X
تبلیغات
Iran Glass Industry
تاريخ : دوشنبه سی و یکم خرداد 1389 | 12:53 | نویسنده : علیرضا حسینی
مقدمه: شیشه همانند دیگر مواد سرامیکی ماده ای ترد و شکننده است و در نتیجه استخکام خمشی و کششی آن کم است. هنگامی که این ماده بر اثر ضربه، فشار و یا اختلاف و گرادیان حرارتی در سطح و قسمت های داخلی شیشه ترک برداشته و می شکند به قطعات تیز و برنده ای تبدیل می گردد که بسیار خطرناک می باشند. تمپر کردن در حقیقت روشی است که در این روش همانند آنیلینگ با استفاده از حرارت دادن شیشه و سردکردن کنترلی آن می توان به افزایش استحکام شیشه کمک نمود و هم چنین از تبدیل شیشه به قطعات ریز تیز و برنده جلوگیری نمود.

شیشه تمپر شده استحکامی در حدود دو برابر و یا بیشتر از شیشه های آنیل شده دارد. این شیشه ها پس از شکست به ذرات بسیار ریزی تبدیل می شود که خطرات ناشی از مجروح شدن را کاهش می دهد. کاربرد شیشه های تمپر شده: شیشه نمای سردر، درب های شیشه ای، ورودی ساختمان ها، حمام، حصارهای شیشه ای و کلاً مواردی که نیاز به استحکام بالا و خواص محافظتی دارد.


روش های تمپرینگ:

روش حرارتی:

در این روش یک شیشه آنیل شده؛ تا 680 درجه سانتیگراد حرارت داده شده و به یکباره سرد می شود. اگر سرعت سردکردن بالا باشد، شیشه تا چهار برابر استحکام شیشه های آنیل شده مستحکم می شود و به هنگام شکست به ذرات بسیار ریز تبدیل می گردد. اگر سرعت کردن کمی آرام تر باشد افزایش استحکام تا دو برابر استحکام اولیه خواهد رسید.

روش شیمیایی:

در این روش شیشه درون محلول شیمیایی قرار داده شده تا استحکام مکانیکی آن افزایش یابد. شیشه هایی که تمپر شیمیایی شده اند، خواص مشابهی با تمپر حرارتی دارند اما این نوع شیشه ها کاربردهایی در شیشه های پنجره ندارد ولیکن در صنعت و در جایی که نیاز به شیشه های مستحکم نازک باشد مورد مصرف قرار می گیرد.



فرآیند تمپرینگ:

پروسه و فرآیند تپمرینگ شیشه های معمولی سودالایم بسیار ساده است. برای این کار می بایست شیشه را به صورت یکسان در تمامی نقاط آن تا بالای نقطه نرم شوندگی آن حرارت داد به طوری که شیشه حالت تخت خود را از دست ندهد. پس از حرارت دهی می بایست شیشه سرد شده و این سرد کردن باید به طور یکسان در سطوح بالایی و پایینی صورت گیرد. در این مرحله دمای سطح شیشه نسبت به دمای داخل شیشه کمتر خواهد بود و با توجه به اینکه شیشه تا زیر نقطه نرم شوندگی آن سرد شده است، شیشه به جامدی سخت تبدیل شده است. با سرد کردن بدنه، هنگامی که بدنه شیشه تبدیل به جامد می گردد، قسمت های داخلی شیشه دمای بالاتری نسبت به سطح شیشه دارند و این موضوع موجب می گردد که قسمت های داخلی نسبت به بیرون تحت انقباض قرار بگیرند. این موضوع موجب ایجاد فشار بر سطح و در نتیجه افزایش استحکام شیشه می گردد.

از نظر علمی می دانیم که نقطه نرم شوندگی شیشه در حدود 550 درجه سانتیگراد است. در زیر این دما ما می دانیم که شیشه کاملاً حالت جامد دارد و در بالای این دما حالت شیشه تبدیل به حالت پلاستیک می گردد. اگر در این حالت ما افزایش 9 درجه ای در دما را داشته باشیم شاهد خواهیم بود که ویسکوزیته شیشه نصف می گردد و به راحتی قابلیت شکل دادن پیدا می کند.

برای اینکه به بیشترین سطح تنش (منظورایجاد تنش فشاری در سطح است) در شیشه دست یابیم و در نتیجه عملیات تمپرینگ تحت شرائط استاندارد صورت پذیرد، در هنگامی که ما به سرد کردن شیشه از بالای نقطه نرم شوندگی آن به دمای محیط مشغول هستیم نیاز به ایجاد اختلاف دمایی در حدود 100 تا 170 درجه سانتیگراد بین سطح و قسمت های داخلی شیشه است. (این میزان بسته به استاندارد متفاوت است). در شیشه هایی که ضریب انبساط حرارتی کمی دارند، همانند شیشه های بوروسیلیکات (پیرکس)، سخت شیشه از طریق حرارتی دشوار است.



در فرآیند تمپرینگ در زمان های مختلف چه اتفاقاتی می افتد؟

ثانیه صفر- شیشه وارد کوره نشده است و در نتیجه هنوز بر شیشه هیچ تنشی وارد نمی گردد.

ثانیه 20 – شیشه در درون کوره قرار گرفته و در نتیجه انبساط سطح بر اثر حرارت موجب فشار می گردد.

ثانیه 70 - در این حالت اندک اندک اختلاف دمایی که بین سطح و داخل در ابتدا وجود داشت رو به کاهش می گذارد.

ثانیه 140 – شیشه در بالای نقطه نرم شوندگی خود قرار گرفته است و مشاهده می شود که هیچ تنشی بر شیشه وارد نمی گردد.

ثانیه 160 – شیشه کوینچ می شود.

ثانیه 165 – کوینچ شیشه یه پایان می رسد و کشش کمی در سطح مشاهده می شود.

ثانیه 175 – سرعت سردکردن بالاست و در نتیجه در سطح کشش مشاهده می شود.

ثانیه 230 – دمای نرمالیزاسیون – در این مرحله تنش های نرمال ایجاد می گردد.

ثانیه 320 – شیشه تمپر شده است.

برای یک شیشه 4 میلیمتری و استفاده از کوینچ توسط جریان هوا مطابق استاندارد، نیاز به حدود 5 ثانیه برای ایجاد اختلاف 170 درجه ای بین سطح و قسمت های داخلی شیشه می باشد و قسمت های داخلی شیشه در این مرحله با سرعتی در حدود 12 درجه سانتیگراد بر ثانیه شروع به سرد شدن می کنند. اگر قبل از اینکه مرکز شیشه سخت گردد (565 درجه سانتیگراد)، می خواهیم که به اختلاف دمایی مورد نظر دست یابیم، با توجه به پنج ثانیه زمان سردکردن با سرعت سرد کردن 12 درجه سانتیگراد بر ثانیه (60 درجه سانتیگراد)، می بایست از دمای 625 درجه سانتیگراد آغاز کنیم.

هرچقدر به دماهای بالای 625 درجه سانتیگراد برویم زمان بیشتری برای رسیدن به اختلاف دمایی مورد نظر وجود دارد و در نتیجه نیاز به جریان هوای کمتری برای سرد کردن است. اما مشکل اینجاست که هرچه دما بالاتر می رود شیشه نرم تر می گردد و هم چنین خصوصیت اپتیکی شیشه نیز کاهش می یابد. در زیر 625 درجه سانتیگراد شیشه سفت تر و مستحکم تر است و خصوصیات اپتیکی مناسب تر است، اما زمان کمی داریم و در نتیجه باید از هوای بیشتری برای کوینچ استفاده کنیم تا به اختلاف دمایی مورد نظر دست یابیم. این سرد کردن سریع تر موجب ایجاد تنش های ناپایدار بیشتری در شیشه شده و کیفیت استحکامی شیشه را بهبود می بخشد اما مشکل اینجاست که ممکن است موجب شکسته شدن شیشه بر اثر تنش های وارده بر شیشه در حین کوینچ گردد.

برای دستیابی به دمای برون رفت کوره (Texit)، می بایست دمای کوره را در 625 درجه سانتیگراد تنظیم نمود و شیشه را برای چند ساعت در کوره قرار داد و باید اطمینان حاصل نمود که دمای کوره در این زمان تغییر نمی کند. اما شرایط هیچ گاه به این صورت نمی باشد و بنابراین دمای کوره را بالا می بریم و زمان ماندن در آن دما را کاهش می دهیم. حال با در نظر گرفتن فرمول زیر می توانیم زمان مورد نظر را محاسبه نماییم:



Texit=((TFurnace-Tambient)(1-e-k) + Tambient)/17.5

ضخامت شیشه / زمان ماندن در کوره برحسب ثانیه K=

اگر شرایط حرارتی در سیستم ثابت باشد مقدار 5/17 در فرمول بالا به 2/11 تبدیل می گردد.



حال بسته به زمان ماندن در کوره و شرایط دیگر این میزان سنجیده می شود. هرچقدر دمای برون رفت شیشه با دمای کوره نزدیک تر باشد حرارت دهی کوره آرام تر صورت می پذیرد و در نتیجه یکسانی دمایی بیشتری در شیشه ایجاد می گردد

کوره های مورد استفاده تمپرینگ:

کوره های تمپرینگ از نوع کوره های رولری بوده و رولرهای آن می تواد از نوع فیوز سیلیکا انتخاب گردند. استفاده از رولرهای فیوز سیلیکای توخالی برای کوره های تمپرینگ مزیت هایی دارد که در زیر آورده شده است:



استحکام مکانیکی مناسب

مقاومت به شوک حرارتی بسیار خوب و حالت هموژن و یکدست سیلیکا

مقاومت شیمیایی بالای آن و عدم واکنش آن با شیشه در طول فرآیند تمپرینگ

ذخیره سازی حرارتی کم آن و در نتیجه کاهش زمان افزایش دما در آن

وزن کم آن و در نتیجه آسانی شریط نگهداری

قابلیت استفاده تا دمای 800 درجه سانتیگراد





باتوجه به اینکه مقداری از حرارت از طریق تشعشع به سیستم منتقل می گردد در شیشه های مختلف، زمان حرارت دهی متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال در شیشه های کم گسیل با توجه به اینکه تابش گرمایی به دلیل وجود لایه های پوششی به خوبی انجام نمی گیرد، زمان حرارت دهی افزایش می یابد. در سیستم های حرارتی FCH با توجه به اینکه انتقال حرارتی به وسیله همرفت یا جابجایی به میزان زیادی صورت می گیرد زمان گرمادهی از حدود 40 ثانیه برای هر میلیمتر ضخامت شیشه به حدود 33 تا 30 ثانیه برای هر میلیمتر کاهش می یابد.



شکل 2- منحنی گرمادهی برای شیشه های شفاف و کم گسیل در دو نوع کوره اشاره را نشان می دهد.



شکل 3- نمایش یک سیکل کامل تمپرینگ.



هنگامی که یک شیشه در کوره قرار داده می شود، در ابتدا دمای قسمت های مرکزی شیشه از قسمت های سطح شیشه پایین تر است و موجب می شود که سطح شیشه تحت فشار قرار بگیرد (در این حالت تنش ایجادی همانند شیشه های تمپرشده است) و در نتیجه شیشه بسیار مستحکم است. در شیشه های ضخیم (ضخامت بیش از 10 میلیمتر)، تنش ایجاد شده در حین عملیات تمپرینگ زیاد شده و اگر درز و یا ترکی در شیشه وجود داشته باشد شیشه ممکن است بشکند و اگر این اتفاق بیفتد شیشه به به قطعات بسیار ریزی تبدیل می گردد.

هنگامی که شیشه در دمای بالای نقطه نرم شوندگی اش حرارت می بیند، حالت پلاستیک در آن اتفاق می افتد و تنش های موجود در شیشه آزاد می گردد. اگر دمای حرارت دهی شیشه به دماهای بسیار بالاتر از نقطه نرم شوندگی اش برسد، شیشه بسیار نرم شده و در نتیجه گوشه ها و لبه های آن خم می شود و در نتیجه شیشه ما در نهایت یک شیشه موج دار خواهد بود. هم چنین اگر رولرها به خوبی هم مرکز نشده باشند، این موضوع نیز باعث توزیع موج در شیشه می گردد.

هنگامی که شیشه وارد مرحله کوینچ می شود، سطح شیشه به سرعت سرد می شود اما قسمت های داخلی شیشه حرارت خود را آرام تر از سطح خارج می کنند. برآیند تفاوت حرارتی در سرد کردن شیشه است که میزان تنش نهایی در شیشه را مشخص می کند.

ایجاد اختلاف دمایی بین سطح و مرکز شیشه در شیشه های ضخیم، قیل از اینکه شیشه سخت شود آسان است و در نتیجه می توان شیشه را در دماهای پایین تر از کوره خارج نمود. هم چنین فشار هوای لازم برای کوینچ در این شیشه ها نسبت به شیشه های نازک، به مراتب کم تر است. این به این معنی است که فشار هوای سردکردن، که موجب رسیدن دمای شیه به دمای اطاق می گردد بسیار بیشتر از فشار هوای کوینچ است. اگر فشار هوای کوینچ به اندازه فشار هوای سرد کردن افزایش یابد؛ تنش های کششی زیادی در سطح ایجاد می شود که ممکن است موجب ایجاد ترک در قطعات شیشه ای در حین سرمایش گردد.



از چه میزان فشار هوا باید در کوینچ استفاده نمود؟

موارد زیر همگی بر روی این موضوع تاثیرگذارند:

طراحی محفظه نازل پاشش هوای کوینچ، دانسیته شیشه، دانسیته و دمای هوای پاشش.

در حقیقت کار سیستم فشار هوای کوینچ به این صورت است که مقداری هوای سرد را برحسب کیلوگرم بر ثانیه بر روی شیشه می پاشد و موجب خروج گرما از شیشه شده و هم چنین با جایگزینی هوای گرم با هوای سرد و تازه بازدهی سیستم را افزایش دهد. مقدار انرژی که از شیشه خارج می شود به ضریب انتقال حرارتی مشهور است. در سیستم های قدیمی کوینچ نیاز به حدود 97/6 کیلوپاسکال (28 Inch water column)برای تمپر شیشه 4 میلیمتری بود. بازده سیستم های امروزی بهبود یافته و این میزان به حدود 73/3 کیلوپاسکال (15 Inch water column)رسیده است. با افزایش ضخامت شیشه میزان فشار هوای مورد نیاز کاهش می یابد.

