سیکل آلودگی گوگرد و اکسیژن در حمام قلع
اگر چه همه بررسی‌های ممکن نشان می‌داد که قلع بهترین و مناسبترین فلز بستر برای شناور سازی نوار شیشه است ، اما ویژگی شیمیایی این عنصر میل شدید ترکیبی‌اش با اکسیژن و گوگرد است که در شرایط دمایی بالا تشدید می‌گردد به تدریج در فرآیند تولید شیشه مشکلات خاص خود را ایجاد می‌نماید . اکسیژن و گوگرد در دو سیکل شیمیایی متفاوت سبب آلودگی سطح شیشه و نیز تخریب المنتهای گرمایی حمام قلع می‌شود .
سیکل آلودگی گوگرد با تشکیل سولفور قلع (استانو) در مذاب قلع آغاز می‌شود . این سولفور در محدوده دمایی 1000-1050 درجه سانتیگراد به سرعت بخار شده و از محیط قلع خارج می‌شود . بخار سولفور استانو ، در چرخه کنوکسیونی اتمسفر حمام قلع به نقاط سردتر مهاجرت کرده و بر روی سطح سقف حمام و المنتهای گرمایی آن کندانسه می‌شود و پس از طی فرآیند ناقص احیا ، سولفور قلع به قلع فلزی و نهایتاً مخلوطی از سولفور قلع و قلع فلزی به شکل لکه‌های ریز و پایدار (با قطره‌های متفاوت از 100 تا 1000 میکرون) بر روی سطح شیشه چکه می‌کند . وجود ppm 10 سولفور در اتمسفر حمام منجر به تشکیل 100 میلی‌گرم سولفور قلع در هر متر مکعب از فضای حمام در دمای 1000-1050 درجه سانتیگراد می‌گردد . نقش گوگرد در مقایسه با اکسیژن در مورد تشکیل لکه‌های سطحی بسیار زیادتر است و لازم است که بهای لازم به وجود و حضور این عنصر در حمام قلع داده شود . برای کنترل سیکل آلودگی گوگرد روش‌های متفاوتی تجربه شده است . با توجه به اینکه سقف محل تجمع سولفور قلع است اساس روش‌های اولیه تمیز کردن سقف حمام با استفاده از دمش هوا یا گرم کردن ناحیه سقف و تسریع فرآیند احیا چکه در یک محدوده زمانی کوتاه بود که معمولاً در هنگام تمیز کردن سقف شیشه ، تولید غیر قابل استفاده می‌شد . اکنون روش ریشه‌ای‌تری در این مورد اتخاذ شده است . در واقع تجربه سالهای گذشته در مورد کنترل کاهش سولفات سدیم که بیشتر در کشورهای اروپایی جهت کاهش آلودگی محیط زیست انجام می‌گرفت ، نشان داد که این کاهش به شدت در تقلیل سیکل گوگرد مؤثر بوده است . به همین جهت اکنون برای کنترل این چرخه آلودگی از ورود گوگرد به داخل حمام قلع از طریق اتمسفر کوره و یا نوار شیشه حتی‌الامکان با کاهش مصرف عوامل گوگرد دار خودداری می‌شود . سیکل آلودگی اکسیژن نیز با ترکیب اکسیژن و قلع و تشکیل اکسید قلع (استانو) آغاز می‌گردد .
بخشی از اکسید قلع حاصل تبخیر و بخشی نیز در مذاب قلع حل می‌شود . بخار SnO در نواحی سردتر روی سطح شیشه کندانسه و موجب تشکیل لکه‌های پایدار بر روی سطح شیشه می‌شود . اکسید قلع محلول پس از رسیدن به حد اشباع از مذاب قلع خارج و به صورت اکسید استانیک روی سطح مذاب قلع شناور گشته و سطح زیرین نوار شیشه را آلوده و کدر می‌کند . از همان ابتدای شکل‌گیری این تکنولوژی برای کاستن از مسأله آلودگی اکسیژن ، تنها راه عملی جلوگیری از ورود اکسیژن به داخل حمام تشخیص داده شد و در این رابطه ضمن کنترل اتمسفر حمام با استفاده از هیدروژن و نیتروژن ، روش‌های دقیقتری برای درزبندی و جلوگیری از نفوذ دیفوزیونی اکسیژن به داخل حمام اتخاذ شد وجود حدود 10 درصد هیدروژن در اتمسفر حمام قلع ، در صورت اکسیژن به داخل حمام با جذب آن و تشکیل مولکولهای H2O ، سیکل آلودگی اکسیژن را متوقف می‌سازد . به هر حال در حال حاضر مسأله آلودگی اکسیژن و گوگرد ، مشکل عمده در تولید شیشه فلوت نمی‌باشد و روش‌های کنترل و محدود کردن آن کاملاً شناخحته شده هستند .
