مراحل صناعة الزجاج بالترتيب

تحتوي المواد الخام بشكل عام على آثارٍ من مركبات الحديد، فأكسيد الحديدوز يضفي اللون الأخضر على الزجاج، ويضفي أكسيد الحديديك لونًا أصفر فاتحًا جدًا، وتتم إضافة مزيلات اللون لتجنب مثل هذه الآثار.

تتضمن المواد الشائعة المستخدمة كمزيلات للأصباغ أكسيد الأنتيمون (Sb2O3) وأكسيد الزرنيخ (As2O3) وأكسيد الكوبالت (CoO) وثاني أكسيد المنغنيز (MnO2) وأكسيد النيكل (NiO).

إعداد الدُفعة

يتم طحن المواد الخام ، وكسارة الزجاج ، ومزيل اللون بشكل ناعم في آلات الطحن ، ويتم وزن هذه المواد بدقة بنسب صحيحة قبل خلطها معًا ، ويتم خلط هذه المواد في آلات الخلط حتى يتم الحصول على خليط موحد ، ويُعرف هذا المزيج المنتظم بالدفعة أو مزيج مزيج التزجيج ويتم استخدامه لعملية صهر أخرى في الفرن.

الصهر في الفرن

يتم صهر الدفعة إما في وعاء الفرن أو في فرن الخزان، حيث يستمر التسخين حتى توقف تطور ثاني أكسيد الكربون والأكسجين وثاني أكسيد الكبريت والغازات الأخرى، وهناك عدة أنواع للأفران، من بينها:

• فرن القدر

في هذا الفرن ، يتم استخدام الأواني كوحدات ، القدر إناء مصنوع من طين النار ، تشبه هذه العملية عملية البوتقة الفولاذية ، وتوضع هذه الأواني في فتحات معدة خصيصًا للفرن ، ويتم الاحتفاظ بأبواب الشحن والتجميع في الخارج بحيث يمكن إضافة المواد الخام ويمكن إخراج الزجاج المنصهر بسهولة.

توفر الموانئ لإدخال الغاز المسخن المنتج، وتتميز الأبواب بالتحميل والتفريغ للزجاج المنصهر، ويتم فصل خزان الجسر إلى جزئين غير متساويين.

تتم عملية تسخين الدفعة في حجرة كبيرة تحتوي على زجاج غير نقي إلى حد ما، حيث يتدفق من خلال فتحة الجسر إلى حجرة صغيرة، ويتم جمع المرارة أو الشوائب العائمة في الجزء العلوي من المقصورة الكبيرة، ويتم توفير البطانة المقاومة للحرارة على السطح الداخلي للخزان.

في عملية إذابة الزجاج، يتم ملء الخزان بالمواد الخام، ثم يتم تسخين الفرن عن طريق السماح للغاز المنتج بالمرور عبر الفتحات. يتم شحن المواد الخام وإخراج الكتلة المنصهرة في وقت واحد، وهذه العملية مستمرة وتستخدم لإذابة كميات كبيرة من الزجاج في وقت واحد.

التصنيع

في هذه المرحلة يتم إعطاء الزجاج المصهور الشكل المناسب، ويمكن ذلك باليد أو باستخدام الآلات، ويعتمد تصنيع الإنتاج اليدوي على نطاق صغير، في حين يعتمد تصنيع الإنتاج بالآلة على نطاق واسع.

التلدين

يجب تبريد المواد الزجاجية التي تم تصنيعها ببطء وتدريجيًا. تعرف هذه العملية باسم تلدين الزجاج وتستخدم لتبريد المنتجات الزجاجية بطريقة متجانسة.

تلدين الزجاج عملية مهمة للغاية ، إذا تم السماح للمواد الزجاجية بالتبريد بسرعة ، فإن الطبقة السطحية من الزجاج تبرد أولاً لأن الزجاج هو موصل سيئ للحرارة ، يظل الجزء الداخلي ساخنًا نسبيًا وبالتالي فهو في حالة إجهاد ، ومن ثم فإن مثل هذه المواد الزجاجية تنكسر تحت تأثير الصدمات أو الاضطرابات الطفيفة للغاية هناك وهناك طرقتين للتلدين وهم:

• معالجة المداخن

في هذه الطريقة ، يتم توفير مدخنة طويلة ويتم بناؤها بحيث يكون هناك انخفاض تدريجي في درجة الحرارة من أحد طرفي المداخن إلى الطرف الآخر ، يُسمح بدخول قطع الزجاج الملتهبة باللون الأحمر في الطرف الساخن من المداخن ويتم تحريكها ببطء على نطاقات السفر ، تصبح باردة عندما تصل إلى النهاية الباردة للمداخنهذه الطريقة مفيدة للإنتاج على نطاق واسع.

