Кольорове скло

Изобретение относится к составам стекол, используемых в качестве материалов строительнодекоративного и хозяйственно-бытового назначения, сырьем для получения которых являются оксидсодержащие промышленные отходы. Известно черное стекло для изготовления художественно-декоративных изделий по авт. св. СССР №1172895, кл. С 03 С 3/064, опублик. 15.08.85, включающее, мас.%: SiO2 - 30,12-33,67; Fe2O3 - 21,39-23,91; FeO - 5,34-5,96; CaO – 28, 15-31,46 и дополнительно введенные для снижения температуры варки В 2О3 - 2,785,55 и ZrO2 - 1,0-7,0. Основным недостатком указанного стекла является использование в качестве сырьевых материалов дефицитных и дорогостоящих компонентов: андрадита - Ca3Fe3(SiО4)3, циркония - ZrSiО4 и буры Na2B4O7×10H2O вместо золо-шлаковых отходов производства. Кроме того, приведенное стекло относится к "коротким", что затрудняет технологию изготовления изделий из него. Известен также состав стекла по авт. св. СССР №937370, кл. С 03 С 3/04, опублик. 23.06.82, имеющего в своем составе, мас.%: SiO2 - 48-61; Аl2О3 - 1-3,5; СаО - 7,5-21; Na2O- 8,5-11.5; MgO - 2,4-3,5; Fe2O3- 9-13; SO3 0,3-0,5 и FeO - 2,8-4. Недостатком данного состава является его склонность к кристаллизации при температуре выработки стеклоизделий, что ограничивает область его применения. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является состав стекла по авт. св. СССР №376332, кл. С 03 С 3/04, опублик. 1973, включающее, мас.%: SiO2 - 53-58; Аl2О3 - 5,5-6,8; Fe2O3 1,5-3,1; СаО - 16,0-21,5; MgO - 3.5-6,7; FeO - 4.0-6.5; MnO - 3,4-6,0; Cr2O3 - 0,1-0,3; Р2О5 - 0,05-0,3; SO3 - 0,1-0,4; ТiO2 - 0,01-0,06. Компоненты в состав стекла вводятся мартеновским или конверторным шлаками, песком или каолином, что является экономически выгодным. Вместе с тем прототип имеет высокие температуру варки - 14501470°С и температуру начала размягчения - 710°С, низкий коэффициент термического расширения - 59,810 1/град., а следовательно, и более высокую температуру отжига, что является недостатком стекла. Заявляемое изобретение направлено на і решение задачи по созданию цветного стекла с более низкой температурой варки и отжига, большим интервалом выработки. Решение этой задачи связано с достижением следующих технических результатов: - разработкой стекол с высоким коэффициентом термического расширения; - снижением энергетических затрат на варку цветного стекла и выработку изделий на его основе; - решением экологической проблемы комплексной переработки оксидсодержащих промышленных отходов. Достижение технических результатов обеспечивается тем, что в состав стекла-прототипа, включающего оксиды кремния, алюминия, железа, кальция, магния, марганца, хрома, серы, фосфора и титана, дополнительно введены оксиды натрия, калия, цинка, бора, никеля, свинца, меди и фтор при следующем соотношении компонентов, мас.%: Установленное соотношение компонентов в химических составах, а также введение дополнительно оксидов натрия, калия, цинка, бора, никеля, свинца, меди и фтора обеспечивает получение цветного стекла при более низкой температуре варки на 50-70 С по сравнению с прототипом. Кроме того, понижается и температура его выработки. Введение в состав цветного стекла оксидов натрия, калия, свинца и фтора в сочетании с другими компонентами понижает температуру начала размягчения цветного стекла и температуру отжига изделий на его основе. Оксиды цинка и бора способствует увеличению также термического коэффициента линейного расширения, а оксиды никеля и меди усиливают цветовой тон стекла. В комплексе заявляемое решение направлено на понижение энергетических затрат на варку цветного стекла и выработку изделий на его основе более высокого качества, что подтверждается табл. 1 (составы) и табл. 2 (свойства). Шихту для получения цветных стекол составляют из следующих сырьевых материалов: оксидсодержащих промышленных отходов, таких как золы от сжигания твердых бытовых отходов и топлив, шлаковых отходов различных производств, отходов обогащения руд и формовочно-литейного производства, сухих шламов гальвано-химических производств, грунтовых пород захоронения промышленных отходов, песчано-глинистых пород и Са-, К-, Na-, В-, Mn-, SI -, F-, Zn-, Аl-, Р-, Fe-, Mg-содержащих природных и искусственных промышленных добавок. Изложенное выше подтверждает причинно-следственную связь между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом. Данная совокупность существенных признаков позволяет по сравнению с прототипом получить следующие технические результаты: - снизить температуру варки на 50-70°С и температуру размягчения на 125-135°С; - стекломасса подвергается выработке при более низкой температуре, что сказываетсяна сроке службы технологического оборудования и понижает температуру отжига готовых изделий на 125-135°С. Техническое решение соответствует критериям изобретения "новизна" и "изобретательский уровень", так как совокупность существенных признаков, характеризующих заявляемый состав цветного стекла, является новым и не следует явным образом из известного уровня техники. Сущность заявляемого изобретения поясняется приведенными составами получения цветного стекла и их свойствами в табл. 1 и 2. Шихтой для получения цветного стекла конкретного состава (см. состав №3, табл. 1) являются оксидсодержащие промышленные отходы и промышленные добавки. Золы от сжигания твердых бытовых отходов и топлив находятся в тонкодисперсном состоянии и не требуют дополнительного измельчения, остальные материалы для шихты стекла - в порошкообразном состоянии. Варку шихты проводят при температуре 1400-1420°С в течение 2-2,5 часа, что соответствует технологическим нормам для такого типа стекол. Затем цветное стекло подвергают отжигу при температуре 600-550°С. Изделия декоративно-строительного и хозяйственно-бытового назначения можно производить способами литья, прессования или проката стеклоплиты. Из табл. 2 видно, что заявляемые цветные стекла характеризуются более низкой температурой начала размягчения и более высокими термическими коэффициентами линейного расширения, что весьма важно при выработке изделий из расплава цветного стекла. Кроме того, стекломасса подвергается выработке при более низкой температуре, что удлиняет срок службы технологического оборудования и понижает температуру отжига готовых изделий. Производство цветного стекла для народного хозяйства весьма эффективно, так как варка его производится на основе дешевых недефицитных материалов - оксидсодержащих промышленных отходов. Соответствие заявляемого технического решения критерию "промышленная применимость" подтверждается указанным примером конкретного приготовления состава стекла.