Технологические процессы производства листового термически полированного стекла на линии многофункционального назначения

  В 2002 г. исполнилось 100 лет с того времени, когда американские изобретатели запатентовали принципиально новую идею формования стекла на поверхности расплавленного металла. А 50 лет спустя английский изобретатель А. Пилкингтон провел исследования и разработал технологии получения непрерывной ленты стекла на расплаве металла, что дало возможность производить неограниченное количество полированного листового стекла.
   Фирма «Пилкингтон» задала всему миру базовый технологический процесс достаточно жестко ориентированный на строгую прямую последовательность взаимно увязанных по заданной производительности всех технологических процессов, составляющих непрерывный производственный цикл. Изменить этот великолепно рассчитанный и автоматизированный цикл, созданный для крупномасштабных линий производительностью до 1000 т стекла в сутки – сложнейшая научная и технологическая задача. Огромная инерционность тепло-массообменных процессов стекловарения и формования и высочайшие требования к качеству листового стекла потребовали жесткой регламентации всего процесса для создания стабильных воспроизводимых условий производства стекла. Это неизбежно усложнило развитие производства широкого ассортимента функциональных видов флоат-стекла.
   Почти все мировые фирмы специализируются в производстве флоат-стекла по технологической схеме, предложенной фирмой «Пилкингтон». По этой же схеме фирма создает специальные флоат-линии для производства фотохромных и электрохромных стекол. В настоящее время насчитывается около 250 флоат-линий, которые выпускают более 90% листового стекла в мире. Листовое полированное стекло стало стратегическим строительным материалом.
   В ХХI веке резко обострится борьба за обладание ведущими технологиями, основанными на собственных научных достижениях и на достижениях мировой науки и техники.
   Для ОАО «Саратовский институт стекла» концептуальным направлением развития производства и разработанной базовой технологии листового термически полированного стекла методом формования на расплаве металла является создание множества технологических процессов производства функциональных стекол на линиях многофункционального назначения. Сохранив прямолинейную заданность всего производственного цикла, специалисты института разработали целый ряд технологических процессов, которые можно встраивать в базовый технологический процесс по ходу его отдельных стадий на любой флоат-линии.
   Технологический прием интегрирования новых технологий в базовые процессы производства для модифицирования листового стекла и расширения ассортимента выпускаемой продукции достаточно известен. Все ведущие стекольные фирмы мира применяют их в своей практике на флоат-линиях.
   Стекольные заводы английской фирмы «Пилкингтон» и бельгийской фирмы «Главербель» производят большое количество основных видов функциональных стекол на своих флоат-линиях, но их ассортимент не превышает нескольких сотен.
   Развитие широкого изменяемого ассортимента листового стекла на линиях многофункционального назначения возможно при высоком уровне разработки и освоении базового производства термически полированного листового стекла, а также новых технологий, интегрируемых в базовый процесс, при сокращении времени технологических переходов от одного вида стекла к другому и создании технологий, позволяющих переходное стекло модифицировать в товарную продукцию.
   Разработаны технологические процессы, благодаря которым можно совмещать разные технологические приемы обработки ленты стекла, если они расположены в разных тепловых зонах по длине ванны расплава. Например, крупнорельефную и мелкорельефную «Метелицу» и «Ритм» можно декорировать электрохимическими или кремниевыми покрытиями и получать новые виды продукции. Можно совмещать несколько технологий обработки ленты стекла в одной тепловой зоне. Например, совмещение в один цикл выпуск крупнорельефной «Метелицы» и декорирование поверхности ленты стекла стекловидными покрытиями позволяет получить ряд новых ее видов.
   Институтом разработан широкий ассортимент профилированного стекла «Ритм». Отработана технология и выпущено более 500 тыс. м2 этого стекла из различных видов стекломассы: бронзового, розового, серого, зеленовато-голубого цветов на ленте стекла толщиной от 4 до 12 мм. Комбинируя воздействие профилированного вала и тянущие усилия рольганга печи отжига, можно получить ленту с заданными толщиной и профилем рифления. Для изготовления тонкого стекла «Ритм» (4–6 мм) комбинация воздействий включает два этапа утонения, которые разделяет обработка ленты с целью ее профилирования.
