Tendencia de desarrollo del vidrio.

Según la etapa de desarrollo histórico, el vidrio se puede dividir en vidrio antiguo, vidrio tradicional, vidrio nuevo y vidrio tardío.

(1) En la historia, el vidrio antiguo suele referirse a la era de la esclavitud. En la historia de China, el vidrio antiguo también incluye la sociedad feudal. Por lo tanto, el vidrio antiguo generalmente se refiere al vidrio fabricado en la dinastía Qing. Aunque hoy en día se está imitando, sólo se le puede llamar vidrio antiguo, que en realidad es una falsificación del vidrio antiguo.

(2) El vidrio tradicional es un tipo de materiales y productos de vidrio, como vidrio plano, vidrio para botellas, vidrio para utensilios, vidrio artístico y vidrio decorativo, que se producen mediante el método de sobreenfriamiento por fusión con minerales naturales y rocas como principales materias primas.

(3) El vidrio nuevo, también conocido como vidrio nuevo funcional y vidrio funcional especial, es un tipo de vidrio que se diferencia obviamente del vidrio tradicional en su composición, preparación de materia prima, procesamiento, rendimiento y aplicación, y tiene funciones específicas como luz, electricidad, magnetismo, calor, química y bioquímica. Es un material intensivo de alta tecnología con muchas variedades, pequeña escala de producción y rápida actualización, como vidrio de almacenamiento óptico, vidrio de guía de ondas tridimensional, vidrio de combustión de orificios espectrales, etc.

(4) Es difícil dar una definición precisa del futuro vidrio. Debería ser el vidrio que pueda desarrollarse en el futuro de acuerdo con la dirección del desarrollo científico o la predicción teórica.

No importa el vidrio antiguo, el vidrio tradicional, el vidrio nuevo o el vidrio del futuro, todos tienen sus puntos en común e individualidad. Todos ellos son sólidos amorfos con características de temperatura de transición vítrea. Sin embargo, la personalidad cambia con el tiempo, es decir, existen diferencias en connotación y extensión en las distintas épocas: por ejemplo, el vidrio nuevo del siglo XX pasará a ser vidrio tradicional en el siglo XXI; Otro ejemplo es que la vitrocerámica era un nuevo tipo de vidrio en las décadas de 1950 y 1960, pero ahora se ha convertido en un producto básico y un material de construcción producido en masa; En la actualidad, el vidrio fotónico es un nuevo material funcional para investigación y producción de prueba. En unos años, puede que sea un vaso tradicional muy utilizado. Desde la perspectiva del desarrollo del vidrio, está estrechamente relacionado con la situación política y económica de ese momento. Sólo la estabilidad social y el desarrollo económico pueden desarrollar el vidrio. Después de la fundación de la nueva China, especialmente desde la reforma y apertura, la capacidad de producción y el nivel técnico de China de vidrio plano, vidrio diario, fibra de vidrio y fibra óptica han estado a la vanguardia del mundo.

El desarrollo del vidrio también está estrechamente relacionado con las necesidades de la sociedad, que promoverá el desarrollo del vidrio. El vidrio siempre se ha utilizado principalmente como envase, y los envases de vidrio representan una parte considerable de la producción de vidrio. Sin embargo, en la antigua China, la tecnología de fabricación de artículos cerámicos estaba relativamente desarrollada, la calidad era mejor y el uso era conveniente. Rara vez fue necesario desarrollar recipientes de vidrio desconocidos, por lo que el vidrio permaneció en bisutería y arte, afectando así el desarrollo general del vidrio; Sin embargo, en Occidente, la gente está interesada en la cristalería transparente, los juegos de vino y otros recipientes, lo que promueve el desarrollo de los recipientes de vidrio. Al mismo tiempo, en el período en el que en Occidente se utiliza vidrio para fabricar instrumentos ópticos e instrumentos químicos para promover el desarrollo de la ciencia experimental, la fabricación de vidrio en China se encuentra en la etapa de "parecido al jade" y es difícil entrar al palacio de ciencia.

