καταλήξουμε στο επιθυμητό μέγεθος, στη συνέχεια το προϊόν προϊόν διαχωρίζεται σε πολλές κοκκομετρίες με τις οποίες γίνεται η σύνθεση του μίγματος ανάλογα με την συνταγή.

Άστριος

Ο άστριος είναι ορυκτό με βάση το διπλό πυριτικό άλας αργιλίου, καλίου, νατρίου ή ασβεστίου. Οι άστριοι παρουσιάζονται σε μεγάλη αφθονία στα πετρώματα του φλοιού της Γης. Ο χημικός τους τύπος είναι πολύπλοκος. Γενικά είναι αργιλοπυριτικά άλατα του καλίου, του νατρίου, του ασβεστίου και του βαρίου.

Διακρίνονται σε 4 κύριες σειρές:

Καλιούχοι άστριοι (ορθόκλαστο, μικροκλινής ΚΑΙSi3Ο8).

Νατριούχοι άστριοι (αλβίτης NaAlSi3O8)

Ασβεστούχοι άστριοι (αστρίτης CaAl2Si3O8)

Βαριούχοι άστριοι (κελσίτης BaAl2Si3O8)

Τα χημικά συστατικά του άστριου παρουσιάζονται παρακάτω με την αντίστοιχη ποσοστιαία ποσοτική συμμετοχή τους:

Χαλαζιακή Άμμος

Διαδεδομένο ορυκτό, το μόριο του οποίου σε καθαρή κατάσταση αποτελείται από ένα άτομο πυριτίου και δύο άτομα οξυγόνου.

Ο χαλαζίας βρίσκεται στη φύση αυτοφυής σε φλέβες, ως συστατικό πετρωμάτων και σε διαβρωμένη κατάσταση με τη μορφή άμμου. Αποτελεί συστατικό των μαγματογενών πετρωμάτων και κυρίως των ψαμμιτών και των χαλαζιτών. Γενικά βρίσκεται σε αφθονία στη φύση. Στην Ελλάδα υπάρχει κυρίως στις Κυκλάδες, στη Μάνη και στη Λέσβο. Εμφανίζεται σε διάφορες παραλλαγές, κρυσταλλικές ή κρυπτοκρυσταλλικές. Ο καθαρός χαλαζίας είναι άχρωμος, αλλά οι διάφορες προσμείξεις δημιουργούν αποχρώσεις (κίτρινες, πράσινες, μαύρες και κόκκινες). Ο χαλαζίας έχει σκληρότητα 7 και ειδικό βάρος 2,6. Ο μοριακός του τύπος είναι SiO2. Λιώνει σε εξαιρετικά ψηλή θερμοκρασία.

Η χαλαζιακή άμμος καθώς και οι χαλαζίτες χρησιμοποιούνται ως πρώτη ύλη της υαλουργίας σε τεράστιες ποσότητες. Η σκόνη του χαλαζία χρησιμοποιείται στις βιομηχανίες πορσελάνης και απορρυπαντικών. Η μεγάλη σκληρότητά του τον κάνει κατάλληλη πρώτη ύλη για την κατασκευή εργαλείων κατεργασίας λίθων, ξύλου και δεμάτων.

Η Χημική ανάλυση της χαλαζιακής άμμου παρουσιάζεται παρακάτω. Η άμμος χρησιμοποιείται στην παραγωγή με μέγιστη υγρασία 6%.

Σόδα

Κοινή ονομασία του ανθρακικού νατρίου (Na2CO3). Η άνυδρη (μη κρυσταλλική) σόδα έχει τη μορφή λευκής σκόνης, ευδιάλυτης, με σημείο τήξης 853 °C και ειδικό βάρος 2,5 γραμ./κυβ.εκ. Δεν έχει οσμή και η γεύση της μοιάζει με του σαπουνιού. Δε διασπάται με θέρμανση και αντιδρά με τα οξέα δίνοντας διοξείδιο του άνθρακα. Είναι συστατικό της στάχτης διαφόρων θαλάσσιων φυτών, κυρίως των φυκών, από τα οποία εξαγόταν παλαιότερα.

Παρασκευάζεται με τρεις χημικές μεθόδους: τη μέθοδο Leblanc, τη μέθοδο Solvay και την ηλεκτρολυτική μέθοδο. Η σόδα χρησιμοποιείται στη υαλουργία και τη σαπωνοποιία. Επίσης χρησιμοποιείται για την αποσκλήρυνση του νερού, την εξουδετέρωση των οξέων, την παρασκευή υδροξειδίου του νατρίου κ.ά.

Θειικό νάτριο (άλας)

Το θειικό νάτριο (Na2SO4) είναι ένα βασικό συστατικό του νατρίου. Έχει μορφή άχρωμων ρομβοειδών κρυστάλλων ευδιάλυτων στο κρύο νερό. Γύρω στο 50% της παγκόσμιας παραγωγής του προέρχεται από τη φυσική ορυκτή μορφή του (sal mirabilis ή Glauber’s salt), ενώ το υπόλοιπο από υποπροϊόντα χημικής διαδικασίας, το σπουδαιότερο εκ των οποίων είναι το υδροχλωρικό οξύ από χλωριούχο νάτριο και θειικό οξύ.

Το θειικό νάτριο είναι χημικά ιδιαίτερα σταθερό και δεν αντιδρά με οξειδωτικά ή αναγωγικά μέσα σε κανονικές θερμοκρασίες. Χρησιμοποιείται κυρίως στη χαρτοβιομηχανία και στην υαλουργία. Στη βιομηχανία γυαλιού το θειικό νάτριο χρησιμοποιείται ως διαυγαστικό γυαλιού για την απομάκρυνση μικρών φυσαλίδων αέρα από λειωμένο γυαλί. Επίσης διευκολύνει τη συγκόλληση και εμποδίζει τον σχηματισμό αφρού από το λιωμένο γυαλί κατά τη διάρκεια της διαύγασης.