آشنايي با انواع شيشه

اكنون به بررسي انواع شيشه ها بلحاظ  دسته بندي تخصصي و صنعتي با توجه به  تركيبات آنها  مي پردازيم.

1-شيشه از سليس خالص :

اين نوع شيشه در محصولاتي مقاوم در  برابر دماي بالا استفاده مي شود .

2-شيشه از  سيليس ۹۶% :

اين نوع شيشه داراي خواص فيزيكي و شيميايي بسيار نزديك به شيشه كوارتز است و  از آن  براي ساخت محصولات مقاومت در برابر دماهاي بسيار بالا  و در  پنجره هاي هواپيما استفاده مي شود .

3- شيشه با تركيب سودا، آهك و سيليس :

اين شيشه كيفيت بالايي را دارا مي باشد و براي توليد ظروف و جام هاي شيشه اي و حبابهاي الكتريكي مورد استفاده قرار مي گيرند.

۴- شيشه داراي تركيب سرب ، قلياوسيليكات :

از اين شيشه به شيشه فلينت نيز نام مي برند و از آن  براي توليد  لوله هاي ترمومتر ، قسمت هايي از لامپ هاي الكتريكي و نئون استفاده مي شود .

۵۔ شيشه هايي با بيس بور سيليكات :

از اين شيشه ها  براي  توليد ظروف پيركس و وسايل آزمايشگاهي استفاده مي شود .

حال به بررسي شيشه هاي مي پردازيم كه در صنعت به خاطر خواص ويژه  كاربردهاي بخصوص دارند.

6- شيشه چند لايه تركيبي :

اين شيشه متشكل از دولايه   شيشه ويك   لايه اي پليمري  از  مواد   شفاف در نيان دولايه شيشه است . اين لايه مياني كه انعطاف پذير و كشسان است و به اين دليل استفاده مي شود كه  در صورتيكه شيشه بشكند ، تكه هاي آنرا بدون فروريختن نگهداري نموده وفشارهاي خمشي زياد را تحمل كند بدون آنكه بشكنند يا ترك بردارند اين شيشه ها به محض برخورد و ترك برداشتن عميق به خاطر فشار زياد داخلي به صورت پودر درمي آيند و سختي و استجكام آن را به طريق لمينت كردن حرارتي  ايجاد  مي كنند .

7- شيشه هاي اپتيكي :

اين شيشه ها در تهيه لنزها ،عدسي ، منشورو شيشه ليزرها با كاربرد ها ايتيكي خاص مورد استفاده قرار مي گيرد.

8- شيشه هاي مات :

در اين ها شيشه ها كريستال زايي يا بلوري شدن صورت گرفته است. طي فرايند ساخت كريستالهاي بيرنگ و شفاف در اين شيشه ها به صورت نا نظم فرم مي گيرند. بگونه اي كه باعث انعكاس و انكسار نور در جهات مختلف و نتيجتاً كدر بودن شيشه مي شوند .

نام محصولات | طرح توليد ظروف شيشه اي نسوز

نام كالاي توليدي ظروف شيشه اي پيركس و اوپال  مي باشد كه به نام شيشه هاي بورسيليكات نيز معروف است

شيشه هاي اوپال

شيشه هاي اوپال اساسا” شيشه هايي كدر  با ظاهر چيني مانند هستند. اين شيشه كه در مقياس ميكروسكوپي بلورهاي شيشه دچار جدايي شده اند؛ ماتي آنها ناشي از انكسار و پراش داخلي نور بين فازهاي جدا شده است. اين جدايي فازي اغلب از نوع مايع – مايع يا مايع – بلور كريستالي است. اين مسئله در توليد انواع اوپال تجاري عموميت دارند.

شيشه اوپال نوع سوم كه از به دام افتادن حبابهاي ريز گازي در زمينه شيشه اي تشكيل مي شود. به اوپال حباب دار مشهور هستند. اين نوع شيشه مقاوم در برابر شوك حرارتي است. كه به عنوان يك مكمل براي شيشه هاي پيركس محسوب مي شوند. آنها را  بيشتر به صورت ظروف آشپزخانه و ظروف صنعتي مقاوم  در برابر شوك حرارتي بكار مي برند. شيشه هاي اوپال در برابر آب و شويندهاي شيميايي مقاومت خوبي دارند. اما در مقابل اسيدهاي قوي ضعيف و محلولهاي قليايي دوام كمتري دارند. لذا شيشه هاي اوپال مخصوص آشپزخانه را نبايد در محلولهاي قليايي شسته شوند.