Con el progreso de la ciencia y la tecnología, la demanda de cantidad y variedad de vidrio continúa aumentando, y también se valoran cada vez más la calidad, confiabilidad y costo del vidrio. La demanda de materiales energéticos, biológicos y medioambientales para el vidrio es cada vez más urgente. Se requiere que el vidrio tenga múltiples funciones, dependa menos de recursos y energía y reduzca la contaminación y los daños ambientales.

De acuerdo con los principios anteriores, el desarrollo del vidrio debe seguir la ley del concepto de desarrollo científico, y el desarrollo verde y la economía baja en carbono son siempre la dirección del desarrollo del vidrio. Aunque los requisitos del desarrollo verde son diferentes en las distintas etapas históricas, la tendencia general es la misma. Antes de la revolución industrial, la madera se utilizaba como combustible en la producción de vidrio. Se talaron bosques y se destruyó el medio ambiente; En el siglo XVII, Gran Bretaña prohibió el uso de madera, por lo que se utilizaron hornos de crisol alimentados con carbón. En el siglo XIX se introdujo el horno de tanque regenerador; El horno de fusión eléctrico se desarrolló en el siglo XX; En el siglo XXI existe una tendencia hacia la fusión no tradicional, es decir, en lugar de utilizar hornos y crisoles tradicionales, se utilizan la fusión modular, la fusión por combustión sumergida, la clarificación al vacío y la fusión por plasma de alta energía. Entre ellos, se han probado en producción la fusión modular, la clarificación al vacío y la fusión por plasma.

La fusión modular se lleva a cabo mediante un proceso discontinuo de precalentamiento frente al horno en el siglo XX, lo que puede ahorrar un 6,5% de combustible. En 2004, la empresa Owens Illinois llevó a cabo una prueba de producción. El consumo de energía del método de fusión tradicional fue de 7,5 mj/kga, mientras que el del método de fusión del módulo fue de 5 mu/KGA, lo que supone un ahorro del 33,3 %.

En cuanto a la clarificación al vacío, se ha producido en un horno de tanque de tamaño mediano de 20 t/D, lo que puede reducir el consumo de energía de fusión y clarificación en aproximadamente un 30%. Sobre la base de la clarificación al vacío, se ha establecido un sistema de fusión de próxima generación (NGMS).

En 1994, el Reino Unido comenzó a utilizar plasma para pruebas de fusión de vidrio. En 2003, el Departamento de energía de los Estados Unidos y la asociación de la industria del vidrio llevaron a cabo una prueba de horno de tanque pequeño de fibra de vidrio y vidrio E de fusión por plasma de alta intensidad, ahorrando más del 40% de energía. La agencia de desarrollo tecnológico de la nueva industria energética de Japón también organizó a Asahi Nitko y la Universidad Tecnológica de Tokio para establecer conjuntamente un horno experimental de 1 T/D. El lote de vidrio se funde en vuelo mediante calentamiento por plasma por inducción de radiofrecuencia. El tiempo de fusión es de sólo 2 ~ 3 h y el consumo total de energía del vidrio terminado es de 5,75 MJ/kg.

En 2008, Xunzi llevó a cabo una prueba de expansión de vidrio sodocálcico de 100 toneladas, el tiempo de fusión se redujo a 1/10 del original, el consumo de energía se redujo en un 50%, Co, no, las emisiones contaminantes se redujeron en un 50%. La agencia de desarrollo integral de tecnología de la nueva industria energética de Japón (NEDO) planea utilizar un horno de prueba de vidrio sodocálcico de 1 t para procesamiento por lotes, fusión en vuelo combinada con proceso de clarificación al vacío, y planea reducir el consumo de energía de fusión a 3767 kj/kg de vidrio en 2012.