Plavano steklo in valjano steklo
Plavajoče steklo
Postopek floatiranja, ki ga je leta 1952 izumil sir Alastair Pilkington, izdeluje ravno steklo. Ta postopek omogoča izdelavo prozornega, obarvanega in prevlečenega stekla za stavbe ter prozornega in obarvanega stekla za vozila.
Po vsem svetu je približno 260 obratov za float steklo s skupno proizvodnjo približno 800.000 ton stekla na teden. Obrat za float steklo, ki neprekinjeno obratuje 11–15 let, proizvede približno 6000 kilometrov stekla na leto, debeline od 0,4 mm do 25 mm in širine do 3 metrov.
Plavajoča linija je lahko dolga skoraj pol kilometra. Surovine vstopajo na enem koncu, na drugem pa izstopajo steklene plošče, natančno razrezane po specifikacijah, s hitrostjo do 6000 ton na teden. Vmes je šest visoko integriranih faz.
Taljenje in rafiniranje
Drobnozrnate sestavine, katerih kakovost je skrbno nadzorovana, se zmešajo v zmes, ki se nato steče v peč, segreto na 1500 °C.
Danes float steklo izdeluje skoraj optične kakovosti. V 2000 tonah staljenega stekla v peči hkrati poteka več procesov – taljenje, rafiniranje, homogenizacija. Ti procesi se odvijajo v ločenih conah v kompleksnem toku stekla, ki ga poganjajo visoke temperature, kot prikazuje diagram. Vse skupaj se sešteje v neprekinjen proces taljenja, ki traja do 50 ur in gladko ter neprekinjeno dovaja steklo s temperaturo 1100 °C, brez vključkov in mehurčkov, v float kopel. Proces taljenja je ključnega pomena za kakovost stekla; sestavo pa je mogoče spremeniti, da se spremenijo lastnosti končnega izdelka.
Plovni kopel
Steklo iz talilne peči nežno teče čez ognjevzdržni izliv na zrcalno površino staljenega kositra, začenši pri 1100 °C in zapušča plavajočo kopel kot trden trak pri 600 °C.
Načelo float stekla se od petdesetih let prejšnjega stoletja ni spremenilo, vendar se je izdelek dramatično spremenil: od ene same ravnotežne debeline 6,8 mm do razpona od podmilimetrskih do 25 mm; od traku, ki ga pogosto kazijo vključki, mehurčki in proge, do skoraj optične popolnosti. Float steklo zagotavlja tako imenovani ognjeni zaključek, sijaj novega porcelana.
Žarjenje in pregled ter rezanje po naročilu
● Žarjenje
Kljub mirnosti, s katero se float steklo oblikuje, se v traku med ohlajanjem razvijejo precejšnje napetosti. Prevelika napetost in steklo se bo pod rezalnikom zlomilo. Slika prikazuje napetosti skozi trak, ki jih razkriva polarizirana svetloba. Za lajšanje teh napetosti se trak toplotno obdela v dolgi peči, znani kot lehr. Temperature so natančno nadzorovane tako vzdolž kot čez trak.
●Inšpekcijski pregled
Postopek floatiranja je znan po izdelavi popolnoma ravnega stekla brez napak. Da pa bi zagotovili najvišjo kakovost, se pregled izvaja na vsaki stopnji. Občasno se med rafiniranjem ne odstrani kakšen mehurček, zrno peska se noče stopiti, tresenje pločevine pa povzroči valovanje steklenega traku. Avtomatiziran spletni pregled naredi dve stvari. Razkrije procesne napake pred začetkom postopka, ki jih je mogoče odpraviti, kar računalnikom v nadaljevanju omogoča, da rezalnike usmerijo okoli napak. Tehnologija pregleda zdaj omogoča več kot 100 milijonov meritev na sekundo po traku, s čimer se odkrijejo napake, ki jih s prostim očesom ne bi mogli videti.
Podatki poganjajo »inteligentne« rezalnike, kar dodatno izboljšuje kakovost izdelkov za stranko.
●Rezanje po naročilu
Diamantna kolesa obrežejo robove – obremenjene robove – in trak razrežejo na velikost, ki jo določi računalnik. Plavano steklo se prodaja na kvadratni meter. Računalniki pretvorijo zahteve strank v vzorce rezov, zasnovane tako, da zmanjšajo odpadke.
Valjano steklo
Postopek valjanja se uporablja za izdelavo stekla za sončne panele, vzorčastega ravnega stekla in žičnega stekla. Med valji, hlajenimi z vodo, se neprekinjen tok staljenega stekla vliva.
Valjano steklo se zaradi večje prepustnosti vse pogosteje uporablja v fotonapetostnih modulih in toplotnih kolektorjih. Med valjanim in float steklom je majhna razlika v ceni.
Valjano steklo je posebno zaradi svoje makroskopske strukture. Višja kot je prepustnost, boljše je, in danes visokozmogljivo valjano steklo z nizko vsebnostjo železa običajno doseže 91 % prepustnosti.
Na površino stekla je mogoče vnesti tudi površinsko strukturo. Glede na predvideno uporabo se izberejo različne površinske strukture.
Za izboljšanje oprijemne trdnosti med EVA in steklom v fotovoltaičnih aplikacijah se pogosto uporablja rebrasta površinska struktura. Strukturirano steklo se uporablja tako v fotovoltaičnih kot v termo solarnih aplikacijah.
Vzorčasto steklo se izdeluje v enoprehodnem postopku, pri katerem steklo teče na valje pri temperaturi približno 1050 °C. Spodnji valj iz litega železa ali nerjavečega jekla je graviran z negativom vzorca; zgornji valj je gladek. Debelino uravnavamo z nastavitvijo reže med valji. Trak zapusti valje pri približno 850 °C in se preko vrste vodno hlajenih jeklenih valjev prenese v žarilno peč. Po žarjenju se steklo razreže na velikost.
Žičano steklo se izdeluje v dvojnem prehodnem postopku. Postopek uporablja dva neodvisno gnana para vodno hlajenih oblikovalnih valjev, od katerih vsak dovaja ločen tok staljenega stekla iz skupne talilne peči. Prvi par valjev ustvari neprekinjen trak stekla, debeline polovice končnega izdelka. To je prekrito z žično mrežo. Nato se doda drugi odmerek stekla, da se dobi trak enake debeline kot prvi, in ko je žična mreža »sprejeta«, trak gre skozi drugi par valjev, ki tvorijo končni trak žičanega stekla. Po žarjenju se trak razreže s posebnimi napravami za rezanje in zaklepanje.