Процесс производства стекла включает в себя: дозирование, плавку, формовку, отжиг и другие процессы. Они вводятся следующим образом:
1. Для ингредиентов, в соответствии с разработанной спецификацией, все виды сырья взвешиваются и равномерно смешиваются в миксере. Основным сырьем для производства стекла являются: кварцевый песок, известняк, полевой шпат, кальцинированная сода, борная кислота и др.
2. Плавление, нагрев подготовленного сырья при высокой температуре до образования однородной стекловидной жидкости без пузырьков. Это очень сложный физико-химический процесс реакции. Плавление стекла происходит в печи. Существует два основных типа плавильных печей: один из них представляет собой тигельную печь, в которой фритта содержится в тигле и нагревается вне тигля. Маленькие тигельные печи вмещают только один тигель, а большие могут иметь до 20 тиглей. Тигельные печи производятся периодически, и в настоящее время в тигельных печах производится только оптическое стекло и цветное стекло. Другая - печь с бассейном, в которой фритта плавится в печи, а открытое пламя нагревается над стеклянной жидкостью. Температура плавления стекла в основном составляет 1300~1600°C. Большинство из них нагреваются пламенем, а некоторые нагреваются электрическим током, что называется электроплавильной печью. Теперь все бассейновые печи производятся непрерывно, маленькие могут достигать нескольких метров, а большие могут достигать более 400 метров.
3. Формование заключается в преобразовании расплавленного стекла в твердый продукт фиксированной формы. Формование должно осуществляться в определенном температурном диапазоне, представляющем собой процесс охлаждения, при котором стекло сначала переходит из вязко-жидкого состояния в пластичное, а затем в хрупкое твердое состояние.
Методы формования можно разделить на две категории: искусственное формование и механическое формование.
А. Искусственно сформированный.
(1) Выдувание, используя нагнетательную трубку из никель-хромового сплава, возьмите группу стекол и выдуйте их, поворачивая форму. В основном используется для формирования стеклянных пузырей, бутылок, шариков (для очков) и т. д.
(2) Чертеж, после выдувания небольших пузырьков, другой рабочий приклеивает его к верхней пластине, и два человека выдувают и тянут в основном для изготовления стеклянных трубок или стержней.
(3) Нажмите, возьмите стеклянный шар, разрежьте его ножницами, чтобы он упал в вогнутую форму, а затем нажмите на него пробойником. В основном используется для формирования чашек, тарелок и т. д.
(4) Свободно сформированный, после выбора материала его можно непосредственно превратить в изделия ручной работы с помощью плоскогубцев, ножниц, пинцета и других инструментов.
б. Механическая формовка. Из-за высокой трудоемкости, высокой температуры и плохих условий искусственного формования большинство из них было заменено механическим формованием, за исключением свободного формования. Помимо прессования, выдувания и волочения, механическое формование также включает в себя:
(1) Метод каландрирования, используемый для производства толстого листового стекла, стекла с гравировкой, проволочного стекла и т. д.
(2) Метод литья для производства оптического стекла.
(3) Метод центробежного литья используется для изготовления стеклянных труб большого диаметра, сосудов и реакционных ванн большой емкости. Это включает заливку расплава стекла в высокоскоростную вращающуюся форму, а центробежная сила заставляет стекло прилипать к стенкам формы, и вращение продолжается до тех пор, пока стекло не затвердеет.
(4) Метод спекания для производства пеностекла. Он заключается в добавлении в стеклянный порошок пенообразователя и нагревании его в закрытой металлической форме. В процессе нагрева в стекле образуется множество закрытых пузырьков воздуха, что является очень хорошим тепло- и звукоизоляционным материалом. Кроме того, формование листового стекла включает в себя метод вертикальной вытяжки, метод плоской вытяжки и метод плавания. Флоат-метод — это метод плавания жидкого стекла на поверхности расплавленного металла (олова) с образованием плоского стекла. Основными его преимуществами являются высокое качество стекла (плоское, гладкое), высокая скорость вытяжки и большая производительность.
В-четвертых, при отжиге стекло претерпевает серьезные температурные изменения и изменения формы в процессе формования, и это изменение оставляет в стекле термическое напряжение. Это термическое напряжение снижает прочность и термическую стабильность стеклянного изделия. При прямом охлаждении он может разорваться сам по себе в процессе охлаждения или при последующем хранении, транспортировке и использовании. Чтобы исключить явление холодного взрыва, стеклянные изделия после формования необходимо отжигать. Отжиг заключается в поддержании температуры в определенном температурном диапазоне или медленном охлаждении в течение определенного периода времени для устранения или снижения термического напряжения в стекле до допустимого значения.
Кроме того, некоторые стеклянные изделия можно закаливать, чтобы повысить их прочность. В том числе: физическое упрочнение (закалка) более толстых стекол, столовых стекол, лобовых стекол автомобилей и т.д.; и химическое придание жесткости (ионный обмен) для покровного стекла часов, авиационного стекла и т. д. Принцип придания жесткости заключается в создании сжимающего напряжения на поверхностном слое стекла для повышения его прочности.