У давнину вироби зі скла були предметом розкоші і прирівнювалися до творів мистецтва. Сьогодні це звичайний матеріал для виготовлення посуду, лабораторних ємностей, його використовують у будівництві та промисловості. Існує близько десятка видів скла: від простого віконного до куленепробивного, від прозорого до художнього вітражного. При цьому його атомна структура як рідина, а молекула складається на дві третини з кисню.
Передісторія
Історія скловаріння налічує понад п’ять тисяч років. Перші відомі скловарні були збудовані в Римі. Починалося все з виготовлення мозаїки. Там винайшли віконне лите скло. Однак воно залишалося розкішшю аж до XII століття і використовувалося лише для засклення вікон у церквах. Навіть багаті римські патриції зачиняли вікна слюдяними платівками. Мистецтво склоробства розвинулося завдяки римському майстру, який винайшов на початку I століття довгу металеву трубку з розширенням на одному кінці та дерев’яним мундштуком на іншому. Цей простий і геніальний пристрій протягом двох тисяч років був єдиним інструментом склодувів.
За старих часів скло варили в тиглях, паливом служили дрова, а з 1635 р. вугілля. Промислове виробництво почало розвиватися з ХІХ ст. після винаходу печей безперервної дії та машин механізованого формування виробів. Основною сировиною є кварцовий пісок. Його температура плавлення понад 1700 °C. У звичайних печах цього не досягти, тому застосовують спеціальні електричні агрегати або пальники для подачі кисню в зону горіння. В результаті виходить дуже в’язка та тягуча субстанція, з якої складно видалити бульбашки повітря та сформувати виріб. Щоб поліпшити фізико-хімічні характеристики, до розплавленої маси додається ряд присадок: сода, вода, вапняк, вугілля, польовий шпат. Оксиди металів надають скломасі кольору:
• червоний – золото, мідь та селен (золотий, мідний та селеновий рубін),
• жовтий – колоїдне срібло,
• рожевий – колоїдний селен,
• синій – кобальт,
• зелений – хром+мідь або калій+цинк.
Підвищена концентрація барвника в поєднанні з оксидом свинцю підсилює колір і надають йому яскравості.
Застосування кисню для виробництва скла
Використання кисню для підтримки горіння та підвищення температури полум’я ( теплового випромінювання) за рахунок витіснення азоту застосовується у сталеплавильних процесах. Цей принцип використовується і при киснево-паливній технології варіння скла.
Кисень бере участь у процесі хімічного знебарвлення скла, що особливо важливо при виробництві кришталю. При підвищенні вмісту кисню відбувається окислювальна реакція, послаблюючи небажаний відтінок та підвищуючи прозорість.
На газові пальники подається кисень, струмінь якого ріже вироби у розмір, оплавляє краї та мікродефекти, а також полірує поверхню.
Струменем кисню видуваються лампочки, медичне та лабораторне скло (колби, мензурки та ін.)
Підвищення продуктивності плавки за рахунок підвищення температури в плавильній печі при виготовленні спеціальних тугоплавких видів скла (боросилікатне, темне, склокераміка). Через плоскі пальники у ванну подається струмінь кисню, прискорюючи процес та знижуючи споживання основного пального.
Заміна повітря киснем у процесі барботування (продування газом) допомагає покращити якість плавки за рахунок конвекційної течії розплавленої маси та видалення домішок. Бульбашок при такій обробці не залишається, тому що він повністю розчиняється в склі.
Переваги використання
• Піддування кисню збільшує продуктивність та зменшує витрати при плавленні скла.
• Використання як окислювач при спалюванні замість повітря дозволяє знизити викиди оксидів азоту та твердих частинок.
• Збільшується вихід скломаси з одночасним підвищенням якості.
• Не потрібно попередньо підігрівати повітря, що зменшує енергоємність виробництва.
• Витрати на обладнання зменшуються за рахунок зменшення розмірів блоку фільтрів.
Це цікаво…
Незважаючи на крихкість скла, воно добре обробляється. Усі механічні способи формоутворення – різання, виточування, свердління, шліфування – застосовуються до скляних виробів.
У природі зустрічається вулканічне скло – обсидіан, що утворилося з лави мільйони років тому. Воно непрозоре, майже чорне. У доісторичний період люди використовували його для обробки інструментів. Не менш екзотичне грозове скло, що отримується при ударі блискавки в пісок.
Секрет виникнення скла оповитий легендами. Одну з них передав римський історик Пліній Старший. Згідно з нею фінікійці, які перевозили соду з Єгипту, після аварії корабля висадилися на берег річки Белус. Вони склали багаття зі шматків соди, яка під впливом високої температури змішалася з чистим піском. В’язка напівпрозора рідина, що витікає, і була першим склом. Було це майже шість тисяч років тому.
Довгий час шибки були з характерною «пупочкою» в центрі. Відбувалося це тому, що через трубку видували диск завтовшки 1–3 мм і діаметром більше, ніж вікно, обрізали краї, надаючи форми, а місце приєднання заготовки до трубки й утворювало таку точку.
Ще одне значення слова «халява» пов’язане із виробництвом скла. У ХІ-ХІІІ ст. німецькі та італійські майстри за допомогою склодувної трубки видували «халяву» – циліндр, який потім розрізали та надавали форми листа. Якість була низькою, а складність процесу робила таку продукцію дорогою, доступною лише церквам, правителям та вельможам для їхніх замків.
Багато унікальних відкриттів відбулися випадково. Так було й із надтонким листом скла. Його товщина становить два атоми. Німецькі та американські вчені досліджували технології виробництва надтонкого матеріалу – графена – одношарового (в один атом) графіту. Як у випадку зі звичайним склом, у винахід «втрутився» випадок: стався витік кисню у вакуумну камеру, в якій йшов синтез графену. Застосування нового матеріалу різноманітне: від дисплеїв до контактних лінз та фільтрів.
Компанія DP Air Gas пропонує клієнтам газоподібний кисень за ДСТУ ГОСТ 5583–09: технічний (99,7%) та медичний (99,5%), завантажений під тиском 150 кгс/кв. див. у 40л балони. Пріоритетом компанії є дотримання норм та вимог стандарту ISO 9001:2008. Ми здійснюємо постачання не лише Україною, а й країнами СНД та ЄС. Тому кожен клієнт отримає продукцію високої якості, яка постійно контролюється кваліфікованими фахівцями у сучасній лабораторії компанії DP Air Gas.
