ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО И ТЕХНИЧЕСКОГО СТЕКЛА И ШЛАКОСИТАЛЛОВ

СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ СТЕКЛА

Этот вид стекол весьма разнообразен по назначению, свойствам, форме и размерам. Первую группу светотех­нических стекол составляют цветные сигнальные стекла: листовые (плоские) и прессованные (призматические). Эти стекла изменяют спектральный состав источников
света, а прессованные цветные призматические стекла — также и направление лучей. Вторую группу светотехни­ческих стекол составляют бесцветные призматические стекла, изменяющие направление потока лучей от источ­ника света. К третьей группе светотехнических стекол относятся листовые и объемные светорассеивающие стекла (глушеные и с деформированной поверхностью).

Цветные сигнальные стекла. Цветные сигнальные стекла предназначены для передачи на расстояние ус­ловного приказа, разрешающего или запрещающего дви­жение разных видов транспорта, а также проведение тех или иных производственных операций. Сигнальные стекла применяются и в качестве указателей о работе оборудования.

Цвет несветящихся тел зависит от спектрального состава па­дающего на стекла светового потока. Одио и то же стекло при рас­сматривании через иего пламеии керосиновой лампы имеет красный цвет, а при рассматривании излучения вольтовой дуги — голубой. Поэтому при характеристике цвета сигнального стекла указывают цветовую температуру источника света в градусах Кельвина (273+ +градусы Цельсия), для которой дается характеристика стекла.

Смешивая в определенных пропорциях красный, зеленый и синий цвета, можно получить исю гамму цветов видимого спектра. Поэто­му эти три спектральные цвета: красный (К — 700 нм), зеленый (І — 576 нм) и синий (X — 435,8 нм) приняты за основу характе­ристики любого цвета. Цвет характеризуют вспомогательные величи­ны лг, (/ и z, математически связанные с реальными спектральными цветами: х характеризует долю красного цвета, у— зеленого, z — сииего, причем z=l—(х+у). Значения х и у наносят на трехцвет­ный график, определяющий цвет стекла. Для характеристики сиг­нального стекла необходимо также знать чистоту цвета (по трех­цветному графику) и общее пропускание светового потока в про­центах или долях единицы.

Плоское сигнальное стекло красного, желтого, зеле­ного и синего цвета применяют главным образом для сигнализации на железнодорожном транспорте.

Химические составы листовых сигнальных стекол представлены в табл. 22.1. Стекла таких составов варят в небольших ванных печах с суточной производитель­ностью 4—5 т. Печи отапливают природным газом при подковообразном направлении пламени (режимы варки см. п. 15.1). В стенке, разделяющей варочную и сту - дочную части, обычно размещают два протока. В конце варочной части печи (на расстоянии 1,5 м от проточной стенки) стекломассу бурлят сжатым воздухом (бурле­ние красного и желтого стекол не производится). В сту­дочной части печи стекломассу перемешивают пропел­лерными мешалками с размером лопастей 0,5 м и ско-

Ростью вращения 4 мин-1. Стекло вырабатывают на машинах ВВС лодочным способом.

Цветные призматические сигнальные стекла. В сиг­нальных приборах применяются дисковые и цилиндри­ческие призматические цветные и бесцветные стекла

(линзы), сочетания которых позволяют получить сиг­нальный световой поток определенной формы. В качест­ве примера на рис. 22.1 представлен комплект линз же­лезнодорожного светофора.

При высокой скорости движения современных поез­дов сигнал должен быть виден на расстоянии 10—15 км. Поэтому свет, излучаемый источником света и отражае­мый от рефлектора светофора, формируется его цветны­ми и бесцветными призматическими линзами в почти параллельный сигнальный пучок; этот пучок передается без рассеивания и ослабления на требуемое расстояние.

