Реферат на тему производство стекла

Обновлено: 04.07.2024

Силикатная промышленность — это производство керамики, стекла, цемента из природных соединений кремния.

Кремний – ведущий современный полупроводниковый материал, который широко применяется в электронике, в электротехнике для изготовления интегральных схем, диодов, транзисторов, тиристоров, фотоэлементов и т. д. Технический кремний – легирующий компонент в производстве стали (например, трансформаторная сталь), а также в цветной металлургии (кремневые бронзы).

Керамика

Кера́мика— изделия из неорганических материалов (например, глины) и их смесей с минеральными добавками, изготавливаемые под воздействием высокой температуры с последующим охлаждением.

В узком смысле слово керамика обозначает глину, прошедшую обжиг.

Самая ранняя керамика использовалась как посуда из глины или из смесей её с другими материалами. В настоящее время керамика применяется как материал в промышленности (машиностроение, приборостроение, авиационная промышленность и др.), строительстве, искусстве, широко используется в медицине, науке. В XX столетии были созданы новые керамические материалы для использования в полупроводниковой индустрии и др. областях.

Современные высокотемпературные сверхпроводящие материалы также являются керамикой.

Силикатное стекло

Стекло — один из популярных, востребованных материалов для разных сфер жизни. Его применяют в строительстве и отделочных работах, из него делают произведения прикладного и высокого искусства, применяют в космической отрасли. Это один из доступных, простых по составу материалов. Наиболее распространенный вид, с которым мы чаще всего сталкиваемся и пользуемся изделиями из него, – силикатное стекло.

Древнейшим изделием из стекла считаются бусы, найденные при раскопках в Египте, ученые считают, что находке более пяти тысяч лет. С тех пор состав стекла мало изменился. Основным элементом материала является кварцевый песок (Si02) – силикат. К нему добавляют соду, поташ, известняк и еще несколько элементов.

Нужна помощь в написании доклада?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Изготовление стекла

Основным элементом для производства стекла служит кварцевый песок, к которому добавляют не менее пяти ингредиентов в пропорциях. К основной рецептуре, в зависимости от дальнейших целей использования полученного материала, делают добавки: окислители, глушители, обесцвечиватели, красители, ускорители и так далее. В качестве красителей используются окислы металлов. Например, медь окрасит массу стекла в красный цвет, железо придаст голубой или желтый оттенок, окислы кобальта дадут синий цвет, а коллоидное серебро – желтый

Индивидуальная работа: 28 страниц, 3 таблицы, 5 рисунков.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОСДТВА ЛИСТОВОГО СТЕКЛА, ДИНАМИКА ТРУДОЗАТРАТ, УРОВЕНЬ ТЕХНОЛОГИИ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА.

Изучена и описана технология производства листового стекла. Дана характеристика используемого сырья и получаемой продукции.

С целью определения варианта развития технологического процесса проведен анализ затрат живого и прошлого труда. Установлено, что вариант развития технологического процесса - рационалистический, вид развития - трудосберегающий, тип отдачи дополнительных затрат - убывающий.

Для выявления путей и закономерностей развития технологического процесса последний разбит на составляющие его элементы (переход, ход). Определены границы рационалистического развития технологического процесса и уровень технологии.

1. Технологический процесс производства продукции и его характеристика 6

1.1. Характеристика получаемой продукции. Виды стекла. Свойства. Области применения. Физико-химические свойства стекла. 6

1.2. Характеристика используемого сырья. 13

1.3. Характеристика технологии производства листового стекла. 16

2. Динамика трудозатрат. 19

3. Уровень технологии технологического процесса производства листового стекла. 22

4. Структура технологического процесса производства хлеба 25

4.1 Пооперационная структура технологического процесса производства вафельного листа 25

Список использованной литературы 29

Введение

Стекло – один из самых распространенных материалов, широко используемых в хозяйстве и быту: для остекления зданий, сооружений, транспортных средств. Стеклянная посуда, бутылки, банки, электролампы, осветительная аппаратура, зеркала – необходимые предметы нашего быта. Так же его применяют в строительстве, архитектуре, санитарной технике, пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Стекло известно людям около 55 веков. Самые древние образцы обнаружены в Египте. В Индии, Корее, Японии найдены стеклянные изделия, возраст которых относится к 2000 году до нашей эры. Согласно раскопкам, на Руси знали секреты производства стекла более тысячи лет назад.