 

ظروف پيركس و مواد اوليه مصرفي | طرح توليد ظروف شيشه اي نسوز

ظروف شيشه اي پيركس به تناسب قالب  در انواع و  اشكال محتلف  چهارگوش ، مستطيل، بيضي و دايره اي  طراحي و توليد ميگردد و نيز از نظر رنگ ، به رنگ هاي سفيد و قهوه اي در بازار موجود است اجزاي اصلي  مواد اوليه مورد استفاده در توليد شيشه هاي نسور پيركس از سيليس، اكسيد بور، فلدسپات ، دولوميت، كربنات سديم، كربنات پتاسيم ، خرده شيشه و انواع اكسيدهاي تشكيل مي شود اجزاي فرعي تصفيه كننده هايي چون اكسيد آرسينيك ، نيترات سـديم ، سـولفات هـا براي خارج كردن حباب هاي هوا يا گاز موجود در مذاب هستند و اجزاي رنگي كننده شيشه، از اكسيد يا نمكهاي عناصري چون آهن ، نيكل ، كبالت ، منگنز ، مـس ، كـروم بـا درصد هاي مختلف براي رنگي كردن شيشه  تشكيل مي شود.

بررسي رنگ در شيشه

عمده ترين عامل ايجاد رنگ در شيشه اكسيد آهن است كـه در مرحله خرد كردن و آسياب كردن وارد مواد اوليه مي شود براي جدا كردن آن از روش مغناطيس يا شستشو با اسيد  استفاده مي شود اجزاي بيرنگ كننده شيميايي شيشه عبارتند از كبالت، سيليسيم و منگنز .ظروف پيركس توليدي تا دماي 700 درجه سنتي گراد مقاومت دارند وفرآيند عملياتي بدين ترتيب است كه مواد اوليه پس از آسياب شدن و رسيدن مش پودر به اندازه مورد نظر از  دستگاه جدا كننده ذرات آهن بصورت مغناطيسي عبور مي كند  تا شيشه در زمان توليد شفافيت خود را از دست ندهد . پس از توزين مواد اوليه خرده شيشه  آسياب و تميزشده  نيز به نسبت مناسب به مواد اوليه اضافه مي گردد . سپس مواداوليه  به داخل مخلوط كن انتقال و پس از اختلاط لازم وافزودن آب بسمت كوره هدايت مي شود و عمليات ذوب در كوره انجام مي گردد ذوب زماني كامل مي شود كه هيچ دانه كريستالي و جامد در مذاب باقي نمانده باشد.

سپس در مرحله تصفيه مذاب گازهاي بوجود آمده بر اثر انجام واكنش داخلي مذاب حذف مي گردند. در صورت نياز براي حباب زدايي از از كلريد سديم يا كلريد پتاسيم استفاده مي شود در ادامه  هموژنيزه و يكنواخت شدن  مذاب  انجام ميگيردو دما به تدريج كاهش مي يابد تا شرايط لازم براي شكل گيري ويسكوزيته مناسب  لقمه گيري براي قسمت پرس آماده شود  و  مذاب بصورت كنترل شده در داخل قالبهايي ريخته شده و زير پرس فرم بگيردو پس از شكل گيري شيشه تنش زدايي  به صورت حرارتي آنيل  مي شود و پس از خروج از  كوره آنيلينگ در قسمت كنترل كيفيت  و بازرسي تفكيك محصولات سالم از  معيوب  مشخص و جدا سازي مي گردد تا  محصولات با كيفيت بسته بندي گردد.

 

مواد اوليه توليد شيشه اوپال

مواد اوليه مورد استفاده در توليد شيشه هاي اوپال از سيليس ،بوراكس،  فلدسپات ، آهك   كلسيم فلورايد ، كربنات سديم  ،  خرده شيشه و انواع اكسيدهاي فلزي استفاده مي شود فرايند توليد آن همانند توليد پيركس از آسياب ،مش بندي ،جداسازي فلزات ،اختلاط ،ذوب ،تصفيه ،همژن سازي ،قالب گيري و آنيلينگ و باززرسي و بسته بندي تشكيل مي شود  ظرفيت توليد ظرفيت توليد اين واحدساليانه  3000  تن انواع ظروف نسوز  است .