در کوینچ استاندارد برای شیشه های با ضخامت بیش از 4 میلیمتر میزان فشار هوای مورد نیاز به شرح زیر است:

شیشه 5 میلیمتری: 28*(4/5)^3=14.34 in wg

شیشه 6 میلیمتری: 28*(4/6)^3=8.29 in wg

شیشه 10 میلیمتری: 28*(4/10)^3=1.79 in wg

شیشه 15 میلیمتری: 28*(4/15)^3=0.53 in wg



در کوینچ با بازدهی برای شیشه های با ضخامت بیش از 4 میلیمتر میزان فشار هوای مورد نیاز به شرح زیر است:

شیشه 5 میلیمتری: 15*(4/5)^3=7.68 in wg

شیشه 6 میلیمتری: 15*(4/6)^3=4.4 in wg

شیشه 10 میلیمتری: 15*(4/10)^3=0.96 in wg

شیشه 15 میلیمتری: 15*(4/15)^3=0.28 in wg



ثابت کوینچ (Qc) می تواند طبق فرمول زیر محاسبه شود:

Qc = P * (a)^3 e.g. 28 * 4^3 = 1792

P فشار و a ضخامت شیشه است.

محاسبه فشار برای شیشه های دیگر ساده است:

Qc/a e.g. 1792/10^3 = 1.79 in wg

همانگونه که اشاره شد دانسیته شیشه بر روی میزان خروج حرارت از شیشه تاثیرگذار است. دانسیته هوا در حالت استاندارد در یک روز با 15 درجه سانتیگراد دما، 1013 میلی بار می باشد که برابر 224/1 کیلوگرم بر مترمکعب می باشد که هم دما و هم فشار هوا بر دانسیته تاثیر می گذارد.

دانسیته در صفر درجه سانتیگراد= دانسیته در 15 درجه سانتگراد * (15+273)/ (0+273) با افزایشی در حدود 5/5 درصد

هم چنین فشار هوای جوی اعم از کم فشار و پرفشار نیز بر روی دانسیته هوا تاثیرگذار است:

در یک روز پرفشار:

دانسیته در 1040 میلی بار = دانسیته در 1013 میلی بار * 1040 / 1013 با افزایشی در حدود 7/2 درصد

بنابراین میزان سرعت فن سیستم بسته به پرفشار بودن و کم فشار بودن هوا می بایست کم و یا زیاد گردد تا میزان نهایی جریان هوایی که به شیشه برای سرد کردن آن دمیده می شود در هر دو حالت یکسان بماند
 


تاريخ : دوشنبه سی و یکم خرداد 1389 | 12:49 | نویسنده : علیرضا حسینی


تاريخ : دوشنبه سی و یکم خرداد 1389 | 12:45 | نویسنده : علیرضا حسینی



تاريخ : دوشنبه سی و یکم خرداد 1389 | 12:43 | نویسنده : علیرضا حسینی

مذاب در زمان ریزش بر روی قلع مذاب به صورت پیازچه پخش و در انتهای حمام قلع به صورت صلب در دمای حدود ۶۱۰ درجه خارج می گردد



تاريخ : دوشنبه سی و یکم خرداد 1389 | 12:40 | نویسنده : علیرضا حسینی



تاريخ : دوشنبه سی و یکم خرداد 1389 | 12:25 | نویسنده : علیرضا حسینی

فرایند شکل دهی شیشه فلوت

فرایند فلوت یا شیشه شناور به معنای فرایند جهت ساخت شیشه تخت بر روی سطح قلع مذاب می باشد.ظهور این فرایند همانند یک انقلاب در صنعت شیشه تخت دنیا محسوب میگردد بطوریکه ساخت سنتی شیشه تخت را دگرگون نمود و تصویری متفاوت از ساخت شیشه تخت ارائه نمود در حال حاضر فرایند فلوت اولویت جهانی یافته است.

در برخی کشورها بازدهی شیشه فلوت تقریبا80% کل تولید شیشه تخت و حتی تا 100% دنیا را شامل می شود.

مزایای فرایند شیشه فلوت:

فرایند فلوت روش پیشرفته تولید شیشه تخت در مقایسه با سایر روشها است و دارای مزایای ذیل است

الف:کیفیت کامل شیشه:

این مطلب به عنوان یک حقیقت شناخته شده است که در هر فرایند تولید شیشه تخت نیروی کشش سطحی مخصوصاً نیروی کشش سطحی شیشه به عنوان نیروی اصلی عمل می نماید .زمانیکه شیشه مذاب در فرایند شکل دهی سرد می گردد نیروی کشش سطحی شیشه مذاب سبب بو جود آمدن یک سطح نرم و تخت می شود.

مشکل کلیدی و مهم این است که در فرایند های قدیمی نیروی کشش سطحی نمی تواند نقش کامل خود را در بوجود آمدن سطح نرم و تخت در محدوده درجه حرارت شکل گیری شیشه ایفاء نماید.برای مثال در روش فورکلت در زمان و مسافت کوتاه از دهانه دبی توز[1] تا اولین زوج غلطک های نسوز قسمت ماشین درجه حرارت از°C 900  به°C 500 کاهش می یابد که حدود °C 400 را شامل می شود در این مورد نیروی کشش سطحی شیشه نمی تواند کاملاً عمل نماید .مضافاً اینکه به منظور تثبیت لبه های ورقه شیشه سرد می شود که به نوبه خود سبب اختلاف درجه حرارت زیادی در عرض ورقه شیشه گشته و در نهایت منجر به اختلاف گرانروی یا ویسکوزیته می شود.همزمان با سرد شدن،ورقه شیشه به طور غیر همگنی سرد خواهد شد و بروز موج و اختلاف ضخامت در عرض شیشه پدید خواهد آمد .فرایند فلوت بصورت کاملی براین مشکلات فائق آمده است .از آنجائیکه شیشه فلوت بر روی بستر قلع مذاب که سطحی آئینه ای دارد شکل می پذیرد و وزن شیشه مذاب نیز توسط مذاب قلع تحمل میگردد ضرورتی به سرد کردن شیشه جهت افزایش ویسکوزیته وغالب آمدن به نیروی وزن نمی باشد .بنابراین کاملاً امکان پذیر خواهد بود که درجه حرارت شیشه را یکنواخت نگه داریم و سبب شود ورقه شیشه انقباض یکنواختی پیدا نماید که در نتیجه ورقه شیشه دارای سطحی فوق العاده صاف می گردد که می توان آن را با شیشه ای که از فرایند سایش و صیقل به دست می آید مقایسه نمود .اختلاف ضخامت در عرض شیشه فلوت به مقدار حداکثر 1/0 میلیمتر است که به هیچ وجه با سلیر فرایند های قابل دستیابی نیست.شیشه فلوت قادر بوده است به طور کامل شیشه صیقل شده را [2]  جایگزین نماید. شیشه فلوت را می توان سکوریت،طلق دارو دوجداره نمود که برای مصارفی از قبیل صنایع اتومبیل،هواپیما سازی،قطار و ساختمانهای بلند بکار گرفت.

ب:سرعت کشش و ظرفیت تولید بالا:

سرعت کشش شیشه با ضخامتmm 3 در فلوت 700تا 900 متردر ساعت و با ضخامتmm2 متر در ساعت است.در حال حاضر ظرفیت تولید فلوت بزرگ 700-500 تن در روز است و بالاترین ظرفیت فلوت می تواند تا 1000-900 تن در روز هم برسد که تقریباً معادل ظرفیت سه کوره روشهای قدیمی یا 9 عدد ماشین فورکلت در هر کوره می باشد .این تفاوت بدین معناست که در شیشه فلوت بیشترین راندمان و کمترین هزینه قابل دستیابی است.

ج: تولید شیشه فلوت به معنای یک کوره و یک خط تولید است .بنابراین به آسانی مکانیزه و اتوماتیک نمودن تولید امکان پذیر است بطوریکه یک مرکز کامپیوتری می تواند کل خط را اداره نماید .شیشه فلوت از جانبی  به معنای استفاده از نیروی انسانی کمتر است،راهبری خط آسان و شرایط راهبری بهتر است.ولی بهرحال بایستی توجه داشت که تولید شیشه فلوت نیاز به ثبات شرایط راهبری، ثبات سطح بار ،ثبات درجه حرارت و فشار دارد.

د:با شیشه فلوت امکان ساخت محدوده وسیعی از ضخامت شیشه بسیار نازک 7/1 تا 1/1 میلیمتر و بسیار ضخیم 25 تا 30 میلیمتر را تولید نماید.به زبانی دیگر محدوده ضخامت های قابل تولید با فرایند فلوت از1/1 تا 30 میلیمتری می باشد .عرض شیشه تولیدی با روش فلوت معمولاً 5/4تا5/3 و حداکثر 6/5 متر و حداکثر ابعاد قابل تحویل6*3 یا 6*4 مترمربع و یا حتی بزرگتر میباشد.



[1] دبی توز یک قطعه آجر نسوز شناور در قسمت کشش در شیشه مذاب است که شیشه کشیده شده از شکافی که در آجر تعبیه شده است تامین می گردد.

[2] PLATE GLASS



تاريخ : دوشنبه بیست و چهارم خرداد 1389 | 13:14 | نویسنده : علیرضا حسینی

Self-Cleaning Glass

Professor Ivan Parkin, University College London

Meera - This week I’m at St Pancras International which reopened in November 2007 after an £800 million restoration. One of the more notable features of this restoration is the glass roof covering the famous Barlow train shed. It’s the first thing that caught my attention as I walked in here. At over 110ft above street level it has an area of more than 10,000m square: using over 17,000 panels of glass. What’s really interesting is that the roof isn’t just made of ordinary glass. The panels have the ability to clean themselves thanks to reactions taking place on the glass at the nano scale. With me at St Pancras is Ivan Parkin, Professor of Materials Chemistry at University College, London to tell me how this self cleaning glass works.

Ivan - The self cleaning glass works under two ways. One is to something called photo-catalysis which is the action of light onto the surface of the glass to basically chomp away or eat the dirt that’s on the surface. The other one’s due to a process known as hydrophilicity. That is that the glass loves water and any rain water impacting on the surface will form sheets and that will wash down any dirt in a uniform fashion.

Meera - What’s on the glass to cause this to happen?

Ivan - There is a coating on the outside surface of the glass and it’s a chemical called titanium dioxide. Titanium dioxide’s an inorganic pigment which is widely used in a whole variety of products: everything from sunscreen where it reflects away some of the sun’s UV rays through to toothpaste through to the whitener responsible for the white colour in white paint o r even in paper. Titanium dioxide’s present as a very thin coating on the outside surface of the glass. It’s got a thickness of about 25nm which, to put  it into context, the thickness of the coating relative to the thickness  of the glass is the same relative ratio as the thickness of the one pence piece  compared to the height of Canary Wharf tower.

Meera - How does this actually work to get rid of dirt coming onto the glass?

Ivan - There’s a twofold mechanism. One: the action of sunlight on the titanium dioxide will generate a species known as electrons and holes. These electrons and holes with a specific property of titanium dioxide can migrate to the surface and they can [start] a process known as oxidation and reduction of any organic material which is present. Effectively what the titanium dioxide does – it absorbs the UV component of sunlight and this causes the degradation and break-down of any organic material, dust or debris which is on the surface of the glass. It converts it into carbon dioxide and water. One of the neat features of this is it works on the bottom of the dirt outwards and so it loosens the dirt on the materials coating by destroying the contact layer of the dirt and the glass.

Meera - What kind of dirt can actually break down? Surely not everything?

Ivan - That’s right. It primarily works on organic dirt or debris. If you have inorganic material on the surface then that can be a problem. For example, if you had a self-cleaning glass which is on a seafront hotel and there was salt spray impacting on the window the self-cleaning glass would really struggle to remove the salt which would be deposited on the surface.

Meera - What then happens to get rid of the dirt?

Ivan - Any rain water impacting on the surface will form a very smooth sheet which will wash things down uniformly. The reason for that is that the action of sunlight on titanium also produces a surface which is very hydrophilic, very water-loving.  Water loves wetting the surface and the action of sunlight generates effectively hydroxyl species on the surface, that it there’s the ability of water to hydrogen bond the glass. That’s why it wets it so effectively. Meera - If it then creates this sheet of water on the surface how does that sheet then go away?

Ivan - It just runs down in a uniform fashion. Instead of getting dirt concentrated on the edges of the little rivulets or droplets and over time it builds up a higher and higher concentration so you kind of get a run-off pattern – the run-off pattern here is very uniform so you can’t actually notice it. Everything is washed down at the same rate but it primarily works only on surfaces which have some form of slant. If you just had a perfectly horizontal surface then it would struggle because there’s no gradient for the water to run off. It would then evaporate and you would still not clean very efficiently.

Meera - That makes a lot of sense because looking at the St Pancras roof, although it’s arched over, every panel of glass has actually been set at an angle.

Ivan - Yes, that’s right. If you look at the panels they probably have at least a 30 degree angle on any one sheet you look at. They’re not only angled in an arch fashion but they’re also concertinaed together in a kind of corrugated fashion so there is a ridgeline which runs down the middle of each pair of panes of glass.

Meera - Will it take a while once the glass has been fitted for the titanium dioxide to soak up enough energy and really kick in?

Ivan - Yeah, typically it will take between 12 hours on a very sunny or wet day all the way through to 24-48 hours to work effectively.

Meera - Can the properties of this coating be used for anything else as well as cleaning windows?

Ivan - Yes, that’s something we’re doing some research into at University College London. That is looking at the antimicrobial properties of these coatings. They actually show some very spectacular properties for destroying bacteria and viruses in the environment. For example, we’ve shown through some work that these coatings can destroy MRSA, E.coli and Chlostridium difficile, for example. Any of those bugs on those surfaces, under the action even sometimes of ring lighting, can be destroyed on these coated surfaces. It’s a way actually, potentially of trying to help alleviate hospital acquired infections which are a massive source of death and also costs for all developed  countries.