• معالجة الفرن

يتم وضع المواد الزجاجية الساخنة في أفران، حيث يتم ترتيبها بطريقة تسمح بالتحكم في درجة الحرارة، وبعد وضع الأشياء في الأفران، يتم تخفيض درجة الحرارة ببطء. هذه الطريقة مفيدة للإنتاج على نطاق صغير.

خصائص الزجاج

• الشفافية هي الخاصية الرئيسية للزجاج، حيث تسمح للمرء برؤية العالم الخارجي من خلاله. ويمكن أن تكون شفافية الزجاج من كلا الجانبين أو من جانب واحد فقط، حيث يتصرف الزجاج على شكل مرآة من الجانب الآخر.
• تعتمد قوة الزجاج على معامل قيمة تمزق الزجاج، فعمومًا، الزجاج يُعتبر مادة هشة، ولكن باستخدام المواد الإضافية والرقائق، يمكن جعلها أكثر صلابة
• يمكن صنع الزجاج بأي شكل، أو نفخه أثناء الذوبان، وبالتالي فإن قابلية تشكيل الزجاج هي خاصية ممتازة.
• خاصية النفاذية المرئية هي الجزء المرئي من الضوء الذي يمر عبر الزجاج.
• يمكن إعادة تدوير أي زجاج بنسبة 100٪ ويمكن استخدامه كمادة خام في صناعة البناء أيضًا.

أنواع الزجاج

• زجاج الملدن

يتكون الزجاج الملدن من مرحلة التلدين التي تتم في عملية الطفو، وتتيح هذه المرحلة للزجاج المصهور التبرد ببطء وبشكل محكم حتى يصل إلى درجة حرارة الغرفة، مما يقلل من أي ضغوط داخلية في الزجاج. وبدون هذه العملية المتحكم فيها للتبريد البطيء، فإن الزجاج سيتشقق بسهولة بسبب تغير طفيف في درجة الحرارة أو بسبب صدمة ميكانيكية. يستخدم الزجاج الملدن على نطاق واسع كمنتج أساسي لتصنيع أنواع متقدمة من الزجاج.

• الزجاج المقوى بالحرارة

الزجاج المقوى بالحرارة هو نوع من الزجاج شبه المقسى أو شبه المقوى. تتضمن عملية تقويته الحرارية إعادة تسخين الزجاج المشكل إلى درجة حرارة تتراوح بين 650 إلى 700 درجة مئوية ثم تبريده بسرعة. وبالرغم من أنه ليس مقارنة بسرعة الزجاج المقسى، فإن عملية تقويته الحرارية تزيد من القوة الميكانيكية والحرارية للزجاج المشكل، مما يجعله أقوى بمرتين من الزجاج المشكل.

• خفف من الزجاج أو تشديده

هذا هو النوع الأكثر شيوعًا من الزجاج المستخدم في الدرابزينات أو التطبيقات الهيكلية المماثلة ، يتم تسخين الزجاج الملدن إلى حوالي 700 درجة مئوية عن طريق التوصيل والحمل الحراري والإشعاع ، يتم تسريع عملية التبريد من خلال تدفق هواء موحد ومتزامن على كلا السطحين ، تنتج معدلات التبريد المختلفة بين السطح وداخل الزجاج خواصًا فيزيائية مختلفة ، مما ينتج عنه ضغوط انضغاطية في السطح متوازنة بضغوط الشد في جسم الزجاج.

يتميز الزجاج الذي تمت معالجته بهذه الطريقة بأنه أقوى وأكثر أمانًا بمقدار أربعة إلى خمسة أضعاف من الزجاج العادي أو غير المعالج.

• الزجاج الرقائقي

يوفر الزجاج الرقائقي العديد من المزايا ، تعتبر السلامة والأمان من أشهر هذه العناصر ، لذلك بدلاً من التحطم عند الصدمات ، يتم تثبيت الزجاج الرقائقي معًا بواسطة الطبقة البينية هذا يقلل من مخاطر السلامة المرتبطة بشظايا الزجاج المحطم ، وكذلك ، إلى حد ما ، المخاطر الأمنية المرتبطة بسهولة الاختراق.