Цветное листовое стекло
Цветное листовое стекло используют для архитектурно-строительных целей — изготовления витражей, декоративного остекления общественных зданий, а также в качестве облицовочного материала. По способу производства и внешнему виду цветное листовое стекло подразделяется на тянутое, окрашенное в массе, прокатное, окрашенное в массе, гладкое и узорчатое, тянутое накладное (двухслойное) с тонким прозрачным или глушеным цветным слоем, полученное нанесением на плоское бесцветное стекло цветных окисных пленок. Наиболее распространены цветные стекла, окрашенные в массе, например накладное двухслойное.
Для изготовления этих стекол применяют те же составы, что и для вытягивания оконного листового стекла и прокатки узорчатого и армированного стекла. Стекла таких составов можно окрашивать молекулярными красителями. Наиболее распространенные цвета: синий, фиолетовый, зеленый, голубой, красный, оранжевый, желтый, белый (молочный), черный. По характеру окраски стекла бывают прозрачные и глушеные. К окрашенным стеклам относится и мраморовидное. Эти стекла получают в результате неполного смешивания небольшого количества цветного стекла с глушеным.
Для окрашивания стекла применяют окислы металлов (хрома, железа, марганца, кобальта, меди, никеля, церия, титана, ванадия), сернистые соединения железа, кадмия, меди, свинца, а также элементарные серу и селен. Цвет стекла зависит не только от применяемого красителя, но и от основного состава стекла. Количество расцветок стекол может быть очень велико. Вводя в шихту два-три красителя в различных соотношениях, можно получить десятки цветных стекол различной окраски. Например, голубой цвет разной интенсивности можно получить от разного количества окиси меди.
В таблице «№ 12» приведены составы некоторых цветных стекол, окрашенных в массе.
Составы цветных накладных стекол предопределяются самой структурой двухслойного стекла. Основной бесцветный слой обычно соответствует по составу оконному стеклу, вырабатываемому вертикальным вытягиванием. Накладной цветной слой, который может быть прозрачным или глушеным, по химическому составу (таблице № 13) не отличается от составов цветных стекол, окрашенных в массе. При изготовлении накладных цветных стекол необходимо, чтобы коэффициенты линейного расширения основного бесцветного стекла и накладываемого цветного были одинаковы (допускаемое отклонение не более 5·10-6 1/град). Если коэффициент линейного расширения цветного стекла выше, чем бесцветного, в тонком цветном слое может появиться сеть трещин (цек).
От цвета стекла зависит толщина цветного накладного слоя. Так, при окрашивании стекла окисью кобальта, дающей интенсивную окраску, толщина накладного цветного слоя составляет не более 0,1—0,2 мм. Красные накладные стекла с цветным слоем из селенового рубина должны иметь толщину цветного слоя 1 мм, так как в тонких слоях красный цвет не образуется.
Технология изготовления цветных стекол имеет специфические особенности, главным образом на стадии варки и формования. При варке цветных стекол предъявляются повышенные требования к точности температурного и газового режимов, а также режиму питания печей шихтой и возвратным боем. Некоторые красители и глушители при высокой температуре улетучиваются (фтор, сульфиды), поэтому превышение заданной температуры варки вызывает изменение характера или степени окраски и глушения стекол. В то же время глушеные и окрашенные стекла имеют повышенную склонность к кристаллизации, поэтому их варят и вырабатывают при высокой температуре.
В результате значительной разницы в теплоотдаче между внешними и внутренними слоями при охлаждении цветного- стекла внешние слои затвердевают быстрее внутренних. Следовательно, в процессе формования ленты такого стекла более тонкая лента охлаждается равномернее и твердеет быстрее, чем толстая. Эта особенность многих цветных стекол ограничивает применение способа вертикального лодочного вытягивания для выработки утолщенного цветного листового стекла, так как лента такого стекла не успевает затвердеть до первой пары валиков.
Для варки цветного стекла используют ванные стекловаренные печи небольшой производительности (от 2 до 15 т/сут) с разделенным или неразделенным бассейном малой глубины (от 300 до 700 мм). Температурный и газовый режимы в каждом отдельном случае устанавливают в зависимости от вида и состава стекла, характера применяемых красителей, глушителей и других компонентов шихты. В последние годы для варки цветных стекол используют печи прямого нагрева, не имеющие регенераторов и рекуператоров.