В любом случае, изобретение стекла в 2200 году до н. э. попало в список самых значимых открытий в истории эволюции материалов. Вслед за керамикой стекло стало вторым обрабатываемым неметаллом из известных на тот момент материалов.

Страной, где изготовление стекла было известно издревле, был Египет. Стеклянные бусы и амулеты находили в гробницах, которые относятся к 7000 году до н. э. Около 1500 года до н. э. египтяне уже делали собственное стекло. Для этого они использовали смесь измельчённой кварцевой гальки и песка. Они также обнаружили, что если прибавить к этой смеси кобальт, медь или марганец, то можно получить стекло голубого, зелёного и пурпурного цветов. После 1200 года до н. э. египтяне научились отливать стекло в стеклянных формах. Но трубка для выдувания стекла была неизвестна вплоть до начала христианской эры, когда её изобрели финикийцы. В некоторых странах мира такими трубками пользуются в стеклодувных мастерских и сейчас.

Большими умельцами по части изготовления стекла были римляне, которые первыми начали делать тонкие оконные стекла. Художественными изделиями из стекла прославилась Венеция. В 13 веке многочисленные заводы по изготовлению изделий из стекла переместились из Венеции на соседний остров Мурано, из-за частых пожаров, вызываемых круглосуточной работой стекловаренных печей. Итальянский Мурано до настоящего времени - центр изготовления штучных изделий из стекла вручную.

В XVI веке стекло уже производили по всей Европе. В настоящее время широко известно своей красотой богемское стекло, выпускаемое в Чехии. Далее благодаря изобретению англичанином Джорджем Равенкрофтом в 1674 г. нового способа производства хрусталя, был получен более качественный состав стекломассы, чем у итальянских мастеров.

Равенкрофт заменил поташ оксидом свинца высокой концентрации и получил стекло с высокими светоотражающими свойствами, которое очень хорошо поддавалось глубокой резке и гравировке. Основными странами производства высококачественной хрустальной столовой посуды из стекла с высоким содержанием свинца стали Швеция, Англяи и Ирландия.

Первое упоминание о русском стекольном заводе - он был построен под Москвой возле деревни Духанино - относится к 1634 году.

И только в конце XIX века стеклоделие из ремесленного стало перерастать в массовое промышленное производство и стало предметом повседневного быта.

Технологический процесс производства продукции и его характеристика

Характеристика получаемой продукции. Виды стекла. Свойства. Области применения. Физико-химические свойства стекла.

Как строительный материал, стекло обладает рядом положительных технических свойств. Физико-механические свойства стекла характеризуются следующими показателями: твёрдость 5-7 по шкале твёрдости: предел прочности при растяжении 30-80 МПа, при сжатии 700-1000 МПа, при изгибе не менее 45 МПа, объёмная масса и плотность 2450-2550 кг/м.куб. Из-за низкого коэффициента теплопроводности и значительного коэффициента расширения стекло имеет малую термостойкость; при сильном и резком нагревании или охлаждении в нём возникают большие напряжения, вызывающие растрескивание изделия.

Листовое оконное стекло – наиболее распространённый вид плоского стекла. Выпускают его толщиной 2-6 мм. Светопропускаемость стекла в зависимости от толщины колеблется от 90 до 85% и понижается с увеличением толщины.

Листовое стекло имеет очень широкий ассортимент: полированное и неполированное витринное, узорчатое (листовое стекло, одна поверхность которого имеет декоративную обработку; большинство узорчатых стекол может использоваться в энергосберегающих или звукопоглощающих стеклопакетах), армированное (в середине листа параллельно его поверхности помещена металлическая сетка с квадратными ячейками), солнцезащитное (покрытие наносится на стекло в процессе производства, путем распыления оксида метала на ленту стекла в печи при температуре около 600оС), теплозащитное. Кроме того, листовое стекло так же делится на окрашенное и бесцветное. Из них изготавливают различные виды строительного стекла – стеклянные блоки, профильное стекло, стеклошифер, стеклоплитку и другие облицовочные материалы. Из листового стекла изготавливают безопасные стекла (закаленное, триплекс) для остекления автотранспорта, самолетов и др.