تاريخ : دوشنبه بیست و چهارم خرداد 1389 | 13:6 | نویسنده : علیرضا حسینی
استفاده از مواد داراي خواص پيشرفته براي حفظ محيط زيست


    امروزه سلامتي بشر و محيط زيست در معرض خطر انواع مختلفي از آلاينده ها قرار دارد. با پيشرفت تكنولوژي در زندگي روزمره با مواد سمي ناشي از اگزوز ماشين ها، فرمالدهيد، بنزن، انواع قارچ ها و مانند آن روبرو هستيم. آمار و ارقام نشان مي دهد كه تنها در چين سالانه بالاي صدهزار نفر به دليل آلودگي مكانهاي سرپوشيده جان خود را از دست مي دهند. بررسي200 اتومبيل جديد نشان داد كه90 درصد اين محصولات داراي گازهاي خروجي بسيار سمي و مرگبار هستند. بنابراين پيدا كردن راهكاري براي پالايش محيط زيست، هدفي است كه بسياري از دانشمندان در سراسر جهان براي رسيدن به آن تلاش مي كنند.
    در اين ميان، تكنولوژي جديدي با عنوان فتوكاتاليست (Photocatalyst) مورد توجه بسياري قرار گرفته است. واژه فتوكاتاليست در اصل به معني شتاب بخشيدن به يك واكنش فوتوني توسط كاتاليست است. به طور
    دقيق تر، كاتاليست در شرايط تهييج شده يا عادي خود از طريق ميان كنش با مواد واكنشگر يا محصولات اوليه، واكنش فوتوني را تسريع خواهد كرد. كاتاليستها انواع مختلف دارند. بهترين راه براي تميز كردن آبهاي آلوده استفاده از كاتاليستي است كه براي تعداد زيادي از آلاينده ها كاربرد داشته باشد. در چنين شرايطي اكسيدهاي فلزي مثل ZnO، Wo3 و TiO2 بهترين گزينه هستند و مطالعات نشان داده كه در اين ميان اكسيد تيتانيم نسبت به بقيه برتري دارد.
    در سال1972 هنگاميكه پروفسور فوجي شيما و دانشجويش هوندا مشغول انجام آزمايش بودند به پديده عجيبي برخوردند. آنها مشاهده كردند كه به هنگام قرار دادن الكترودهايي از جنس TiO2 و Pt در آب، مداري تشكيل مي شود كه بدون اعمال جريان الكتريسيته از بيرون، و تنها در معرض نور مي تواند آب را به اكسيژن و نيتروژن تجزيه كند. به دنبال اين پديده هوندا كشف كرد كه TiO2 خاصيت اكسيدكنندگي قوي دارد. بنابراين مطالعات خود را بر روي اثر اين ماده ارزشمند در پديده هاي زيست محيطي مانند
    استريليزه كردن، گندزدايي و حذف آلودگي ها معطوف كرد. محصولات جديد اين فناوري داراي اثرت ضد باكتريايي است و بنابراين يكي از پيشرفته ترين ابزار براي ضد عفوني كردن فضاها و يكي از شاخه هاي اصلي مورد مطالعه در صنعت مواد است.
    هم اكنون بيش از5 سال است كه توليد تجاري فتوكاتاليست ها در اروپا، امريكا، ژاپن و كره انجام مي شود. بخصوص در ژاپن از اين پديده در صنايع مختلف استفاده مي شود. آمار بازار تجارت ژاپن نشان مي دهد، پس از ظهور اولين يافته ها مربوط به خاصيت فتوكاتاليستي TiO2 در سال1970، تا سال1990 فتوكاتاليستها جنبه يك كالاي تجاري را به خود گرفتند. از فروش آزمايشي اين محصول0/2 ميليارد ين در سال1997، 1/2 ميليارد ين در سال1998، 4 ميليارد ين در سال1999 و بالغ بر100 ميليارد ين در سال2001 حاصل شد. اين آمار نمايانگر رشد چشمگير تقاضاي اين محصول در بازار جهاني است. پيش بيني مي شود كه تا سالهاي آينده در ژاپن اين رقم بين100 تا500 ميليارد ين افزايش يابد.
    خاصيت فتوكاتاليستي TiO2
    امروزه فتوكاتاليستهاي نانومتري از ذرات TiO2 با اندازه دانه 20nm ساخته مي شود. پس از جذب UV اشعه خورشيدي توسط اين ذرات، الكترونهاي آنها توسط انرژي UV به تحرك در آمده و از مدار خود خارج مي شوند، كه نتيجه آن بر جاي گذاشتن حفراتي است كه قابليت اكسيدكنندگي بسيار بالايي دارند. در عين حال الكترون ها كه خاصيت احيايي قوي دارند، پس از تماس با H2O و O2 هوا مطابق واكنش زير راديكالهاي آزاد اكسيژني و هيدروكسيدي ايجاد مي كنند. اين راديكالهاي آزاد خاصيت اكسيدكنندگي بالايي داشته و قادر خواهند بود كه مواد آلاينده، دود و باكتريهاي مضر را به مواد بي ضرري مانند H2O و Co2 تجزيه كنند.
    سري واكنشهاي زير براي خط سير فتوكاتاليستي در محيط آبي ارايه شده است.
    
    

    در نتيجه، راديكال هاي تشكيل شده در نقش يك اكسيد كننده قوي با تركيبات آلي واكنش مي دهند.
    كاربردهاي فتوكاتاليستي TiO2
    محققان از اكسيداسيون فتوكاتاليستي براي شكستن و از بين بردن بسياري از آلاينده هاي ارگانيك (آلي) و تبديل آنها به Co2 و آب استفاده
    مي كنند. اين روش براي تصفيه آب آشاميدني، از بين بردن باكتريها و ويروسها و جدا كردن فلزات از جريان فاضلابها بكار مي رود.
    در مورد تصفيه آب، تحقيقات نشان داد كه هيدروكربنهاي آليفاتيك كلردار با استفاده از اين روش كلرزدايي شده و به Co2 و H2O شكسته
    مي شوند. علاوه براين بسياري از آروماتيك ها كه در برابر واكنشهاي اكسيداسيوني معمولي مقاوم هستند به راحتي از بين مي روند. مواد شيميايي ديگري كه به اين روش از آبهاي آلوده جدا مي شوند، عبارتند از:
    
    
    
نحوه عملكرد فتوكاتاليستيTiO2 در تصفيه آب و هواي آلوده
    در روش تصفيه فتوكاتاليستي آب هاي آلوده،TiO2 بصورت پودر به آب اضافه مي شود و يا آنكه برروي يك زمينه پوشش داده شده و آب از روي آن عبور داده مي شود. در حالت اول به يك سيستم بازيابي نياز خواهد بود تا كاتاليست دوباره قابل استفاده شود. تحقيقات نشان مي دهد كه فتوكاتاليست اكسيد تيتانيوم نه تنها آلودگي هاي ذكر شده، بلكه تركيبات رنگي و بدبو را نيز از بين مي برد.
    تصفيه هواي آلوده، اغلب موثرتر از آبهاي آلوده است. زيرا سينتيك فاز گازي اين امكان را مي دهد كه واكنشها سريعتر از فاز مايع رخ دهد. در فرآيند تصفيه هوا، TiO2 بايد بر روي سطحي به صورت معلق قرار گيرد، تا جريان گاز از روي آن عبور كرده و واكنش انجام شود. اين سطح معمولاً به صورت ماتريسي با مساحت سطح بالا است كه در معرض تابش اشعه UV قرار دارد.
    يكي از كاربرهاي اخير فتوكاتاليست TiO2، اكسيداسيون تري كلرومتان (CHCI3) است. تري كلرومتان يكي از تركيبات سرطان زاي كلروفرم است كه از انحلال مواد آلي در حين فرايند سنتي كلرينه كردن آب بوجود مي آيد. اين فرايند تصفيه فتوكاتاليستي در جريان تحقيقي كه در دانشگاه نورث كارولينا انجام شد بسيار مفيد نشان داده شده است. در اين تحقيق مشخص شد حضور همزمان تابش نور و TiO2 ، باعث توليد يون كلر و ناپديد شدن كلروفرم مي شود. معادله عمومي شكستن كلروفرم بصورت زيرارايه مي شود.
    
    اكسيژن مورد نياز اين واكنش از طريق هوا دهي داخل آب آلوده تأمين مي شود. در اين واكنش يون كلر توليد شده با هيدروژن تركيب ايمن تر HCL را تشكيل مي دهد. نتايج نشان مي دهد استفاده همزمان هر دو فرآيند هوا دهي و فتوكاتاليستي نتايج بسيار رضايت بخشي از حذف تري كلرومتان را در بر دارد.
    از ديگر كاربردهاي اكسيد تيتان، استفاده از خاصيت آب دوستي (Hydrophilicity) آن به هنگام تابش UV است. سطح TiO2 در معرض اشعه UV آبدوست مي شود، كه اين خاصيت از مه گرفتگي به عنوان مثال شيشه و آينه ها جلوگيري مي كند. هنگاميكه هواي مرطوب در تماس با آينه يا شيشه قرار مي گيرد، قطرات كوچك آب تشكيل مي شود، و شئ مه گرفته مي شود، اما در شيشه ها و آينه هايي كه با TiO2 پوشش داده شده اند آب يك لايه پيوسته و مسطح را تشكيل مي دهد كه به دنبال آن مه گرفتگي وجود نخواهد داشت. علاوه براين كثيفي روي سطح به آساني با آب از بين مي رود، كه اين خاصيت »خود پيرايي« (self- cleaning) ناميده مي شود. از اين خاصيت براي تميز نگهداشتن ساختمانها استفاده مي شود، به اين ترتيب كه مواد ساختماني مانند كاشي ها و سنگ هاي نما را قبل از استفاده با اكسيد تيتانيم و مانند آن پوشش دهي مي كنند و به اين ترتيب مواد ياد شده تنها با استفاده از آب به راحتي قابل تميز شدن خواهند بود.
    
    
    
استفاده از نانو تكنولوژي در بهبود خاصيت فتوكاتاليستي TiO2
    نانو تكنولوژي تنها به ذرات بسيار كوچك مربوط نيست، بلكه يك دانش انقلابي و هنر دستكاري ماده در مقياس اتمي يا مولكولي است. محققان در حوزه هاي مرتبط با نانو مواد، نيازمند روشهاي پيشرفته ساخت مواد هستند كه از اشتراك فرايندهاي بالا به پايين و پايين به بالا حاصل مي آيد.
    زماني كه ماده به اندازه 1-100nm كوچك شود، بسياري از خواص آن تغيير كرده و خواص منحصر به فردي كه از هر دو حالت ماكرو و تك اتم متفاوت است، پيدا مي كند. دليل اين امر، اثرات كوانتومي، محدوديت
    منطقه اي ماده، و تأثيرات فصل مشترك است. هدف نهايي تكنولوژي نانو توليد محصولاتي با كاربري ويژه و خواص فيزيكي و شيميايي جديد است. به عنوان مثال دست يابي به استحكامي10 برابر بيشتر از آهن، بسيار آسان خواهد شد، تمامي اطلاعات يك كتابخانه در يك تراشه (chip) به اندازه حبه قند قابل جمع آوري، و تومور هايي به اندازه چندين سلول قابل شناسايي خواهد بود.
    مشخصات فتوكاتاليستي اكسيد تيتانيم نيز به كمك نانو تكنولوژي پيشرفت چشمگيري كرده است. در مقياس نانو، نه تنها مساحت سطح ذرات اكسيد تيتانيم افزايش قابل ملاحظه اي مي يابد، بلكه اثرات ديگري برروي خواص نوري و الكترومغناطيسي خواهد داشت. آزمايشات نشان مي دهد با كاهش سايز ذره TiO2 و افزايش پتانسيل اكسيداسيون- احيا، سرعت واكنش فتوكاتاليستي افزايش چشمگيري خواهد داشت. حتي در برخي شرايط انرژي ساطع شده از هر منبع نوري در محيط مي تواند به جاي تابش اشعه ماوراء بنفش (UV) منبع انرژي مؤثري براي فتوكاتاليست باشد. بنابراين انتظار مي رود در آينده اي نزديك بتوان با استفاده از تكنولوژي نانو، موادي با خواص عالي و منحصر به فرد تهيه و كارهاي غيرممكن را ممكن كرد.
    


تاريخ : یکشنبه بیست و سوم خرداد 1389 | 10:11 | نویسنده : علیرضا حسینی

Oxygen Burner

Oxygen Burners with adjustable flame pattern due to double impulse gas lance

 

Oxygen Burners with adjustable flame pattern due to regulating oil lance

 

 

Oxygen GasOxygen Gas Burners installed on Furnace Burners installed on Furnace

 

http://www.hotwork.ag/typo/hotwork/glass-industry/combustion-technology/oxygen-burner.html



تاريخ : پنجشنبه بیستم خرداد 1389 | 20:2 | نویسنده : علیرضا حسینی

Furnace Heating Up with Gas and / or Oil

Over the past 30 years, the method of heating glass furnaces from new or after repair, using High Velocity gas or oil burners strategically deployed via the furnace walls have become universally accepted as the most effective method of taking a glass-melting furnace from ambient to a temperature at which the furnace burners can be safely introduced.

This is the (basic) system which Hotwork International have used since 1964, although in the intervening period many improvements and sophistications have been carried out as general engineering technology has advanced.

Modern Refractory, although having better characteristics in terms of erosion-resistance and more uniform expansion coefficients, also tend to be more sensitive to thermal shock, necessitating a careful, gradual and uniform initial heating. Hotwork International lean towards a more careful approach on the premise that most customers would prefer a furnace producing glass in optimum condition, maximising the potential furnace life.

To this end, Hotwork International, when proposing a furnace heating cycle, give consideration to the expansion characteristics of the furnace materials. In order that a furnace is made available for production in a state of optimum integrity, it is vital that furnace and regenerator tie-rod and pressure bolt adjustments are properly, thoroughly and carefully made in a continuous and progressive manner. Failure to properly acquit this task will result in a furnace with gaps in the walls and an uneven crown configuration, both of which will compromise the ultimate longevity of the furnace. As each Hotwork International field technician is involved in some 20 or more furnace heating operations annually, they accrue a unique insight into the behaviour of furnace materials during initial heat-up, and are highly experienced in actions necessary to correctly control furnace expansion.

As a result, Hotwork International can confidently offer their services for the control of furnace expansion as a supplementary service to the heat-up. Hotwork International will always take into consideration any special characteristics of each individual furnace when submitting their proposals to a customer. Such attention to detail is important if the furnace is to be brought into production in the best possible condition.

This latter objective is always our prime consideration.

Our field technicians are trained and urged to consult with the site technical personnel at all stages and on all matters, in order that the heat-up runs smoothly and that there is a continuous and correct interface of the divers necessary actions during the heat-up period.



تاريخ : پنجشنبه بیستم خرداد 1389 | 10:24 | نویسنده : علیرضا حسینی

Building the Solar Cell requires a conductive glass plate which has been coated with Titanium Dioxide (TiO). Teachers may perform the coating of the glass plates, using the procedures described in the references at the end of this page.

Depositing the nanocrystalline TiO film requires the preparation of a solution containing commercial colloidal TiO powder, the masking of a cleaned conductive glass plate, and the application and distribution of the solution on the conductive glass plate, followed by the sintering of the resulting thin film layer. The following photographs illustrate the steps in this procedure.

Grinding Nanocrystalline TiO2 Powder  

Grinding Nanocrystalline Ti0 Degussa P25 Powder in mortar and pestle while adding solvent.

Spreading TiO2 solution with glass rod  

Using glass rod to spread Ti0 solution on masked conductive glass.

Firing TiO2 film  

Firing Ti0 film at tip of flame (450 degrees Centigrade) for 10-15 minutes. Staining with dye will take place after cooling. All of these procedures should not be attempted without the help and guidance of an adult who understands basic chemical safety practices.


