Стекло и его история

Наибольшего развития отечественная стекольная промышленность достигла за годы советской власти. Полностью реконструированы старые стекольные заводы и выстроен ряд новых, оснащённых передовой техникой. Освоено производство специальных видов стекла — сталинита и триплекса, светофильтров, термически устойчивого стекла, стекловолокна, стеклофанеры, различного архитектурного стекла. Большая заслуга в этом деле принадлежит советским учёным И. В. Гребенщикову, Н. И. Качалову, В. В. Варгину, И. И. Китайгородскому, М. А. Безбородову и многим другим.

Стекло имеет исключительно широкое применение. Почти ни одна область народного хозяйства и техники не может обойтись без стекла. Стекольная промышленность выпускает оконное, бутылочное, зеркальное, оптическое, светотехническое, прессованное, химико-лабораторное, архитектурно-художественное стекло, пеностекло, стекловолокно и т. д.

Производство каждого вида стекла имеет свои особенности.

Раньше, когда людям были известны лишь самые простые виды стекла, считалось, что для его изготовления достаточно иметь песок, поташ, соду и мел. В дальнейшем, по мере развития техники, возникла необходимость в новых видах стекла, обладающих особыми свойствами. В состав стекольной массы стали добавлять окислы различных элементов: свинца, бария, цинка, мышьяка, сурьмы, хрома, марганца, меди, селена и др.

Изменение состава стекла меняет и его свойства. Например, для оптического стекла важна его способность преломлять свет. Чтобы получить стекло, сильно преломляющее свет, в состав его вводят окись свинца; если же в состав стекла вводят фтор или фосфорный ангидрид, то стекло имеет слабое светопреломление. Для получения тугоплавких стёкол в них добавляют борный ангидрид или окись титана, а содержание окислов щелочных металлов — калия, натрия, бария — стремятся сократить до минимума.

Сырьё, из которого готовят стекло, предварительно подсушивают, измельчают, а затем смешивают в определённых пропорциях. Такая смесь называется шихтой.

Шихту загружают в стекловаренную печь и приступают к варке стекла.

Для разных видов стекла применяют печи разной конструкции. Оптическое стекло варят в горшковых печах. Горшки изготовляют из лучших сортов огнеупорной глины; ёмкость их 400—600 литров. Такие большие горшки, конечно, нельзя подать в печь руками. Их поднимают, ставят в печь и вынимают оттуда передвижные краны, снабжённые специальными ухватами.

Оконное стекло, как и большинство других видов стекла, варят в так называемых ванных печах. Основное отличие этих печей от горшковых в том, что стекло варится не в горшках, а в самой печи, представляющей как бы большую ванну.

Варка стекла — ответственный процесс. От того, как она ведётся, зависят и качество стекла и производительность завода. При варке в шихте, загруженной в печь, происходит ряд физических и химических изменений. Сначала шихта превращается в спекшуюся массу, затем начинает плавиться. Расплавленная стекломасса сначала непрозрачна и содержит в себе многочисленные пузырьки выделяющихся газообразных веществ. По мере варки эти вещества удаляются, и стекломасса светлеет и становится более жидкой. Когда температура достигнет 1400—1500°, стекломассу выдерживают некоторое время при этой температуре, чтобы она стала совсем однородной, а затем охлаждают до температуры, при которой стекло удобно формовать. Способ формовки зависит от того, какое стекло хотят изготовить.

Раньше бутылки, например, выдували ртом через стеклодувную трубку, подобно тому как выдувают мыльные пузыри. Однако стеклянный пузырь выдуть не так легко, как мыльный: приходится преодолевать сопротивление стекла. К тому же бутылке нужно придать определённую форму. Поэтому выдувание бутылок ртом с помощью трубки — тяжёлая работа, требующая физической выносливости и большого искусства.

В настоящее время это производится машинами-автоматами, которые выдувают бутылки при помощи сжатого воздуха.