В соответствии со способом выработки листовое стекло классифицируют на:

тянутое;
прокатное;
полированное.

По назначению стекло классифицируют на:

Оконное – бесцветное прозрачное тянутое листовое стекло с гладкими поверхностями. Основными требованиями предъявляемыми к оконному стеклу, являются высокая светопрозрачность (в зависимости от толщины от 84 до 87 %), достаточная механическая прочность, высокая химическая устойчивость, минимальные неровности на поверхности (полосность или волнистость), вызывающие искажения просматриваемых через стекло предметов, минимальное содержание инородных включений (пузыри, камни).
Витринное – представляет собой бесцветное прозрачное листовое стекло с гладкими плоскостями больших размеров.
Техническое – наиболее высококачественное тянутое полированное стекло.
Мебельное – преимущественно бесцветное прозрачное листовое стекло, неполированное или полированное.
Зеркальное – прозрачное листовое стекло толщиной 4-7,6 мм, высококачественное тянутое, полированное или полученное флоат-способом.
Фотостекло – тонкое тянутое бесцветное листовое стекло, предназначенное для изготовления фотопластинок.

В современном строительстве зачастую используют также и стеклопакеты. Стеклопакеты представляют собой два или несколько листов стекла, герметично соединённых между собой по периметру. Между стёклами имеется плоскость, заполненная сухим воздухом. Стеклопакеты изготавливают из оконного, витринного, армированного, узорчатого и другого стекла толщиной 2-8 мм, расстояние между стёклами может быть 15-20 мм. Стеклопакеты выдерживают большую нагрузку, чем отдельные стёкла той же толщины. Стеклопакеты применяют для остекления промышленных, гражданских и общественных зданий.

Полированное витринное стекло применяют для остекления внутренних и наружных витрин и проёмов магазинов, ресторанов, клубов, выставочных залов, вокзалов и т.п. Полированное витринное стекло используют преимущественно в строительстве первоклассных и уникальных зданий.

Техническое стекло – используют для остекления автомобилей, самолетов, судов, а также для других технических целей.

В пищевой и химической промышленности применяют трубы, аппараты и реакторы из стекла. Высокопрочные стеклянные нити, вытянутые из расплава стекла используют для изготовления технических тканей - химически стойких, электро-, тепло-, звуко- и гидроизоляционных, а также в качестве арматуры при изготовлении стеклопластиков и бетонов. Стеклянные нити используют и в качестве световодов.

Физико-химические свойства стекломассы (стекла).

1. ВЯЗКОСТЬ. При движении жидкого или пластичного вещества одни слои вещества перемещаются относительно других. При этом они испытывают сопротивление, вызываемое силами внутреннего трения, т.е. вязкость – есть сила трения между слоями. На отдельных этапах варки и выработки вязкость должна поддерживаться в определенных пределах. В технологии стекловарения зависимость вязкости стекла от температуры – температурный ход вязкости - является чрезвычайно важной характеристикой, которая задает параметры процесса варки, формования, отжига и т.д. На вязкость стекла влияет температура и химический состав стекла. Изменяя содержание в стекле тех или иных компонентов можно изменить вязкость в заданном направлении.

2. ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ. Крист аллизация стекла – это один из видов фазового разделения стекла. Поверхностное натяжение жидкости характеризуется работой, которую необходимо совершить для того, чтобы образовать единицу новой поверхности жидкости при постоянной температуре. Действие сил поверхностного натяжения направлено на уменьшение площади поверхности. Поверхностное натяжение расплава стекла в 3-4 раза больше поверхностного натяжения воды, расплавленных солей и близко к поверхностному натяжению расплавленных металлов. Поверхностное натяжение расплава мало зависит от температуры, а в основном зависит от химического состава стекла.

Al₂O₃, MgO – увеличивает поверхностное натяжение.

На поверхностное натяжение может влиять газовая среда: SO₃, NH₃, HCl и Н₂О (пары) снижают поверхностное натяжение.