دستگاه ها و تجهيزات توليد ظروف نسوز | طرح توليد ظروف شيشه اي نسوز

ماشين آلات مناسب در توليد  محصـول با كيفيت نقـش موثري را دارند لذا لازم است  انتخاب ماشين آلات مناسب با توجه به توانمنـديهاي كارخانـه هـاي ماشين سازي داخل و تكنولوژي شركت هاي خارجي مورد بررسي قرار گيرد و پس از گزينش ماشين آلات براساس ظرفيت اقتصادي نحوه  كاربرد ماشين آلات  و طرح  استقرار آنها و مسير جريان مواد آنها مشخص مي گردد

معرفي بخش ها و دستگاه ها و تجهيزات خط توليد

بخش آماده سازي مواد اوليه :

در اين بخش  مـواد اوليـه به سـيلوها انتقال و ذخيره مي شود مواد پس از آسياب و مخلوط شدن با توجه به فرمولاسيون به سيلو منتقل مي شود .

 بخش كوره و ذوب :

كوره، ريفاينري و فورهارت بعنوان يك مجموعه در بخش ذوب شيشه مي باشند در اين  سيستم پس از احتراق  در  يـك مبدل حرارتي  ،خروجي حرارتي كوره كه  همراه گازهاي احتراق است و  از يك مسير داخلي رد مـي شـود وبه  هـوا ي سـوخت از مسـير مجاور آن رد مي شود  را مجدد مي توان مورد استفاده قرار داد  . جنس كوره ها فلزي و سراميكي است و راندمان تا 35 درصد را دارا مي باشد در اين بخش مواد مذاب دركوره پس از تصفيه و هموژن كردن  آماده انتقال به قالب هاي فرمينگ مي شود.

بخش دستگاه شكل دهنده ( پرس) :

اين بخش  شامل فيدرهاي تامين لقمه براي  پرس، اسـتوكر و قالـب هـا مـي باشـد ظرفيت دستگاه متناسب با  نرخ خروجي كوره  در دو دسـتگاه فرمينگ  و متعلقـات آن  استفاده مي شود كه به صورت موازي امكان تغذيه وفرم دهي را دارند. پرس ها داراي 12 قالب بوده و قالب ها پس از فعاليت در هر شيفت براي آماده سازي جايگزين و رزرو براي استفاده  مجدد آماده مي شوند تعداد قاب را بدليل عدم توقف توليد دو نيم برابر ظرفيت دستگاه  در نظرمي گيرند  .

 

دستگاه و تجهيزات خط توليد | طرح توليد ظروف شيشه اي نسوز

تجهيزات و دستگاه خط توليد شيشه هاي نسوز عبارتند از :

1. هفت دستگاه سيلو مواد اوليه  با ظرفيت  80 مترمكعب و دو  مخزن  با ظرفيت 40 تن
2. يك دستگاه الواتور  به طول 10 متر جهت حمل مواد  ،
3. دو دستگاه نوارهاي نقاله به طول 40 متر و ده متري
4. يك آسياب (گلوله )اي به ظرفيت خرد كردن 3 مترمكعب در هر ساعت
5. يك دستگاه خردكن شيشه  به ظرفيت 1000 كيلو در ساعت
6. يك دستگاه شيشه شور به ظرفيت شستشو ي  1000 كيلو در ساعت
7. يك دستگاه مخلوط كن با ظرفيت مخلوط كردن 3 مترمكعب در هر ساعت

• يك دستگاه جدا ساز مغناطيسي،
• يك دستگاه كوره گازي – برقي با ظرفيت 15 تن درساعت به همراه تجهيزات
• يك دستگاه لهر كوره ۱۲ متر در ۱۲۰ سانتيمتر
• يك سري تجهيزات توزين و كنترل مقادير
• دو دستگاه پرس هيدروليك باصفحه مدور12قالبي همراه استوكر و گلينرز
• يك دستگاه گرمخانه تنش زايي به طول 12 متر با تجهيزات
• يك دستگاه بسته بندي محصولات

كالاي جايگزين | طرح توليد ظروف شيشه اي نسوز

انواع ظروف پلاستكي ، ملامين ، چيني ، روي ،مسي و تفلون را مي توان  كالاهاي جانشين ظروف پيركس دانست امـروزه بـاتوجه به بهداشت استفاده از ظروف شيشه اي ميزان تمايل به استفاده نمـودن ازاين  ظـروف  افـزايش يافتـه است .

