ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО И ТЕХНИЧЕСКОГО СТЕКЛА И ШЛАКОСИТАЛЛОВ

СКОРОСТЬ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ

При формовании стекла большую роль играет ско­рость его затвердевания, т. е. изменение его вязкости во времени. Чем быстрее твердеет стекло, тем быстрее мож­но его вырабатывать. Поэтому современные высокопро­изводительные способы выработки стеклянных изделий, например безлодочное вытягивание листового стекла и труб, непрерывный прокат листового стекла, требуют быстрого твердения стекол. При прессовании крупных изделий сложной формы стекло, наоборот, должно твер­деть медленно.

Какие же факторы влияют на скорость затвердевания стекла? Первый и самый важный — это характер изме­нения вязкости стекла при изменении температуры. На рис. 2.3 приведены кривые 1—3 изменения вязкости стекол разных составов. Пунктиром показаны предель­ные вязкости интервала выработки 102—108 Па-с. Как видно из рис. 2.3, формование стекол (кривые 1, 2) на­чинается при одной и той же температуре (1000°С), од­нако конец выработки, т. е. вязкость этих стекол, равная 108 Па-с, достигается при разных температурах: стекла / при 600 °С, а стекла 2 при 680 °С. Поэтому температур­ный интервал выработки стекла 2 будет на 80 °С меньше, чем стекла 1. Стекло 2 называют «коротким», а стекло 1 — «длинным».

Скорость затвердевания стекол зависит также от формы и размера изделий (чем крупнее изделие и чем меньше его поверхность при данном объеме, тем медлен­нее оно остывает и затвердевает); от первоначальной

Температуры стекла (чем она выше, тем быстрее стекло охлаждается и твердеет).

Для стекла 3 вязкости 102 и 108 Па-с соответствуют температурам 1300 и 900°С. Таким образом, температур­ный интервал выработки стекла 3 будет такой же (1300—900=400°), как стек­ла 1, но остынет это стекло за меньшее время, так как из-за высокой вязкости его начали вырабатывать при более высокой температуре
(1300 вместо 1000°С). Отсюда можно сделать вывод, что при одинаковых температурных интервалах выработки более вязкие стекла затвердевают быстрее, чем менее вязкие, т. е. что химический состав стекол влияет на ско­рость их затвердевания в основном так же, как и на вяз­кость.

При остывании стекла основное количество теплоты теряется излучением инфракрасных «тепловых» лучей с большой длиной волны (2—4 мкм). Чем больше их излу­чает нагретое стекло, тем быстрее оно охлаждается. Из - лучательная способность стекла зависит от некоторых оксидов («красителей»), вводимых в шихту в количест­ве, не влияющем на вязкость стекла. Сильнее всего излу­чают И. К.-лучи стекла, содержащие оксиды кобальта, закисное железо, оксиды меди и марганца, слабее все­го—стекла, не содержащие красителей.

Наконец, на скорость затвердевания стекла влияют его теплоемкость и теплопроводность. Чем больше они, тем сильнее охлаждается стекло и тем быстрее оно за­твердевает.