Закалка стекла технология

Особенности производства закаленного стекла

Технология укрепления прочностных качеств стекла методом закаливания была разработана еще в 1929 г. Закаленные стекла широко применяются во всем мире, но в нашей стране спрос на них можно назвать стабильно растущим только последние 10-12 лет. Если в Европе каждое третье стекло, используемое для остекления фасадов, – термически упрочнено, то в России – на 50 обычных приходится лишь одно закаленное.

Преимущества закаленного стекла

Изделия, прошедшие закалку, называют безопасными, так как при разрушении они распадаются на небольшие осколки с затупленными гранями, что значительно снижает риск возникновения порезов и травм.

Такие свойства стекло приобретает благодаря термической обработке и способу охлаждения, в результате которых готовое изделие становится прочнее в 5-7 раз.

Другие плюсы закаленного стекла по сравнению с обычным листовым:

• увеличивается прочность на изгиб до 250 МПа;
• выдерживает температурные перепады до 300 С;
• прочность на удар возрастает в 5-10 раз;
• окрашенное в массе стекло сохраняет до 99% оптических показателей;
• благодаря широкому температурному диапазону (от -65 С до +300), закаленное стекло можно использовать для внутри, так и снаружи помещения.

Применение закаленного стекла

1. Производство высокопрочных стеклопакетов.
2. Автомобиле- и машиностроение.
3. Приборостроение.
4. Изготовление световых фонарей, стеклянных куполов, витрин.
5. Остекление высотных зданий, мансард, наклонных фасадов, малых архитектурных форм (киосков, остановок пассажирского транспорта).
6. Производство мебели, бытовой техники.
7. Возведение светопрозрачных лестниц, ограждающих конструкций, перегородок и других интерьерных решений;
8. Изготовление рекламных щитов, внешних световых табло и др.

Технология закалки стекла

На сегодняшний день самой продуктивной и распространенной признана технология закаливания, основанная на горизонтальной подаче стекол в печь.

Процесс закалки происходит в несколько этапов:

1. Подготовка исходного материала

Стекло для закалки не должно содержать пороков: пузырей, царапин, свилей, шлиров. Эти дефекты могут привести к образованию трещин во время нагрева. Необходимо провести заранее всю запланированную обработку: моллирование, обрезку краев, фацетирование, сверление отверстий, нанесение рисунков и т.д. После термической обработки любые поверхностные повреждения уменьшают прочностные качества готовых стекол.

2. Нагрев

Наиболее важный этап – размягчение стекломассы до пластичного состояния — осуществляется в закрытых камерах нагрева. Здесь стекло выдерживается при t 620-700 С заданное время. Время и величина нагрева (как и охлаждения) зависят от химического состава, толщины и габаритов стекла и технологии его изготовления. Например, стекло 6 мм, произведенное методом вертикального вытягивания, закаляют при 620-650 С в течение 3-5 мин. А флоат – при t 640-700 из расчета 40-55 с на 1мм толщины листа (то есть, для 6 мм – 4-5,5 мин).

3. Охлаждение

После нагрева, стекло продвигается в обдувочный отсек, где его быстро охлаждают с 620 С (минимальная температура после печи) до 22-30 С. От скорости охлаждения листа зависит его прочность и степень закалки. После обработки на поверхности стекла образуется система напряжений, а внутри – растяжение, что и обеспечивает изделию высокую прочность и безопасность эксплуатации.

4. Контроль качества

Закаленное стекло должно пройти тест на безопасность и соответствие требованиям ГОСТа Р 54162-2010 (для строительного стекла) и ГОСТа 5727-88 (для транспорта). Для изделия толщиной менее 5 мм нормой считается выдержка удара стального шара весом в 800 г при свободном падении с 80 см, а при толщине выше 5 мм – с высоты в 1,2 м. Кроме того, при разрушении стекла образовавшиеся осколки не должны превышать 32 мм.

Оборудование, необходимое для производства закаленного стекла

Стекло, поступающее в печь, должно быть чистым – без пыли и мусора, которые повлияют на качество поверхности и оптические показатели готового изделия. И если закалка – не один из этапов изготовления листового стекла, а отдельный технологический процесс, понадобится оборудование для мойки и сушки на подготовительном этапе.

Высокое качество изделий обеспечивается с помощью равномерного нагрева по всей поверхности стекла. А для этой цели оптимально использовать проходные электропечи, питаемые от трехфазной сети, которые легко поддаются температурному контролю, не образуют продуктов горения при разогреве стеклянной массы и обеспечивают производительность 50 — 150 м 2 /час (зависит от толщины исходного материала).

Для этапа охлаждения необходимо оборудовать печь обдувочным устройством. В качестве охладителей используют различные средства, обеспечивающие стеклу быструю потерю тепла – масло, расплавы солей, кремнеорганические жидкости. Но наиболее положительно зарекомендовал себя воздухоструйный метод закаливания: охлаждение стекла потоками холодного воздуха, направленными под давлением из большого количества сопел, расположенных в шахматном порядке по всей площади обдувочной решетки.

