"أسرار صناعة الزجاج المسطح"، الصهر والتلدين وإعادة التدوير

الأربعاء، 30 يوليو 2025 03:10 م

صناعة الزجاج

نفيسه محمود

يُصنع الزجاج المسطح من الرمل أو الزجاج المُعاد تدويره أو مزيجًا منهما، ويُصهر الرمل أو الزجاج المُعاد تدويره، عادةً باستخدام كربونات الصوديوم، ما يُخفض درجة انصهاره، ويُحسّن خفض درجة الانصهار من كفاءة عملية تصنيع الزجاج المسطح، إذ يُقلل الحرارة اللازمة لإذابة الرمل.

وعلى سبيل المثال، قد تكون هذه المواد المُضافة تعمل على تغيير لون الزجاج، أو تزيد من معامل انكساره، أو تُعزز مقاومته للحرارة، ويُصهر الرمل عادةً في وعاء معدني يُوضع داخل فرن، بحيث يتحول الرمل من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.

وبمجرد ذوبان الرمل بالكامل، يُخرج من الفرن ليبرد، وتوجد العديد من طرق التبريد للزجاج المسطح، كما يجب تشكيل جميع الزجاج المسطح قبل أن يبرد، لأنه قبل التبريد يصبح أكثر لزوجة ولذلك، يسهل تشكيله إلى أشكال مختلفة.

من خلال التقرير التالي نعرض كيفية صنع الزجاج من خلال عمليتين مختلفتين وتوضيح المواد المستخدمة في عملية التصنيع:-

عملية تصنيع الزجاج العائم

الطريقة الأكثر شيوعًا لإنتاج الزجاج المسطح هي عملية الزجاج العائم، ويُصنع الزجاج العائم بتسخين مواد خام مثل:- (رمل السيليكا، والحجر الجيري، ورماد الصودا، والماغنسيوم في فرن، وبعد صهره، يُنشر على طبقة واسعة من القصدير المنصهر، يحدث ذلك أثناء تحركه على بكرات في فرن “التلدين” خلال عملية تبريد مُتحكم بها، ويتصلب هذا الخليط ببطء فوق القصدير المنصهر).

وتختلف المواد الخام المستخدمة في عملية التصنيع باختلاف أنواع الزجاج، لذلك يتطلب الزجاج العائم خليطًا محددًا من المواد الخام، وتتمثل المكونات الرئيسية للزجاج العائم في:-

رمل السيليكا (73%).
رماد الصودا (13%).
أكسيد الكالسيوم (9%)
الماغنسيوم (4%).
قطع الزجاج المكسورة.

خطوات تصنيع الزجاج العائم

عملية صهر المواد الخام في الفرن

وتُجمع المواد الخام على دفعات، ثم تُدخل إلى فرن حيث تُسخّن إلى حوالي 2,732 درجة فهرنهايت، مع كسر الزجاج (الزجاج المُهدر)، مع العلم أن معظم أفران الزجاج العائم تتسع لحوالي 1,200 طن من الزجاج.

عملية سحب الزجاج المنصهر إلى طبقة القصدير

ويسكب الزجاج المصهور في حوض مملوء بالقصدير المصهور، بحيث ينقل الزجاج المصهور من خلال قناة توصيل، وتُنظم بوابة تُعرف باسم "التويل" كمية الزجاج التي يُمكن سكبها على القصدير المصهور، ويتميز القصدير بثقله النوعي العالي، وتماسكه، وعدم امتزاجه بالزجاج المصهور، ما يجعله مادة مثالية للاستخدام في هذه العملية.

عملية تبريد الزجاج المنصهر في فرن التلدين

فرن التلدين هو فرن طويل ذو تدرج حراري، يُستخدم لتليين الزجاج العائم (التبريد البطيء) المنقول عبر التدرج الحراري على بكرات أو حزام ناقل، نتيجةً لذلك، يصبح الزجاج أقوى بعد التلدين، مع التقليل من خطر الكسر.

فحوصات الجودة والقطع التلقائي والتخزين

بعد أن يبرد الزجاج، يُفحص جيدًا لإيجاد أي عيوب، كما يُمكن قصه حسب الحاجة، ويتم حفظه بعناية.

عملية تصنيع الزجاج المسطح بالدمج

عملية دمج الزجاج هى طريقة أخرى لصنع الزجاج المسطح، ولكن بدلًا من نقل الزجاج المنصهر على القصدير المنصهر، يتم تعريضه للهواء.

خطوات عملية دمج الزجاج

1. الذوبان

وتبدأ العملية بإذابة المواد الخام مثل:- (رمل السيليكا، ورماد الصودا، وأي إضافات مطلوبة).

2.التكرير

من هنا يتم صهر المواد الخام ومزجها معًا لتكوين الزجاج.

3. التشكيل

ويتم بعد ذلك تفريغ الزجاج من الفرن إلى قناة التوزيع، وهي عبارة عن حوض تجميع كبير يأخذ شكل حرف V، ولضبط لزوجة المزيج وضمان تدفق منتظم، يتم تسخين القناة بعناية، بينما يظل لوح الزجاج متصلًا بقناة التوزيع، ويتم تغذيته ليمتد ويبرد في الهواء.

4. التلدين

وتتم عملية التلدين بينما يكون الزجاج معلقًا في الهواء، وتُضبط درجة الحرارة بعناية لضمان عدم تبريد الزجاج بسرعة كبيرة.

5. القطع

بعد أن يبرد الزجاج تمامًا، يكون من الآمن قطعه وتخزينه.

