Жазық шыны өндіру технологиясы

И.Әбдікәрімов атындағы Қызылорда аграрлық техникалық жоғары колледжінің
арнайы пәндер оқытушысы Ерназарова Бағжан Ерназарқызы

«Силикаттардың жалпы технологиясы» пәні бойынша

АШЫҚ  САБАҚ  ЖОСПАРЫ

Тобы: ПДС-15о

Күні:  20.04.2017  жыл

Сабақ түрі: Теориялық сабақ

Сабақ әдістері: сұрақ – жауап, жазба жұмыстары мен шығармашылық есептер, ізденіс жұмыстары, баяндау,  бірлескен ұжымдық әрекет, ойын элементтері, түртіп алу әдісі-INSERT.

Сабақтың көрнекілігі: мультимедиялық құрал, тақта, суреттер,слайдтар

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: Сабақ тақырыбын аша отырып, оқушыларға шыны өндірісімен, жазық шыны өңдеу технологиясымен таныстыру. Оқушылардың  қызығушылықтарын, оқушылардың сабаққа деген белсенділігін арттыру.

Тәрбиелік:Әр түрлі тапсырмалар орындату арқылы және дарынды  оқушыларды анықтау, өз ойлары толық, нақты жеткізуге үйрету. Болашақ мамандықтарын құрметтеуге тәрбиелеу.                                    

Дамытушылық:  Шыны өндірісінің дамуына өз үлестерін қосуға, сабақ барысында уақытты ұтымды пайдалануға үйрету. Топтық жұмыс  барысында бірін-бірі сыйлауға, өзгенің пікірін тыңдай білуге  үйрету.

Сабақ барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі:

- Студенттерді түгендеп, аудитория дайындығын қадағалау.

 - Психологиялық даярлық. Оқушыларды топтастыру.

Оқушыларды 3 топқа бөлу. Оқушылар өздеріңе ұнаған түстерді таңдау арқылы, топқа бөлу.

Негізгі бөлім

ІІ. Үй тапсырмасын сұрау:

1. Сұрақ жауап әдісі.

1. Шыны дегеніміз не?
2. Металлургиялық шлактарды құю арқылы жасалынған бұйымдар?
3. Парақша шынылардың ең көп тараған түрі?
4. Қоғамдық, зәулім үйлердің сыртқы келбетін ажарлайтын парақша шыны?
5. Ірі панельді құрайтын профильді шыны?
6. Айнала шеттері біріктірілген екі немесе бірнеше шыны парақтардан тұратын бұйым?
7. Электрвакуумды шыныларды қайнау мерзімі?
8. Кремнезем формуласы?
9. Сұйық шыны силикаттар не үшін пайдаланылады?
10. Шыны жасау қай елде басталған?
11. Жеңіл кеуікті қалыпталған материал?
12. Шыны талшықтардың екі түрін атаңыздар?
13. Таза кремний оксидінен тұратын бір компонетті шыны?
14. Молекулалы бөлшектенген және кристаллдануға қабілетті зат бөлшектері?
15. Шыны өндірудегі шикізаттарды атаңыздар?

2. Анықтамамен жұмыс: Шыны түрлеріне анықтама беру.

Кварц шыны- Синтетикалық кремний диоксидін балқыту арқылы, таза табиғи немесе кремнеземның жасанды түрлерінен алынатын шыны

Витриналық шыны –  Сәулені, оптиканы бұрмаламай, заттың кескінің бұзбай көрсететін шыны.

Жылы сәулені жұтқыш шыны- Кобальт немесе никель оксидтерінің ерітінділерімен өңделетін шыны

Призмалық  шыны-Жарық сәулелерін ауытқытатын және оларды параллель шоққа жинайтын сақиналы призмалардан тұратын шыны.

Электрвакуумды шыны- жылу беріктігімен, диэлектрлік  қабілетпен сипатталады.

3. «Творчествалық проектілерін қорғау»

Ізденіс жұмыстарын презентациялау.  Әр командадан бір адам шығып өз жұмысын қорғап шығады. Шынының ерекшеліктері, қасиеттері, қолдануылуы.

III Жаңа тақырыпты баяндау.

Тақырыбы:  «Жазық шыны өңдіру технологиясы»

1. Жазық шыны құрылысы.

2. Шыны балқыту үшiн пайдаланылатын шикiзат материалдары.

3.  Металл балқымасыбетіндежазықшыныныформалаупроцесі.