For more information on the procedure, see:

  • Greg P. Smestad and Michael Graetzel, "Demonstrating Electron Transfer and Nanotechnology: A Natural Dye-Sensitized Nanocrystalline Energy Converter," Journal of Chemical Education, Vol. 75, pp 752-756, June 1998. See the online version of the abstract of this article, or download the 1.3MB PDF file of the entire article. (Requires Adobe Acrobat reader - See Note.)

  • Greg P. Smestad, "Education and solar conversion: Demonstrating electron transfer", Solar Energy Materials and Solar Cells, Vol. 55, Pgs. 157-178, 1998. Download the 62K PDF file of the abstract of this article. (Requires Adobe Acrobat reader - See Note.)

  • N.J. Cherapy, G.P. Smestad, M. Graetzel and J.Z. Zhang, "Ultrafast Electron Injection: Implication for a photoelectrochemical Cell Utilizing an Anthocyanin Dye-Sensitized TiO Nanocrystalline Electrode," Journal of Physical Chemistry B, Vol. 101, No. 45, Pgs. 9342 - 9351, Nov. 6, 1997. Download a 540K PDF file of this document. (Requires Adobe Acrobat

http://www.solideas.com/solrcell/coatglas.html



تاريخ : چهارشنبه نوزدهم خرداد 1389 | 23:6 | نویسنده : علیرضا حسینی

asia.cnet.com


تاريخ : سه شنبه هجدهم خرداد 1389 | 14:54 | نویسنده : علیرضا حسینی


تاريخ : دوشنبه هفدهم خرداد 1389 | 9:48 | نویسنده : علیرضا حسینی

Hot Repair - Ceramic Welding Service

A glass melting Furnace is constantly subjected to different types of erosions and other problems during its campaign, which often lead in major Furnace damages. Cold repairs, apart from being costly, are also associated with large non production periods. Hot Repair solutions are preferred to extend the Furnace life without interrupting the production.

Beginning of 2008, Hotwork International established a Hot Repair Department for the Glass Industry providing also Ceramic Welding solutions. Ceramic Welding can be used for preventive maintenance or in case of emergency refractory repairs.

Principle of Ceramic Welding

  • A mixture of ceramic and metallic particles are driven by oxygen flow and projected on to the hot Refractory Surface which requires the Repair.
  • The exothermic Reaction at the point of impact melts the projected powder and the Refractory Surface, creating a bond very similar to the effect of metallic welding.
  • It results in a fusion, bound to the Refractory.
  • Gaps and holes are filled up with the Ceramic Welding powder until the original state.
  • The Ceramic Welding is operated from the furnace outside with long welding lances.
  • These welding lances are custom made in our workshops to fit any requirement.
  • The nozzle of the lance can be angled in order to reach any position and to weld in to any direction.
  • During the operation of Ceramic Welding our crew can look inside the furnace directly or if required via Camera Lanes or through endoscopes.
  • All equipment, material, lances, machines are maintained in our workshops and pre tested to any operation by our high quality standards.

Hot Repairs and Ceramic Welding are available for

  • all types Glass melting Furnaces
  • all types of Refractory e.g.:
    • AZS
    • Silica
    • Mulite
    • Alumina

If required a special Cleaning Lance is available to clean damaged spots before welding takes place. This enables the welding powder to fuse on a clean surface better than on the damaged refractory. These lances can also create Anchor points , increasing the stability of the welded section.

Welding Machines

Modern Technology Welding Machines and professional welders assure high quality hot repairs.

  • Oxygen consumption is low compared to other systems
  • Material flow can be adjusted up to 2 kg/min, however lab tests have shown quality loss in welding result at this application speed
  • Optimal material flow, depending on type of repair, has been determined at 0,75 to 1,25 kg/min.
  • Modern electronics guarantee same quality standard for all repair areas
  • Automatically control of optimum relation between material, oxygen volume and speed
  • The welding machines full fill all safety measures.
  • Linear adjusting of material flow

Inspection of the Furnace condition prior to Hot Repair

Furnace Inspection with water cooled Camera Lances allows the Hot Repair engineers to indentify damages on the inner furnace as well as potential Damage. The Camera Lances are used with different lenses and angles enabling a wider range of observation and therefore obtaining more precise information.

After Inspection has been made and damages have been identified, the Furnace operator will receive a detailed report and evaluation including repair solutions and recommendations.

Hydraulic Chainsaw

The Team is equipped with a wide range of tools to work free and easily at any Furnace. In order to install the welding equipment and to enter the Furnace with the welding lance, a special Hydraulic Chainsaw can be used. With its diamond cutting chain, the crew is able to set up an opening at any position on the furnace in a very short time. This opening can be closed easily because of the precise cut.

Furthermore the Chainsaw can be used to cut any refractory in hot and cold condition for any repair, replacement or installation.

Refractory cutting of a AZS Furnace Tank after Furnace Draining

Refractory Cutting in hot and cold condition for any kind of Refractory – here AZS blocks prior to furnace installation.

 Diffrent types of welding machines

  • The welding machines apply all safety measures.
  • Linear adjusting of material flow


  • Modern electronics guarantee same quality standard for all repair areas
  • Automatically control of optimum relation between material, oxygen volume and speed
  • Oxygen consumption is low compared to other systems
  • Material flow can be adjusted up to 2 kg/min, however lab tests have shown quality loss in welding result at this application speed
  • Optimal material flow, depending on type of repair, has been determined at 0,75 to 1,25 kg/min.


تاريخ : دوشنبه هفدهم خرداد 1389 | 9:34 | نویسنده : علیرضا حسینی
{img_a}

طاق کوره که مورد حمله مواد خورنده کوره قرار گرفته است.



تاريخ : یکشنبه شانزدهم خرداد 1389 | 23:53 | نویسنده : علیرضا حسینی
{img_a}

{img_a}

www.heattechnologies.com

 



تاريخ : یکشنبه شانزدهم خرداد 1389 | 23:51 | نویسنده : علیرضا حسینی
{img_a}

www.hotwork.ag

{img_a}

www.lubisol.ttm.bg



تاريخ : یکشنبه شانزدهم خرداد 1389 | 12:5 | نویسنده : علیرضا حسینی

The Solvay process produces sodium carbonate from salt (sodium chloride) and limestone (calcium carbonate).

In neutral or basic solutions, sodium bicarbonate is less water-soluble than sodium chloride. When carbon dioxide passes through a concentrated solution of sodium chloride and ammonia, sodium bicarbonate precipitates according to the following chemical reaction:

NaCl + CO2 + NH3 + H2ONaHCO3 + NH4Cl

The ammonia is necessary to buffer the solution at basic pH. Without it, a hydrochloric acid byproduct would render the solution acidic, and in acidic solutions, the reaction cannot proceed. In industrial practice, the reaction is carried out by passing concentrated brine through two towers. In the first, ammonia bubbles up through the brine and is absorbed by it. It the second, carbon dioxide bubbles up through the brine and precipitates sodium bicarbonate. Carbon dioxide for this step is produced by heating calcium carbonate:

CaCO3CO2 + CaO

The solid sodium bicarbonate is then filtered out and converted to sodium carbonate by heating it, recovering some carbon dioxide in the process:

2 NaHCO3Na2CO3 + H2O + CO2

Meanwhile, ammonia is recovered from the ammonium chloride byproduct by treating the ammonium chloride solution with the calcium oxide (a strong base) left over from carbon dioxide generation:

2 NH4Cl + CaO → 2 NH3 + CaCl2 + H2O

The recovered carbon dioxide and ammonia are recycled back to the initial brine solution. When properly designed and operated, a Solvay plant can reclaim almost all its ammonia, and consumes only small amounts of additional ammonia to make up for losses. The only major inputs to the Solvay process are salt and limestone, and its only major byproduct is calcium chloride.

History

Soda ash is important to the glass, soap, paper, and textile industries. Historically, it was extracted from the ashes of marine plants such as barilla or kelp or mined from dry lakebeds in Egypt. By the late 1700's however, these sources were insufficient to meet Europe's demand for the chemical, particuarly in Great Britain. In 1791, the French physician Nicolas Leblanc developed a method to manufacture soda ash using salt, limestone, sulfuric acid, and coal. Although the Leblanc process achieved widespread industrial use, the expense of its inputs and its polluting byproducts (including hydrochloric acid gas) made it apparent that it was far from an ideal solution.

In 1811, the French physicist Augustin Jean Fresnel discovered that sodium bicarbonate precipitates when carbon dioxide is bubbled through ammonia-containing brine—the chemical reaction central to the Solvay process. Over the next fifty years, several groups attempted to reduce this reaction to industrial practice, but none succeeded.

In 1861, the Belgian industrial chemist Ernest Solvay turned his attention to the problem. His solution, an 80-foot-tall gas absorption tower in which carbon dioxide bubbled up through a descending flow of brine, together with efficient recovery and recycling of the ammonia, proved effective, and by 1864, Solvay and his brother Alfred had acquired financial backing and constructed a plant in the Belgian town of Charleroi. The new process proved more economical and less polluting than the Leblanc method, and its use spread. In 1874, the Solvays expanded their facilites with a new, larger plant at Nancy. The same year, the British firm Brunner Mond began operation of the first Solvay-based plant in Great Britain, and in 1884, the Solvays opened a joint venture with the American engineer William Cogswell to produce soda ash in the United States. Ludwig Mond of Brunner Mond was instrumental in making the Solvay process a commercial success through several refinements between 1873 and 1880 that removed byproducts that could slow or halt the mass production of sodium carbonate through use of the process. By the 1890s, Solvay process plants produced the majority of the world's soda ash.

In 1938, large natural deposits of the mineral trona were discovered near the Green River in Wyoming. Sodium carbonate can be mined from this source less expensively than it can be produced by the Solvay process, and since 1986, there have been no Solvay-based plants operating in North America. Throughout the rest of the world, however, the Solvay process remains the major source of soda ash.



تاريخ : یکشنبه شانزدهم خرداد 1389 | 11:37 | نویسنده : علیرضا حسینی

کاربرد لیزر در صنعت شیشه (حکاکی شیشه و ظروف شیشه ای)

 گرچه از دستگاه های لیزر برای برش شیشه می توان استفاده کرد، اما به خاطر کیفیت پایین برش لیزری شیشه معمولا از دستگاه های لیزر برای حکاکی شیشه استفاده می شود. حکاکی روی شیشه می تواند برای مقاصد تزئینی یا حک کردن مارک یا لوگو و مانند این ها باشد. موارد کاربرد لیزر در صنعت شیشه را می توان به شرح زیر برشمرد:

حکاکی لیزری در مقابل حکاکی با سندبلاست دارای مزایای زیر است:

  • دقت آن بیشتر و نتیجه کار ظریف تر است.

  • امکان کار بر روی سطوح صاف و مدور وجود دارد.

  • با اسکن تصاویر و تبدیل آن ها به فایل کامپیوتری می توان به سرعت تصاویر مورد نظر را روی سطح شیشه حکاکی نمود.

 

حکاکي تصوير روي شيشه با ليزر حکاکي جام شيشه اي با ليزر
حکاکي عکس عروسي روي شيشه کاربرد لیزر در صنعت شیشه

 



تاريخ : یکشنبه شانزدهم خرداد 1389 | 11:29 | نویسنده : علیرضا حسینی

خلاصه مقدار زیادی از شیشه های مصرف شده دوباره بازیافت می شوند وقسمتی نیز برای مصارف گوناگون از جمله سنگدانه های بتن به کار می روند .مقدار زیادیاز این مواد شرط لازم برای بازیافت را فراهم نمی کنند و این مواد برای دفن فرستادهمی شوند. فضای مورد استفاده برای دفن قابل توجه است و این فضا می تواند برای مصارفدیگری به کار برده شود. شیشه یک قلیایی غیر پایدار است که در محیط بتن میتواند باعثبوجود آمدن مشکلات ناشی از واکنش قلیایی – سیلیسی (ASR) شود. این ویژگی به عنوان یکمزیت در خرد کردن پودر شیشه و استفاده از آن به عنوان یک ماده پوزولانی در بتناستفاده شده است.
رفتار دانه های بزرگ شیشه را در واکنش قلیایی در آزمایشگاه نمیتوان با رفتار واقعی پودر شیشه در طبیعت برابر دانست. تجربه مزایای واکنش پوزولانیشیشه را در بتن مشخص کرده است. می توان در بعضی از مخلوطهای بتن تا %۳۰ وزن سیمانپودر شیشه اضافه کرد و به مقاومت مناسبی دست یافت. همچنین خزش خشک شدن بتن با پودرشیشه نیز در حد قابل قبول و مجاز است. ۱ مقدمه شیشه در انواع مختلفی تولید می شود( بسته بندی ، شیشه صاف ، حباب لامپها ، لامپ تلویزیونها و …). اما همه این وسایلعمر مشخصی دارند و نیاز به استفاده دوباره و بازیافت آنها به منظور جلوگیری ازمشکلات زیست محیطی که ناشی از ذوب آنها و یا دفن ایجاد می شود احساس می شود. ۱-۱بازیافت شیشه شیشه های مصرف شده بصورت تجاری به محلهای مخصوص طراخی شده برایبازیافت یا دفن و یا جمع آوری کربنات و سپس حمل آنها به محلهای دپو می روند. بزرگترین هدف قوانین زیست محیطی تا خد امکان کم کردن ضایعات شیشه و بردن آنها بهمحلهای دفن و تجزیه شیمیایی آنها به طور اقتصادی است. شیشه یک ماده منحصر به فرداست که می تواند بارها وبارها بدون تغییر در خواصش بازیافت شود. به عبارت دیگر یکبطری می تواند ذوب شده و دوباره به بطری تبدیل شود بدون اینکه تغییر زیادی در خواصشایجاد شود.
بیشتر شیشه های تولیدی بصورت بطری هستند و مقدرا زیادی از شیشه های جمعآوری شده دوباره برای تولید بطری به کار می روند. اثر این پروسه به شیوه جمع آوری ومرتب کردن شیشه ها با رنگهای مختلف وابسته است. اگر رنگهای مختلف شیشه قابل جداکردن باشند می توان از آنها جهت تولید شیشه با رنگهای مشابه استفاده کرد. ولی وقتیکه شیشه با رنگهای متفاوت با هم مخلوط شدند، برای تولید بطری نامناسب می شوند وباید آنها را در مصارف دیگری به کار برد و یا دفن کرد. آقای ریندل (Rindl) به چندمورد از استفاده های غیر بطری شیشه اشاره می کند که شامل : سنگدانه روسازی راه،پوشش آسفالت ، سنگدانه بتن ، مصارف ساختمانی ( کاشی شیشه ای ، پانلهای دیوار و …) ، فایبر گلاس ،شیشه های هنری ،کودهای شیمیایی ،محوطه سازی ،سیمان هیدرولیکی وبسیاری دیگر. استفاده از بتن در سنگدانه های بتن در این مقاله مورد بررسیقرار میگیرد. نگرانی بزرگی که در استفاده از شیشه در بتن وجود دارد واکنش شیمیایی مابینذرات سیلیس اشباع شیشه و قلیاییهای مخلوط بتن است که به واکنش سیلیسی – قلیایی(Alkali Silica Reaction ASR) معروف است. این واکنش می تواند برای پایداریبتن بسیار خطرناک باشد. به همین منظور باید پیشگیری مناسبی در جهت کمتر کردن اثراین واکنش انجام شود. پیشگیری مناسب می تواند با استفاده از یک ماده پوزولانی مناسبمانند :خاکستر هوایی ،سرباره کوره آهن گدازی و یا میکرو سیلیس (Silica Fume SF) بانسبت مناسب در مخلوط بتن انجام گیرد. حساسیت شیشه به مواد قلیایی این حدس را بوجودمی آورد که شیشه درشت و فیبر شیشه می تواند اثر واکنش ASR را کم و یا محو کند. اگرچه این تصور نیز وجود دارد که پودر شیشه می تواند خواص پوزولانی (مانند مواد ذکرشده در بالا) از خود نشان دهد و از اثرات و انجام واکنش ASR توسط دانه های شیشهجلوگیری کند. ریندل نتایج کارهای انجام شده توسط افراد و ارگانهای مختلف را بیانکرد.
برای مثال او به نقل از شرکت Boral می گوید که: پودر شیشه آهکی سیلیکاتی ردشده از الک ۱۰۰# در جهت کاهش ASR است. همچنین مرکز زمین پاک واشنگتن بیان می کند کهدانه های ریز (پودر) می توانند بتن را بوسیله آزمایش ASR تضعیف کنند. همچنین کارهایانجام شده توسط آقای Samtur بر روی این موضوع بیان می کند که پودر شیشه رد شده ازالک ۲۰۰# می تواند مانند یک ماده پوزولانی و در جهت کاهش اثر واکنش سنگدانه ها (ASR) عمل کند. همچنین آقای Pattengil نیز به همین نتایج دست یافت. اخیرا مرکزتحقیقات انرژی ایالت نیویورک حمایتهای مالی تحقیق بر روی کاربرد شیشه بازیافتی برایبلوکهای بنایی بتنی را انجام داده و نشان داده که شیشه ضایعاتی می تواند هم به جایسنگدانه و هم به عنوان ماده افزودنی (با ایجاد شرایط مشخص) در بتن استفاده شود. آقای Bazant بیان می کند که ذرات شیشه خدود mm1.5 باعث انبساط زیادی می شوند. اگرچهذرات کوچکتر از mm 0.25 در آزمایشگاه باعث هیچ گونه انبساطی در بتن نگردیدند. آقایان Baxterو Meyer فهمیدند که ذرات شیشه حدود mm 1.2 باعث بیشترین انبساط ملاتدر بین دانه های با اندازه mm 4.75 تا mm 0.15 می شوند. آنها فهمیدند که بیشترینانبساط وقتی حاصل می شود که ۱۰۰% ذرات شیشه بصورت سنگدانه باشند و اگر شیشه های سبزبیش از ۱% اکسید کرم داشته باشند اثر مثبتی بر واکنش ASR دارند.



