Осветление

Осветление - эта стадия характеризуется тем, что к ее концу стекломасса освобождается от видимых газовых включений, и тем, что устанавливается равновесие между стекломассой (жидкой фазой) и газами, растворенными в стекломассе (газовой фазой). Из всех стадий стекловарения стадия осветления и связанная с ней стадия гомогенизации являются наиболее ответственными и сложными. От того, насколько полно и интенсивно прошли эти стадии, во многом зависит качество стекломассы.

В расплаве стекломассы находятся газы, образовавшиеся в результате разложения и взаимодействия компонентов шихты; газы, механически внесенные вместе с шихтой; летучие вещества, специально введенные в шихту; газы, попадающие в расплав из атмосферы печи. Наибольшее количество газов в стекломассу заносится сырьевыми материалами. Так, угар шихты оконных стекол составляет 18—20%. Эти газы в основном и следует удалить из расплава стекла.

При осветлении удаляются не все газообразные включения, а только те, которые видимы простым глазом (видимые пузыри). Часть газов остается в стекломассе, растворяясь в ней. Они не видимы, поэтому и не искажают оптических характеристик стекла.

Для того чтобы невидимые газообразные включения не могли перейти в видимые пузыри и тем испортить стекло, в процессе осветления создают равновесие между газами, растворенными в стекломассе и заключенными в пузырьках, при определенных условиях атмосферы печи.

Газы удаляют на определенной стадии процесса и на определенном пространственном участке печи (в зоне осветления), в противном случае может быть нарушен ход стекловарения в целом.

Осветление происходит следующим образом. Большие пузыри поднимаются к поверхности, лопаются и переходят в атмосферу печи; маленькие пузырьки растворяются в расплаве.

Основное влияние на скорость удаления выделяющихся пузырей оказывают их диаметр и вязкость стекломассы: чем больше радиус пузырей и чем меньше вязкость стекломассы, тем выше скорость подъема пузырей (формула Стокса).

Для ускорения процесса осветления используют повышение температуры варки при осветлении; удлинение продолжительности варки; создание в печи повышенного давления или разрежения.

Процесс осветления ускоряется также, если в шихту вводят осветлители: нитраты, сульфаты, аммонийные соли. При высоких температурах они разлагаются, выделяя в стекломассу большое количество крупных пузырей размером до 1—3 мм, отличающихся по составу от углекислоты, которой пересыщен расплав стекломассы. Углекислота, давление которой низко, стремясь выровнять свое давление, переходит в эти пузырьки. Пузырьки делаются крупнее, подъемная сила их увеличивается, вследствие чего они поднимаются на поверхность и переходят в атмосферу печи. В свою очередь газы, образующиеся при разложении осветлителей, переходят в мелкие пузырьки углекислоты, укрупняют их и способствуют их подъему и удалению из стекломассы.

В последнее время, в особенности при варке тарных стекол, для интенсификации процессов осветления применяют бурление стекломассы. Для этого в зону осветления вводят сжатый воздух, который создает в стекломассе большое количество быстро поднимающихся вверх крупных пузырей.

При варке стекла может быть применен один из этих приемов или их сочетание.