Действие сил поверхностного натяжения проявляется на различных стадиях стекловарения. На стадии стеклообразования растворение зерен кварца идет быстрее при низком поверхностном натяжении, при осветлении легче удаляются мелкие пузыри.

В процессе формования влияние поверхностного натяжения может дать отрицательные результаты – сужение ленты вытягиваемого стекла, свили и др.

3. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ СТЕКЛОМАССЫ. Образование кристаллов при переходе стеклообразного вещества в кристаллическое называют кристаллизацией. Условия для кристаллизации стекломассы определяются температурой, соответствующей наивысшей скорости роста кристаллов или образования центров кристаллизации, продолжительностью выдержки стекломассы при этой температуре, а также составом стекла и газовой средой.

Фазовое разделение приводит не только к ухудшению или потере прозрачности изделий, но и нарушению технологических режимов выработки и формования. Управляемый процесс кристаллизации дает возможность получить стекла с регулируемой прозрачностью, вплоть до молочно-белого цвета. Склонность к кристаллизации определяется их химическим составом, температурой и давлением в печи. Наиболее опасны зоны студки и выработки.

Если скорость роста кристаллов велика в широком интервале температур, то стекло легко кристаллизуется. В этом случае кристаллы растут уже при низких температурах, т.е. когда образуются центры кристаллизации.

В производстве листового стекла кристаллизация всегда нежелательна. Ни один состав стекла не рекомендуют в производство без изучения его кристаллизационной способности.

Стекло является самым древним и универсальным по свойствам материалом, которое известно человеку. Об этом свидетельствуют найденные фаянсовые украшения, которые относятся к периоду правления первой фараоновой династии в Египте. О стекле здесь было известно 5 000 лет назад. При археологических раскопках в Месопотамии обнаружили цилиндрическую стеклянную печать, относящуюся к династии Аккада. Ее возраст около 4 000 лет. Также подобные изделия находили в Индии и Японии. Ученые до сих пор не пришли к единому мнению, где и когда появилось стекло.

Как появилось стекло? Легенда

Согласно легенде финикийские купцы, после длительного плаванья, остановились на песчаном берегу, чтобы приготовить пищу. Они сложили из кусков африканской соды очаг для огня. В качестве топлива была взята солома. Когда купцы проснулись утром, чтобы плыть дальше, то обнаружили на своем пепелище небольшой слиток из стекла. Русские мастера овладели секретом производства стекла больше 1000 лет назад. Тогда сырьем для материала служили песок, щелочь и известь. Иногда вместо щелочи использовали соду или золу из растений.

Химический состав стекла

Стекла бывают искусственными и естественными. Естественное стекло образуется в ходе извержения вулкана или когда молния попадает в залежи кварцевого песка. Но этот процесс настолько редкостное явление, что для своих нужд человек научился получать искусственное стекло.

Этот материал является аморфным телом, которое получается путем переохлаждения расплава, состоящего из разнообразных окислов. В зависимости от основного компонента, различают боратные (В203), комбинированные, фосфатные (Р205) и силикатные стекла (SiO2). Самым распространенным считается силикатное стекло. На 70-75% оно состоит из двуокиси кремния (SiO2). Ее получают из кварцевого песка. Второй компонент, придающий стеклу химический блеск и стойкость – это окись кальция. Раньше его добывали из золы деревьев или морских раковин, а сегодня люди знакомы с известняком. Также в состав материала входят оксид калия (K2O) и оксид натрия (Na2O), благодаря которым плавится стекло. Если стекло преимущественно состоит из высокой чистоты кремнезема, то оно именуется кварцевым.

Виды стекол

По физическим свойствам выделяют обычные, жаростойкие и цветные стекла. Немного о каждом виде.

Обычные стекла бывают известково-натриевые, известково-калиевые и известково-натриево-калиевые. Из них изготавливают оконные стекла, посуду. Они обладают высокой термостойкостью и химической стойкостью. Их основной недостаток – хрупкость. Для расширения области применения их в производстве стекла закаливают и получают многослойное стекло – триплекс.

Их еще называют термостойкими или огнеупорными. Их используют для изготовления особых изделий – жаростойкой посуды, установок для химического машиностроения. К ним относят лабораторное стекло, боросиликатное стекло и ситаллы. Жаростойкие стекла характеризуются высокой антикоррозийной стойкостью, теплостойкостью.

