Glas: råvarer - Materials.dk

D81 Råvarer for forskellige glastyper
I de kvantitetsmæssigt store glastyper (beholder, planglas og isolering) udgør
det centrale naturprodukt – sand – mellem ca. 50-80 % af det færdige
glas. Kvartsand har en smeltetemperatur på godt 1700 °C, hvilket er op til
ca. 300 °C over de temperaturer, hvorunder smeltningen maksimalt gennemføres.
Det kræver, at de enkelte sandkorn skal kunne passere en sigte med 1
mm maskevidde. Samtidig skal kornkurven være snæver, fordi opløsningshastigheden
falder, efterhånden som sandet opløses i smelten, og alle korn
helst skal være opløst nogenlunde samtidigt. Endvidere må middelkornstørrelsen
ikke være for lav, dels fordi sandet vil have tilbøjelighed til at støve
med risiko for sygdommen silikose (støvlunge) til følge, dels bliver det vanskeligere
at smelte glasset fri for ”lus”, der er små bobler med indesluttet
gas. Kornkurven af råvarer, der ikke er tungt opløselige og ikke indeholder
tungt opløselige urenheder, er ikke lige så kritisk, men den skal dog være
således, at tilbøjeligheden til afblanding (segregering) i råvareblandingen
(mengen) ikke bliver generende stor.
Ikke mange sandforekomster i naturen er umiddelbart anvendelige. De forekomster,
som udnyttes, gennemgår oftest en opberedning i forbindelse med
udvindingen. Denne opberedning er i de enkelte tilfælde nøje tilpasset de
urenheder og andre uønskede afvigelser i kvaliteten, der forekommer i de
enkelte sandforekomster, og kan indbefatte enhedsprocesser såsom skrubning,
vådklassificering, flotering, tørring, vindsigtning m.m.
Sand og andre naturlige råvarer indeholder fra naturens side urenheder,
hvoraf en del ligeledes har smeltetemperaturer meget væsentligt over den
maksimale temperatur under smelteforløbet, og som kun meget langsomt
opløses i smelten. Det gælder eksempelvis flint (i kalk, jord), kvarts (i feldspat,
jord, betonrester etc.), som heller ikke kan accepteres større end 1 mm.
En lang række mineraler med højt smeltepunkt såsom chromit, ilmenit, zirkon,
korund, cassiterit og mange flere kan ikke accepteres i korn større end
ca. 0,3 mm, da de ellers ikke vil nå at gå i opløsning under et normalt smelteforløb
og derfor vil forekomme i den færdige glasmasse som uønskede
indeslutninger, såkaldte ”sten”. Kornkurven for en råvare må tage højde for
de tungtopløselige urenheder, råvaren aktuelt indeholder.
Råvaren kan ved uhensigtsmæssig transport, lagring og håndtering forurenes
på kritisk måde. Ved reparation af anlæg kan forurenes med korund fra skæreskiver,
metal og ildfaste komponenter fra svejseelektroder, betonrester;
ved transport og lagring urenheder fra dårligt rengjort lastrum i
skib/bil/jernbanevogn, grus fra glatførebekæmpelse, opfejning, etc.).
Tilsvarende forhold gør sig gældende for alle de øvrige naturprodukter, der
anvendes som råvarer. Selv om der er tale om råvarer i store mængder, som
håndteres uemballeret (i bulk) til en ofte lav pris i forhold til syntetiske råvarer,
er der således tale om ganske skrappe kvalitetskrav.

Lignende skrappe krav gælder for de syntetiske råvarer, hvor selve fabrikationen
og de anvendte anlæg er tilpasset kvalitetskravene, som derved lettere
overholdes. Transporten foregår ofte i emballeret stand, og de højere priser
medfører større respekt omkring materialerne, også selv om nogle, fx soda,
transporteres løst og også løst ladet i skib.
Kornkurven er også for denne gruppe råvarer vigtig. Den tilpasses kornkurven
for de naturlige råvarer for at mindske risikoen for afblanding ved
transport og håndtering af den råvareblanding, mengen, der derefter smeltes
til glas.
For alle råvarer gælder, at den kemiske sammensætning selvfølgelig skal
være egnet til formålet. For naturprodukternes vedkommende er der ofte
ikke specifikke krav om en bestemt kemisk sammensætning, men de syntetiske
råvarer anvendes til at foretage den nødvendige tilpasning mellem
sammensætningen af de naturlige råvarer og den ønskede glassammensætning.
Derimod skal alle råvarer være homogene såvel m.h.t. kemisk sammensætning
som kornkurve, ikke blot inden for et enkelt vareparti, men
også mellem partier over længere tidsrum, da der ellers let vil kunne optræde
produktionsvanskeligheder senere i fremstillingsprocessen for glasset. En
særlig vigtig type urenheder er brændbare materialer. Den umiddelbare forventning
ville måske nok være, at de blot ville brænde væk under smelteprocessen.
Det gør de faktisk også, men de reagerer fx med iltningsmidler,
der er tilsat for at fremkalde lutring, eller reducerer andre vigtige forbindelser,
fx til farvning af glasset, eller øger miljøbelastningen voldsomt ved fx at
medføre et øget tab af zink, svovlforbindelser o.a.
Råvarerne afvejes – helst helautomatisk for at undgå menneskelige fejl –
med størst mulig præcision. Dette medfører undertiden, at man inden afvejning
tørrer alt vand ud af sandet for at kunne afveje tørt sand, for derefter
under blandeprocessen igen at tilsætte ca. samme vandmængde. For at udelukke
fejl og spild opsamles og kontrolvejes de afvejede råvarer ofte lige
inden de dumpes i blandemaskinen eller de kontrolvejes direkte i blandemaskinen.
Råvarerne blandes normalt i en tvangsblander. Der tilsættes i fornødent omfang
vand op til ca. 4 % enten som vand eller som damp, hvorved blandingen
opvarmes. Flere forhold søges tilgodeset ved vand-/damptilsætningen.
Vandet dæmper støvdannelse såvel under transport som ved chargering af
smelteovnen og det nedsætter risikoen for afblanding under transport. Vandet
opløser en del af råvareblandingens sodaindhold, der som en sodaopløsning
under blandeprocessen fordeles på hele overfladen af sandkornene.
Dette giver ofte en så meget hurtigere opløsning af sandkornene, at varme til
at fordampe vandet under smeltningen fuldt kompenseres.

Afblanding i råvareblandingen under transport og ifyldning i siloer er et
vigtigt problemkompleks, som kræver speciel omhu med udformningen af
disse delprocesser. Hvis afblanding optræder, medfører det, at glasset i et
vist omfang bliver inhomogent, selv om det i gennemsnit har den ønskede
sammensætning. Dette medfører vanskeligheder ved smeltning og formning
samt kvalitetsforringelse evt. til et helt ubrugeligt produkt.