تاريخ : یکشنبه شانزدهم خرداد 1389 | 9:50 | نویسنده : علیرضا حسینی
 ديرگدازهاي قليايي

اين گروه از نسوزها خود به چهار دسته نسوزهاي دولوميتي، منيزيتي، فورستريتي و كروميتي تقسيم‌بندي مي‌شوند. سازنده اصلي اين نسوزها، آهك (CaO)، منيزيا (MgO) و يا نسبتي از تركيب هر دو مي‌باشد. در حقيقت نسوزهاي قليايي كربناتهاي منيزيم‌دار و گاه منيزيتهاي كلسيم‌دار هستند.

الف- نسوزهاي دولوميتي

دولوميت در كنار كلسيت يك از كاني‌هاي فراوان طبيعت است كه تركيب شيميايي آن حاوي 4/30 درصد CaO و 7/21 درصد MgO است.در اين كاني بندرت ناخالصي‌هاي Fe، Mn، Zn و Ni يافت مي‌شود. دولوميت نيز به عنوان يك ديرگداز، پايداري كافي در برابر اثرات شيميايي سرباره‌هاي قليايي در مبدل‌ها را دارد. تكليس اين ماده در دماي 900 درجه به پيدايش دو اكسيد CaO و MgO مي‌انجامد. آجر ديرگداز حاصل از آن بايد 60درصد CaO و 40 درصد MgO داشته باشد.

آجرهاي دولوميتي بر دو گونه‌اند، يكي با دولوميت مرده و ديگري دولوميت كمك‌ذوب كه با مقدار كمتر اكسيدهايي غير از CaO و MgO ساخته مي‌شوند.

امروزه ديرگداز پاتيل‌هاي شاموتي، از نوع دولوميتي است. در كوره‌هاي دوار پخت سيمان از آجر دولوميتي زينترشده اتصال قيري استفاده مي‌شود. آجرهاي نسوز كوره پخت آهك از جنس دولوميت است.

ب- نسوزهاي كروميتي

از كروميت در صورتي مي‌توان به عنوان ديرگداز استفاده نمود كه مجموع دو اكسيد Al2O3 و MgO بيشتر از 60 درصد و همچنين عيار سيليكا كمتر از 6 درصد باشد.

ج- نسوزهاي فورستريتي

فورستريت يك كاني از گروه اوليوين با فرمول شيميايي (Fe,Mg)2(SiO4) است كه با داشتن تركيب مناسب مي‌تواند به عنوان يك ديرگداز مورد استفاده قرار گيرد. هرگاه در اين كاني نسبت مولكولي MgO به SiO2 يك به دو باشد به عنوان ديرگداز مي‌توان از آن استفاده نمود، ولي در صورت وجود Fe در كاني، اين نسبت خواه‌ناخواه به هم مي‌ريزد و به هنگام برشته‌كردن، فورستريت با اكسيژن كوره تركيب مي‌شود و كاني منيتيت را پديد مي‌آورد. SiO2 اضافه مانده از تركيب فورستريت، پيروكسن غني از SiO2 را مي‌سازد كه درجة ديرگدازي پايين دارد و وجود آن باعث پايين آمدن درجة نسوزندگي فورستريت برشته‌شده مي‌شود. براي جلوگيري از اين كار با توجه به آناليز شيميايي فورستريت، آنقدر بدان MgO افزوده مي‌شود تا نسبت 1:2 در آن پايدار شود. فزون بر آن از آن رو كه ماده فورستريتي و برشتة آن شكل‌پذير نيستند، با يك مادة شكل‌پذير آميخته و قالب زده مي‌شود.

فراواني كاني‌هاي فورستريتي و همراهي آن با توده‌هاي كروميتي از يك سو، فشارهاي مقررات زيست‌محيطي براي پاك‌سازي محيط از باطله‌هاي معدني از سوي ديگر و ديرگدازي فورستريت انگيزه‌اي براي تلاش در راه وارد كردن باطله‌هاي معدنكاري و كانه‌آرايي كانسارهاي فورستريتي به صنعت ديرگداز شده است.

اين ماده مي‌تواند به عنوان آجر قليايي كوره‌هاي پخت آهك و سيمان، يا در كوره‌هايي كه دماي بالاي 1000 درجه سانتيگراد در آن نياز نباشد و يا آغشتگي بار به Mg و يا Fe موجود در فورستريت براي آن مسأله‌ساز نباشد، مصرف شود.

د- نسوزهاي منيزيتي

منيزيت يكي ديگر از كانيهاي ديرگداز است كه داراي تركيب كاني‌شناسي MgCO3 است. منيزيت خالص بندرت در طبيعت يافت مي‌شود. از منيزيت در صنعت نسوزها براي تهيه پريكلاز استفاده مي‌شود.

پريكلاز كاني ديرگداز منيزيم‌داري است كه از نظر كاني‌شناسي شكل دما بالاي MgO (منيزيا) مي‌باشد. اين كاني در طبيعت نيز وجود دارد ولي مقدار آن بسيار كم است بدين سبب به روش مصنوعي جهت استفاده در صنعت نسوزها آن را به دو روش تهيه مي‌نمايند.

1- تكليس منيزيت طبيعي: تكليس منيزيت در دماي 1450 تا 1500 درجه سانتيگراد به پيدايش MgO مي‌انجامد.

2- تكليس كاني بروسيت Mg(OH)2، بروسيت يك منبع طبيعي است ولي بدليل كميابي آن نسبت به منيزيت نمي‌توان به عنوان يك منبع قابل اطمينان روي آن حساب كرد.

از آنجاييكه براي تهيه پريكلاز احتياج به منيزيت مي‌باشد و از طرفي ممكن است دسترسي به اين منابع مقدور نباشد لذا در كشورهاي پيشرفته روش استحصال منيزيا را از آب دريا به صورت يك صنعت توليد ديرگداز جا افتاده است. در اين روش با كاربرد آهك مرده، دولوميت مرده و يا سود سوزآور يون‌هاي منيزيم محلول در آب دريا را به صورت هيدروكسيد وادار به ته‌نشيني مي‌كنند. نهشته بدست آمده پس از جداشدن از محلول در كوره‌هاي دوار (shaft) در دماي بسيار بالا تكليس مي‌شود. دانه‌هاي منيزياي تكليس شده چه از نوع طبيعي چه شيميايي، نسبت به رطوبت يا گازكربنيك هوا بي‌اثرند، از اين رو مي‌توان آنها را مرده به شمار آورد. منيزياي بدست‌آمده از آب دريا فرآورده‌‌اي است يكدست و يكنواخت كه خلوصي از 98 درصد به بالا دارد.

بزرگترين كاربرد آجرهاي قليايي در صنايع فولاد در كوره‌هاي زيمنس- مارتين، كوره‌هاي الكتريكي، تشويه سيمان، كوره‌هاي فرآيندهاي گداز صنايع مس و همچنين در بازسازي مخزن شيشه است.



تاريخ : یکشنبه شانزدهم خرداد 1389 | 9:48 | نویسنده : علیرضا حسینی
ديرگدازهاي آلومينيم بالا (سيليكاتهاي آلومينيم)

در اين گونه ديرگدازها و نسوزها عيار آلومينيم بيش از 50 درصد تركيب كل است. ويژگي‌هاي ديرگداز آلومينيم بالا بر مبناي استاندارد ASTM در جدول 6 نشان داده شده است.

موليت (3Al2O3.2SiO2) يک ديرگداز با آلومينای بالا است كه ماده فرآوري شده از مواد خام ديرگداز آلومينيم بالا است. اين فرآورده به شرط بلورين بودن بايد داراي ويژگيهاي زير باشد تا بعنوان نسوز مورد استفاده قرار گيرد:

-  حداقل عيار براي آلومينا از 56 تا 79 درصد و بقية اكسيدها 5 درصد متغير باشد.چ

در فشار KPa 172 (25 Psi) و درجه حرارت 1593 درجة سانتيگراد در 90 دقيقه تغييرشكل بايد حداكثر5 درصد باشد.

 

موليت Al6Si2O13

  موليت كاني‌اي ‌است با فرمول شيميايي Al6Si2O13 كه براي نخستين‌بار در ادخال‌ها و ميانبارهاي آرژيلتي درون سنگ‌هاي خروجي ترسير، در جزيرة مول اسكاتلند ديده شده و به همان نام خوانده شده است. سيستم تبلور آن اورتورومبيك با كريستال‌هاي بلند منشوري است كه در راستاي {001} درازشدگي دارند. رخ كامل در راستاي {010} و سختي 6 تا 7 دارد. اسيدها، حتي HF بر آن بي‌اثر است. در تركيب شيميايي موليت 79/71 درصد Al2O3 و21/28 درصد SiO2 وجود دارد.

كاني موليت به دليل فراواني بسيار ناچيز در طبيعت، چندان مورد توجه زمين‌شناسان نبوده است. از سوي ديگر بدليل ويژگي‌هاي ديرگدازي آن، علم مواد همة تلاش خود را براي دست‌يافتن بدان كرده است.

اين كاني كه بعنوان ديرگداز آلومينيمي بكار مي‌رود به روشهاي زير تهيه و فراهم مي‌شود:

-    آميزه‌اي از بوكسيت [Al(OH)5] و كائولينيت Al2O3.2SiO2.2H2O، به نسبت 1 (كائولينيت) به 4 (بوكسيت)

-  بكارگيري كاني‌هايي كه در تركيب خود حاوي عيارهايي از SiO2 و Al2O3 نزديك به فرمول موليت باشند. كائولن طي دگرساني تا حد ايجاد خانواده ديستن پيش مي‌رود و به پيدايش موليت مي‌رسد.

-  تركيب سيليس و آلومينا به نسبتي كه بتواند تركيب شيميايي كاني مولايت را تحقق بخشد.

-         كاني‌هاي گروه ديستن

چون آلومينا درجات حرارت بالاي 2000 درجه سانتيگراد را تحمل مي‌نمايد از اين لحاظ مورد توجه صنايع ديرگداز قرار دارد. كانيهاي آلومينيم‌دار كه عيار آلومينيم آنها بيش از 60 درصد مي‌‌باشد مي‌توانند ماده اوليه و خام موليت باشند كه در اين ميان سيليكاتهاي آلومينيم (سيليمانيت، آندالوزيت و كيانيت) بدليل داشتن بيشترين مقدار آلومينا، فراواني و ارزاني قيمت، مناسب‌ترين كانيها براي تهيه موليت مي‌باشند. براي اينكه بتوان از اين كانيها موليت تهيه نمود بايد فرآوري شوند كه اين امر مستلزم تغيير در نسبت آلومينا با افزودن خالص آن به تركيب كانيايي مادة نسوز، است. با توجه به جدول 7 كه ويژگي‌هاي كانيهاي سيلكات آلومينيم را مشخص مي‌نمايد كانيهاي سيليمانيت و آندالوزيت براي اين موضوع مناسب‌تر مي‌باشند.

 

موليت حاصل شده از فرآوري سيليكات‌هاي آلومينيم در برابر اسيدها، از جمله اسيدفلوئوريدريك و قلياها مقاوم بوده و درجه حرارتهاي بسيار بالا را بدون تغيير خواص فيزيكي و شيميايي تحمل مي‌كند. به همين خاطر در مواردي كه در واكنشهايي كه اسيدها نقش دارند اين نوع ديرگداز به ديرگدازهاي ديگري همچون كوارتز ترجيح داده مي‌شود. از موليت همچنين در توليد عايق‌هاي ويژه، جرقه‌زن‌ها، بوته‌ها و پاتيل‌هاي فولاد، تيوب‌هاي پيرومتر و غيره استفاده مي‌كنند.