К цветным сигнальным призматическим стеклам от­носятся: линзы Френеля, применяемые для сигнализа­ции на железнодорожном транспорте; цилиндрические или поясные линзы Френеля, применяемые для сигна­лизации в морском и речном судоходствах (судовые и сигнально-отличительные огни), задние фары (стекла «стоп») автомобилей.

Химические составы стекол линз Френеля для же­лезнодорожного транспорта приведены в табл. 22.1. Эти стекла варят в горшковых печах и прессуют на ручных прессах. Для прессования поясных линз применяют раскрывные формы. Автомобильные стекла «стоп» из селенового рубина варят в ванной печи непрерывного действия при 1380 °С. Их прессуют на автомате АПП - 12М. Число капель в минуту 36 при массе линз 120 г. Максимальная температура отжига изделий 560 °С.

Бесцветные призматические стекла. К этому типу стекол относят фарные рассеиватели (рис. 22.2, а), дис­ковые линзы Френеля разного размера, применяемые совместно с цветными линзами в семафорах и светофо­рах, цилиндрические линзы Френеля диаметром до 2 м, применяемые на судах и маяках (рис. 22.2, б).

Назначение фарного рассеивателя заключается в распределении по всей ширине дороги светового пучка, посылаемого рефлектором фары, и направлении его под определенным углом. Бочкообразные призмати­ческие линзы, применяемые на водном транспорте, дают круговой пучок света, видимый не только на большом расстоянии, но и с любой стороны объекта. Составы бесцветных призматических стекол приведены в табл. 22.2.

Стекла варят в печах непрерывного и периодическо-1 го действия. Для получения изделий с высоким свето - пропусканием в шихте этих стекол применяют материа­лы с малым содержанием оксидов железа, с тем чтобы в стекле их содержание по массе не превышало 0,07 %. Стекломассу для фарных рассеивателей, которые выра­батывают в больших количествах (более 20 млн. шт.), варят в печах непрерывного действия при температуре 1450—1480 °С и вырабатывают изделия на прессах-ав - томатах АПП-12М при 25 каплях в минуту.

Для получения изделий с высоким качеством поверх­ности формы для прессования шлифуют, полируют и хромируют; хромированные формы используют не бо­лее трех смен, после чего их снимают, расхромируют электролитическим способом, а затем снова полируют и хромируют.

Большие поясные линзы изготовляют из отдельных колец, которые получают прессовкой, отливкой из ков­ша в чугунные формы или центробежным формование^. После отжига от прессованных колец отрезают доныш­ки, затем детали подвергают грубой и тонкой шлифовке и полировке. Из полированных деталей монтируют ци­линдрические линзы с применением металлических кар­касов.

Особое значение имеет высокое качество поверхно­сти стеклянных изделий. Оно обеспечивается полиров­кой форм изнутри, изготовлением форм из специальных сталей или чугунов с мелкозернистой структурой, а также поддержанием при выработке оптимальной высо­кой температуры форм.

Необходимый профиль призматических изделий и форм для них рассчитывают математически. Вершины призм на изделии должны иметьЛ минимальные закруг­ления. При прессовке дисковых линз Френеля для обес­печения захода стекломассы в острые углы форм в пуансоне просверливают отверстия небольшого диамет­ра для выхода воздуха. Режим формования (темпера­тура стекломассы, температура формы, ритм работы) должен обеспечивать полное заполнение всего профиля формы.

Светорассеивающие стекла. Эффект рассеивания света достигается глушением стекла в массе (молочные стекла) или деформированием поверхности изделий из прозрачного стекла (матированием, образованием на поверхности при формовании неровностей неопределен­ной формы, срывом поверхностного слоя стекла).

Глушеные (молочные) стекла. Плоское светотехни­ческое стекло, глушеное в массе, не вырабатывается. Выработку накладного стекла см. п. 22.2. Полые глу­шеные светотехнические изделия используют главным образом для освещения помещений рассеянным светом; они имеют вид шаров, плафонов, колпаков. Их широко применяют также в осветительной арматуре различных транспортных средств. Основное требование, предъявляемое к молочному светорассеивающему стек­лу,— отсутствие направленного пропускания, что озна­чает полную невидимость нити лампы накаливания (для отдельных видов изделий просвечивание нити лампы допускается).

