پروژه کارآفرینی ظروف شیشه ای

مقدمه:

صنعت شیشه سازی از صنایع قدیمی است که مصریها از 2500 سال  قبل  از  میلاد  مسیح  با ان اشنایی داشتند و سازنده اولین اشیائ شیشه ای بودند و همچنین یونانی ها از قرن 12و14 قبل از میلاد و رومیها از قرن ششم قبل از میلاد به شیشه سازی میپرداختند و در ایران نیز تاریخ  قدیمی دارد به توری که قدیمی ترین اشیائ  ظروف  شیشه ای ایرانی  مربوط به اقوام ایلامی  میباش د یعنی تاریخ ان به 3500 سال قبل میرسد به طوری که از ابتکارات این قوم به کار بردن شیشه جهت پنجره میباشد و در ایران این صنعت نیز در دوره های مختلف سیر سعودی و نزولی داشته است به  طوری که  در دوره  هخامنشیان  سیر  سعودی (نقوش مکشوفه در تخت جمشید) و در دوره  مغول  از میان رفت و به طور  کلی  صنعت  مذبور در ایران و جهان بعد از اسلام ترقی زیادی داشته است.

صنعت شیشه گری به طریق سنتی و به عنوان یک هنر تا سالیان اخیر رواج داشته و فقط از سال 1340 اولین واحد تولید کننده شیشه و به مقیاس صنعتی در ایران شروع به کار کرده است.

تعریف شیشه:

شیشه مایعی است که بسیار سرد شده ودر نقطه ای پایین تر از نقطه انجماد ان در حالت  مایع  قرار  دارد.

مشخصات فیزیکی:

شیشه جسمی است سخت که در مقابل فشار مقاوم و در مقابل کشش بسیار ضعیف میباشد.

مواد اولیه تولید شیشه :

تقریبا یک سوم ترکیبات عناصر جدول تناوبی مندلیف در تولید شیشه های بخصوصی به کار برده میشوند ولی در عمل (در سرعت های عادی سرد کردن ) تعداد بسیار کمی از ترکیبات “تشکیل دهنده واقعی شیشه” یا به عبارت دیگر شیشه ساز های خوب هستند و مهمترین ترکیباتی که در تهیه شیشه بکار میرودعبارتند از سیلیس یا کوارتز . دولومیت یا کربنات مضاعف کلسیم و منیزیم . اهک . فلدسپات. کربنات سدیم . سولفات سدیم و مواد رنگی.

الف-سیلیس:

که قسمت عمده مواد اولیه مصرفی را تشکیل میدهدو باید دارای یک نواختی ترکیب شیمیایی و با عیار بالا و فاقد مواد اهکی و اهن و نیز فرم دانه بندی مخصوص باشد و پودر سیلیس مورد مصرف دارای مشخصات شیمیایی و دانه بنی به شرح زیر می باشد.

الف) مقدار sio2 بیشتر از 1401% باشد.

ب) مقدار Fe2 o3  کمتر از 08/0% باشد.

ج) مقدار Al2 o3 برابر یا کمتد از 2/1%باشد.

د) درشتی دانه ها باید بین 1/0تا 6/0 میلیمتر که درشتی ایده ال ان 25/0 تا 05/0 باشد البته مقدار دانه های کوچکتر از 1/0 تا 5/2/0 و بزرگتر از 6/0 میلی متر تا 05/0 قابل قبول است .

مشخصات فیزیکی و شیمیایی مواد اولیه مورد استفاده در صنعت شیشه سازی

 

نوع مواد	ترکیب شیمیایی	عیار	حالت طبیعی اولیه	حالت مورد استفاده	درصد مواد اولیه
سیلیس	Sio2	100-95	سنگ معدن	پودر با دانه بندی کمتر از یک میلمتر	60حد اکثر
	Al2 o3	2/2/2000
دولومیت	Co3 ca	55	سنگ معدن	پودر با دانه بندی کمتر از 5/2 میلیمتر	Apr-00
	Co3 mg	45
آهک	Co3 ca	18	سنگ معدن	”  ”  ”   ”  ”  ”  ”  “	12
فلدسپات	Sio2	70-68	سنگ معدن	پودر با دانه بندی کمتر از	4-May
	Al2o3	20-18		یک میلیمتر
	Nd2oا   k2o	9-Oct
کربنات سدیم	Co3 Nd2	99	———–	پودر	20
سولفات سدیم	So4 Nd2	98	سنگ معدن	پودر	2

 

از ترکیب مواد اولیه جدول فوق شیشه حاصل (شیشه مظروف ) دارای ترکیبی به شرح زیر است:

 

نوع محصول	Sio2	Nd2o	K2o	Ca o	Mg o	So3	Al2 o3	Fe2 o3
شیشه مظروف	6/74%	6/14%	3/0%	3/5%	8/3%	02/0%	2/1%	04/0%

 

کوره ذوب شیشه:

انواع کوره ها:

تقسیم بندی انواع کوره ها بر اساس پارامتر های زیر می باشد:

الف) نوع شیشه تولیدی

ب ) نوع و قیمت سوخت

ج ) نوع بازار یابی حرارتی

د) جدا سازی ناحیه ذوب و ناحیه اماده سازی

و ) موقعیت و نوع قرار گرفتن مشعل

م ) ظرفیت تولید

کوره های شیشه گری در دو نوع متفاوت وجود دارد:

1) کوره های پات                                              2) کوره های تانکی

1- کوره های پات : این نوع کوره ها کوره هایی هستند که مذاب شیشه در تماس جداره کوره که دو نوع هستند پاتهای بازو بسته :

الف ) پاتهای باز در جریان شعله حرارت قرار می گیرند .