 فرايند توليد

كليه فرايندهاي توليد شيشه علي رغم اندكي متفـاوت عملاً   شبيه هستند.دراين فرايند  مواد اوليه پس از ذخيره و اختلاط به كوره انتقال داده مي شوندتا ا ز نظر ساختار شـيميايي و فيزيكي شرايط لازم را براي توليد شيشه با كيفيت به شرخ ذيل را  بدست آورد.

اختلاط مواد اوليه | طرح توليد ظروف شيشه اي نسوز

در مرحله نخست  با توجه  فرمولاسيون تركيب مواد خام مورد نياز شيشه توليدي تعيبن  و مطابق آن مواد خام به نسبت هاي مختلف وزن مي شوند  و براي دست آمدن دانه بندي مورد نياز توليد ظروف شيشه اي اين مواد  داخل آسياب ريخته شـده و پـس از آسـياب شـدن بـراي حذف ذرات آهـن از آن  از جداساز مغناطيسي عبور داده مي شوند  تا رنگ شيشه هاي پيركس مناسب باشد سپس مـواد اوليه توزين شده   پس از عبور ازمخلوط كن به سمت كوره هدايت مي گردند.

مرحله ذوب و تصفيه

ذوب با  ورود batch به داخل كوره آغاز شده و تا زماني ادامه پيدا مي كند كه هيچ ماده جامدي بـاقي نمانـده باشد. معمولا در كوره هاي ذوب سعي مي شود عمل ذوب تا وسط كوره تمام شود و از آن بـه بعـد بچ  ذوب نشده در مذاب وجود نداشته باشد. در عمل سعي بر اين است تا  با دانه بندي مناسب  مواد اوليه مورد استفاده در اخـتلاط بچ  و بارگيري آن در كوره  همراه با تنظيم شعله  عمليات ذوب  به درستي صورت پذيرد  تركيب بچ ،دانه بندي ، نحوه تنظبم شعله و نحوه تغذيه كوره روي شرايط ذوب تاثير دارد. با ورود بچ مواد اوليه به داخل كوره و قرار گرفتن در دماي بالا  طي واكنش هاي شيميايي و فيزيكي آب موجود تبخير شده و در برخي از اجزاي ذوب فاز هاي مايع  تشكيل و گازهايي چون so2 و co2 ايجاد مي شود.

به مرور فاز مذاب يكنواخت به  پيش مي روددر ادامه ضمن تصفيه مذاب در مورد شيشه هاي نسوز با استفاده  از كلريد سديم يا كلريد پتاسيم براي خروج حباب هاي هوا وگازهاي حاصل از واكنش ، مرحله يكنواختي يا هموژن شدن تركيبات شيشه همزمان با عمليات حرارتي صورت ميگيردمنظور از هموژن كردن مذاب  يكنواختي تركيب مذاب  شيشه در تمام نقاط آن است تا خواص شيشه نظير دانسيته و ضريب شكست و ساير خواص فيزيك شيشه همسان گردد.

عوامل موثر بر ذوب شيشه | طرح توليد ظروف شيشه اي نسوز

مهمترين عوامل موثر در ذوب  مناسب شيشه عبارتند از :

• تركيب مواد اوليه شيشه  كه اگر درصد قليايي بودن بالايي داشته  باشدذوب راحت تر مي شود
• ميزان درجه حرارت كوره  بالاتر باشد ذوب سريعتر خواهد بود
• دانه بندي  مواد اوليه  درشتر باشد ذوب مشكل تر مي شود
• ميزان و دانه بندي شيشه خورده هرچـه بيشـتر باشـد ذوب بهتر صورت مي گيرد.
• فرمولاسيون بچ  وميزان قليايي بودن آن در شرايط ذوب مهم است
• هموژن بچ و تركيب يكنواخت آن و استفاده از كمك ذوب شرايط مذاب را مناسب تر مي نمايد

عوامل موثر بر هموژن بودن مذاب شيشه   

عوامل موثر بر هموژن بودن مذاب شيشه شامل :  درجه حرارت كوره   ،مدت زمان تركيب مخلوط و اجزا  آن ، زمان انتقال و  ميزان جابه جايي ،  به هم خوردن و واكنش هاي بين مذاب و ديرگدازي مي باشد.