Качество рассеивателей из молочного стекла по светотехническим свойствам характеризуется тремя по­казателями: интегральным коэффициентом пропускания т, коэффициентом отражения р и коэффициентом погло­щения а (ГОСТ 10036—75). Интегральное пропускание зависит от формы изделия. Изделия типа шаров или колпаков с узкими горлами имеют больший коэффици­ент интегрального пропускания, чем плафоны тарельча­того типа, так как в первых изделиях свет, многократно отражаясь от стенок, не выходит из изделия и не теря­ется в окружающем пространстве, а во вторых изделиях отраженный свет безвозвратно теряется, т составляет для молочного стекла 30—70 %, для опалового—65— 80%.

Рассеивающие молочные полые изделия вырабаты­вают выдуванием и прессованием. Для их производства используют стекла, глушенные соединениями фтора и фосфора, причем первые из них применяют главным образом для ручной выработки накладных изделий вы­дуванием (табл. 22.3).

Ванные печи для варки бесцветного и молочного стекла располагают рядом, чтобы мастер-выдувальщик мог поочередно набирать на трубку бесцветную баноч­ку и молочный наклад. При небольшом объеме произ­водства бесцветное и молочное стекло варят в одной горшковой печи, в которой один-два горшка отводят под варку молочного стекла, а семь —десять гор­шков — под варку бесцветного. Шихту легкоплавкого фтористого стекла засыпают в горшки 2—3 ч спустя после засыпки шихты бесцветного стекла.

На стекольном заводе «Красный Май» массовый ас­сортимент светорассеивающих колпаков вырабатывают на прессовыдувном автомате ПВМ-12 из стекла, заглу­шённого соединениями фосфора, состава, % по массе (по анализу): Si02—64,2; А1203—9,4; В203—3,79; СаО — 2,3; Na20—8,62; К20—6,25; Р205—4,68. Интегральное пропускание этого стекла не менее 65 %. Его варят в регенеративной ванной печи непрерывного действия производительностью 28 т/сут стекломассы при 1520 °С. Изделия массой 500—670 г формуют при скорости 15,5 капли в минуту, а шары диаметром 250 мм и мас­сой 1550 г при скорости 5,2 капли в минуту. Изделия отжигают в лере Г10-180 в течение 45 мин при темпера­туре в начале лера 670—580 °С, а в конце отапливаемой части 370—360 °С.

Для освещения транспортных средств применяют опаловое стекло состава, % по массе: Si02—55,4; А120з—13,4; СаО—0,9 (из гипса); РвО—12,6; Na20— 11,3; К2О—3,4; F—3. Глушению этого стекла способст­вует добавка плохо растворимого в стекломассе серно­кислого кальция (гипса). Варят стекло в горшках или небольших ванных печах при температуре 1400— 1450 °С и формуют на ручных прессах марки ЭПР.

Стекла с деформированной поверхностью. К таким видам стекол относят: матированные стекла, плоские и объемные (главным образом, защитные колпаки), узор­чатое прокатное плоское стекло и стекло «мороз». Свой­ства и технологию производства узорчатого прокатного стекла и стекла «мороз» см. пп. 14.2, 15.1.

Матированное плоское и объемное стекло изготовля­ют путем абразивной обработки поверхности стекла с помощью пескоструйного аппарата, в который одновре­менно подается песок и сжатый воздух. Зерна песка, с силой ударяясь о поверхность стекла, нарушают ее це­лостность и образуют каверны-выемки, которые, дейст­вуя подобно линзам, рассеивают свет. Интегральное пропускание матированного стекла 70—75 %.