Причины появления полос на стекле, окрашенных порошком хромовой руды.
Полосы представляют собой чередующиеся светлые и темные цветовые полосы вдоль направления течения стекла, вызванные неравномерным распределением ионов хрома в расплавленном стекле. Основные причины связаны с факторами, относящимися к сырью и процессу плавления.
1. Проблемы, возникающие из-за порошка хромовой руды.
Прежде всего , следует обратить внимание на избыточный размер крупных частиц. Температура плавления хромовой руды составляет около 2150 °C, что значительно выше температуры плавления обычного натриево-кальциевого стекла (1450–1550 °C). Крупные частицы медленно плавятся и растворяются, что приводит к локальному обогащению хромом. Частично растворенный порошок руды течет по каналу и образует темные полосы, а также черные пятна и цветовые разводы. Для порошка хромовой руды, используемого для окрашивания стекла, требуется размер частиц 325 меш. Необходимо строго контролировать размер частиц более 100 мкм.
Во-вторых , плохая дисперсия и агломерация. Агломераты, образующиеся под воздействием влаги, не могут быть разрушены в процессе дозирования. Комки с локально высоким содержанием хрома попадают в печь, не диффундируют полностью и образуют цветовые полосы, направленные вдоль потока.
Наконец , колебания состава от партии к партии. Изменение содержания Cr₂O₃ и Fe₂O₃, или нестабильные примеси Ca/Mg, изменяют вязкость расплава и препятствуют диффузии ионов хрома, вызывая появление вертикальных цветовых полос.
2. Проблемы с дозированием и смешиванием.
- Недостаточное время перемешивания, неравномерное смешивание. Порошок хромовой руды добавляется в низкой дозировке (обычно 0,1–2 %). Недостаточное перемешивание приводит к точечным различиям в концентрации хрома в партии, которые после плавления превращаются в видимые полосы.
- Неправильный метод подачи. Концентрированная подача порошка хромовой руды без тщательного сухого смешивания с кварцевым песком, кальцинированной содой и другими сырьевыми материалами приводит к образованию локальных зон с высоким содержанием хрома.
3. Факторы процесса плавки в печи
Во-первых , низкая температура плавления и недостаточное время выдержки. Плавление при низкой температуре препятствует полному разложению и растворению хромовой руды. Ионы хрома не могут гомогенизироваться, что приводит к образованию цветных полос. Рекомендуемая температура плавления: 1480–1550 °C.
Далее , недостаточная гомогенизация и перемешивание. Слабое перемешивание в зоне гомогенизации не позволяет устранить градиенты концентрации внутри расплавленного стекла. Различия в концентрации проявляются в виде полос потока во время течения стекла.
Наиболее важным фактором является восстановительная атмосфера внутри печи (критический фактор). Локальные восстановители, такие как углерод или сульфиды, превращают Cr³⁺ (обычный зеленый оттенок) в Cr²⁺ (голубоватый оттенок). Неравномерность локального цвета приводит к чередованию сине-зеленых полос или появлению мутных дефектов.
- Нестабильная температура в канале и колебания потока стекла. Колебания температуры в предкультиваторе изменяют вязкость расплава. Слои жидкого стекла с различной концентрацией образуют полосы после формования.
Последовательность устранения неполадок
- Проверьте осадок после просеивания порошка хромовой руды на наличие крупных частиц; осмотрите порошок на предмет агломерации, вызванной влагой.
- Проверьте процедуру дозирования: предварительное смешивание порошка хромовой руды с добавками и достаточное время перемешивания.
- Подтвердите максимальную температуру плавления и время выдержки.
- Проверьте атмосферу в печи на наличие локального восстановления; при необходимости добавьте нитрат натрия.
- Для гомогенизации стекла необходимо усилить перемешивание и стабилизировать температуру в печи.