 شرايط حرارتي

آخرين مرحله  بخش مذاب تنظيم شرايط حرارتي است. شيشه در حالت مذاب دماي 1500 درجه دارد ولي براي شكل گيري نياز به ويسكوزيته بالاتري دارد يعني دماي آن بايد كمتر شود . بنابراين پس از اينكه ذوب به صو رت كامل انجام گرفت ، دما به تدريج كاهش مي يابد تا به شـرايط لازم براي شكل گيري برسد .

مرحله شكل گيري ظرف | طرح توليد ظروف شيشه اي نسوز

پرس

اين روش براي ظروفي به كار مي رود كه قطر داخلي و خارجي  آن از پايين به بالا افزايش مي يابد  دسنگاه  پرس قالب ها در يك سيني روتاري است  كه حالت دورانـي داشته  ومحل بلانچرقالب ها  ثابت است . پس از افتادن لقمه در قالب ، بلانچر وارد قالب شده و مذاب را به جداره پخش مي كند. در روش شكل پذيري در يك مرحله انجام مي شود

روش پرس و دمش

مذاب يكنواخت در فورهارت كه  ارتفاع آن  كم است وحتي الامكان از نظر دما يكنواخت شده است وارد سيستم تغذيه كننده مي شود اين سيستم شامل لگن، تيوپ، بلانچر ورينگ قيچي است و لقمه مواد مذاب  ازآن خارج مي شود  براي ظروفي  دهان گشاد كه از پايين به بالا قطر آن كم مي شود از روش پرس و دمش  استفاده مـي شـود اين  شكل گيري در دو مرحله صورت مي گيرد . ابتدا لقمه وارد Blank شده و شكل اوليه را به خود مي گيـرد و شـكل گيـري بـه همـان روش پرسي انجام مي شود.

سپس لقمه شـكل گرفتـه  شده  از داخـل  Blank  قالب خـارج شـده و در قالـب اصـلي قـرار مي گيرد  تا شكل نهايي ايجاد شود و سپس قالب باز شده و ظـرف خـارج مـي شـود . در صورتي كه دماي قالب بيش از اندازه باشد مقداري مذاب به آن مي چسبد. جهت كاهش اصطكاك قالب هـا را با روغن آغشته مي كنند.

 روش دمش و دمش

از ايـن روش براي ظروفي دهان تنگ كه قطر دهانه آنها از پايين به بالاست استفاده مي شود. پس از قرارگيري لقمه در Blank ابتدا هواي اول از زيرلقمه بـه آن دميـده مـي شـود. هواي دوم داخل مذاب را خالي مي كند . آنگاه قالب اوليه معكوس مي شود؛ سپس وارد قالب اصلي مي شود و هواي سوم به داخل مذاب شكل گرفته دميده شده و شكل نهايي را به آن مي دهد

عمليات حرارتي

بعد از شكل گيري  شيشه در قالب  مرحله آنيلينگ يا تنش زدايي  با عمليات حرارتي  شروع مي شود  روند و سرعت رها شدن تنش ها با افزايش دما بيشـتر مي شود. دليل بوجود آمدن تنش ها در شيشه گراديان حرارتي يا اختلاف درجه حرارت اسـت؛ كه در حـين شـكل دهي و يا بعد از آن صورت مي گيرد تنش هايي كه  حالت جامد ايجاد مي شود  تنش موقت هستند . اين تنش ها پس از به تعادل رسيدن مايع از بين مي رود . تنش هاي دائمي در حالت ويسكوز شيشه اگر  تغييرات دمـا داشـته باشـيم ايجـاد شده  و در  دماهـاي يكنواخت هم از بين نمي رود براي از بين بردن تنش هاي شيشه مظروف پس از شكل گيري  در دستگاه دماي آن را به حد آنيلينگ رسانده  و مدتي دراين حالت  نگهداري مي كنند محدوده دماي آنيلينگ براي ظروف پيركس 540   الي  582 درجه سانتي گـراد است