المواد الخام المصنعة للزجاج

المواد الأساسية للزجاج المسطح هي الرمل، وكربونات الصوديوم، والحجر الجيري، ولكن بعض أنواع الزجاج تحتوي على إضافات مختلفة، لتتناسب مع الغرض من استخدامها.

الرمال

وهي مادة حُبَيْبِيَةٌ شائعة الوجود قرب الشواطئ والأنهار والصحاري، ويتم التعرف عليه من حجمه، فعلى سبيل المثال، هو أصغر من الحصى ولكنه أكثر خشونة من الطمي، كما يمكن التعرف عليه من خلال تركيبه، كما تستغرق الصخور التي تحتوي على الكوارتز (السيليكا) وقتًا طويلًا جدًا للتآكل، لذلك يُعد رمل السيليكا النوع الرئيسي من الرمل المستخدم في صناعة الزجاج، ويرجع ذلك لاحتوائه على نسبة عالية من ثاني أكسيد السيليكون.

السيليكون

ويُسمى أيضًا ثاني أكسيد السيليكون (SiO2)، هو المركب الموجود في الزجاج الذي يُمكّنه من امتلاك العديد من الخصائص المرغوبة، ومن بين هذه الخصائص:-
التمدد الحراري المنخفض:- ولديه القدرة على تغيير شكله أو حجمه أو مساحته أو كثافته عندما تتغير درجة الحرارة
مقاومة الصدمات الحرارية:- ويمكنه مقاومة التغير المفاجئ في درجة الحرارة.
مقاومة درجات الحرارة العالية:- يمكنه عادةً تحمل درجات حرارة تصل إلى 1,832–2,732 درجة فهرنهايت شفاف للضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.

بشكل عام، يُعد الرمل المادة الأساسية المستخدمة في صناعة الزجاج، ورمال السيليكا هي الأفضل لاحتوائها على كميات كبيرة من ثاني أكسيد السيليكون.

رماد الصودا

ومعروف أيضًا باسم كربونات الصوديوم، أو جير الصودا، أو صودا الغسيل (Na2CO3)، هو مركب آخر يُضاف إلى الزجاج، فرماد الصودا النقي هي ملح أبيض قابلة للذوبان في الماء، وتضاف رماد الصودا إلى الزجاج لأنه يخفض درجة انصهار ثاني أكسيد السيليكون (المكون الرئيسي لرمل السيليكا)، وبالتالي تعد رماد الصودا مادةً قابلةً للصهر، أي أنها قادرة على خفض درجة انصهار مواد أخرى.

ومن الضروري استخدام كربونات الصوديوم، لصنع الزجاج لأن درجة انصهار رمل السيليكا مرتفعة جدًا عند 3,110 درجات فهرنهايت، وبالتالي تساعد على زيادة كفاءة عملية التصنيع، عن طريق خفض درجة انصهار رمل السيليكا إلى 1,562 درجة فهرنهايت.

الحجر الجيري

معروف باسم كربونات الكالسيوم (CaCO3)، وهو مركب آخر يُضاف إلى الزجاج، والحجر الجيري النقي عبارة عن مسحوق أبيض قليل الذوبان في الماء، يُضاف إلى الزجاج لأنه يساعد على تثبيته، وبالتالي يزيد من متانته ويمنعه من الكسر.

الزجاج القابل لإعادة التدوير بالكامل

ويمكن إعادة تدويره إلى أجل غير مسمى دون المساس بجودته، وبالتالي يمكن صنع زجاج جديد من الزجاج القديم، كما أن عملية إعادة التدوير تكون بسيطة نسبيًا، فكل ما يتطلبه الأمر هو تنظيف الزجاج، وسحقه، ثم إعادة صهره لتكوين منتج جديد.

المواد المضافة الأخرى

مثل حمض البوريك الذي يضاف إلى الزجاج، لجعله أكثر مقاومة للحرارة، ومن الأمثلة الأخرى على الإضافات:-

نترات الباريوم:- يجعل الزجاج أكثر وضوحًا ويمنع تغير اللون.
أكسيد الباريوم:- يمكن استخدامه كمادة مساعدة.
الحديد: يسمح للزجاج بامتصاص المزيد من الحرارة، وطاقة الأشعة تحت الحمراء.
أكسيد الماغنيسيوم:- والذي يزيد من استقرار الزجاج.
كبريتات الصوديوم:- وتمنع تشكل فقاعات الهواء في الزجاج.

كل ما تريد معرفته عن صناعة الزجاج اليدوي، الأنواع والطرق والتحديات

صناعة الزجاج في مصر، حرفة صامدة تأبى الانكسار

تابع موقع إيجي إن، عبر تطبيق (نبض) اضغط هــــــــنا
تابع موقع إيجي إن، عبر تطبيق (تليجرام) اضغط هــــــــنا
تابع موقع إيجي إن، عبر قناة (يوتيوب) اضغط هــــــــنا
تابع موقع إيجي إن، عبر تطبيق (واتساب) اضغط هــــــــنا

إيجي إن-Egyin، هو موقع متخصص في الصناعة والاقتصاد، ويهتم بتقديم خدمة صحفية متميزة للقارئ، وهدفنا أن نصل لقرائنا الأعزاء بالخبر الأدق والأسرع والحصري، إضافة لتغطية ومتابعة على مدار الـ24 ساعة، لـ"أسعار الذهب، أسعار العملات، أسعار السيارات، أسعار المواد البترولية"، في مصر والوطن العربي وحول العالم.