Проблемы качества тянутого листового стекла

 

Тянутое бесцветное листовое стекло предназначено главным образом для пропускания света в помещения, остекления зданий и сооружений, одновременно для защиты их от воздействия окружающей среды. Причем уже непосредственно после формования оно является готовым изделием с так называемой огненно-полированной поверхностью, разрешающей беспрепятственный просмотр объектов, находящихся за ним.

Для листового стекла крайне нежелательными являются дефекты формования, которые смещают картину либо искажают изображение. Природа образования таких дефектов в стекле может быть как физической (разнотолщинность, клиновидность и др.), так и химической (локальные изменения показателя преломления), но обе охватываются понятием «оптика» листового стекла. В случае, если причины появления дефекта чисто физические, речь ведут о «внешней» оптике, ежели – химические, то говорят о «внутренней» оптике. Таким образом, «внешняя» оптика листового стекла определяется степенью непараллельности поверхностей листа.

Так как показатель преломления зависит от состава стекла, то «внутренняя» оптика определяется уровнем его химической неоднородности. Строго говоря, она также зависит от наличия точечных и линейных дефектов в стекле, размеров и типа пузырей и кристаллических включений.

Однако пороки, вызываемые подобными дефектами, не относят к «внутренней» оптике.

В настоящее время установлено, что листовое стекло имеет слоистую структуру. Эффекты «внутренней» оптики не проявляются, если в листовом стекле различные по составу слои расположены параллельно поверхности листа. Нарушение слоистой структуры (искривление, складки) мало влияет на «внутреннюю» оптику вследствие малой толщины слоев (менее 0,1 мм) и малой разности коэффициента преломления (Δ n ≤ 15 × 10^–5). Однако в тянутом листовом стекле (как и во флоат-стекле) нарушение слоистости практически всегда вызывает вариации толщины листа, что уже обусловливает эффекты «внешней» оптики.

Как отмечалось выше, нарушения плоскостности листовых стекол могут являться следствием ряда причин, например, термической неоднородностью вытягиваемой ленты стекла по ширине. В такой ленте участки стекла с низкой вязкостью (горячие) соседствуют с более вязкими охлажденными. Действие сил вытягивания на них проявляется различным образом: первые растягиваются сильнее и поэтому в итоге лента в таких местах тоньше, чем в других. С этим явлением следует считаться не только в момент образования ленты из расплава, но и позднее, пока стекло еще находится в пластичном состоянии. Вторая возможная причина – отдельные участки ленты, охлаждаясь в области пластичного состояния, могут отдавать разное количество тепла вследствие химической неоднородности. В итоге в обоих случаях проявится разнотолщинность, определяемая как волнистость обеих поверхностей листа. Сильно выраженная волнистость называется полосностью. Отклонения от плоскостности решающим образом влияют на  качество прозрачного листового стекла.

Методы вертикального вытягивания не обеспечивают получения плоскопараллельности поверхностей листа, а значит, и высокого качества стекла в силу следующих обстоятельств:

– нижняя часть ленты подвергается неравномерному охлаждению по ширине вследствие неизбежно возникающих в подмашинной камере воздушных потоков, вызываемых водяными холодильниками и подсосами холодного воздуха из окружающей среды;

– химическая и термическая неоднородность стекломассы по длине луковицы не позволяет получить ее одинаковую толщину, поскольку имеют место прямой и обратный потоки стекломассы, притекающей в луковицу, с неравнозначной температурой;

– прямая связь подмашинных камер ванной с печью (через выработочные каналы) при нарушении газового и теплового режимов печи приводит к нарушению термических потоков стекломассы и негативно влияет на выработку стекла.

В итоге разнотолщинность ленты стекла, получаемого методом Фурко, может достигать 0,5–0,7 мм (полосность), что приводит к сильному искажению объектов при просмотре их через такое стекло.