از ديگر كاربردهاي نسوزهاي آلومينا استفاده در كوره‌هاي دوار پخت سيمان و توليد آهك، آجر سقف كوره‌هاي گداز الكتريكي فولاد، كوره‌هاي بلند، آجرهاي كوره‌هاي بلند، آجر پاتيل و ديرگدازهاي كنتاكت از آلومينيم به عنوان ملاقة جابجاكنندة گداختة فلزي، مي‌باشد. مهمترين كاربرد كاني‌هاي داراي تركيب آلوميناي بالا در توليد آجرهاي عايق حرارتي است، زيرا آجرهاي ساخته‌شده از اين مواد به دليل تخلخل زياد و چگالي كم رسانايي گرمايي بسيار اندك دارند. مصرف آلومينا در سيمان سبب بالا رفتن درجة ديرگدازي آن مي‌شود.



تاريخ : یکشنبه شانزدهم خرداد 1389 | 9:46 | نویسنده : علیرضا حسینی

كاربرد آجرهاي سيليسي

 آجرهاي سيليسي به‌دليل ارزاني و هدايت حرارتي مناسب در گذشته بسيار مورد توجه بوده‌اند اما امروزه بنا به‌دلايلي از استعمال آنها كاسته شده است. از معايب اين نسوزها كه باعث كاسته شدن تقريباً 90 درصدي استفاده از آنها شده است مي‌توان به موارد زير اشاره کرد:

-  آجرهاي سيليسي در اثر تبديلات پلي‌مورفي كاني‌ها در روند گرمايش و سرمايش دچار تغيير حجم مي‌شوند كه اين عامل ممكن است ساختمان كوره را به هم بريزد.

-  ديرگدازهاي سيليسي در محدودة دمايي 450 تا 600 درجة سانتيگراد از پايداري ناچيزي در برابر تنش‌هاي حرارتي برخوردارند.

-  نقطة ذوب آجر سيليسي حدود °C1700 است كه اين درجه حرارت امروزه در صنعت جايگاهي ندارد.

همانطور كه گفته شد در گذشته آجرهاي سيليسي به عنوان ديرگداز، كاربردي گسترده در پوشش سقف كوره‌هاي گداز فولاد زيمنس- مارتين داشته‌اند اما امروزه تحول در فناوري ساخت فولاد، باعث كاهش كوره‌هاي ذوبي زيمنس- مارتين شده و در عوض كوره‌هاي الكتريكي زيمنس- مارتين گسترش يافته‌اند. دماي اين كوره‌ها بسيار بالاتر از توانايي تحمل آجرهاي سيليسي است كه همين امر باعث كاهش مصرف آجرهاي سيليسي در ذوب فولاد شده است. سقف كوره‌هاي قوس الكتريكي امروزه توسط آجرهاي پرآلومينا پوشيده مي‌شود. همچنين در گذشته از آجر سيليسي براي پوشش سقف كوره‌هاي ذوب مس نيز استفاده مي‌شد كه اينك با آجرهاي قليايي (منيزيا) جايگزين شده‌اند.

با اين تفاصيل امروزه از آجرهاي سيليسي به دليل توانايي پايدار در برابر دماهاي نزديك به نقطة گداز، در كوره‌هاي كك‌سازي، كوره‌هاي سراميك، كراون‌هاي مخزن شيشه و به‌عنوان يك كنترل‌كننده در بازيافت‌كننده‌هاي مخازن شيشه‌اي استفاده مي‌کنند.

·        رسهاي نسوز يا گل آتش‌خوار (Fire clays)

رس نسوز يا خاك رس ديرگداز از سيليكات‌هاي آبدار آلومينيم و يا از سيليكاتهاي هيدراته آلومينيم و منيزيم با دانه‌هاي ريز تشكيل شده است كه توانايي تحمل دماهاي بالا بدون تغييرشكل را دارند. اينگونه رسها در اثر حرارت سفيدرنگ نمي‌شوند و دماي بالاتر از 15 PCE را تاب مي‌آورند بي‌آنكه در آنها رس شيشه‌اي پديد آيد. منظور از PCE (مرتبه آذرسنجي: (Pyrometric Cone Equivalent ميزان تحمل دما توسط رس است. اين عامل در رسها تعيين‌كننده كيفيت رسهاست كه از 19 شروع و تا 37 مي‌رسد. رسهاي نسوز را به سه دسته با نسوزندگي پايين (PCE بين 19 تا 26)، نسوزندگي متوسط (PCE بين 26 تا 5/31) و نسوزندگي عالي (PCE بين 32 تا 37) دسته‌بندي مي‌شوند. از نظر تركيب شيميايي رسهاي نسوز بايد عاري از آهن، كلسيم و قليايي‌ها و پس از پخت، 35 درصد آلومينا داشته باشند. به همين دليل كانيهاي اصلي رسهاي نسوز اعضاء خانواده كائولينيت، هاليوزيت، آلوفان، ديكيت، ناكريت و پيروفيليت هستند.

تركيب شيميايي يك رس نسوز بسيار عالي در جدول 4 آمده است.

 

به‌طور كلي در مورد نسوزهاي رسي نمي‌توان كاني خاصي را برشمرد، بلكه مي‌توان از يك سري كانيايي رس نسوز تهيه کرد. مهم‌ترين رس‌ها براي مواد خام ديرگداز رس‌هاي فلينتي يا نيمه‌فلينتي، رس‌هاي پلاستيك، نيمه‌پلاستيك و كائولن هستند.

رس‌هاي فلينتي (Flint clay) و نيمه فلينتي به عنوان سنگ نسوز معرفي مي‌شوند و بهترين نوع رس‌هاي فلينتي، درجه PCE برابر با 33 تا 35 و كمترين اندازه ممكن اكسيد آهن و قليايي‌ها را دارند.

رس‌هاي پلاستيك (Plastic clay) و نيمه‌پلاستيك كه همان خاك نسوز مي‌باشند خاستگاه رسوبي دارند. درجه آذرسنجي رس‌هاي پلاستيك (PCE) 26 تا 33 است و بطور معمول مقدار آهن و قليايي آنها پايين است. از سنگ‌نسوز به طرف خاك نسوز سختي و درصد آلومين كمتر مي‌شود و ميزان پلاستيسيته افزايش مي‌يابد.

كائولن، مادة اوليه همه انواع خاك‌هاي نسوز- فلينت، رس‌هاي فلينتي، نيمه‌پلاستيك و غيره است. كائولن سنگي است نرم، ريزدانه، خاكي، شكل‌پذير و معمولاً سفيد كه از هوازدگي درجاي سنگهاي داراي كانيهاي آلومينيم‌دار نظير فلدسپاتها به‌همراه كانيهاي ديگر نظير كوارتز يا ميكا بدست مي‌آيد. كائولني كه در صنعت ديرگداز بكار مي‌رود داراي درجه ديرگدازي (PCE) 28 تا 35 و پلاستيسيته متوسط است.

گروه‌بندي ASTM آجرهاي خاك نسوز با آلوميناي بالا را در پنج نوع بصورت زير درجه‌بندي كرده است (Crookston et al, 1983):

1-   ديرگداز عالي((super duty، با هم‌ارز مخروط پيرومتريك 33

2-   ديرگداز بالا (high duty)، با هم‌ارز مخروط پيرومتريك 5/31

3-   نيمه سيليسي (semisilica)

4-   ديرگداز متوسط (medium duty) با هم‌ارز مخروط پيرومتريك 29

5-   ديرگداز پايين (low duty) با هم‌ارز مخروط پيرومتريك 15

آجرهاي نسوز در كوره‌هاي بلند، تجهيزات واسطه‌اي و حمل مواد گداخته، كوره‌هاي پخت الكترود- كك بكار رفته در توليد آلومينيم- آجر آسيا، آجر تون، ساخت كوره سراميك، كوره‌هاي پخت سراميك، ديوار ژنراتور مخزن‌هاي شيشه و خطوط كوره‌هاي حرارتي كاربرد دارند.



تاريخ : یکشنبه شانزدهم خرداد 1389 | 9:43 | نویسنده : علیرضا حسینی
کليات

نسوزها يا مواد ديرگداز (refractory) به كليه موادي گفته مي‌شود كه در برابر حرارت مقاوم بوده و در درجات بالا خواص فيزيكي و شيميايي آنها تغيير نمي‌كند. اين مواد، بايد داراي ويژگيهايي دارند كه اين ويژگيها بصورت پارامترهاي كنترل كيفيت آنها محسوب مي‌شوند. ويژگي‌هايي از جمله بافت، درجه حرارت، انتقال گرما، استحكام، رسانايي الكتريكي و پايداري و مقاومت در برابر خوردگي عواملي هستند كه باعث انتخاب يك ماده معدني بعنوان ديرگداز مي‌شود. اين بدان معني است كه يك ديرگداز در برابر بار تحميل‌شده بر آن، سايش، فشار، شوك حرارتي و خوردگي، مقاوم است و در طي كل فرآيند ذوب، اثري بر تركيب شيميايي ثابت می‌ماند. كليه اين خصوصيات و ويژگي‌ها، ماده‌ی ديرگداز را به عنوان يك محصول مهم و استراتژيك در صنعت مطرح مي‌نمايد. بطوريكه بدون داشتن همچنين موادي، رشد و توسعه امكان‌پذير نخواهد بود. با توجه به وجود انواع نسوزها و كاربرد هر كدام در صنعت لازم است كه دسته‌بندي و تقسيم‌بندي جامعي در مورد نسوزها صورت گيرد. به همين منظور مواد نسوز و ديرگدازها را با در نظر گرفتن چندين ويژگي و از ديدگاه‌هاي مختلف رده‌بندي مي‌کنند:

- ساده‌ترين رده‌بندي در مورد مواد نسوز بر پايه تركيب شيميايي است. طبق اين رده‌بندي مواد نسوز به سه دسته سيليسي، قليايي و خنثي تقسيم مي‌شوند. فرآورده‌هاي حاوي سيليس بالا، آلوميناي بالا و شاموتي در رده سيليسي و فرآورده‌هاي منيزيايي، كروم منيزيا و همچنين MgO-CaO در شمار ديرگدازهاي قليايي و تركيبات فورستريتي و كروميتي نيز در رده خنثي دسته‌بندي مي‌شوند.

- رده‌بندي ديگري از مواد نسوز بر مبناي چگونگي روش‌هاي توليد است. برخي از ديرگدازها به‌صورت آجر، قطعه يا بدنه شكل داده شده، توليد مي‌شوند، و برخي ديگر به‌صورت مواد شكل داده نشده، که جداي از هم فرآوري مي‌شوند و كاربر، خود به شكل دادن آن‌ها مي‌پردازد.

- رده‌بندي‌ ديگري بر اساس معيارهاي سازمانهاي معتبر استاندارد جهاني انجام مي‌گيرد. به عنوان مثال در جدول 1 طبق استاندارد ISO1109 مواد نسوز با تخلخل كلي كمتر از 45 درصد رده‌بندي شده‌اند.

- رده‌بندي ديگر، كاربرد ديرگداز بر حسب استانداردهاي داخلي كشورهاست.

يك نوع رده‌بندي نيز وجود دارد كه حالت كلي داشته و معيار خاصي براي رده‌بندي در آن وجود ندارد. به عنوان مثال جدول 2 رده‌بندي عمومي ديرگدازها را نشان
مي‌دهد

 

 

 

انواع نسوزها و ديرگدازها

نسوزهای سيليسی

 

يكي از انواع نسوزها مواد سيليسي است كه مهمترين كاربرد آن در تهيه آجرهاي سيليسي است. از لحاظ استاندارد، آجر سيليسي دربرگيرندة همة آجرهاي سيليكاتي است كه كمتر از 5/1 درصد آلومينا، كمتر از 2/0 درصد TiO2، كمتر از 5/2 درصد Fe2O3، كمتر از 4 درصد اكسيد كلسيم و حدود 3 Mpa (500 Psi) مدول گسيختگي دارد.

انواع كاني‌هاي سيليسي كه در ديرگدازهاي سيليسي استفاده مي‌شوند عبارت‌اند از كوارتز، تريديميت، كريستوباليت.

ماده خام اوليه براي آجرهاي نسوز سيليسي، كوارتزيت است كه خلوص شيميايي و ويژگي نسوزندگي آن عامل اصلي جهت انتخاب به‌عنوان يك نسوز است. در جدول 3 تركيبي شيميايي ماسه سيليسي را كه به‌عنوان نسوز بكار مي‌رود می‌بينيد.

 

وجود ناخالصي در كوارتزيت، باعث مشكلاتي در تهيه اين ماده به‌عنوان نسوز مي‌شود. در توليد آجر نسوز، براي زدودن رس و ناخالصي‌ها، ماده‌ي خام، خردايش و شسته مي‌شود و پس از دانه‌بندي و دسته‌بندي در يك مخلوط‌كن با آب آهك 3 درصد حرارت داده مي‌شود. براي ساخت آجر از پرس سنگين و يا پرس سبك‌تر همراه با لرزش براي فشرده كردن دانه‌ها استفاده مي‌شود. آجر تهيه‌شده نخست خشك و سپس در دماي 2700 درجه فارنهايت حرارت داده مي‌شود.



تاريخ : یکشنبه شانزدهم خرداد 1389 | 9:41 | نویسنده : علیرضا حسینی
نقش شیشه های چند جداره به عنوان عایق حرارتی
 

یکی از مهمترین عوامل تلفات انرژی حرارتی در ساختمان پنجره ها و شیشه های ساختمان به شمار می روند.

انتقال انرژی از طریق پنجره ها به سه روش تابش ٬ رسانش و همرفت صورت می گیرد. استفاده از شیشه های چند جداره سبب می شود تا اتلاف انرژی به روش رسانش کاهش یافته و به دلیل وجود فاصله در بین جداره ها میزان انتقال انرژی به روش همرفت نیز فوق العاده کاهش یابد. همچنین با استفاده از شیشه های رفلکس در جدار خارجی شیشه های چند جداره بخش اعظم انرژی تابشی خورشید باز تابیده و نور و انرژی کنترل میشود.

در صورت استفاده از شیشه دو جداره و پنجره های عایق میتوان در ازای هر متر مربع شیشه دو جداره سالانه به میزان 40 متر مکعب گاز صرفه جویی کرد . با مصرف سوخت کمتر تولید گازهای زیان آور که مهمترین آنها Co2 میباشد نیز به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش خواهد یافت.

