Float staklo i valjano staklo
Float staklo
Procesom plovanja, koji je izumio Sir Alastair Pilkington 1952. godine, proizvodi se ravno staklo. Ovaj proces omogućava proizvodnju prozirnog, toniranog i premazanog stakla za zgrade, te prozirnog i toniranog stakla za vozila.
Širom svijeta postoji oko 260 flotirajućih postrojenja s ukupnom proizvodnjom od oko 800.000 tona stakla sedmično. Flotajuće postrojenje, koje radi neprekidno između 11 i 15 godina, proizvodi oko 6000 kilometara stakla godišnje debljine od 0,4 mm do 25 mm i širine do 3 metra.
Linija za plovak može biti dugačka skoro pola kilometra. Sirovine ulaze na jednom kraju, a na drugom izlaze staklene ploče, precizno izrezane prema specifikacijama, brzinom i do 6.000 tona sedmično. Između njih se nalazi šest visoko integrisanih faza.
Topljenje i rafiniranje
Sitnozrnati sastojci, pažljivo kontrolirani radi kvalitete, miješaju se kako bi se dobila smjesa koja se zatim ulijeva u peć zagrijanu na 1500°C.
Float tehnika danas proizvodi staklo gotovo optičkog kvaliteta. Nekoliko procesa - topljenje, rafiniranje, homogenizacija - odvijaju se istovremeno u 2.000 tona rastopljenog stakla u peći. Oni se odvijaju u odvojenim zonama u složenom toku stakla pokretanom visokim temperaturama, kao što dijagram pokazuje. To se zbraja u kontinuirani proces topljenja, koji traje i do 50 sati, a koji staklo na 1.100°C, bez inkluzija i mjehurića, glatko i kontinuirano dovodi u flot kadu. Proces topljenja je ključan za kvalitet stakla; a sastavi se mogu modificirati kako bi se promijenila svojstva gotovog proizvoda.
Plutajuća kupka
Staklo iz topionice lagano teče preko vatrostalnog izljeva na površinu rastopljenog kalaja nalik ogledalu, počevši od 1.100°C i napuštajući plovajuću kupku kao čvrsta traka na 600°C.
Princip float stakla nije se promijenio od 1950-ih, ali se proizvod dramatično promijenio: od jedne ravnotežne debljine od 6,8 mm do raspona od submilimetarskih do 25 mm; od trake često oštećene inkluzijama, mjehurićima i prugama do gotovo optičkog savršenstva. Float staklo daje ono što je poznato kao vatrena završna obrada, sjaj novog porculana.
Žarenje, inspekcija i rezanje po narudžbi
● Žarenje
Uprkos smirenosti s kojom se float staklo formira, u traci se razvijaju značajna naprezanja dok se hladi. Previše naprezanja i staklo će se slomiti ispod rezača. Slika prikazuje naprezanja kroz traku, otkrivena polariziranom svjetlošću. Da bi se ublažila ova naprezanja, traka se podvrgava termičkoj obradi u dugoj peći poznatoj kao lehr. Temperature se strogo kontroliraju i duž i popreko trake.
●Inspekcija
Proces plovanja je poznat po izradi savršeno ravnog stakla bez mana. Ali kako bi se osigurala najviša kvaliteta, inspekcija se vrši u svakoj fazi. Povremeno se mjehurić ne ukloni tokom rafiniranja, zrno pijeska odbija da se otopi, podrhtavanje kalaja uzrokuje talase na staklenoj traci. Automatizirana online inspekcija radi dvije stvari. Otkriva greške u procesu uzvodno koje se mogu ispraviti, omogućavajući računarima nizvodno da usmjeravaju rezače zaobilazeći nedostatke. Tehnologija inspekcije sada omogućava više od 100 miliona mjerenja u sekundi preko trake, locirajući nedostatke koje golim okom ne bi bilo moguće vidjeti.
Podaci pokreću „inteligentne“ rezače, dodatno poboljšavajući kvalitet proizvoda za kupca.
●Rezanje po narudžbi
Dijamantski kotači obrezuju rubove – napregnute rubove – i režu traku na veličinu koju određuje računar. Float staklo se prodaje po kvadratnom metru. Računari pretvaraju zahtjeve kupaca u obrasce rezova dizajnirane da minimiziraju otpad.
Valjano staklo
Proces valjanja se koristi za proizvodnju stakla za solarne panele, uzorkovanog ravnog stakla i žičanog stakla. Kontinuirani mlaz rastopljenog stakla se sipa između valjaka hlađenih vodom.
Valjano staklo se sve više koristi u fotonaponskim modulima i termalnim kolektorima zbog svoje veće propusnosti energije. Mala je razlika u cijeni između valjanog i float stakla.
Valjano staklo je posebno zbog svoje makroskopske strukture. Što je veća propusnost, to bolje, a danas visokokvalitetno valjano staklo s niskim sadržajem željeza obično dostiže propusnost od 91%.
Također je moguće uvesti površinsku strukturu na površinu stakla. Različite površinske strukture se biraju ovisno o namjeravanoj primjeni.
Struktura s rebrastim površinama se često koristi za poboljšanje čvrstoće prianjanja između EVA i stakla u fotonaponskim primjenama. Strukturirano staklo se koristi i u fotonaponskim i u termosolarnim primjenama.
Uzorkovano staklo se izrađuje u jednom prolazu u kojem staklo teče do valjka na temperaturi od oko 1050°C. Donji valjak od lijevanog željeza ili nehrđajućeg čelika graviran je negativom uzorka; gornji valjak je gladak. Debljina se kontrolira podešavanjem razmaka između valjaka. Traka napušta valjke na oko 850°C i preko niza vodom hlađenih čeličnih valjaka prolazi do peći za žarenje. Nakon žarenja, staklo se reže na veličinu.
Žičano staklo se proizvodi u dvostrukom prolazu. Proces koristi dva nezavisno pokretana para vodom hlađenih valjaka za oblikovanje, svaki napajan odvojenim tokom rastopljenog stakla iz zajedničke peći za topljenje. Prvi par valjaka proizvodi kontinuiranu traku stakla, debljine polovine konačnog proizvoda. Ovo je prekriveno žičanom mrežom. Zatim se dodaje druga doza stakla, kako bi se dobila traka iste debljine kao i prva, i, kada je žičana mreža "u sendviču", traka prolazi kroz drugi par valjaka koji formiraju konačnu traku žičanog stakla. Nakon žarenja, traka se reže posebnim uređajima za rezanje i kidanje.