Float staklo i valjano staklo
Float staklo
Procesom plovanja, koji je izumio Sir Alastair Pilkington 1952. godine, proizvodi se ravno staklo. Ovaj proces omogućuje proizvodnju prozirnog, obojenog i premazanog stakla za zgrade te prozirnog i obojenog stakla za vozila.
Diljem svijeta postoji oko 260 tvornica za flotaciju s ukupnom proizvodnjom od oko 800.000 tona stakla tjedno. Tvornica za flotaciju, koja radi neprekidno između 11 i 15 godina, proizvodi oko 6000 kilometara stakla godišnje debljine od 0,4 mm do 25 mm i širine do 3 metra.
Linija za plutanje može biti dugačka gotovo pola kilometra. Sirovine ulaze na jednom kraju, a s drugog izlaze staklene ploče, precizno izrezane prema specifikacijama, brzinom i do 6000 tona tjedno. Između njih nalazi se šest visoko integriranih faza.
Taljenje i rafiniranje
Sitnozrnati sastojci, strogo kontrolirane kvalitete, miješaju se kako bi se dobila smjesa koja se zatim ulijeva u peć zagrijanu na 1500 °C.
Float danas proizvodi staklo gotovo optičke kvalitete. Nekoliko procesa - taljenje, rafiniranje, homogenizacija - odvija se istovremeno u 2000 tona rastaljenog stakla u peći. Odvijaju se u odvojenim zonama u složenom toku stakla potaknutom visokim temperaturama, kao što dijagram prikazuje. To se zbraja u kontinuirani proces taljenja, koji traje i do 50 sati, a koji glatko i kontinuirano dovodi staklo na 1100 °C, bez inkluzija i mjehurića, u flot kupku. Proces taljenja ključan je za kvalitetu stakla; a sastavi se mogu modificirati kako bi se promijenila svojstva gotovog proizvoda.
Plutajuća kupka
Staklo iz talilišta lagano teče preko vatrostalnog izljeva na površinu rastaljenog kositra nalik zrcalu, počevši od 1100 °C i napuštajući plovkastu kupku kao čvrsta vrpca na 600 °C.
Princip float stakla nije se promijenio od 1950-ih, ali se proizvod dramatično promijenio: od jedne ravnotežne debljine od 6,8 mm do raspona od submilimetara do 25 mm; od vrpce često narušene inkluzijama, mjehurićima i prugama do gotovo optičkog savršenstva. Float staklo daje ono što je poznato kao vatrena završna obrada, sjaj novog porculana.
Žarenje i inspekcija i rezanje po narudžbi
● Žarenje
Unatoč smirenosti s kojom se float staklo formira, u vrpci se razvijaju znatna naprezanja dok se hladi. Preveliko naprezanje i staklo će se slomiti ispod rezača. Slika prikazuje naprezanja kroz vrpcu, otkrivena polariziranom svjetlošću. Kako bi se ublažila ta naprezanja, vrpca se toplinski obrađuje u dugoj peći poznatoj kao lehr. Temperature se strogo kontroliraju i duž i popreko vrpce.
●Inspekcija
Postupak plovanja poznat je po izradi savršeno ravnog stakla bez mana. No, kako bi se osigurala najviša kvaliteta, inspekcija se provodi u svakoj fazi. Povremeno se mjehurić ne ukloni tijekom rafiniranja, zrno pijeska odbija se otopiti, podrhtavanje kositra uzrokuje valove na staklenoj vrpci. Automatizirana online inspekcija čini dvije stvari. Otkriva procesne greške uzvodno koje se mogu ispraviti, omogućujući računalima nizvodno da usmjeravaju rezače zaobilazeći nedostatke. Tehnologija inspekcije sada omogućuje više od 100 milijuna mjerenja u sekundi preko trake, locirajući nedostatke koje golim okom ne bi bilo moguće vidjeti.
Podaci pokreću 'inteligentne' rezače, što dodatno poboljšava kvalitetu proizvoda za kupca.
●Rezanje po narudžbi
Dijamantni kotači obrezuju rubove – napregnute rubove – i režu vrpcu na veličinu koju određuje računalo. Float staklo se prodaje po kvadratnom metru. Računala pretvaraju zahtjeve kupaca u uzorke rezova osmišljene kako bi se smanjio otpad.
Valjano staklo
Postupak valjanja koristi se za proizvodnju stakla za solarne panele, uzorkovanog ravnog stakla i žičanog stakla. Kontinuirani mlaz rastaljenog stakla ulijeva se između valjaka hlađenih vodom.
Valjano staklo se sve više koristi u fotonaponskim modulima i toplinskim kolektorima zbog svoje veće propusnosti. Mala je razlika u cijeni između valjanog i float stakla.
Valjano staklo je posebno zbog svoje makroskopske strukture. Što je veća propusnost, to bolje, a danas visokoučinkovito valjano staklo s niskim udjelom željeza obično doseže 91% propusnosti.
Također je moguće uvesti površinsku strukturu na površinu stakla. Različite površinske strukture odabiru se ovisno o namjeravanoj primjeni.
Rebrasta površinska struktura često se koristi za poboljšanje čvrstoće prianjanja između EVA i stakla u fotonaponskim primjenama. Strukturirano staklo koristi se i u fotonaponskim i u termosolarnim primjenama.
Uzorkovano staklo izrađuje se u jednom prolazu u kojem staklo teče na valjke na temperaturi od oko 1050 °C. Donji valjak od lijevanog željeza ili nehrđajućeg čelika graviran je negativom uzorka; gornji valjak je gladak. Debljina se kontrolira podešavanjem razmaka između valjaka. Traka napušta valjke na oko 850 °C i prenosi se preko niza vodom hlađenih čeličnih valjaka do peći za žarenje. Nakon žarenja staklo se reže na veličinu.
Žičano staklo proizvodi se dvostrukim prolazom. Postupak koristi dva neovisno pogonjena para vodom hlađenih valjaka za oblikovanje, svaki napajan zasebnim protokom rastaljenog stakla iz zajedničke peći za taljenje. Prvi par valjaka proizvodi kontinuiranu traku stakla, debljine polovice gotovog proizvoda. Prekriva se žičanom mrežom. Zatim se dodaje druga dovod stakla, kako bi se dobila traka iste debljine kao i prva, i, sa žičanom mrežom "u sendviču", traka prolazi kroz drugi par valjaka koji tvore konačnu traku žičanog stakla. Nakon žarenja, traka se reže posebnim uređajima za rezanje i kidanje.