Николай Качалов - Стекло

Настоящая глава нашей книги имеет целью дать читателю общие представления о современных механизированных методах массового производства главнейших видов изделий из стекла технического и бытового назначения.

Несмотря на огромное разнообразие по форме и величине изготовляемых стеклянных изделий, схемы технологических процессов предприятий, где эти изделия производятся, в общем довольно однотипны. На каждом современном стеклозаводе мы имеем обширный, хорошо механизированный составной цех, в котором приготовляется шихта, имеем большую ванную печь непрерывного действия с несущественными изменениями для каждого вида продукции и, наконец, стеклоформующие машины, своеобразные для каждого отдельного вида продукции.

Собственно говоря, в кинематической схеме и конструктивных особенностях этих машин и заключается основное принципиальное различие между отдельными видами современного массового стекольного производства.

Пожалуй, единственное исключение из этого правила составляет производство полированного листового стекла, где самой важной частью технологического процесса следует считать последний этап, заключающийся в холодной абразивной обработке листов стекла на сложном и громоздком конвейерном агрегате.

Здесь, таким образом, технологический процесс строится не по трех-, а по четырехступенной схеме: приготовление шихты, варка, формовка и холодная обработка.

При описании того или иного вида стекольного производства мы не будем останавливаться на первых двух этапах, т. е. на приготовлении шихты и на варке стекла, так как они, во-первых, однотипны во всех случаях, а во-вторых, достаточно охарактеризованы нами в первой главе.

Мы будем обращать все наше внимание на третью стадию — на процессы формования изделий и на механизмы, для этого предназначенные.

Начнем с одного из самых важных стекольных производств, обслуживающих, пожалуй, наиболее насущные потребности человека, а именно — с оконного стекла.

При изложении картины развития стекольной промышленности нам уже приходилось сталкиваться с вопросом об оконном стекле, и мы не раз убеждались, что, несмотря на успехи в других отраслях стеклоделия, иногда очень сложных и требовавших большого уменья, изготовление обыкновенного листового стекла, необходимейшей принадлежности минимально комфортабельного человеческого жилья, никак не удавалось. Люди вынуждены были до конца средневековья довольствоваться всевозможными неполноценными заменителями, вроде слюды, бычьих пузырей, промасленных тканей и т. п.

Впервые оконное стекло появляется на рубеже старой и новой эры летосчисления у римлян. Оно изготовлялось путем отливки в виде листов толщиной около 1 см и площадью до 0,5 кв. м не было прозрачным, так как одна сторона его, прилегавшая к форме, получалась шероховатой. Форма имела вид противня или поддона и, по всей вероятности, была сделана из глины, смешанной с песком. Подтверждением этому могут служить отдельные песчинки, приставшие к шероховатой поверхности стеклянных пластин, отливаемое в глиняных формах, после охлаждения обычно растрескивается на мелкие части по причине трудности согласования коэффициентов теплового расширения стекла и огнеупора. Из этого затруднения выходили тем, что извлекали отлитые плиты из форм еще в горячем состоянии, пока стекло сохраняло свою пластичность. Об этом с очевидностью свидетельствуют сохранившиеся на гладкой поверхности листов следы от острых инструментов, при помощи которых производилось извлечение отливки из формы.

Разработанный римлянами метод изготовления чистового стекла получил распространение в западноевропейских колониях Рима и на Востоке. Осколки подобных стекол находят и на Черноморском побережье. Однако после падения Западной Римской империи следы использования этой технологии исчезают, и начальный период средневековья, по-видимому, совсем не знает оконного стекла.

Листовое стекло, вставляемое в окна, вновь появляется через несколько веков; должно быть, раньше стали изготовлять оконное цветное стекло и лишь потом бесцветное. Подобная последовательность объясняется том, что получение бесцветного стекла требует довольно высокого уровня культуры стекловарения. Оно связано прежде всего с уменьем очищать от загрязняющих примесей сырые материалы, в первую очередь песок и огнеупорную глину, служащую для изготовления стекловаренного горшка. Особенную опасность представляют здесь окислы железа, являющиеся обычными спутниками природных минеральных веществ. Присутствие в составе стекла ничтожных примесей железа, в количестве хотя бы 0,03-0,05%, уже окрашивает стекло в грязно-зеленоватый цвет. В цветном же стекле этот неприятный оттенок почти не заметен.

Вот почему совершенно бесцветное, прозрачное стекло сделалось широко доступной продукцией значительно позже того, как люди научились варить цветное стекло.

Однако появившееся в средние века оконное стекло представляло собой еще большую редкость и применялось лишь для парадных зданий общественного назначения, главным образом храмов. Об использовании цветного или бесцветного стекла для жилищ широких масс населения не могло быть и речи в течение еще многих веков.

Средневековое листовое стекло по технологии изготовления в корне отличалось от древнеримского. Оно получалось не отливкой, а выдуванием.

Первоначально обычными приемами этого метода изготовляли шарообразную заготовку, которая путем раскатывания на плитке и размахивания преобразовывалась в сосуд цилиндрической формы. После охлаждения такого изделия дно и верхняя часть его, которой оно соединялось с выдувательной трубкой, отрезались. Оставшийся открытый с двух концов цилиндр надрезался острым краем какого-нибудь твердого минерала по всей своей длине и укладывался на ровную глиняную плиту в особую, так называемую «правильную» печь. Здесь при постепенном разогревании и разравнивании деревянной гладилкой цилиндр распрямляли в плоский лист.

Стекло получалось довольно тонким, листы выходили очень небольшого размера, качество самой стекломассы было невысоким и характеризовалось значительным количеством пузырей и свилей. Поверхность листа, обращенная к глиняной плите, была неровной.

Приблизительно так изобразил производство цветного стекла монах Теофил в своем трактате, написанном в XII в.

Однако этот новый технологический процесс не способствовал более широкому распространению оконного стекла среди населения. Стекло по-прежнему оставалось остро дефицитным товаром и применялось в редчайших случаях, почти исключительно при строительстве церквей. Крупнейшие представители феодальной знати продолжали мерзнуть в своих замках с незастекленными окнами, а простые люди удовлетворялись промасленной бумагой или бычьим пузырем. Слюда была тоже большой редкостью и ценилась очень дорого.