پودر کرومیت عمدتاً به دلیل وجود Cr³⁺ رنگ سبز زیتونی ایجاد می‌کند . پس از تبدیل به Cr²⁺ ، رنگ آن به خاکستری مایل به آبی تغییر می‌کند. کرومیت به طور طبیعی حاوی آهن همراه است. پنج دلیل اصلی برای تفاوت رنگ عبارتند از: میزان Cr₂O₃، میزان Fe₂O₃، اتمسفر کوره، نرمی پودر و یکنواختی اختلاط دسته‌ای.
شناسایی سریع پدیده
- رنگ بین بچ‌ها متغیر است → تغییر در Cr₂O₃ تغذیه‌ای یا ترکیب معدنی
- در همان کوره، محصولات از یک طرف به رنگ زرد-سبز و از طرف دیگر به رنگ خاکستری مایل به آبی دیده می‌شوند → نوسان اتمسفر اکسیداسیون-احیا (شایع‌ترین مشکل)
- لکه‌ها یا رگه‌های موضعی در یک بچ → ریز نبودن پودر، اختلاط ضعیف، ذوب ناقص
I. تنظیم مواد اولیه (کنترل اولویت. نوسان ترکیب معدنی پودر کرومیت عامل شماره یک است)
مشخصات ثابت را قفل کنید و بازرسی‌های ورودی را برای پودر کرومیت انجام دهید . شاخص‌های کلیدی برای نظارت: Cr₂O₃، آهن کل (Fe₂O₃)، اندازه ذرات و رطوبت. فقط روی Cr₂O₃ تمرکز نکنید.
- شاخص‌های شیمیایی: Cr₂O₃: 44-46%؛ Fe₂O₃: 26-28%. میزان آهن مستقیماً شدت رنگ زرد را کنترل می‌کند. آهن بالاتر، رنگ زرد زیتونی بیشتری ایجاد می‌کند؛ آهن پایین‌تر، رنگ سبز زمردی ایجاد می‌کند.
- اندازه ذرات: ۳۲۵ مش یا ریزتر توصیه می‌شود. اسپینل کرومیت درشت به آرامی حل می‌شود و باعث ایجاد لکه‌ها و رگه‌های رنگی می‌شود. اندازه ذرات را در بین بچ‌ها ثابت نگه دارید؛ از مخلوط کردن مواد ۲۰۰ مش و ۳۲۵ مش خودداری کنید.
- برای بچ‌های جدید از منابع سنگ معدن از همان تأمین‌کننده، پنل‌های آزمایش ذوب در مقیاس کوچک انجام دهید. مقادیر L/a/b را با دستگاه اندازه‌گیری اختلاف رنگ آزمایش کنید. تولید انبوه را فقط پس از قبولی تأیید کنید. مواد مختلف از منابع سنگ معدن را مستقیماً با مخلوط کردن سیلو تغذیه نکنید.
- پیش‌همگن‌سازی مواد اولیه: پودر کرومیت فله را به محض ورود، روی هم انباشته، پخش و جابجا کنید. یا نمونه‌های چند نقطه‌ای را در هر دسته مخلوط کنید تا توزیع یکنواخت کروم و آهن در کل محموله تضمین شود.
- تثبیت مواد اولیه پایه: سطح Fe₂O₃ را برای ماسه کوارتز، خاکستر سودا و دولومیت ثابت کنید. آهن اضافی وارد شده از مواد اولیه پایه، رنگ زرد را تقویت کرده و باعث ایجاد شیشه سبز مایل به زرد کنترل نشده می‌شود.
دوم. تنظیم دقیق فرمول (برای عمق رنگ یا تغییر رنگ زرد-آبی)
ابتدا قطعات آزمایشی کوچک را در بوته آزمایش قرار دهید. فقط زمانی که ΔE الزامات را برآورده کرد، به تولید در مقیاس کامل ادامه دهید. هر بار تنظیمات جزئی انجام دهید.