Как закалить стекло: технология закаливания. Стоимость закаленного стекла

Все чаще в повседневной жизни можно встретить изделия из закаленного стекла. Внешне закаленное стекло совсем не отличается от обычного. Оно изготовляется по той же технологии, но дополнительная термическая обработка делает стекло более прочным и устойчивым.

Что такое закалка стекла

Закалить стекло – значит провести термическую обработку, в результате которой в стекле возникают постоянные напряжения за счет интенсивного его охлаждения от высокой температуры. В результате закаливания получается неоднородный предмет, который невозможно просверлить или порезать. Поэтому термической обработке подвергают уже готовые стеклянные изделия.

Главная особенность закаленного стекла – высокая устойчивость к температурным колебаниям. Это свойство возникает благодаря напряжениям сжатия, которые проявляются на поверхности стекла во время термической обработки.

Кроме высокой прочности, закаленное стекло считается безопасным во время разрушения и не наносит человеку сильных повреждений. Существуют международные стандарты, согласно которым ламинированное и закаленное стекло признаны наиболее безопасными для человеческого здоровья.

Преимущества закаленного стекла

1. Высокая прочность и устойчивость к нагрузкам.
2. Отменные эксплуатационные характеристики. При правильном использовании закаленное стекло служит много лет.
3. Устойчивость к вибрации.
4. Впятеро больше прочность на излом по сравнению с обычным стеклом.
5. Повышенная устойчивость к ударам. Закаленное стекло толщиной 4 мм не разбивается при падении на него с высоты 1 м мешка со свинцом весом 45 кг.
6. Безопасность для человека. Вероятность пораниться закаленным стеклом очень маленькая.
7. Хорошо пропускает и поглощает дневной свет.

Многие оценили качества, которыми обладает закаленное стекло. Отзывы потребителей являются лучшим подтверждением.

Где применяют закаленное стекло

В последнее время активно расширяются сферы применения этого материала. Так, закаленное стекло применяют для:

• остекления фасадов домов;
• изготовления торговых витрин;
• производства перегородок в помещениях (например, стеклянные стены в офисах и магазинах);
• изготовления окон и дверей;
• производства предметов интерьера и остекления мебели;
• изготовления автомобильных стекол;
• оформления крыш, козырьков и покрытия других наружных конструкций;
• изготовления дверей для саун и бассейнов;
• строительства зимних садов, оранжерей и теплиц;
• производства печных и каминных экранов;
• изготовления полок в холодильники;
• создания стенок остановок общественного транспорта.

Закаленное стекло очень популярно в мебельном производстве. Дело в том, что обычное стекло не может выдержать большие нагрузки. А если закалить стекло, тогда существенно упрощается задача создания практичных и в то же время необычных интерьеров. Так, сейчас очень популярны разные стеклянные полочки, столики, которые можно использовать в повседневном быту, не боясь разбить или повредить.

В последнее время очень актуальны окна с закаленным стеклом, которые являются лучшим вариантом для детской комнаты. При попадании в окно твердого предмета стекло не распадается, а просто трескается. Поэтому оно не травмирует ребенка осколками.

Как закалить стекло

Процесс закаливания происходит по определенной технологии. Она предусматривает термическую обработку стеклянного предмета. Сначала стекло сильно нагревают, а затем быстро охлаждают. Для повышения интенсивности процесса обычно используют закалочные среды со специальными охлаждающими способностями. Наиболее часто в качестве такой среды применяют обычный воздух. В этом случае используют воздухоструйную обдувочную решетку.

Очень эффективной является методика, в которой в качестве закалочной среды применяются специальные охлаждающие жидкости. Они позволяют ускорить процесс теплоотдачи. Такими жидкостями могут быть расплавленные соли, металлы, минеральные масла и кремнийорганические растворы.

При использовании в закалочной среде жидкостей в зависимости от температуры условий меняется коэффициент теплоотдачи. Существенным минусом этого способа закаливания является недостаточная регулируемость процесса. Так, при попадании в охлаждающие жидкости горячего стекла происходит кипение. А это резко влияет на коэффициент теплоотдачи.

Еще один способ закалить стекло – с помощью расплавов металлов. Особенность этого метода заключается в большой теплоотдаче применяемых металлов. Главный недостаток такого закаливания – высокая плотность расплавов, которая существенно усложняет процесс погружения стекла.

Современные предприятия используют автоматизированные системы, которые дает возможность закалить стекло любого размера и толщины.

Стоимость закаленного стекла

Купить закаленное стекло можно в каждом строительном магазине и даже заказать через интернет. Стоимость этого материала может быть разной. Главный параметр, который влияет на цену – толщина изделия. Так, стекло толщиной 4 мм в среднем стоит 1000 рублей/кв. м. Оптовики могут покупать значительно дешевле – от 300 рублей/кв. м. Немного дороже стоит интерьерное закаленное стекло. Цена на изделия из этого материала начинается от 1300 рублей.