ما هي المادة الخام في صنع الزجاج
المادة الخام في صناعة الزجاج
في صناعة الزجاج، يتم تشكيل الزجاج الشفاف الصلب عن طريق تعريض المادة الخام وهي الرمال أو الكوارتز، التي تشكل المكون الرئيسي للزجاج، لكميات كبيرة من الحرارة، والزجاج هو مادة شفافة أو شفافة غير عضوية غير متبلورة أو متجانسة يمكن تشكيلها بأي شكل
يتم جمع المواد الخام الخاصة بالزجاج وإرسال التركيبات المختلفة إلى عملية التصنيع بناءً على نوع الزجاج.
مكونات الزجاج
يتم صنع الزجاج بشكل حصري من مواد خام طبيعية أو غير عضوية متوافقة مع الطبيعة، ويمكن إنتاج معظم هذه المواد أو توفرها بشكل كبير، حيث يلزم استخدام ست مواد خام طبيعية أساسية لإنتاج الزجاج
- الصودا والجير
- 70 بالمائة من رمل الكوارتز
- Na 2 CO 3
- الجير (CaCO 3 )
- تحتوي على كميات قليلة من الدولوميت (CaCO3 × MgCO3)
- الفلسبار والبوتاس
يتوقف اختيار المواد الخام المستخدمة وكمياتها على الخصائص المطلوبة للمنتج الزجاجي النهائي وعملية الإنتاج المستخدمة.
تلعب القطع المعالجة من الزجاج القديم والحبيبات الزجاجية دورًا مهمًا في تصنيع الزجاج، ليس فقط المواد الخام الأولية، والزجاج قابل لإعادة التدوير بنسبة 100 بالمائة.
يعني هذا أنه يمكن دائمًا إعادة استخدام الزجاج المستخدم في دورة الزجاج لإنتاج زجاج جديد.
كيفية إنتاج الزجاج
يوجد مصنع متخصص في صناعة الزجاج لكل نوع من أنواع الزجاج، بدءًا من الزجاج المقولب والزجاج المسطح إلى أدوات المائدة والزجاج الخاص، وذلك لأن كل نوع منها يتطلب متطلبات عملية إنتاج مختلفة، على الرغم من أن عملية الإنتاج تشابه جميع أنواع الزجاج بشكل كبير.
عادة ما تكون هناك ست مراحل في عملية إنتاج الزجاج: يتم خلط دفعات من المواد الخام، والصهر، والتكرير، والتشكيل والتبريد، وفحص الجودة، والتشطيب والتعبئة أو التغليف.
- تبدأ عملية صنع الزجاج بتحضير الدفعة عن طريق خلط الكميات الصحيحة من المواد الخام في الخلاط. يتم نقل الدفعة بعد ذلك بواسطة حزام ناقل إلى الفرن، حيث يتم تسخينها إلى حوالي 1200 درجة مئوية لصهرها. ويتم خلط المواد الخام والمواد المضافة إلى الزجاج المصهور.
- للتأكد من أن جميع الغازات يمكن أن تتسرب من الزجاج المصهور دون وجود فقاعات في المنتج النهائي، يتم تسخين الزجاج المنصهر إلى درجة حرارة تتراوح بين 1450 درجة مئوية و1650 درجة مئوية، ثم يتم إضافة عامل تكرير مثل كبريتات الصوديوم (ملح جلوبر) أو كلوريد الصوديوم (ملح الطعام).
- يؤدي ارتفاع درجة الحرارة وعامل التكرير إلى رفع جميع فقاعات الغاز إلى سطح الزجاج المصهور، مما يسهل عليها الهروب.
- يبرد الزجاج المصهور بعد التكرير وينقل إلى آلة التشكيل، ثم يتم تبريد الزجاجات أو الزجاج الأمامي للسيارة أو الزجاج الخاص الذي يتم إنتاجه بهذه الطريقة في فرن التلدين من حوالي 600 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية، قبل التحقق من الجودة بدقة لاستبعاد العيوب والمخالفات، وفي الخطوة التالية من عملية تصنيع الزجاج يتم الانتهاء من صنع الزجاج
تقنيات انتاج الزجاج
يتم إنتاج الزجاج الحديث بعدة تقنيات وهي:
- العبوات الزجاجية: يتم صنع الزجاج بعناية في ثلاث مراحل مختلفة، وتتضمن ذلك ذوبان المواد الخام وصبّ أو نفخ الزجاج في قوالب الحاويات، وتبريده بلمسات نهائية لتحسين الجودة
- عمليات الزجاج العائم: تتم عملية وضع الزجاج على سطح المعدن المنصهر (القصدير أو الرصاص)، وتستخدم هذه الطريقة لإنتاج النوافذ ذات السطح المسطح.
- النفخ اليدوي للزجاج: يستخدم عادة لإنتاج الأشياء الفنية والحاويات الزجاجية المخصصة.