В такие стекла после их застывания (когда они имеют желтовато-зеленый или голубовато-зеленый оттенок) добавляются разные оксиды металлов. В процессе варки они изменяют структуру стекла и его цвет. Из таких материалов делают посуду, художественные изделия, витражи.

Как изготавливают стекло?

В промышленности стекло производится в процессе варки. Сырье имеет название шихты. Стеклодувы доводят его до высоких температур и расплавляют. После нагревания нужно расплавленный материал охладить с особой температурой и скоростью для того, что оно застыло, так как надо. Самая важная задача состоит в том, чтобы не дать ему закристаллизоваться. Иначе стекло не будет таким ровным и гладким. Готовое стекло обладает пределом прочности, упругостью, плотностью, твердостью, хрупкостью, теплопроводностью и своей температурой плавления.

Стекло называли переохлажденной жидкостью, и когда оно охлаждалось, оно не успевало стать кристаллическим. Другими словами, стекло — это жидкость с бесконечно высокой вязкостью. Последний дает им много свойств твердых тел.

В отличие от настоящих твердых частиц, стекло не плавится при нагревании, но оно размягчается, постепенно становится пластичным, а затем переходит в жидкое состояние. При охлаждении процесс протекает в обратном порядке. Еще одна особенность очков — изотропность.

Это одна и та же характеристика во всех направлениях.

Способность к образованию стекла является особенностью многих минеральных и органических веществ. Эта способность наиболее заметна у диоксида кремния (SiO2) и соединений на его основе — силикатов, содержащих большинство природных минералов.

По сравнению с кристаллическими материалами стекло обладает повышенной внутренней энергией (скрытой энергией кристаллизации), и, следовательно, стеклообразные материалы являются метастабильными (термодинамически нестабильными).

Тот же процесс, но в одном направлении с целью частичной или полной кристаллизации расплава, используется для получения стеклокристаллических материалов, которые представляют собой керамическое и каменное литье.

Прозрачность и способность окрашивать любое цветное стекло, высокая химическая стойкость, достаточно высокая прочность и твердость, электроизоляция и многие другие ценные свойства делают стекло незаменимым строительным материалом.

Он используется не только для возведения светопрозрачных конструкций (окон, витражей, светильников), но и в качестве конструкционных и отделочных материалов.

В современной архитектуре фасады высотных зданий часто изготавливаются из стекла с улучшенными декоративными, отражающими и термическими барьерными свойствами. Кроме того, из стекла могут быть получены различные стеклянные изделия (блоки, трубы, стекловолокно), эффективная изоляция (пеностекло и стекловата), стекловолокно и стекловолокно.

Прозрачность и возможность окраски стекла

Стекло встречается в природе в виде непрозрачных и непрозрачных частей, таких как обсидиан из вулканического стекла. Первые сведения о приобретении человеческого стекла датируются 3 или 4 веком до нашей эры. е. Эти очки были непрозрачными (тусклыми), как керамические азе препараты. Их готовили в маленьких тиглях и использовали в качестве украшений.

Фундаментальные изменения в производстве стекла произошли на рубеже эры, когда были решены две наиболее важные проблемы производства стекла — приготовление прозрачного бесцветного стекла и формование изделий с использованием труб из стекла, полученного выдувным стеклом.

Следует отметить, что на производство стекла тратится много энергии, и в то же время многие вредные выбросы попадают в атмосферу. Поэтому разработка изделий из стекла из переработанных материалов (стеклобоя, изделий из стекла и т. Д.) Может быть реализована как с экологической, так и с экономической точки зрения. Это высоко ценилось в большинстве стран Западной Европы, где до 80% стекла было получено таким способом.

Вспомогательные материалы делятся на следующие группы в соответствии с их назначением. Рафинер — вещество, способствующее удалению пузырьков из стекла. Отбеливатель — вещество, которое отбеливает комки стекла, глушитель — вещество, которое делает стекло непрозрачным.

Коренное изменение в производстве стекла

Красители для стекла представляют собой молекулярные формы, которые полностью растворяются в расплавленном стекле и могут быть коллоидными, которые равномерно распределяются в расплавленном стекле в форме мелких (коллоидных) частиц.