 

 

 

                   ردیف                                                                  شماره استاندارد                                                                       موضوع
1

DIN EN ISO 11007-1

DIN EN 674,675

ISO 10291,10292,10293

تعیین میزان انتقال حرارت انواع شیشه
2 DIN EN ISO 140-5 تعیین میزان انتقال صدا در مصالح ساختمانی
3 DIN EN 13022-1 ,2 ویژگی های آب بندی و ساخت انواع شیشه های چند جداره
4 BS 6262 مشخصات انواع شیشه های چند جداره

 

                   ردیف                                                                  شماره استاندارد                                                                       موضوع
1

DIN EN ISO 11007-1

DIN EN 674,675

ISO 10291,10292,10293

تعیین میزان انتقال حرارت انواع شیشه
2 DIN EN ISO 140-5 تعیین میزان انتقال صدا در مصالح ساختمانی
3 DIN EN 13022-1 ,2 ویژگی های آب بندی و ساخت انواع شیشه های چند جداره
4 BS 6262 مشخصات انواع شیشه های چند جداره

 



تاريخ : جمعه چهاردهم خرداد 1389 | 22:4 | نویسنده : علیرضا حسینی

سيكل آلودگي گوگرد و اكسيژن در حمام قلع :

اگر چه همه بررسي‌هاي ممكن نشان مي‌داد كه قلع بهترين و مناسب‌ترين فلز بستر براي شناور سازي نوار شيشه است ، اما ويژگي شيميايي اين عنصر ميل شديد تركيبي‌اش با اكسيژن و گوگرد است كه در شرايط دمايي بالا تشديد مي‌گردد به تدريج در فرآيند توليد شيشه مشكلات خاص خود را ايجاد مي‌نمايد . اكسيژن و گوگرد در دو سيكل شيميايي متفاوت سبب آلودگي سطح شيشه و نيز تخريب المنت‌هاي گرمايي حمام قلع مي‌شود .

سيكل آلودگي گوگرد با تشكيل سولفور قلع (استانو) در مذاب قلع آغاز مي‌شود . اين سولفور در محدوده‌ دمايي 1000-1050 درجه سانتيگراد به سرعت بخار شده و از محيط قلع خارج مي‌شود . بخار سولفور استانو ، در چرخه كنوكسيوني اتمسفر حمام قلع به نقاط سردتر مهاجرت كرده و بر روي سطح سقف حمام و المنتهاي گرمايي آن كندانسه مي‌شود و پس از طي فرآيند ناقص احيا ، سولفور قلع به قلع فلزي و نهايتاً مخلوطي از سولفور قلع و قلع فلزي به شكل لكه‌هاي ريز و پايدار (با قطره‌هاي متفاوت از 100 تا 1000 ميكرون) بر روي سطح شيشه چكه مي‌كند . وجود ppm 10 سولفور در اتمسفر حمام منجر به تشكيل 100 ميلي‌گرم سولفور قلع در هر متر مكعب از فضاي حمام در دماي 1000-1050 درجه سانتيگراد مي‌گردد . نقش گوگرد در مقايسه با اكسيژن در مورد تشكيل لكه‌هاي سطحي بسيار زيادتر است و لازم است كه بهاي لازم به وجود             و حضور اين عنصر در حمام قلع داده شود . براي كنترل سيكل آلودگي گوگرد روش‌هاي متفاوتي تجربه شده است . با توجه به اينكه سقف محل تجمع سولفور قلع است اساس روش‌هاي اوليه تميز كردن سقف حمام با استفاده از دمش هوا يا گرم كردن ناحيه سقف و تسريع فرآيند احيا چكه در يك محدوده زماني كوتاه بود كه معمولاً در هنگام تميز كردن سقف شيشه ، توليد غير قابل استفاده مي‌شد . اكنون روش ريشه‌اي‌تري در اين مورد اتخاذ شده است . در واقع تجربه سالهاي گذشته در مورد كنترل كاهش سولفات سديم كه بيشتر در كشورهاي اروپايي جهت كاهش آلودگي محيط زيست انجام       مي‌گرفت ، نشان داد كه اين كاهش به شدت در تقليل سيكل گوگرد مؤثر بوده است . به همين جهت اكنون براي كنترل اين چرخه آلودگي از ورود گوگرد به داخل حمام قلع از طريق اتمسفر كوره و يا نوار شيشه حتي‌الامكان با كاهش مصرف عوامل گوگرد دار خودداري مي‌شود . سيكل آلودگي اكسيژن نيز با تركيب اكسيژن و قلع و تشكيل اكسيد قلع (استانو) آغاز مي‌گردد .

بخشي از اكسيد قلع حاصل تبخير و بخشي نيز در مذاب قلع حل مي‌شود . بخار           SnO در نواحي سردتر روي سطح شيشه كندانسه و موجب تشكيل لكه‌هاي پايدار بر روي سطح شيشه مي‌شود . اكسيد قلع محلول پس از رسيدن به حد اشباع از مذاب قلع خارج و به صورت اكسيد استانيك روي سطح مذاب قلع شناور گشته و سطح زيرين نوار شيشه را آلوده و كدر مي‌كند . از همان ابتداي شكل‌گيري اين تكنولوژي براي كاستن از مسأله آلودگي اكسيژن ، تنها راه عملي جلوگيري از ورود اكسيژن به داخل حمام تشخيص داده شد و در اين رابطه ضمن كنترل اتمسفر حمام با استفاده از هيدروژن            و نيتروژن ، روش‌هاي دقيقتري براي درزبندي و جلوگيري از نفوذ ديفوزيوني اكسيژن به داخل حمام اتخاذ شد وجود حدود 10 درصد هيدروژن در اتمسفر حمام قلع ، در صورت اكسيژن به داخل حمام با جذب آن و تشكيل مولكولهاي H2O ، سيكل آلودگي اكسيژن را متوقف مي‌سازد . به هر حال در حال حاضر مسأله آلودگي اكسيژن و گوگرد ، مشكل عمده در توليد شيشه فلوت نمي‌باشد و روش‌هاي كنترل و محدود كردن آن كاملاً شناخحته شده هستند .

اما آلودگي سطح نوار شيشه به قلع يا اكسيد قلع هنوز از مباحث جالب و مورد پيگيري در اين صنعت است . بررسي‌هاي فعلي نشان داده است كه در تركيب صد انگستروم اول سطح شيشه بيش از 30 درصد اكسيد قلع وجود دارد . در مواردي آلودگي‌هاي سطحي اگر چه ممكن است ظاهراً محسوس نباشد ولي در مراحل بعدي كار با شيشه ، بويژه در فرآيندهاي تكميلي مثل توليد شيشه نشكن يا خم براي مصارف ساختماني يا اتومبيل سبب پيدايش كدري در سطح شيشه مي‌گردند .

 

نتيجه‌گيري :

ابداع فرآيند شناور (فلوت) براي توليد پيوسته نواري از شيشه تخت با دو سطح            موازي ، بدون اعوجاج و بدون نوسانات ضخامت ، گنجينه گرانبهايي از انواع كاوشهاي علمي و تكنولوژيكي را براي مهندسان و دانشمندان به همراه داشته است . انديشمندان تلاشهاي زيادي كرده‌اند تا جنبه‌هاي مختلف اين فرآيند اعجاب‌انگيز را با استفاده از قوانين فيزيك توضيح دهند .

دستيابي به قانونمنديهاي حاكم بر تشكيل نوار شيشه در اين فرآيند اكنون عرصه‌هاي جديدتري را در تكوين و ابداعات نوين اين تكنولوژي ايجاد كرده است و توسعه و تكميل اين تكنولوژي در سالهاي اخير سرعت بيشتري يافته و از شكل اوليه خود بسيار فاصله گرفته است . اكنون نسل جديدي از واحدهاي توليد شيشه فلوت در حال             شكل‌گيري است .

تركيب شيشه :

تركيب نرمال شيشه 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 اوليه :

خواص فيزيكي و شيميايي مواد اوليه مورد نياز

الزامات دانه‌بندي

مقدار آب

درصد

تركيب شيميايي

درصد وزني

نام

بيشتر از 6/0 ميليمتر مجاز نمي‌باشد

1/0 ميليمتر كمتر از 5 % باشد .

5

SiO2>98

Fe2O3      0.11

Al2O3<0.3

Cr2O3:<5ppm

سيليس

بيشتر از 0/1 ميليمتر مجاز نمي‌باشد.

2/0 ميليمتر كمتر از 10 % باشد .

0/5

Na2CO3       98

NaCl<0.3

كربنات

سديم

سنگين

بيشتر از 2 ميليمتر مجاز نمي‌باشد.

1/0 ميليمتر كمتر از 10 % باشد .

0/5

CaO      55

Fe2O3<0/12

آهك

بيشتر از 2/1 ميليمتر مجاز نمي‌باشد.

1/0 ميليمتر كمتر از 10 % باشد .

0/5

CaO      30

Fe2O3<0/12

MgO       20

دولوميت

بيشتر از 5/0 ميليمتر مجاز نمي‌باشد.

1/0 ميليمتر كمتر از 25 % باشد .

0/5

Al2O3>17

Fe2O3<0/15

SiO2<70

فلدسپار

بيشتر از 1 ميليمتر مجاز نمي‌باشد.

1/0 ميليمتر كمتر از 20 % باشد .

0/5

Na2SO4      99

NaC1<0.5

سولفات

سديم

بيشتر از 1 ميليمتر مجاز نمي‌باشد.

1/0 ميليمتر كمتر از 10 % باشد .

1 <

C      80

Ash<2

كربن

 

 

خلاصه :

در قلب صنعت شيشه جهان ، فرآيند فلوت قرار دارد كه توسط پيلكينگتون در سال 1959 بوجود آمد كه شيشه شفاف ، رنگي و پوششي دار براي ساختمان و شيشه          شفاف و رنگي را براي وسايل نقليه توليد مي‌كند .

اين فرآيند ، قادر به ساخت شيشه با ضخامت 6 ميليمتر است و حالا قادر به توليد شيشه‌هايي به ضخامت 4/0 ميليمتر و حتي تا 25 ميليمتر است .

شيشه مذاب ، در تقريباً دماي 1000 درجه سانتيگراد بطور مداوم از كوره روي حمام باريك قلع مذاب ريخته مي‌شود . شيشه مذاب روي قلع شناور مي‌شود ، به صورت يك سطح صاف روي آن پخش مي‌شود . ضخامت شيشه به وسيله سرعتي كه نوار شيشه در حال جامد شدن از حمام كشيده مي‌شود و كنترل مي‌گردد . سپس آنيل مي‌گردد             (با سرمايش كنترل شده) و شيشه به عنوان محصولي پوليش شده با حرارت كه داراي سطوح واقعاً موازي است درمي‌آيد .



تاريخ : جمعه چهاردهم خرداد 1389 | 22:2 | نویسنده : علیرضا حسینی

شيشه‌هاي فيوزينگ ( Fusing  Glasses )

 

يكي از طرح‌هاي جذاب و زيباي شيشه‌هاي تزئيني ، شيشه‌هاي فيوزينگ مي‌باشد .              در شيشه‌هاي فيوزينگ طرح مورد نظر با برش‌هايي از شيشه و توسط اعمال حرارت             به صفحه اصلي شيشه‌اي فيوز مي‌گردد (اتصال مي‌يابند) . براي توليد شيشه‌هاي فيوزينگ تزئيني به كوره ، كفي كوره ، آستركف و شيشه نيازمنديم .

كوره فيوزينگ مهمترين وسيله لازم براي فيوز شيشه مي‌باشد . اين كوره با پوشش‌هاي سراميكي سنتي يا با دستاوردهاي جديد ساخته مي‌شود . تفاوت بين كوره سراميكها             و كوره فيوزينگ شيشه در محل المنتها است . كوره فيوزينگ داراي المنتهاي الكتريكي مي‌باشد كه در بالاي كوره و در كناره‌ها و كف كوره قرار دارند . دليل اين امر انتشار يكسان حرارت در تمام سطح شيشه مي‌باشد . كوره‌هاي گازي نيز مي‌توانند براي فيوزينگ استفاده گردند ، اما در اينصورت مشكلات زيادي به وجود خواهد آمد .

انواع كوره‌ها :

 المنت‌هاي حرارتي كوره‌هاي الكتريكي ممكن است در بالاي كوره يا اطراف ديواره‌هاي داخلي كوره باشد . كوره‌هايي كه المنت‌هاي حرارتي آنها بالاي كوره قرار دارند حرارت از بالا ( Top Fired ) ناميده مي‌شوند و آنهايي كه المنت‌هاي حرارتي‌شان در كناره‌هاي كوره كار گذاشته شده است حرارت از كنار ( Side Fired ) ناميده مي‌شوند . مكان           و نظم المنت‌هاي حرارتي توسط چگونگي حرارت ديدن شيشه تعيين مي‌گردد . كوره فيوزينگ شركت آبگينه از نوع حرارت از بالا مي‌باشد كه داراي 15 المنت‌ حرارتي در سقف كوره يعني بر روي درب آن است .

در توليد محصولات فيوزينگ مهمترين عامل شيشه‌هاي مخصوص فيوزينگ مي‌باشند          كه بايد ضريب انبساط حرارتي متناسبي داشته باشند . از لحاظ فيوزينگ شيشه ، اگر دو شيشه بتوانند با هم فيوز شوند ، هماهنگ هستند . در اين حالت پس از خنك كردن مناسب تا دماي اتاق ، هيچ تنش بيش از اندازه‌اي كه منجر به شكست شود ، در قطعه نهايي وجود ندارد . آزمايشهايي كه براي تشخيص هماهنگي شيشه‌ها وجود دارند عبارتند از : 1) كشش ريسمان       2) تنش سنجي    3) آزمايش قطعه

به عنوان مثال آزمايش كشش ريسمان خيلي سريع و بدون استفاده از كوره انجام مي‌شود و بر اساس اين واقعيت است كه اگر رشته‌اي از دو شيشه كشيده شده كه شبيه به هم منقبض نمي‌شوند ، به يكديگر فيوز شوند ، رشته خم خواهد شد .

مراحل عمليات حرارتي براي فيوزينگ

شش مرحله در سيكل حرارتي فيوزينگ وجود دارد كه دو مرحله براي گرمايش و چهار مرحله براي سرمايش بوده و عبارتند از :

1)           گرمايش اوليه :

مرحله‌اي است كه شامل حرارت دادن شيشه از دماي اتاق تا درست بالاي دماي نقطه كرنش شيشه مي‌باشد . در شيشه‌هاي رنگي اين دما رنجي از 400 تا c 0 485 مي‌باشد . در طول اين مرحله گرمايش در سرعتي درست زير سرعت دمايي كه سبب شكست مي‌گردد ، شروع مي‌شود . اين سرعت با اندازة ضخيم‌ترين لايه منفرد از شيشه تغيير مي‌كند . هنگاميكه دما به نقطة كرنش برسد مرحله دوم شروع مي‌گردد .