 

ايستگاه ها ي كنترل كيفيت طرح توليد ظروف شيشه اي نسوز

دركنترل كيفيت ،محصولات درجريان ساخت  جهت انطباق فرايند توليد  با مشخصات فني ارزيابي مي گردد  اين عمليات سبب جلوگيري از توليد محصول معيوب و  هـدر رفـتن سـرمايه مي شود  بازرسي و كنترل كيفيت در مراحل تحويل مواد اوليه،فراوري مواد اوليه ،مرحله ذوب ،تصفيه ،هموژناسيون ودر مرحله پاياني انجام مي گيرد توليد ظروف نسوز انجام  مي گيرد واين كار با استفاده از كنترل ها ،نمونه گيري وتست درآزمايشگاه وكنترل شكل ظاهري  لبه ، بدنه ، كف ،تيزي و برندگي  محصول صورت مي گيرد .

ج ) كنترل كيفيت محصول در اين مرحله ظروف پيركس توليـد شـده تحـت بازرسـي از نظـر تـرك و شكستگي و تست شفافيت و ميزان تحمل حداكثر دما قرار مي گيرد. سپس به قسمت بسته بنـدي و در غيـر ايـن صورت به ماشين خردكننده ارسال خواهد شد

سرمايه گذاري مورد نياز طرح توليد ظروف شيشه اي نسوز

بر اساس  مطالعات گذشته احداث واحد توليد ظروف شيشه هاي نسوز در سال جاري با ظرفيت اقتصادي 3000 تن در محل امكان سنجي شده است.  داراي نرخ بازدهي داخلي سرمايه گذاري بيشتر از 36 درصد است. بازگشت سرمايه گذاري حدود  3 سال بعد از زمان بهربرداري خواهد بود. در ادامه خلاصه‌اي از نيازمندي و مشخصات عمومي  احداث اين واحد ارائه شده است.

 

نتيجه مطالعات مالي و اقتصادي | طرح توليد ظروف شيشه اي

تحقيقات بازار در زمان بررسي  با ارايه معيارهاي محاسبه هريك از موارد برآورد سرمايه ثابت و در گردش و توضيح پيرامون  هزينه‌هاي ثابت و متغير طرح، پيش‌بيني و قيمت تمام‌شده و همچنين سود ساليانه طرح كه محاسبه گرديده است.  مهم‌ترين شاخص‌هاي مالي و اقتصادي طرح با  محاسبات مالي كه از نرم‌افزار comfar III Expert استخراج شده است.  وضعيت قابل قبولي  را به لحاظ مالي نشان مي دهد. جهت  اخذ مجوز هاي توليد اين محصول  و تامين زير ساخت براساس پلان هاي مهندسي توليد استاندارد و صادرات محور  مي توانيد در تمامي مراحل انجام كار  از زمان بررسي ايده تا پياده سازي و زمان بهره برداري از مشاوران و كارشناسان خبره و با تجربه كاردوك كمك بگيريد.

خدمات قابل ارايه كاردوك به طرح‌ها و واحدهاي توليد كننده

براي تهيه طرح توجيهي در زمينه هاي مختلف مي توانيد با كارشناسان تماس بگيريد. از جمله خدمات مركز مشاوره كسب و كار كاردوك مي توان به موارد زير اشاره داشت :

• ارائه خدمات در انتخاب ماشين آلات، تاسيسات عمومي و طراحي سايت پلان
• تامين نيروي انساني نصب و راه اندازي ماشين آلات و تاسيات عمومي طرح توليد
• مشاوره فرمولاسيون مواد اوليه
• مشاوره اصلاح تكنواوژي، نوسازي و بازسازي واحدهاي قديمي
• مشاوره صادرات محصول با كيفيت به  كشورهاي ديگر
• تهيه طرح توجيهي و امكان سنجي طرح با استفاده از نرم افزار اختصاصي  توسط متخصصين كارآمد مهندسي
• ثبت نام در سامانه بهين ياب و سامانه مختلف

براي دريافت مشاوره از متخصصان مركز مشاوره كاردوك جهت نوشتن طرح توجيهي مي توانيد با شماره 02166418908 تماس بگيريد

 

 

 

منبع: طرح توليد ظروف شيشه اي نسوز