اما آلودگی سطح نوار شیشه به قلع یا اکسید قلع هنوز از مباحث جالب و مورد پیگیری در این صنعت است . بررسی‌های فعلی نشان داده است که در ترکیب صد انگستروم اول سطح شیشه بیش از 30 درصد اکسید قلع وجود دارد . در مواردی آلودگی‌های سطحی اگر چه ممکن است ظاهراً محسوس نباشد ولی در مراحل بعدی کار با شیشه ، بویژه در فرآیندهای تکمیلی مثل تولید شیشه نشکن یا خم برای مصارف ساختمانی یا اتومبیل سبب پیدایش کدری در سطح شیشه می‌گردند .
نتیجه‌گیری :
ابداع فرآیند شناور (فلوت) برای تولید پیوسته نواری از شیشه تخت با دو سطح موازی ، بدون اعوجاج و بدون نوسانات ضخامت ، گنجینه گرانبهایی از انواع کاوشهای علمی و تکنولوژیکی را برای مهندسان و دانشمندان به همراه داشته است . اندیشمندان تلاشهای زیادی کرده‌اند تا جنبه‌های مختلف این فرآیند اعجاب‌انگیز را با استفاده از قوانین فیزیک توضیح دهند .
دستیابی به قانونمندیهای حاکم بر تشکیل نوار شیشه در این فرآیند اکنون عرصه‌های جدیدتری را در تکوین و ابداعات نوین این تکنولوژی ایجاد کرده است و توسعه و تکمیل این تکنولوژی در سالهای اخیر سرعت بیشتری یافته و از شکل اولیه خود بسیار فاصله گرفته است . اکنون نسل جدیدی از واحدهای تولید شیشه فلوت در حال شکل‌گیری است .
ترکیب شیشه :
ترکیب نرمال شیشه با مقدار 9/0 % < Fe2O3 < 08/0 %
|
SO3
|
K2O
|
Fe2O3
|
MgO
|
CaO
|
Na2O
|
Al2O3
|
SiO2
|
|
0.3
|
0.3
|
0.1
|
3.5
|
9.2
|
14.3
|
0.3
|
72.0
|
شخصات مواد اولیه :
خواص فیزیکی و شیمیایی مواد اولیه مورد نیاز
|
الزامات دانه‌بندی
|
مقدار آب
درصد
|
ترکیب شیمیایی
درصد وزنی
|
نام
|
|
بیشتر از 6/0 میلیمتر مجاز نمی‌باشد
1/0 میلیمتر کمتر از 5 % باشد .
|
5
|
SiO2>98
Fe2O3 0.11
Al2O3<0.3
Cr2O3:<5ppm
|
سیلیس
|
|
بیشتر از 0/1 میلیمتر مجاز نمی‌باشد.
2/0 میلیمتر کمتر از 10 % باشد .
|
0/5
|
Na2CO3 98
NaCl<0.3
|
کربنات
سدیم
سنگین
|
|
بیشتر از 2 میلیمتر مجاز نمی‌باشد.
1/0 میلیمتر کمتر از 10 % باشد .
|
0/5
|
CaO 55
Fe2O3<0/12
|
آهک
|
|
بیشتر از 2/1 میلیمتر مجاز نمی‌باشد.
1/0 میلیمتر کمتر از 10 % باشد .
|
0/5
|
CaO 30
Fe2O3<0/12
MgO 20
|
دولومیت
|
|
بیشتر از 5/0 میلیمتر مجاز نمی‌باشد.
1/0 میلیمتر کمتر از 25 % باشد .
|
0/5
|
Al2O3>17
Fe2O3<0/15
SiO2<70
|
فلدسپار
|
|
بیشتر از 1 میلیمتر مجاز نمی‌باشد.
1/0 میلیمتر کمتر از 20 % باشد .
|
0/5
|
Na2SO4 99
NaC1<0.5
|
سولفات
سدیم
|
|
بیشتر از 1 میلیمتر مجاز نمی‌باشد.
1/0 میلیمتر کمتر از 10 % باشد .
|
1 <
|
C 80
Ash<2
|
کربن
|
خلاصه :
در قلب صنعت شیشه جهان ، فرآیند فلوت قرار دارد که توسط پیلکینگتون در سال 1959 بوجود آمد که شیشه شفاف ، رنگی و پوششی دار برای ساختمان و شیشه شفاف و رنگی را برای وسایل نقلیه تولید می‌کند .
این فرآیند ، قادر به ساخت شیشه با ضخامت 6 میلیمتر است و حالا قادر به تولید شیشه‌هایی به ضخامت 4/0 میلیمتر و حتی تا 25 میلیمتر است .
شیشه مذاب ، در تقریباً دمای 1000 درجه سانتیگراد بطور مداوم از کوره روی حمام باریک قلع مذاب ریخته می‌شود . شیشه مذاب روی قلع شناور می‌شود ، به صورت یک سطح صاف روی آن پخش می‌شود . ضخامت شیشه به وسیله سرعتی که نوار شیشه در حال جامد شدن از حمام کشیده می‌شود و کنترل می‌گردد . سپس آنیل می‌گردد (با سرمایش کنترل شده) و شیشه به عنوان محصولی پولیش شده با حرارت که دارای سطوح واقعاً موازی است درمی‌آید .صنعت شیشه
