Стеклообразование

Стеклообразование - эта стадия характеризуется тем, что к ее концу все химические реакции в расплаве заканчиваются. В результате взаимодействия между гидратами, карбонатами, сульфатами образуются сложные силикаты; зерна кварца окончательно растворяются и переходят в расплавы; стекломасса становится относительно однородной и прозрачной, без непроваренных частиц шихты. Однако в стекломассе остается много пузырей. Для оконных стекол эта стадия завершается при температуре 1100—1200° С.

При силикатообразовании не все зерна кварца успевают прореагировать и перейти в расплав, вследствие чего в стекломассе содержатся непроваренные частицы шихты. На стадии стеклообразования все зерна кварца расплавляются и получается жидкий расплав. Достигают этого повышением температуры. В результате подъема температуры увеличивается подвижность атомов и молекул составляющих стекломассы, что ведет в итоге к растворению кремнезема и силикатов. Благодаря этому выравнивается концентрация растворов силикатов на различных участках, что способствует достижению относительно однородной стекломассы.

Все эти превращения сопровождаются выделением большого количества газообразных продуктов. Так, 1 кг карбонатной шихты при температуре 1400° С выделяет до 480 л углекислоты. Из-за высокой вязкости расплава при стеклообразовании газообразные продукты не успевают улетучиваться, поэтому стекломасса бывает насыщена большим количеством пузырей.

Скорость протекания процесса стеклообразования в 8—9 раз ниже скорости силикатообразования.

На протекание процессов стеклообразования влияет температура, при которой происходит варка. Например, при повышении температуры на каждые 10° до 1450° С скорость стеклообразования увеличивается в среднем на 5%, при дальнейшем повышении температуры скорость стеклообразования увеличивается медленнее. Увеличению скорости протекания процессов стеклообразования способствует понижение давления над расплавом. Это происходит вследствие того, что газы, заключенные в расплаве, начинают выделяться интенсивнее, а это в свою очередь приводит к перемешиванию расплава.

На процесс стеклообразования влияет и изменение химического состава шихты. Так, увеличение содержания в расплаве щелочей повышает растворимость зерен песка, что также ускоряет процесс стеклообразования.