 

2)           گرمايش سريع :

در اين مرحله شيشه فيوز نشده از دماي نقطة كرنش تا دمايي كه در آن لايه‌هاي شيشه منفرد تا حد مطلوب فيوز نشده‌اند ، حرارت داده مي‌شود . اين مرحله از سيكل حرارتي در مقايسه با مرحلة قبل خيلي سريعتر مي‌باشد . دماي فيوز به فرمول شيشه و ضخامت آن بستگي دارد . وقتي كه فيوز دلخواه بدست آمد ، مرحلة بعدي شروع مي‌گردد .

3)           سرمايش سريع :

خنك نمودن شيشه فيوز شده از بالاترين دما كه در طول مرحلة گرمايش سريع به آن رسيديم تا دماي آنيلينگ را سرمايش سريع گويند . براي مقابله با كريستاليزه             شدن ، خنك كردن بايد با سرعت خنك شدن كوره مطابقت داشته باشد . هنگاميكه دما به رنج آنيلينگ رسيد (تقريباً c 0 540) مرحلة چهارم شروع مي‌شود .

4)            نگهداري در دماي آنيل :

در اين مرحله ، كوره در يك دماي ثابت (دماي آنيلينگ بهينه) نگهداشته مي‌شود . زمان و دماي نگهداري بستگي به شيشه و ضخامت آن دارد . هنگاميكه دماي شيشه با دماي تاقچه كوره برابر شد و تنشهاي ناشي از نابرابري حرارت دادن يا كار مكانيكي برطرف شد مرحله پنجم آغاز مي‌گردد .

5)           سرد كردن از دماي آنيل :

اين دما بين دو دماي نگهداري در آنيل و نقطة كرنش محدود مي‌شود . تنها زمان جلوگيري از پيشرفت تنش دائمي در قطعة نهايي در طول اين مرحله مي‌باشد .

6)           خنك كردن تا رسيدن به دماي اتاق :

اين مرحله جهت جلوگيري از شكست مي‌باشد . سرعت حداكثر خنك كردن مجاز براي جلوگيري از شكست بستگي به ضخامت دارد ولي عموماً سريع است . عموماً به كوره‌ها اجازه داده مي‌شود تا به طور طبيعي خنك گردند .

زمانها و دماها براي هر نوع شيشه و براي هر ضخامتي متفاوت مي‌باشد .



تاريخ : جمعه چهاردهم خرداد 1389 | 21:12 | نویسنده : علیرضا حسینی
نانو شیشه:
ساییدگی یا خوردگی سطح شیشه عموما از طریق تجمع مواد نامحلول موجود در آب و سفت شدن آنها روی سطح پس از تبخیر آب حاصل میشود. هنگامیکه آب آلوده تبخیر میشود نمکها و املاح موجود در آب، تغلیظ شده و روی شیشه رسوب میکند و در این حالت با ملکولهای شیشه پیوند بسیار محکمی ایجاد کرده و در نتیجه لکه ها و جرم هایی پدید می آیند که در خلل و فرج شیشه نفوذ کرده و فقط با مواد خاصی قابل جدا شدن میباشند. این رسوبات که عموما نمکی هستند شیشه را مات و مشبک کرده و گاها اثرات نامطلوب برگشت ناپذیری بوجود میاورند.
محلول های نانو تمام خلل و فرج شیشه را پر میکند و بنابراین شیشه نانو شده بعلت دارا بودن سطحی بسیار صاف ، رسوبات و کثیفیها را جذب نمیکند و شیشه براحتی با یک دستمال و یا کمی آب پاک میشود.
نانو کردن شیشه، شیشه را کاملا آبگریز میکند و در این حالت آب بجای پخش شدن در سطع شیشه، بسرعت روی سطح سر خورده و محل را ترک میکند و در نهایت بصورت قطراتی بسیار ریز روی سطح باقی میماند.
شیشه نانو شده  بین 2 تا 5 سال خواص خود را حفظ میکند.



تاريخ : جمعه چهاردهم خرداد 1389 | 20:48 | نویسنده : علیرضا حسینی
شیشه و انواع آن :

از نظر فیزیکی ، می‌توان شیشه را مایعی صلب ، فوق‌العاده سرد و بدون نقطه ذوب مشخص تعریف کرد که گرانروی زیاد ، مانع تبلور آن می‌شود.

می‌توان شیشه را از نظر شمیایی ، یکی شدن اکسیدهای غیرفرار معدنی حاصل از تجزیه و گداختگی ترکیبات قلیایی و قلیایی خاکی ، ماسه و سایر اجزای شیشه دانست که منتهی به ایجاد محصولی با ساختار کتره‌ای اتم‌ها می‌شود.

تاریخچه :
مانند بسیاری از مواد دیگر ، در مورد اختراع شیشه نیز تردید بسیاری وجود دارد. یکی از قدیمی‌ترین استفاده‌های موجود در این ماده ، از "پلینی" نقل شده که در طی آن ، گفته می‌شود که بازرگانان فنیقی ، ضمن پختن غذا در ظرفی که برحسب اتفاق روی توده‌ای از لزونا در ساحل دریا قرار گرفته بود، به وجود این ماده پی بردند. یکی شدن ماسه و قلیا نظر آنان را به خود جلب کرد و سبب انجام تلاشهای بعدی در راه تقلید این عمل شد.

مصری‌ها در هزاره ششم پیش از میلاد ، جواهرات بدلی شیشه‌ای می‌ساختند. در سال 290 میلادی ، شیشه پنجره ساخته شد. در طی قرون وسطی ، ونیز به مرکز انحصاری صنعت شیشه بدل شده بود. در سال 1688 شیشه جام در فرانسه به شکل فراورده نو عرضه گردید. در سال 1608 میلادی ، در ایالات متحده ، در "جیمزتاون" در ویرجینیا ، صنعت شیشه پایه‌گذاری شد. در سال 1914، فرایند فورکالت در بلژیک برای کشش مداوم ورق شیشه بوجود آمد.



مصارف و جنبه‌های اقتصادی :
مصارف و کاربردهای شیشه بسیار متعدد است. در مجموع شیشه سازی در ایالات متحده ، سالانه یک صنعت 7 میلیارد دلاری را تشکیل می‌دهد و در آن میان ، شیشه خودرو ، سالانه نیمی از مقدار تولید شیشه تخت را به خود اختصاص می‌دهد. در معماری ، گرایش بیشتری به استفاده از شیشه در ساختمانهای تجاری و بویژه مصرف شیشه‌های رنگی ، پدید آمده است.

ترکیب شیشه :
شیشه ، محصولی کاملا «شیشه‌ای شده» یا دست کم فراورده‌ای است که مقدار مواد معلق غیرشیشه‌ای موجود در آن نسبتا کم است. با وجود هزاران فرمول جدید شیشه که طی 30 سال گذشته بوجود آمده، درخور توجه است که هنوز مانند 2000 سال پیش ، 90 درصد تمام شیشه‌های جهان از آهک ، سیلیس و کربنات سدیم تشکیل یافته‌اند. اما نباید چنین استنتاج کرد که در طی این مدت ، هیچ تحول مهمی در ترکیب شیشه صورت نگرفته است. بلکه در واقع تغییرات جزئی در اجزای اصلی ترکیب و تغییرات مهم در اجزای فرعی ترکیب ، پدید آمده است.

اجزای اصلی عبارتند از: ماسه ، آهک و کربنات سدیم. هر ماده خام دیگر ، جزء فرعی تلقی می‌شود، هرچند که بر اثر استفاده از آن ، نتایج مهمی بدست آید. مهمترین عامل در ساخت شیشه ، گرانروی اکسیدهای مذاب و ارتباط میان این گرانروی و ترکیب شیشه است.

تقسیم بندی شیشه‌های تجارتی :
سیلیس گداخته
سیلیس گداخته یا سیلیس شیشه‌ای به روش تفکافت تتراکلرید سیلیسیم در دمای بالا یا بوسیله گدازش کوارتز یا ماسه خالص ساخته می‌شود و گاه آن را به اشتباه ، شیشه کوارتزی می‌خوانند. این ماده ، انبساط کم و نقطه نرمی بالایی دارد که به مقاومت گرمایی زیاد آن کمک می‌کند و امکان استفاده از آن را در گستره دمایی بالاتر از دیگر شیشه‌ها فراهم می‌آورد. این شیشه ، اشعه ماوراء بنفش را بخوبی از خود عبور می‌دهد.

سیلیکاتهای قلیایی
سیلیکاتهای قلیایی تنها شیشه‌های دو جزئی هستند که از اهمیت تجارتی برخوردارند. ماسه و کربنات سدیم را بسادگی با هم ذوب می‌کنند و محصولات بدست آمده با گستره ترکیب Na2O.SiO2 تا Na2O.4SiO2 را سیلیکاتهای سدیم می‌خوانند. سیلیکات محلول کربنات سدیم که به نام شیشه آبی (انحلال پذیر در آب) نیز خوانده می‌شود، بطور گسترده‌ای در ساخت جعبه‌هایی با کاغذ موجدار و به عنوان چسب کاغذ بکار می‌رود.

مصرف دیگر آن در ایجاد حالت ضد آتش است. انواع قلیایی‌تر آن به عنوان شوینده‌های لباسشویی و مواد کمکی صابونها بکار می‌رود.

شیشه آهک سوددار
این نوع شیشه %95 کل شیشه تولید شده را تشکیل می‌دهد و از آن ، برای ساخت تمام انواع بطری‌ها ، شیشه تخت ، پنجره خودروها و سایر پنجره‌ها ، لیوان و ظروف غذاخوری استفاده می‌شود. در کیفیت فیزیکی تمام انواع شیشه‌های تخت ، نظیر همواری و نداشتن موج و پیچ ، بهبود کلی حاصل شده، اما ترکیب شیمیایی تغییر زیادی نکرده است. اصولا ترکیب شیمیایی در گستره زیر قرار می‌گیرد:

SiO2 از %70 تا %74 ، CaO از %8 تا %13 ،Na2O از %13 تا %18.

فراورده‌هایی که این نسبتها را دارند، در دماهای نسبتا پایین‌تری ذوب می‌شوند. در تولید شیشه بطری ، بخش عمده پیشرفت از نوع مکانیکی است. در هر حال ، تجارت نوشابه‌ها ، سبب ایجاد گرایشی در بین شیشه سازان برای تولید ظروف شیشه‌ای با آلومین و آهک زیاد و قلیائیت کم شده است. این نوع شیشه با دشواری بیشتری ذوب می‌شود، اما در برابر مواد شیمیایی مقاومتر است.

رنگ شیشه بطری‌ها بدلیل انتخاب بهتر و تخلیص مواد خام و استفاده از سلنیم به عنوان زنگ‌زدا بسیار بهتر از قبل است.

شیشه سربی
با جانشین شدن اکسید سرب به جای اکسید کلسیم در شیشه مذاب ، شیشه سربی بدست می‌آید. این شیشه‌ها بدلیل برخورداری از ضریب شکست بالا و پراکندگی نور زیاد ، در کارهای نوری از اهمیت بسزایی برخوردارند. تاکنون میزان سرب موجود در شیشه را به %92 نیز رسانده‌اند.

درخشندگی یک بلور تراش داده شده خوب بدلیل مقدار زیاد سرب در ترکیب آن است. مقدار زیادی از این شیشه برای ساخت حباب لامپهای برق ، لامپهای نئون و رادیوترونها بدلیل مقاومت الکتریکی بالای آنها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شیشه برای ایجاد حفاظ در برابر پرتوهای اتمی نیز مفید است.

شیشه بوروسیلیکاتی
شیشه بوروسیلیکاتی ، معمولا حاوی حدود 10 تا 20 درصد B2O2 ، حدود 80 تا 85 درصد سیلیس و کمتر از 10 درصد Na2O است. این نوع شیشه دارای ضریب انبساط کم ، مقاومت فوق‌العاده زیاد در برابر ضربه ، پایداری عالی در برابر مواد شیمیایی و مقاومت الکتریکی بالاست.

ظروف آزمایشگاهی ساخته شده از این شیشه ، تحت نام تجارتی پیرکس فروخته می‌شود. با این حال ، در سالهای اخیر نام پیرکس برای اجناس شیشه‌ای بسیاری که ترکیب شیمیایی دیگری دارند (مانند شیشه آلومین _ سیلیکات در ظروف شیشه‌ای مناسب برای پخت و پز) نیز بکار می‌رود. مصارف دیگر شیشه‌های بوروسیلیکاتی علاوه بر ظروف آزمایشگاهی عبارت است از واشرها و عایقهای فشار قوی ، خطوط لوله و عدسی تلسکوپها.

شیشه‌های ویژه
شیشه‌های رنگی و پوشش‌دار ، کدر ، شفاف ، ایمنی ، شیشه اپتیکی ، شیشه فوتوکرومیکی و سرامیکهای شیشه‌ای ، همه شیشه‌های ویژه هستند. ترکیب تمامی این شیشه‌ها بر طبق مشخصات محصول نهایی موردنظر تغییر می‌کند.

الیاف شیشه‌ای
الیاف شیشه‌ای از ترکیبات ویژه‌ای که در برابر شرایط جوی مقاوم هستند، ساخته می‌شوند. سطح بسیار زیاد این الیاف سبب می‌شود تا آنها نسبت به همه رطوبت موجود در هوا آسیب پذیر باشند. مقدار سیلیس (حدود %55) و قلیایی موجود در این شیشه پایین است.



تاريخ : چهارشنبه دوازدهم خرداد 1389 | 11:17 | نویسنده : علیرضا حسینی

Lenox has the right High Temperature Camera to satisfy the rigorous demands of the glass industry. With a Glass Furnace Camera you can monitor the furnace continuously right from the control room for under $13,000 each, about 1/3 the cost of a competing system. We can supply: Glass Melter Cameras, Float Glass Furnace Cameras, and Forehearth Cameras, among others.

With a Lenox Furnace Camera you can view::

  • The logs
  • The melt point
  • The bubbling
  • Burner performance

Float Glass manufacturers have benefited from using our Tin Bath Periscope to monitor the amount of trim being produced as well as the function of the ADS or Top Knurl Wheels. These units extend into the bath and observe the wheel and the trim level at the optimal head on perspective. These units are typically 10.5 feet long and are supplied with side viewing, which furnishes the optimal direct view.

A partial list of our customers:

  • Pilkington LOF
  • PPG
  • Cardinal
  • Corning
  • TECO
  • AGC
  • St. Gobain
  • Guardian
  • Visteon

2 to 10x Zoom Available on Selected Models

Lenox Water Cooled FireSight Water Cooled Housing Lenox/Pultz Glass Plant Installed Unit
Lenox Water Cooled FireSight Water Cooled Camera Housing Lenox Glass Furnace Camera
         
  Water Cooled FireSight Installed   Lenox/Pultz High Temperature
Portable Diagnostic System in Use   Float Glass Periscope Insstalled   Lenox High Temperature Camera