В одном городе на улице Сиреневой в многоэтажном доме жил мальчик Никита. У мальчика была собака. Она прожила очень долго и знала обо всём на свете. Собаку звали Вэнди.
Вэнди была волшебной собакой, но об этом знал только мальчик.
– Вэнди, сегодня у нас в школе один мальчик разбил стекло в кабинете литературы. Его вызывали к директору, наверное, и родителей вызовут. Вот ему попадёт!
– Конечно, попадёт, потому что бить стёкла в школе нельзя!
– Вэнди, а где добывают стекло? В горах? Из-под земли выкапывают? Достают со дна моря? Из огромных глыб стекла вырезают стаканы и выпиливают стёкла?!
– Нет, Никита, всё совсем не так.
Стекло изобретено человеком. В природе оно существует, но не в таком виде, как ты привык видеть. Настоящее природное стекло – это горный хрусталь и обсидиан.
Кристаллы горного хрусталя.
Го́рный хруста́ль – минерал, чистый природный диоксид кремния, он является бесцветной, прозрачной разновидностью кварца. В России хрусталь встречается на Урале, в Якутии, Забайкалье и Приморье.
Горный хрусталь с давних времён был окружён ореолом загадочности. Раньше люди считали, что это обращённая в лёд с помощью магии вода. Хрусталь в переводе с греческого означает «лёд». Хрусталю приписывали магические свойства, изготавливали из него украшения и талисманы, шары для ясновидения. Индейцы майя делали устрашающие черепа.
Но из горного хрусталя вырезать оконное стекло не получится. Во-первых, таких огромных кусков в природе не встречается, во-вторых, это очень сложно и дорого.
В современном мире горный хрусталь используют для изготовления ювелирных украшений, в радиоэлектронике, при изготовлении призм и линз.
Хрустальный череп.
Художественное изделие из горного хрусталя.
– Вэнди, а что такое «абсидал»?
– Никита, надо говорить не «абсидал», а обсидиан.
Обсидиа́н – магматическая горная порода, состоящая из вулканического стекла. Обсидиан появляется при извержениях вулканов. Горные породы плавятся от высокой температуры внутри вулкана, затем быстро остывают на воздухе, превращаясь в стекло чёрного, ярко-красного, голубовато-синего, радужного или серого цвета. Самый красивый с мелкими серебристыми пузырьками воздуха внутри.
Обсидиан сыграл большую роль в истории человечества: из него изготовляли орудия труда, оружие, зеркала и украшения. Свои колюще-режущие орудия майя и ацтеки, не умевшие выплавлять железо, изготавливали именно из обсидиана. Их ножи были очень острыми!
В настоящее время он используется для ювелирных украшений, добавки в цемент и для придания тёмного
оттенка стеклу. Оконное стекло из него не получится. Также из него не сделаешь стакан или вазу для цветов. Обсидиан.
Нож Майя из обсидиана.
– Вэнди, так из чего же делают стёкла для окон?
– Стекло делают из песка.
– Из обыкновенного песка? – удивился мальчик.
– Да, Никита, и сейчас я тебе расскажу и покажу, как это происходит.
Песок состоит из почти чистого минерала кварца. Природный песок – рыхлая смесь зёрен размером 0,10-5 мм – образовался при разрушении горных пород, содержащих примеси гранита, слюды, глины и многих других элементов. Для изготовления стекла песок очищают от посторонних примесей, промывают, просеивают и нагревают для удаления частичек металла. В результате получается чистый кварцевый песок. Из такого песка можно изготовить стекло.
– Вэнди, как из песка получается стекло? Его делают с помощью могучих волшебников? Или варят в огромных кастрюлях? – спросил Никита.
– Нет, Никита, кастрюли и волшебники для этого не нужны. Для того чтобы понять, как песок превращается в стекло, мы отправимся на стекольный завод.
– Стекольный, потому что он сделан из стекла? – улыбнулся Никита.
– Нет, Никита, потому что на этом заводе изготавливают оконное стекло.
Первым делом необходимо приготовить шихту.
– Шахту? – удивлённо переспросил мальчик.
– Нет, шихту, – уточнила Вэнди.
Шихта представляет собой однородную увлажнённую смесь предварительно подготовленных сырьевых материалов: песка и специальных добавок.
– А зачем песку специальные добавки? – поинтересовался Никита.
– Добавки служат для того, чтобы процесс плавки песка проходил быстрее и стекло становилось лучше. В состав оконного стекла входят кварцевый песок, карбонат натрия, известняк, сульфат натрия, доломит, нефелиновый сиенит. Перед плавкой в шихту добавляют битое стекло.
– Песок плавят?! – не смог скрыть своего удивления мальчик.
– Да, – ответила Вэнди, – песок плавят. Сейчас мы с тобой отправимся в цех плавки. Только будь осторожен: здесь очень жарко!
Состав для стекла – «шихту» – на специальных тележках загружают в большие плавильные печи. В каждой печи установлено по шесть пар газовых горелок. За работой горелок следят операторы с помощью камер и мониторов.
Специальные камеры установлены в плавильной печи. Температура плавления песка – 1700 градусов. Она такая огромная, что ближе чем на метр к печи не подойти.
Печь изнутри.
Специальная видеокамера.
Это камера, установленная в печи. По шлангам подаётся жидкий азот для охлаждения. Температура жидкого азота в среднем составляет минус 200 градусов.
Ну вот, песок с добавками расплавился и превратился в стеклянную массу. Пора делать из него стекло.
Первую машину для производства листового стекла придумал бельгийский инженер Фурко в 1902 году. Из плавильной печи стекло вытягивалось вверх при помощи прокатных валиков. Этот способ назывался «Метод вертикальной вытяжки стекла». Но уже в середине 20-го века ему на смену пришёл новый метод. Его изобрёл англичанин Пилкингтон. Он придумал способ, при котором расплавленное стекло выливают на расплавленное олово. Стекломасса растекается по расплавленному олову тонким слоем.
– Вэнди, но ведь расплавленное стекло смешается с расплавленным оловом! – воскликнул мальчик.
– Нет, Никита, не смешается. Плотность олова больше плотности стекла.
Способ Фурко. Стеклянная масса с помощью роликов поднимается вверх их плавильной печи.
Вверху изгибается и попадает на стол с роликами, на котором остывает и режется.
– Как это? – спросил мальчик.
– Никита, представь, что ты в стакан с водой налил растительное масло. Что произойдёт?
– Я знаю! – с радостью воскликнул мальчик. – Один раз я хотел смешать воду и растительное масло. Ничего не получилось. Масло всплыло
