Відмітна особливість виготовлення кварцового
Скло - висока температура плавлення кварцу. З дру-гой боку, необхідність досягнення високих фізико - хімічних властивостей кварцового скла висуває весь-ма високі вимоги до чистоти сировинних матеріалів. В силу цього при виробництві кварцового скла ис-користується збагачену сировину.
Для виробництва непрозорого кварцового скла використовують збагачені кварцові піски з утримуючи ням,% по масі: Si02-99,6-99,7, Fe203 - не більше 0,02. Збагачення кварцового піску полягає в об-розробці на струсних столах, подальшої про- мивке в гідравлічному класифікаторі і вакуумному зневодненні.
Вироби формують при температурі 1550-1650 ° С. Залежно від конфігурації виробів їх вироблення може проводитися як в печі, так і поза нею. Так, при виготовленні виробів простої конфігурації, наприклад судин і горщиків, їх виробляють методом роздування безпосередньо в печі. Вироби, виготовлені методом пресування (вогнетривкі бруси, вироби малих форм), виробляють поза печі.
Після вироблення вироби піддаються відпалу, за-тим очищенні від приварити зерен кварцу, після чого вони піддаються механічній обробці - різанні, йшли-фовке, полірування. Механічну обробку осуществля-ють абразивним інструментом на металообробні-чих або спеціальних верстатах. Використовуються алмазні пили, абразивні круги та піскоструминні апарати.
Мал. 20.2. Індукційна вакуум-ат - мосферіая тигельна піч для плавки скла і витягування квар-цевих труб 1 - індуктор; 2 - кварцовий кор-пус; 3 - графітовий тигель; 4 - нижній диск; 5 - заглушка; 6 ізоляційне кільце; 7 - теплова ізоляція; 8 - графітовий втулка; 9 - вакуумна прокладка; 10 - сільфоі
Мал. 20.3. Схема отримання про-прозорі кварцового скла спосо-бом газової плавки 1 - прнмаіка; 2 кварцова заго-товка; 3 - пальник; 4 муфель з непрозорого кварцового скла
Вакуум-компресійний спосіб. Сутність цього ме-тода полягає в тому, що спочатку плавку осуществля-ють під вакуумом, що сприяє різкому скороченню числа газових включень в розплаві, а перед кінцем плавки вакуум замінюють тиском з метою стискання і розчинення в розплаві залишилися бульбашок. В про-промислових масштабах знайшов застосування вакуум-ат-мосферний варіант цього способу виробництва про-прозорі кварцового скла. Відмітна особливість цього варіанту полягає в тому, що розплав скломаси після вакуумної плавки витримується деякий ча-ма під атмосферним тиском.
Для отримання кварцового скла з цього варіан-ту застосовують електричні індукційні печі з графітовими тиглями. У цих же печах отримують труби з кварцового скла діаметром 3-150 мм, для чого піч постачають витяжної машиною (рис. 20.2). Піта-ня індукційних печей електроенергією здійснюють за допомогою лампових або машинних генераторів мощ-ністю 30-250 кВт. Режим вакууму створюють масляним насосом до залишкового тиску 10-3--10-4 мм рт. ст. (0,01-0,001 Па), а тиск створюється інертним газом, його величина може складати (15-25) 105 Па. про-
должітелиюсть плавки при цих режимах становить 1-5 ч. У цих печах поряд з трубами отримують блоки з кварцового скла масою 15-25 кг.
Газовий спосіб. Застосовується для отримання осо-бо чистого кварцового скла, придатного для оптичні-ких цілей. Суть методу полягає в тому, що дрібну крупку з гірського кришталю розміром 0,1 0,3 мм спеціальним дозатором подають в полум'я пальників, які працюють на під дородно-кисневої суміші. Під впливом полум'я пальників зерна кварцу нагрівають-ся і падають на розпечену до 2100-2150 ° С поверх-ність кварцового скла, що знаходиться в печі. Зерна при цьому розплавляються і, зливаючись один з одним, про-роззують прозору масу. Схема отримання прозорого кварцового скла способом газової плавки дана на рис. 20.3. Цим способом отримують блоки до 20-25 кг. Витрата газу при цьому становить 120-150 м3 на 1 кг скла.
Блоки з кварцового скла, одержувані різними способами для отримання виробів, піддаються даль-дальшої обробки. Це досягається пресуванням, мол-лирование або механічною обробкою. Вироби хіміко-лабораторного посуду отримують кварцедувним способом із застосуванням воднево-кисневих горе-лок.
В даний час розроблені і промислово ос-воени нові способи одержання особливо чистих кварці-вих стекол. До їх числа відносяться отримання скла із синтетичної двоокису кремнію із застосуванням источ-ників теплової енергії, а також шляхом високотемпера-турне гідролізу летючих сполук кремнію (тетра - хлориду кремнію) в факелі воднево-кисневого полум'я.