Кварцевое стекло. Его свойства, производство и применение - Глаголев С.П.
Скачать (прямая ссылка):
Основное ее отличие заключается в том, что вместо сплошного угдльного стержня берется угольная трубка, снабженная по всей своей поверхности отверстиями, через которые внутрь расплавленной массы может подаваться сжатый воздух; а — графитовые держатели, с помощью которых осуществляется электрический контакт. Соответствующим образом выбранная форма / поддерживается железными пластинками е, образующими дно печи. Песок загружают в форму таким образом, что он со всех сторон окружает угольную трубку. После того как.на поверхности трубки образовалось достаточное количество равплаВленной кварцевой массы, оставшийся песок удаляют через заслонку g, которой снабжена форма, закрывают заслонку и пускают сжатый воздух, раздувающий массу расплавленного кварцевого стекла и прижимающий ее к стенкам формы. Во время раздувания слитка его конца прижимаются к угольному сопротивлению с помощью кусков й. Благодаря тому что весь процесс формовки производится в
150
151
печи, расплавленная масса не успевает сильно охладиться; это обстоя^ тельство благоприятствует получению предметов довольно сложной1 конструкции. ,
Указанным методом можно получать разнообразные изделия^ Однако уже для изготовления длинных трубок он непригоден. Это об-: стоятельство, а также недостаточная экономичность описанного способа заставили предпринять дальнейшие исследования, и через несколько месяцев после опубликования первого патента Bottomley и Paget взяли новый патент на целую систему методов обработки слитков кварцевого стекла. Эти методы легли в основу большого периода развития кварцевой индустрии и применяются с небольшими изменениями до настоящего времени. Лишь новейшие усовершенствования в области использования печей высокой частоты, которыми мы обязаны французам, дают основания ожидать кардинального изменения способов обработки кварцевого стекла.
Заслуга Bottomley и Paget заключается в том, что они указали на возможность обработки слитка вне печи без его вторичного разогревания. Мы уже говорили, что стоит прекратить нагревающее действие'.
Рис. 74. Печь, служащая одновременно для плавки и для формовки.
вытащив слиток из печи, как наступает весьма быстрое его охлаждение до температуры, при которой вязкость становится настолько большой, что всякое дальнейшее растягивание и раздувание кажется с первого взгляда совершенно невозможным. Подсчеты и опыт показывают, что уже через несколько секунд после того как слиток вынут из печи, температура его поверхностных слоев должна спуститься ниже 1 400°, когда, как мы уже знаем, вязкость кварцевого стекла и сопротивление его внешним деформациям достигают внушительных размеров. Однако, как показали Bottomley и Paget на основании своих работ, это охлаждение и отвердевание слитка простирается на весьма небольшую глубину, ограничиваясь тонким поверхностным слоем. Стоит приложить достаточное начальное усилие, чтобы преодолеть сопротивление этого слоя, и дальнейшая обработка, например растягивание, совершается без особого труда, при условии, конечно, достаточной быстроты, чтобы не успел образоваться второй затвердевший слой.
Таким образом в этом методе обработка слитка ведется вне печи. Последовательный ход операций следующий: после того как слиток достиг нужной величины*, его извлекают из печи специальными щип-
* О величине слитка узнают по показаниям счетчика электрической энергии, который градируется непосредственно в килограммах слитка, т. е. за единицу потраченной энергии принимается то ее количество, которое необходимо, для тог» чтооы получить слиток весом в 1 кг.
152 i
цами или, если мы имеем дело со слитком большого веса, с помощью крана. Прежде чем вынуть слиток из печи, необходимо извлечь из него угольный электрод. Эта операция может быть произведена различными способами в зависимости от конструкции печи. На рис.72 (стр. 148) мы видели печь, где вынимание угольного сопротивления осуществляется весьма просто. Если дальнейшую обработку слитка желают вести выдуванием, то нижний конец слитка необходимо закрыть. Эта операция производится с помощью специальных щипцов, либо составляющих одно целое с печью и помещенных внутри ее, либо находящихся в форме, либо наконец совершенно отдельно в виде самостоятельного механизма. Слиток с закрытым нижним концом вносят в форму, имеющую тот или иной вид в зависимости от изготовляемого предмета, и приступают к дутью. Дутье осуществляется либо сжатым воздухом, либо паром по методу Уое1кег, состоящему в том, что внутрь слитка вводится некоторое количество воды, причем верхний конец почти совсем закрывается, так что остается лишь небольшое отверстие для удаления избытка паров. В случае если раздувание производится с помощью сжатого воздуха, конструкция щипцов, которыми захватывают и вынимают из печи слиток, несколько усложняется: (рис. 75). Подводящая воздух трубка а, составляющая с щипцами Ь одно целое, снабжена на конце насадкой-с, которая и вводится в отверстие слитка. Щипцы устроены таким образом, что позволяют плотно прижать стенки слитка к насадке.
После того как изделие охладится, его вынимают из формы и подвергают дальнейшей обработке. Эта последняя в зависимости от вида изделия может быть различной. Предметы полые, выходящие иа формы готовыми (рис. 76) — чашки, колбы, различные сосуды и т. д., — очищаются с поверхности от слоя полурасплавленного песка, образовавшего внешнюю поверхность слитка. Очистка производится либо специальными наждачными кругами, либо мощной струей песка. Если хотят поверхности изделия придать совершенно гладкий, блестящий вид, то приступают к глазировке, которая осуществляется оплавли-ванием поверхности с помощью дуги или горелки с кислородным пламенем. Глазировка применяется главным образом для высших сортов электрических изоляторов и для химической посуды.