1. Жазық шыны деп  –  тегіс түрде өңделіп, ұзындығы мен еңіне қарағанда қалыңдығы аз болып келетін шыныны айтады. Оны күннің көзін өткізетін құрылыс материалдарын шынылау, терезе ойығы мен есік орнына орнату, шамдар мен витриналарда, шыны пакеттерін өңдіруде  және т.б. құрылыс мақсаттары үшін қолданады.

Жазық шынылардың құрамына бірталай талаптар орнатылған:

1. балқу процесінің жоғары жылдамдығы;
2. формалаудың жоғары жылдамдығын қамтамасыздандыру үшін, қатаю жылдамдығының оптималды болуы;
3.  кристалдану температурасы формалау температурасынан төмен болуы;
4. балқыманың кристалдануға төмен бейімділігі;
5. шыныға қажетті физика-механикалық қасиеттері мен химиялық біртектілігін беру.

Жазық шыны өндiрiсi үшiн, шихтаны пайдаланады. Шихта дегеніміз  – өнім құрамындағы  шикізат материалдарының мөлшерленген қоспасы. Дұрыс әзiрленген шихтаны алу үшін, негiзгi шарттар: байытылған және дайындалған материалдарды қолдану, шикiзат материалдарынның мөлшерін рецепт бойынша дәл есептеу, толық бiртектiлiк, материалдарды мұқият  араластыру және пеш кеңістігіне жылдам жеткізу.Шихтаға негiзгi талап  -  бiртектiлiктiң жоғары дәрежесi, ол шыны балқыту процесiн жеңілдетіп, дайын шыны бетіндегі кемiстiктерді жояды. Шихта бiртектiлiгiн қамтамасыз ету үшiн оның ылғалдылығы мен шикiзат материалдарының түйiршiктiк құрамын қатаң қадағалау қажет.  Шикiзат материалдарының түйіршіктері белгiлi өлшем шамасында болуы керек, өйткенi олардың бiрқалыпты балқуы соған тікелей байланысты. Компоненттерінің түйіршіктері бiрдей өлшемде болған жағдайда, түйіршіктер үлкейген сайын шихтаның ыдырауы ұзағырақ өтеді. Шихта құрамындағы ылғалдылық оның бiртектiлiгiне қолайлы әсер етедi. Суды көбіне араластырғышқа тiкелей немесе құмды өлшеген кезде қосады. Ылғалдылық 3-5% шегiнде болуы тиiс. Шыны балқыту процесі кезінде шихтаның булануы жүреді. Шихта булануын шамамен 17% деп алсақ, тиiсiнше булану еселiгi 0,83-ке тең болады. Шихтаны белгілі температура шамасына дейін қыздырылған пешке тиеп, одан балқыған шыны массасын алады, шыны массасы қажеттi бiртектiлiкке жеткенге шейін, оны біраз уақыт пеш кеңістігінде ұстап тұрады. Содан кейін балқытпа температурасын төмендетеді. Бұл оның  тұтқырлығын арттырып, шыны лентасын формалауға мүмкiндiк бередi. Шыны лентасын формалағаннан кейін, оны баяу жүргiзiлетiн термиялық өңдеуге жібереді, басқаша айтқанда, күйдіреді. Процесстің ақырғы шегінде дайын өнімді қажет өлшемдерге кесіп, шыныны бумаларға орап қояды.

2. Шыны өндiрiсiнде қолданылатын шикiзат материалдарын шартты түрде негiзгi және көмекшi болып бөледi. Шихтаны дайындау үшiн келесi шикiзат материалдарын пайдаланады: құм, кальций карбонаты, доломит, дала шпаты, сода, натрий сульфаты, көмiр. Жазық шыны өндiрiсi үшiн негiзгi шикiзат материалдарына: кварцты құм, сода, доломит, дала шпаты, кальций карбонаты; ал көмекшi шикiзат материалдарына: натрий сульфаты, көмiрдi жатқызамыз.

SiО2 - барлық силикат шыныларының басты құрама бөлiгі. SiO2шыны массасының тұтқырлығын жоғарлатып, механикалық және химиялық қасиеттерді жаксартады, шынының қиын балқуын арттырады және оның гомогенизациясын қиындатады, сыну көрсеткiшін төмендетеді, сызықтық кеңеюдің температуралық коэффициентi мен тығыздықты азайтады, жылуға шыдамдылықты жоғарылатады, кристалдануға бейімділік артады. SiO2-нi енгiзу үшiн кварцты құмды пайдаланады.