Первый включает кобальт (синий), хром (зеленый), марганец (фиолетовый), железо (коричневые и сине-зеленые оттенки) и металлическое золото (рубин), серебро (желтый) и селен (розовый). вы.

Перед приготовлением стекла сырье измельчают, тщательно перемешивают в необходимых пропорциях, замешивают и направляют в стекловаренную печь.

Изготовление стекла. Обычное стекло получают в банной печи, которая непрерывно работает с полезным объемом до 600 м3 и ежедневной производительностью более 300 тонн. Для приготовления специального (оптического, цветного и т. Д.) Стекла используются ванна и печь с регулярным управлением.

Производство стекла является основным бизнесом производства стекла.

Первая стадия этого процесса — образование силиката — щелочной компонент образует силикат с частью кремнезема и уже плавится при 1000-1200 ° С. Полученная масса неоднородна по составу и насыщена пузырьками.

Удаление пузырьков и полная гомогенизация расплава происходит на второй самой длинной стадии производства стекла — стеклообразования -1400-1600 ° С. Третий заключительный этап — студия — охлаждает стекло до температуры, которая дает оптимальную вязкость для этого метода формования стеклянной посуды.

Современное стекольное производство

Молдинг. Способ разработки (литье) зависит от типа продукта. Получить архитектурное стекло с помощью вытяжки, прокатки и прессования.

Когда стекло охлаждается из-за его низкой теплопроводности, в стекле создается большой температурный градиент и возникает внутреннее напряжение. Наиболее опасным моментом с этой точки зрения является то, что стекло переходит из вязкопластического состояния в хрупкое состояние.

Поэтому отжиг проводится для снятия внутренних напряжений после формования-охлаждения по специальному режиму: быстрый, опасный температурный диапазон (очень медленный при 600 .. 300 ° С) и до начала остекловывания. Опять будет быстрее до нормальной температуры.

Основным видом архитектурного стекла является лист. С начала 20 века. Подавляющее большинство листового стекла стало изготавливаться методом вертикального растяжения на самолетах ВВС (и до сих пор производится в России).

Термозащитные (солнцезащитные) очки выполняют противоположную функцию. Другими словами, он отражает часть лучистой энергии и препятствует проникновению в комнату. Это достигается двумя способами.

Вспомогательные сырьевые материалы

• Самый тонкий металлический слой наносится на стеклянную поверхность и функционирует как зеркало.

• На поверхности стекла создается слой оксида металла, который блокирует некоторые солнечные лучи и придает стеклу серый, зеленоватый или бронзовый цвет.

Защитные очки — очки с высокими прочностными свойствами, которые не разбиваются на опасные острые углы. Есть несколько способов получить стекло, которое долговечнее и безопаснее, чем обычное стекло.

Закаленное стекло получают специальной термической обработкой стекла. В то же время создается напряжение сжатия, увеличивающее прочность на изгиб в 5-8 раз и ударную вязкость в 4-6 раз. Когда стекло разбито, оно разбивается на маленькие (5-10 мм) кубики, которые безопасны для человека. В строительстве такое стекло используется для прозрачных дверей, перегородок и т. Д.

Закаленное стекло получается путем прессования чистой сетки из хромированной стальной проволоки в расплавленное стекло во время проката. Эта сетка сохраняет осколки стекла при разбивании.

Такой композитный листовой материал из 3 слоев стекла и 2 слоев полимерной пленки делает стекло пуленепробиваемым.

Реферат на тему	На заказ	Образец и пример
Стекло традиционный и перспективный материал	В качестве основного компонента стекла стекло содержит 7075% диоксида кремния (SiO 2), полученного из кварцевого песка.	Второй компонент, оксид кальция (CaO), делает стекло химически стойким и повышает блеск.

Последняя версия специального стекла выполнена таким образом, что функциональные слои (отражающие, теплозащитные и т. Д.) Наносятся на полимерную пленку и появляются внутри слоистой структуры, защищающей ее от повреждений.

Этот метод является дополнительным технологическим достижением, поскольку легче напылять металлический или оксидный слой на полимерную пленку, чем на стеклянный лист.

Образовательный сайт для студентов и школьников

Читайте также: