علم الكيمياء
تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير
التحاضير والتجارب الكيميائية
المخاطر والوقاية في الكيمياء
اخرى
مقالات متنوعة في علم الكيمياء
كيمياء عامة
الكيمياء التحليلية
مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية
التحليل النوعي والكمي
التحليل الآلي (الطيفي)
طرق الفصل والتنقية
الكيمياء الحياتية
مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية
الكاربوهيدرات
الاحماض الامينية والبروتينات
الانزيمات
الدهون
الاحماض النووية
الفيتامينات والمرافقات الانزيمية
الهرمونات
الكيمياء العضوية
مواضيع عامة في الكيمياء العضوية
الهايدروكاربونات
المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية
التشخيص العضوي
تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء الحرارية
حركية التفاعلات الكيميائية
الكيمياء الكهربائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية
الجدول الدوري وخواص العناصر
نظريات التآصر الكيميائي
كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة
مواضيع اخرى في الكيمياء
كيمياء النانو
الكيمياء السريرية
الكيمياء الطبية والدوائية
كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية
الكيمياء الجنائية
الكيمياء الصناعية
البترو كيمياويات
الكيمياء الخضراء
كيمياء البيئة
كيمياء البوليمرات
مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية
الكيمياء الاشعاعية والنووية
طرق تصنيع الزجاج
المؤلف:
GEORGE T . AUSTIN
المصدر:
SHREV ‘ S CHEMICAL PROCESS INDUSTRIES
الجزء والصفحة:
ص 345
4-9-2016
3617
طرق تصنيع الزجاج :
يمكن تقسيم التصنيع الى اربعة اطوار رئيسية :
(1) الصهر ، و (2) الصوغ او التشكل ، و(3) التلدين ، و(4) التشذيب .
الصهر : بمكن تصنيف الافران الزجاجية الى افرن مرجلية pot وافران صهريجية tank (قارن الصورة للفرن الصهريجي 1- 1) .
صورة 1-1 . مقطع عرضي في فرن صهريجي للزجاج يظهر حجرات الاسترجاع .
تستخدم الافران المرجلية ، بطاقة 2 طناً او اقل ، على نحو مفيد لإنتاج الكميات الصغيرة من الزجاجيات الخاصة او حيث تستدعي الضرورة حماية الدفعة المنصهرة من منتجات الاحترافي . وتستخدم بصورة رئيسية لزجاج البصريات وزجاج الصناعات الفنية بطريقة الصب .
والمرجل عبارة عن بوتقة حقيقية مصنع من طين منتخب او من البلاتين . يصعب جداً صهر الزجاج في هذه الانية بدون تلويث الناتج او صهر الحاوية ذاتها جزئياً ، الا في حال استخدام البلاتين .
نشحن مواد الدفعة في الفرن الصهريجي الى طرف واحد من " صهريج " كبير مبني من اجر مقاوم للصهر ، ابعاد بعضها 38 × 9 × 5.1 م وطاقتها 1350 طناً من الزجاج المصهور . يتجمع الزجاج في الجزء السفلي من الفرن ، ينطلق اللهب خلاله بالتناوب من جانب واخر . يخرج الزجاج المنقى من الطرف الاخر للفرن ، لأن العملية متواصلة . تتآكل الجدران تدريجياً في هذا النموذج من الافران بتأثير الزجاج الحار كما في الافران المرجلية . تعتمد نوعية الزجاج وعمر الصهريج على نوع اجر البناء . ولهذا السبب تولى المواد المقاومة للصهر في الافران الزجاجية عناية كبيرة تدعى الأفران الصهريجية الصغرة بالصهاريج اليومية ، وهي تؤمن لطلب اليومي في مدى 1-10 طناً من الزجاج المصهور . وتسخن بالحرارة الكهربائية او بالغاز .
النماذج السابقة افران استرجاعية تعمل في دورتين بمجموعتين من الحجرات checkerwork chambers . بعد أن تطلق غازات اللهب بعض حرارتها تحتوي الشحنة التي تدخل الفرن تقريباً على : مقدرة بـ (كغ)
رمل |
45.5 |
جير |
6.8 |
رماد الصودا ، كثيف |
16 |
كوليت Cullet |
22.7 |
كعكة ملحية |
4.5 |
أخرى |
0.5-1 |
مسحوق الفحم |
0.2 |
|
|
اثناء مرورها عبر الفرن الذي يحتوي على الزجاج المنصهر ، تهبط نزولا عبر احدى مجموعتي الحجرات المكدسة بالطوب او المربعات . وتنتقل هناك كمية كبيرة من محتوي الحرارة المحسوسة للغازات ، تتراوح درجة الحرارة التي تبلغها المربعات من 1500ه قرب الفرن الى 650 في جهة الخروج . يسخن الهواء مسبقاً في الوقت نفسه بمرور صعوداً عبر الحجرة الاسترجاعية المسخنة سابقا ويمتزج بغاز* الوقود
________________________________________________________
* اذا استخدمنا غاز المولدات ، نقوم ايضا بتسخينه مسبقاً ، ولكن قلما يستخدم ذلك مع نموذج اعلى من الطاقة ، كالغاز الطبيعي او الزيت .
المحروق ، وتكون حرارة اللهب الناتج اعلى مما يمكن ان تكون عليه لو لم يسخن الهواء مسبقا. ينعكس جريان او دورة مزيج الهواء والوقود على فترات منتظمة ، مدتها من 20 - 30 دقيقة ، ليدخل الجهة المقابلة عبر المربعات المسخنة مسبقا، مارا من خلال المربعات الاصلية ، والتي اصبحت الان باردة جدا نسبيا . يوفر هذا المبدأ الاسترجاعي كثير من الحرارة ، كما يتم التوصل الى اعلى درجة حرارة .
يمكن رفع درجة الحرارة عند مباشرة الانتاج بعدة درجات فقط يوميا اعتمادا على قدرة المادة المقاومة للصهر المستخدمة ومقاومتها للتمدد . حالما يتسخن الفرن الاسترجاعي ، يحافظ في كل الاوقات على درجة حرارة 1200 مئوية على الاقل ويضيع معظم الحرارة بالإشعاع من الفرن ، ويستهلك عمليا جزء اقل بكثير في عملية الصهر .
ولكن مالم تترك الجدران تتبرد الى حد ما بالإشعاع ، فإن حرارتها سترتفع كثيرا بحيث يمكن للزجاج المنصهر ان يحللها او يحتها . ولتخفيف هذا التأثير ، كثيرا ما توضع انابيب ماء التبريد في جدران الفرن .
الصوغ او التشكيل : يمكن صوغ الزجاج بالقولبة الالية او اليدوية . والعامل الهام الذي يجب ان يؤخذ بعين الاعتبار في القولبة الآلية هو ان يكون تصميم الة تشكيل الزجاج من النوع الذي يجعل تشكيل الادوات الزجاجية يكتمل خلال ثوان .
يتغير الزجاج خلال هذه الفترة القصيرة نسبياً من سائل لزج الى صلب صاف . ولذلك يمكننا ان ندرك بسهولة تعقيدات مشاكل التصميم ، كانسياب الحرارة ، واستقرار المعادن ، وتفريغ المحامل . ونجاح هذه الآلات تقدمة بارزة لمهندس الزجاج . وسوف نشرح في الدراسة التالية النماذج الأكثر شيوعاً من الزجاج المشكل الياً ، كزجاج النوافذ ، والزجاج اللوحي ، وزجاج الطفو ، وبصلات المصابيح ، والانابيب والقوارير .