Na2О натрий оксидi кремнеземмен қатар шыны құрамының ең маңызды бөлiгі болып табылады. Na2О шыны түзілу процесін тездетедi, балқу температурасы мен шыны тұтқырлығын төмендетедi, тазарту процесiн жеңiлдетедi. Сонымен бiрге, Na2О сызықтық кеңеюдің тығыздығы мен температуралық коэффициентін жоғарлатып, химиялық төзiмдiлiкті және шынының микроқаттылығын азайтады. Келесі шикiзат материалдары арқылы, шыны құрамына Na2О енгiзiледі, сода (МЕСТ 5100-85) (Na2СО3 ) және натрий сульфат (ТУ 21-249-00204168-92) (Na2SO4 ).

Магний оксидің (MgO) шыны құрамына доломитпен (МЕСТ 23672-79) (MgCO3 x CaCO3) бірге енгiзедi. МgО шыны массасының балқу температурасын және 6%-ға дейінгі концентрациядағы кристалдану икемділігін азайтып, беттiк керiлiстi жоғарлатады. Шыны құрамында магний оксиді 2%-дан астам болса, балқу және мөлдірлеу уақыты артады. Судың әрекетiне шыны орнықтылығы бiршама төмендейдi. Сызықтық  кеңеюдің температуралық коэффициентi жоғарлайды.

Кальций оксидін (CaO) қоспаға кальций карбонаттың (ТУ 113-08-667-98) (CaCO3) көмегімен енгiзедi. СаО балқу температурасы мен тұтқырлықты төмендетедi, механикалық және химиялық қасиеттерді жақсартады, бiрақ тығыздықты жоғарлатып, кристалдануға икемділіктi күшейтедi.

Алюминий оксидiң Al2O3 дала шпатымен (ТУ 5726-036-00193861-96) (K2O xNa2O x Al2O3 x 6SiO2 ) бірге шыны құрамына енгiзедi. Al2O3балқу температурасын, тұтқырлықты, беттiк керiлiсті және жұмсарту температурасын жоғарлатады, шыны массасының пiсiруiн және оның гомогенизациясын нашарлатады, химиялық тұрақтылық артып, механикалық қасиеттер және жылу өткiзгiштiк жаксарады, сызықтық кеңеюдің температуралық еселеуішi және балқытпаның интенсивтілігі азаяды, шынының кристалдануға бейiмдiлiгі төмендейдi.

Кесте 1.1 – Шынының химиялық құрамы

Компонент  SiO2 Al2O3 СаО   MgO    Na2O  Fe2O3 SО3%

                        72,7     1,0     8,8     3,7     13,3   <0,1   <0,4

Шихта дайындаудың технологиялық схемасы

Шихта компоненттерін мөлшерлеу

↓

Араластырғышқа тасымалдау

↓

Ылғалдау және шихта компоненттерін араластыру

↓

Араластырғыштан түсіру

↓

Дайын шихтаны жинақтаушы бункерге тасымалдау

↓

Шихтаны ванна пештерінің тиеуші қалталарына тасымалдау

↓

Шыны сынықтарын шихтаға мөлшерлеу

↓

Шихта-шыны сынықтары қоспасын тиеуші қалталарға жіберу

↓

Шихтаны араластыру және тасымалдау

Шыны балқыту процесі 5 кезеңнен тұрады:

1. силикат түзілу;
2. шыны түзілу;
3. мөлдірлеу;
4. гомогендеу;
5. салқындау.