بعد التصنيع، يمكن معالجة كل منتج زجاجي بالطلاء أو المعالجة الحرارية أو النقش أو أي نوع من التزيين.
عمليات تشكيل الزجاج المنفوخ
- عملية النفخ: يتم استخدام الهواء المضغوط لتشكيل الكبسولة إلى شكلٍ موحدٍ وتشطيب العنق، ثم يتم قلب الزجاجة في الماكينة لتفجيرها وتشكيلها على الشكل المطلوب.
- عملية الضغط والنفخ: يتم إدخال المكبس أولاً ، ثم يتم تدفق الهواء لتشكيل الكأس في بارسون.
في الماضي، كان استخدام هذه العملية مقتصراً على الحاويات ذات الفتحات الواسعة، ولكنمع إضافة عملية مساعدة الفراغ، أصبح الآن بإمكاننا استخدامها لتطبيقات ذات فتحات ضيقة أيضًا.
تكون القوة والتوزيع في حالة مثالية في طريقة تكوين الزجاج هذه، وهذا يسمح للمصنعين باستخدام “وزن خفيف” للعناصر الشائعة مثلزجاجات البيرة لتوفير الطاقة.
- تكييف: بمجرد أن يتم تشكيل حاويات الزجاج المنفوخ، يتم تحميلها في فرن التليين، حيث يتم تسخينها إلى حوالي 1500 درجة فهرنهايت، ثم يتم تدريجيا خفض درجة حرارتها إلى أقل من 900 °F، وبدون هذه الخطوة في صناعة الزجاج، سيتكسر الزجاج بسهولة
- المعالجة السطحية: يتم تطبيق المعالجة الخارجية للزجاج لتجنب الاحتكاك وجعله أقل عرضة للكسر. يتم رش الزجاج بطلاء مكون عادة من خليط البولي إيثيلين أو أكسيد القصدير، ويتفاعل هذا الطلاء على سطح الزجاج لتشكيل طبقة من أكسيد القصدير. يمنع هذا الطبقة الزجاجات من الالتصاق ببعضها البعض وبالتالي يقلل من حدوث الكسر.
يتم تطبيق طلاء أكسيد القصدير كعلاج ساخن ، للمعالجة الباردة ، تنخفض درجة حرارة العبوات إلى ما بين 225 و 275 درجة فهرنهايت قبل التطبيق ، يمكن غسل هذا الطلاء ، يتم تطبيق المعالجة الساخنة قبل عملية التلدين ، العلاج المطبق بهذه الطريقة يتفاعل في الواقع مع الزجاج ولا يمكن غسله.
- المعالجة الداخلية: تعد المعالجة الداخلية بالفلورة (IFT) عملية تحويل الزجاج من النوع الثالث إلى النوع الثاني، ويتم تطبيقها على الزجاج لمنع تفتحه.
- فحوصات الجودة: يشمل فحص جودة النهاية قياس وزن الزجاجة وفحص أبعاد الزجاجة باستخدام مقاييس عدم الحركة ، بعد مغادرة الفرن البارد ، تمر الزجاجات عبر آلات الفحص الإلكترونية التي تكتشف الأعطال تلقائيًا ، وتتشمل هذه على سبيل المثال : فحص سمك الجدار ، واكتشاف الضرر ، وتحليل الأبعاد ، وفحص سطح الختم ، ومسح الجدار الجانبي ، ومسح القاعدة.
استخدامات الزجاج
الزجاج هو مادة غير محدودة ومبتكرة لها الكثير من التطبيقات، إنه مكون أساسي في العديد من المنتجات التي نستخدمها يوميًا، وغالبًا ما يتم استخدام الزجاج في قائمة غير شاملة من المنتجات التالية:
- تشمل التعبئة والتغليف عادة برطمانات الطعام، زجاجات المشروبات، قنينات لمستحضرات التجميل والأدوية
- تشمل أدوات المائدة الأكواب والأطباق والكؤوس والصحون
- يتضمن الإسكان والمباني (النوافذ، الواجهات، الحدائق الشتوية، العزل، وهياكل التعزيز)
- يشمل التصميم الداخلي والأثاث مرايا وقواطع ودرابزينات وطاولات وأرفف وإنارة
- الأجهزة والإلكترونيات تشمل (أبواب الفرن، سطح الطهي، التلفزيون، شاشات الكمبيوتر، الهواتف الذكية)
- تشمل السيارات ووسائل النقل (الزجاج الأمامي والإضاءة الخلفية والوزن الخفيف والمكونات الهيكلية المقواة للسيارات والطائرات والسفن وما إلى ذلك)
- تشمل الاختصاصات التي تتعلق بالعلوم الحيوية الطبية والهندسية وهندسة علوم الحياة والزجاج البصري
- الحماية من الأشعة السينية والأشعة النووية (الجاما)
- كابلات الألياف الضوئية (الهواتف والتلفزيون والكمبيوتر: لنقل المعلومات)
- الطاقة المتجددة تشمل زجاج الطاقة الشمسية وتوربينات الرياح