Николай Качалов - Стекло

С неровностью и шероховатостью поверхностей прокатанного стекла боролись путем обработки их шлифовкой и полировкой, что, конечно, чрезвычайно удорожало процесс, но зато давало стекло исключительной красоты, столь гладкое и блестящее, как никакое другое стекло, отформованное горячим способом, в том числе и тянутое. В некоторых случаях применялся другой прием маскировки шероховатой поверхности прокатанного стекла, но об этом будем говорить дальше.

Рис. 356. Схема проката стекла на столе

Предложенный Негу процесс получения толстого листового стекла был повсеместно встречен как большой успех. Этот способ немедленно вступил в конкуренцию с производством дутых венецианских зеркал и вскоре был положен в основу технологии знаменитой французской Сен-Гобенской мануфактуры, монополизировавшей производство крупных зеркал в Европе на ряд десятилетий.

Метод прокатки толстого стекла с чрезвычайной быстротой распространился по всей Европе. Как мы уже отмечали выше, через 10 или 15 лет после его изобретения он уже был освоен в России на Московском стекольном заводе, отстроенном Петром I. По мере того как новый метод все более и более широко использовался, он претерпевал ряд изменений и усовершенствований, которые в первую очередь приводили к получению более крупных зеркал. Если Негу начал с 2,5 кв. м, то уже к началу XVIII в. этот предел был по крайней мере удвоен, а примерно через 100 лет размер прокатываемых листов был доведен до 10-12 кв. м. Такого размера зеркала выделывались на Санкт-Петербургском стеклянном заводе при Потемкине, после того как И. П. Кулибиным были спроектированы и смонтированы необходимые для этого машины. В то время это, кажется, были самые крупные зеркала в Европе.

Сейчас размеры изготовляемых по усовершенствованному способу Негу зеркал достигают 20 кв. м и более.

Само собой разумеется, что по мере перехода на более крупные размеры листов стекла облик всего комплекса оборудования коренным образом изменяется в сторону возрастающей сложности и громоздкости. От ручной тележки и легкого крана, при помощи которых транспортировался по цеху и опрокидывался над литейным столом небольшой тигель Негу емкостью, вероятно, около 80-100 кг стекломассы, переходят к более мощным подъемным и транспортным механизмам, к увеличению площади литейных столов и емкости стекловаренных сосудов. Уже к началу XIX в. вся эта установка, хотя еще и не подвергнувшаяся механизации трудовых процессов и обслуживавшаяся людьми, производила чрезвычайно внушительное впечатление с ее огромной, многогоршковой печью, громоздкими кранами для подвоза и выливания горшка, тяжеловесными чугунными прокатными станами и фронтом монументальных отжигательных печей, так называемых «каркесов».

Метод Негу дожил до наших дней. В настоящее время он употребляется в сильно измененном и усовершенствованном виде для изготовления самых больших и самых толстых листов стекла. Процесс полностью механизирован. Размеры прокатных столов достигают 40 кв. м при толщине чугунной плиты около 20 см. Емкость стекловаренного горшка доходит до 2 т. Для извлечения горшка из печи и переноса его к прокатному устройству служит мощный мостовой кран. Главная часть его — расположенная под потолком поперечная ферма, склепанная из фасонного железа, которая может кататься на роликах вдоль всего здания по рельсовым путям, проложенным под карнизами продольных стен. По этой ферме катается на роликах такая же клепанная, свисающая вниз башня, на конце которой укреплена вращающаяся во все стороны кабина, имеющая возможность перемещаться по всему цеху, скользя над полом во всех направлениях.

В кабине помещаются двое рабочих: один руководит передвижением по цеху, другой — действием двух мощных клешней, высовывающихся из кабины.

Когда наступает момент отливки, кабина приближается к открытому устью печи, клешни вдвигаются в огневое пространство, охватывают горшок с двух сторон, отрывают его от пода и крепко держат, пока кабина мчится по цеху к прокатному стану. Здесь, как только горшок очутится над столом, клешни опрокидывают его и, выждав, пока все стекло вытечет на чугунную плиту, доставляют обратно на прежнее место в печи.

В настоящее время отжиг стекла производится в каркесах лишь в случае очень толстых стекол. Обычное же зеркальное стекло отжигается в тоннельных печах непрерывного действия. Такая печь представляет собой канал длиной около 100 м, вдоль которого при помощи особых механизмов медленно передвигаются уложенные вплотную один к другому листы прокатанного стекла. В канале поддерживается постоянный тепловой режим с постепенным падением температуры от входного конца, куда поступают только что прокатанные, еще горячие листы стекла, к противоположному, из которого они извлекаются уже совершенно отожженными, остывшими до комнатной температуры.

Такая установка, поражающая своей громоздкостью и мощностью оборудования, сохранилась на одном из наших заводов.

Однако процесс отливки на столах зеркального стекла сейчас уже отживает свой век. Главный недостаток ее — в невозможности добиться правильной формы листов, выходящих всегда несколько покоробленными. При последующей обработке листов зеркального стекла шлифовкой и полировкой приходится очень много снимать лишнего стекла, что сильно удорожает продукцию.

Единственным выходом из такого затруднения оказался переход на прокатку стекла между вальцами. Такой процесс схематически иллюстрируется рис. 357. Стекло выливается из ковша (а в случае больших листов непосредственно из горшка, как и при отливке на столе) в пространство между двумя параллельно расположенными вальцами, вращающимися навстречу друг другу, и выходит оттуда в виде листа, толщина которого зависит от величины расстояния между вальцами. Под вальцами располагается движущийся стол, или роликовый транспортер, на котором и укладывается постепенно остывающее стекло. Дальше отжиг стекла производится совершенно так же, как и при отливке на столе.

Рис. 357. Схема проката стекла между вальцами

Оказалось, что при таком способе прокатки листы стекла, равномерно охлаждающиеся с обеих сторон в момент формования, получаются значительно более правильными, и затраты по их абразивной обработке сильно снижаются. В результате этого прокатка между вальцами, как более совершенный и экономически выгодный метод, почти полностью вытеснила прокатку на столе.