3. Металл балқымасы бетінде жазық шыныны формалау әдісі немесе флоат  –  процесс алғашқы рет өзара бөлек Хил және Хичкок американдықтарымен 1902 жылы ұсынылды. Жазық шыныны үздіксіз өндіру әдісінің негізі  –  реттелген шыны массасы шыны балқыту пешінен ағыс түрінде балқыған металдың бетіне төгіліп жайылады, ары қарай жылжи отырып өңделген шыны лентасына айналады. Шыны лентасының астыңғы беті мен балқыған металдың идеал тегіс бетімен үйлесуі, сонымен қатар шынының үстіңгі бетін беттік кернеудің әсерінен оттай жылтыратып өңдеудің арқасында, жазық шыны бетін ерекш есапалы тегістікке жеткізуге болады. Металл таңдау критерийлері: металл 600  –  1050о С температурасында сұйық күйде болу керек; тығыздығы шыны тығыздығынан үлкен болу керек (2500кг/м3үлкен); 1027о С бу қысымы 13,33 Па-дан кем болу керек. Шыны лентасын металл балқымасында формалау процесі балқыма ваннасында жүзеге асады. Бұл жылулық қондырғыға: балқыған металы бар қабат, қорғаныс қалпына келтіруші атмосфера, шыны массасын беретін және лентаны балқыма ваннасынан шығаратын қондырғылар жатады. Шыны балқыту пешінен шыны массасын балқыма ваннасына жеткізу: ағызатын клапан, ағызатын науа, мөлшерлеуіш және қиюші шиберлер арқылы жүзеге асады. Қиюші шибер көмегімен шыны массасын балқыма ваннасына жіберу тоқтатылады. Мөлшерлеуіш  шибер арқылы шыны массасын формалау үшін жіберілу басқарылып отырады. Ағызатын науа мен каналдардың түбі отқа шыдамды балқыған материалдардан жасалады, көбінесе бакор қолданылады. Олардың қызмет  мерзімі 3 жылдан кем емес. Шиберлер кварц шынының ұнтақтарынан құйылып формаланады. Қызмет мерзімдері 3 айдан көп. Өндіру  каналындағы шыны массасының температурасы:  1095  -1160оС (қойылатын талаптарға байланысты). Балқыма ваннасынан шығар кездегі температура: 620+5оС. Балқыма ваннасы шамот бөренелерінен жасалған отқа төзімді футеровкаға ие. Отқа төзімді материалдардын қызмет мерзімі, капиталды жөндеуге дейін, 10 жылдан кем емес. Балқыма ваннасының ұзындығы мен  қалайы деңгейі келесі шамаларда бекітілген:

-  ұзындығы  30,769 м, қалайы деңгейі 50 мм таяз бөлігінде және 100 мм терең бөлігінде. Балқыма ваннасы жабдықталған: - ваннаны қыздыру кезінде газ кеңістігінің температурасын 1000оС-ден түсірмейтін күмбездік қыздырғыштардан тұрады, қызмет мерзімі 2 жылдан кем емес;

- қыздырғыштардың электр қуатын бақылау және басқару жүйесі;

- балқыған қалайы ағындарын басқару жүйесі;

- шыны массасының максималды жайылу зоналары мен шыны лентасын формалау зоналарының шекараларын телевизиялық бақылау жүйелері;

-  шыны температурасын, ваннадағы қалайы температурасын, лентаны созу жылдамдығы мен қорғаныс атмосфераның мөлшерің анықтайтын стационарлы бақылау және өлшегіш аспаптары. Шыны лентасын металл балқымасында формалау процесі келесі технологиялық операцияларға бөлінеді:

-  шыны массасын шыны балқыту пешінің өңдеу каналынан үздіксіз реттеп жіберу және балқыма ваннасының бас бөлігіне құю;  

-  шыны массасының қалайы балқымасы үстінде, біркелкі қалыңдықтағы тегіс шыны түзілгенше жайылуы;

-  шыны лентасын «активті» формалау, тартылыс күштердің әсерінен лента қажетті қалыңдық пен жалпақтыққа ие болады;

-  формаланған лентаны ваннадан шығару кездегі температураға дейін салқындату.

V. Жаңа сабақты  қорытындылау.

1. Сұрақтар қою:

1) Жазық шыны дегеніміз не?
2) Жазық шынының қолданылуы?
3) Шихта дегеніміз не?
4) Шыны балқыту үшін пайдаланылатын шикізаттары атаныздар?
5) Шыны балқыту процесінің негізгі кезеңдері?
6) Жазық шыныны формалау процесі.

3) Адасқан  әріптер, сөздер (артық сөзді алып тастау)

1. ихшат,  ашқа, йкеринм

2. Лтисаик, алқам, ыншы, изашікт

3. Ақжыа, кйәен, зекернемм, абытс

4. Ацркв, илсиакт, ертеез, афолт

VI. Оқушыларды бағалау Соңында қорытынды ұпайлары саналып, жеңімпаз топ анықталады. Белсенді қатысқан студенттер бағаланып, үйге тапсырма беріледі.

VII. Үйге тапсырма: Қазақстандағы шыны өндірісінің дамуы.

VIIІ. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:

1. Дудеров. Матвеев Г.М «Силикаттардың жалпы технологиясы» М:Дрофа 2005 жыл
2. Куприянов В.П «Силикат бұйымдары өндірісінің технологиясы» М: Высшая школа, 1984
3. Садуақасов «Құрылыс материалдары» 2008 жыл.

---