ب )  پاتهای باز در جریان شعله حرارت قرار نمی گیرند .

2 –  کوره های  تانکی:  کوره هایی  هستند  که  دیواره های ان  در تماس  با  مواد  مذاب  میباشند .

حجم کوره های تانکی روزانه بین 5 الی 10 تن در روز میباشد و در این کوره ها ابتدا مواد به شارژ سپس دریچه کوره بسته و شروع به بالا بردن درجه حرارت کوره میکند تا مواد کاملا ذوب گردد .

بعد از ذوب کامل مواد درجه حرارت کوره کم کم کاهش داده تا به درجه حرارت کار پذیر برسد بعد با روش غیر پیوسته ( لقمه برداری ) تولید شیشه اغاز میشود . این کوره ها عموما به صورت unit melter     recoprative میباشد و شعله در ارتباط با مواد مذاب میباشد عمق مواد مذاب 70-50 سانت و ابعاد کوره 200-180 سانتیمتر عرض و 4-2 متر طول دارد . البته طول تا 6 متر هم می تواند برسد  این کوره ها عمدتا در سطح زمین قرار می گیرد چون لقمه گیر بتواند از کوره لقمه بردارد .

کوره های پیوسته (contieous furnaces  ) که عمدتا برای تولید شیشه های تجارتی بکار میرود که در جداول شیشه های تجارتی soda line silicate  میباشد و از مشخصات این کوره ها میبایستی به میزان شیشه خروجی مواد اولیه به کوره تغذیه شود به طوری که سطح مذاب ثابت بماند و درجه حرارت هم تغییر نکند.

ذوب شیشه شامل سه مرحله است :

1 ) مرحله ای که در ان واکنش های شیمیایی میان اجزائ شیشه صورت میگیرد و در نتیجه ان توده ای چسبناک و پر از حباب به وجود می اید .

2 ) مرحله ای است که عمل پالایش صورت می گیرد که در این مرحله دمای خمیر شیشه را  تا حدود 1550 درجه سانتیگراد افزایش می دهند تا گاز هایی که حباب ها را به وجود اورده اند به سطح شیشه بیایند که به خاطر تسهیل این امر از سولفات سدیم استفاده می کنند و در این مرحله شیشه انقدر رقیق است که نمی توان روی ان کار کرد.

3 ) که مرحله هخر است دمای شیشه مذاب را انقدر پایین می اورند ( تقریبا زیر 1000 درجه سانتیگراد ) که روانی ان به حدی برسد که بشود روی ان کار کرد .

شیشه بر اثر حل شدن مواد خام ان در همدیگر درست میشود . در دمای معمولی برای ذوب شیشه یعنی تقریبا بین 1350 تا 1580 درجه سانتیگراد بسیاری از اجزائ تشکیل دهنده شیشه اگر تنها میبودند در حالت جامد میماندند . مثلا نقطه ذوب سیلیس 1700 و نقطه ذوب کربنات کلسیم 2500 است و از طرف دیگر کربنات سدم در  850 درجه ذوب میشود و سولفات سدیم در 884 درجه ذوب میشود واکنش هایی که میان اجزائ شیشه صورت می گیرد به هیچ وجه شیوه مشخص و قطعی ندارد اما احتمال بر این است که پاره ای از واکنش ها که در دمای پایین اغاز میشود مقدمات ضروری برای ذوب سریع و کامل اجزائ شیشه در دماهای بالاترند . در دمای 600 درجه مخلوطی از کربنات سدیم و کلسیم پدید می اید و در نتیجه ترکیب با سیلیس دی اکسید کربن ازاد میشود .

در دمای بین  700 تا 900 درجه سانتیگراد کربنات سدیم با سیلیس ترکیب میشوند و در همین دماست که به سبب افزایش فعالیت شیمیایی واکنش های شیمیایی سرعت می یابند . در 1010 درجه سانتیگراد  متا سیلیکات کلسیم تشکیل میشود اما چنین دمایی انقدر پایین است که مواد موجود را با سرعتی که قابل استفاده باشند به حالت مذاب در نمی اورد در شیوه تولید مداوم دما طوری تنظیم میشود که خمیر شیشه پس از انکه به شیشه مذاب تبدیل شد به طرف قسمت پایین کوره جریان پیدا میکند و در انجا حرارت بالا تر است و پالایش صورت میگیرد .

دی اکسید کربن و گازهای دیگر که در خلال روند ذوب شیشه از هیدراتها و نیتراتها و سولفاتها ازاد میشود و همچنین هوایی که در خمیر شیشه محبوس است حباب های بیشماری را در شیشه مذاب پدید می اورد که هدف از پالایش که در دمای 1500 تا 1600 درجه سانتیگراد صورت میگیرد جهت همگونی کامل شیشه مذاب و از بین بردن این حبابهاست . ضمنا برای اینکه مواد خام زودتر ذوب شوند خرده شیشه می افزایند و نیز وجود نم و رطوبت به میزان 4 تا 5 درصد باعث جلوگیری از تفکیک شدن و ایجاد غبار در جریان حمل مواد از مخلوط کن تا کوره و در داخل کوره میشود.

مراحل مختلف تولید :

1 ) اماده سازی مواد اولیه تا توزین و مخلوط :

مواد اولیه به نسبت های معین زیر وارد مخلوط کن میشود :

(توضیح اینکه قبلا مواد به صورت پودر و با دانه بندی مخصوص که قبلا قید شد در امده است ) که پس از اضافه نمودن 5-4 درصد اب از مخلوط کن به کوره ذوب هدایت میشود .