Илья Мельников - Стекло и его свойства. Сырьевые материалы для стекловарения. Приготовление шихты

Посуду и декоративные изделия из стекла, используемые в быту, обычно называют сортовой посудой или сортовыми изделиями; соответственно стекла, из которых изготовляют эти изделия, называют сортовыми.

Сортовые стекла.

Натрий-кальций-силикатное – бесцветное стекло, содержащее в основном диоксид кремния, оксиды щелочных металлов, оксиды щелочноземельных металлов и дополнительные компоненты.

Специальное бытовое – натрий-кальций-силикатное стекло, содержащее добавки оксидов и обладающее заданными физико-химическими свойствами.

Хрустальное – бесцветное стекло, содержащее в основном диоксид кремния, а количество оксида свинца, оксида бария, оксида калия, оксида цинка, в отдельности или в сочетании – не менее 10, с показателем преломления не менее 1,520 и плотностью не менее 2400 кг/м куб.

Малосвинцовый хрусталь – хрустальное стекло, содержащее от 18 до 24% оксида свинца, с показателем преломления не менее 1,530 и плотностью не менее 2400 кг/м куб.

Свинцовый хрусталь – хрустальное стекло, содержащее от 24 до 30% оксида свинца, с показателем преломления не менее 1,545 и плотностью не менее 2900 кг/м куб.

Высокосвинцовый хрусталь – хрустальное стекло, содержащее 30% и более оксида свинца, с показателем преломления более 1,545 и плотностью более 2900 кг/м куб.

Бариевый хрусталь – хрустальное стекло, содержащее не менее 20% оксида бария и оксиды щелочноземельных металлов, с показателем преломления не менее 1,530 и плотностью не менее 2700 кг/м куб.

Цветное стекло – прозрачное или непрозрачное, способное пропускать волны определенной длины или диффузно рассеивать свет и содержащее красители, глушители или их смеси.

Сортовые изделия классифицируют по назначению, способам выработки, сложности конфигурации, размерам и вместимости, способам декорирования.

По назначению изделия подразделяются на посуду и декоративные изделия. В ассортиментной структуре сортовой посуды наибольшая доля приходится на стаканы, затем идут изделия на ножке, остальное представлено вазами для цветов, наборами для сервировки стола, салатниками, конфетницами и т.п.

По способам выработки изделия бывают ручного, механизированного выдувания, прессованные, прессовыдувные, сочлененные (многостадийной выработки), центрифугированной выработки, моллированные, из накладного стекла.

По сложности конфигурации выделяют изделия с сосудом простой и сложной конфигурации; на воронкообразной, прямой, фигурной ножке; с утолщенным дном, с заливом; изделия на поддоне, рюмочные на массивной ножке.

По размерам и вместимости изделия классифицируются на мелкие, средние, крупные и особо крупные.

Мелкие изделия имеют высоту и диаметр (или длину) до 140 см включительно и вместимость до 100 см куб. Соответствующие показатели для средних изделий – свыше 150 до 240 см и свыше 105 до 500 см куб, для крупных – свыше 250 до 340 см и свыше 510 до 1500 см куб и для самых крупных изделий – свыше 350 см и свыше 1500 см куб.

По способам декорирования изделия классифицируют на декорированные в горячем и холодном состояниях. К декорированным в горячем состоянии относятся изделия свободного выдувания (гутные), изделия с орнаментом, оптическим эффектом, наводкой, рельефами, газовыми и инородными включениями, «кракле». К декорированным в холодном состоянии относятся изделия с плоской и с алмазной гранью, с матовой шлифовкой, гравированные, с пескоструйной обработкой, декорированные травлением, поверхностными покрытиями : роспись, трафаретная печать, распыление, переводные картинки.

Сырьевые материалы, используемые для производства стеклоизделий, условно подразделяются на две группы: главные и вспомогательные.

К главным сырьевым материалам относятся вещества, с которыми в стекломассу вводятся кислотные, щелочные и щелочноземельные окислы; они образуют основу стекла и определяют его основные физико-химические свойства.

К вспомогательным сырьевым материалам относятся вещества, способствующие ускорению варки стекла, улучшению качества стекломассы, изменению характеристик стекла – это ускорители варки, окислители и восстановители, глушители, красители и обесцвечиватели.

В стеклоделии используются как природные (кварцевый песок, доломиты, нефелины, полевые шпаты, известняки), так и синтетические материалы – сода, поташ, свинцовый сурик и глет, красители и т.п.

К сырьевым материалам предъявляется ряд требований, касающихся постоянства химического и зернового состава, однородности, влажности и содержания в них нежелательных примесей. Колебания химического состава сырья негативно сказываются на однородности стекла, поэтому в таких случаях необходимо корректировать состав шихты.

Высокие требования предъявляются к сырьевым материалам по допустимому содержанию вредных примесей, главным образом окрашиваемых окислов. Окислы железа, содержащиеся в песке и других сырьевых материалах, значительно ухудшают прозрачность стекла и придают ему неприятный желто-зеленый цвет. В зависимости от видов стекла устанавливаются различные допустимые пределы содержания окислов железа в сырьевых материалах.

Значительную роль играет также постоянство зернового состава шихты, например, шихта, состоящая из окатанных зерен песка, более склонна к расслаиванию, чем шихта, состоящая из пластинчатых остроугольных зерен.

Качество сырьевых материалов (химический и гранулометрический составы, примеси и т.п.) регламентируются соответствующими стандартами и техническими условиями, которые периодически пересматриваются и уточняются.

Двуокись кремния (кремнезем). Основным материалом для введения двуокиси кремния является кварцевый песок (однако используются также кварциты и горный хрусталь, как правило в производстве оптического и кварцевого стекла). Качество песков оценивают по их химическому и зерновому составам. Главное требование: максимально высокое содержание кремнезема и минимальное содержание окрашивающих примесей. В производстве свинцового хрусталя применяются обогащенные кварцевые пески высшего сорта с содержанием 0,01-0,02% оксидов железа.

Борный ангидрит. Окись бора широко применяется при производстве химико-лабораторной посуды, термостойких и ряда специальных стекол и стекловолокна. Исходные материалы для введения борного ангидрита – борная кислота и бура, исходя из состава в стекло вместе с бурой вводится окись натрия.

Введение в состав стекла незначительно количества оксида бора (до 2%) содействует облегчению варки и осветлению стекла, позволяет снизить температуру варки, улучшить физико-химические данные стекла. Для введения оксида бора применяется борная кислота, бура и борат кальция.