   Широкий ассортимент на линиях многофункционального назначения обеспечивают окрашенные в массе теплопоглощающие стекла. Они имеют голубой, зеленый, серый, янтарный, бронзовый, сиреневый, розовый цвета, причем окраска максимально приближена к нейтральной. Все эти виды стекол можно производить на одной линии с постепенным переходом от одного вида к другому. Для этого разработаны и освоены составы окрашивающих смесей.
   Дальнейшее увеличение ассортимента этих стекол связано с завершением разработок по получению зеленого, черного, разноцветного стекла, а также окрашенного листового пористого стекла и глушеного стекла «Декорит» с широкой цветовой гаммой. Их освоение позволит получить сотни разноцветных рисунков листового архитектурно-строительного стекла.
   Таким образом, на линии многофункционального назначения производительностью 100 т стекла в сутки в течение 20 лет разработан и освоен без изменения ее конструкции и основного технологического оборудования целый ряд интегрируемых технологий для производства: окрашенного в массе поглощающего стекла 21 цвета, бесцветного стекла 8 видов по толщине, архитектурно-строительного стекла с декорированной поверхностью «Метелица» 24-х видов, а с учетом цвета – 504 вида, 35 видов стекла «Ритм», бесцветного и стекла с электрохимически окрашенной поверхностью 7 видов, 12 видов стекол со стекловидными покрытиями. А реально достижимый ассортимент – это сотни и тысячи видов декорированных стекол. На одной и той же линии можно выпускать бесцветное и окрашенное в массе стекло с кремниевыми, зеркальными, пылеотталкивающими, фотохромными и термохромными покрытиями.
   Если посчитать все возможные сочетания оттенков окрашенного в массе стекла, его толщин, а также оттенков и рисунков покрытий, разнообразие профиля и фактуры поверхности стекла, то окажется что на линиях многофункционального назначения можно выпускать десятки тысяч разнообразных видов стекла. Это говорит о том, что возможности флоат-процесса безграничны.
   Проведенный технико-экономический анализ линий многофункционального назначения производительностью от 50 до 400 т стекла в сутки позволяет прогнозировать увеличение ассортимента продукции, выпускаемой на одной линии, до 100–200 наименований к 2010 году и значительное расширение ассортимента до 500–700 наименований –  в последующее десятилетие. Это обеспечит потребности региональных рынков сбыта стекла, сократит расходы по его перевозке из одного региона в другой, а также уменьшит затраты на промпереработку.
   Развитие линий многофункционального назначения малой и средней производительности является новым и перспективным направлением развития флоат-процесса, так как наиболее полно удовлетворяет растущие потребности строительной и транспортной индустрии в разнообразном листовом стекле.
   Для инвесторов необходимо отметить, что сроки окупаемости флоат-линий многофункционального назначения на 10–40% быстрее, чем флоат-линии аналогичной производительности и с обычным ассортиментом листового стекла. Если не хотим проиграть зарубежным конкурентам свой российский рынок и уверенно выходить на мировые рынки, мы должны изменить свои представления о стекольном бизнесе и создать такие технологические процессы, которые позволят непрерывно наращивать преимущества за счет постоянного вовлечения в производственный цикл технологических процессов с «ноу-хау».
   Развитие и освоение технологических процессов производства листового термически полированного стекла на линиях многофункционального назначения позволит производителям флоат-стекла быстро реагировать на те изменения, которые происходят в стекольном бизнесе. Увеличение удельного веса в своем производстве эксклюзивных видов продукции обеспечит предприятиям экономическую устойчивость и конкурентоспособность производимой продукции на рынках сбыта.
   Мы надеемся быть полезными предприятиям стекольной отрасли, находясь в постоянном движении вперед.