- رنگ خیلی روشن (مقدار L بالا): مقدار پودر کرومیت را کمی افزایش دهید، محاسبه را بر اساس مقدار مؤثر Cr₂O₃ انجام دهید، نه بر اساس افزایش وزن ساده پودر سنگ معدن خام.
- رنگ خیلی تیره (مقدار L پایین): مقدار پودر کرومیت را به تدریج کاهش دهید.
- سبز با ته رنگ زرد بیش از حد (مقدار بالای +b): گزینه 1: تغییر به گرید پودر کرومیت با Fe₂O₃ کمتر. گزینه 2: افزودن مقدار ناچیزی عامل اکسیدکننده برای جلوگیری از تشکیل Fe²⁺
- رنگ خاکستری مایل به آبی و کدر (مقدار منفی a): معمولاً در اثر اتمسفر کاهنده ایجاد می‌شود و صرفاً با افزودن پودر کرومیت بیشتر قابل حل نیست. برای حذف Cr²⁺، اکسیدکننده‌هایی مانند نیترات سدیم / نیترات پتاسیم اضافه کنید. در همین حال، عوامل کاهنده از جمله پودر کربن، گرد زغال سنگ و تراشه‌های چوب را در مواد اولیه کاهش دهید.
محدوده دوز مصرفی معمول برای شیشه بطری سودالایم: سهم محاسبه شده Cr₂O₃ از پودر کرومیت: 0.3-1.8٪. میزان مصرف رایج برای شیشه سبز زیتونی: 0.8-1.5٪.
III. کنترل اتمسفر کوره ذوب
✅ شرایط هدف: اتمسفر اکسیدکننده ضعیف برای پایدارسازی کروم به صورت Cr³⁺. کمبود اکسیژن یا شرایط احیای غنی از سوخت: Cr³⁺ به Cr²⁺ تبدیل می‌شود و منجر به شیشه مات به رنگ خاکستری مایل به آبی و انحراف رنگ در کوره متقاطع می‌شود.
اقدامات تعدیلی:
- نسبت هوا به سوخت را تثبیت کنید، هوای احتراق را به طور مناسب افزایش دهید. از احتراق طولانی مدت با اکسیژن کم خودداری کنید.
- مقدار کمی نیترات سدیم (اکسیدکننده) را به مواد بچ اضافه کنید تا Cr³⁺ را تثبیت کرده و با مناطق احیای موضعی مقابله کند. برای جلوگیری از نقص حباب، مقدار را بیش از حد اضافه نکنید.
- ناخالصی‌های حاوی کربن را در مواد اولیه به شدت کنترل کنید. آلاینده‌های کربنی، بقایای کاغذ و لکه‌های روغن را از خرده شیشه (کولت) پاک کنید.
- نسبت خرده شیشه را ثابت نگه دارید. نوسان نسبت خرده شیشه، عوامل کاهنده و ناخالصی‌های آهن متغیری را به همراه دارد. بچ‌های خرده شیشه را از قبل مخلوط کنید.
IV. فرآیند بچینگ، اختلاط و ذوب
- دقت توزین: پودر کرومیت یک ماده رنگی کمیاب است، از ترازوهای با دقت بالا استفاده کنید. خطاهای دستی کوچک در مواد تشکیل دهنده به راحتی باعث تفاوت رنگ بین دسته‌ها می‌شود. قبل از افزودن به دسته اصلی، مستربچ (پودر کرومیت از قبل مخلوط شده با خاکستر سودا) را از قبل مخلوط کنید تا پراکندگی بهبود یابد.
- مخلوط کردن: برای پراکندگی کامل پودر معدنی، مدت زمان اختلاط ثابتی را حفظ کنید. رطوبت مواد را تثبیت کنید؛ پودر متراکم شده لکه‌ها و رگه‌های رنگی ایجاد می‌کند.
- دمای ذوب و زمان نگهداری
- دمای خیلی پایین: انحلال ناقص اسپینل کرومیت، رنگ پریدگی به همراه لکه‌های سیاه.
- دمای بیش از حد بالا: تبخیر کروم منجر به رنگ پریدگی می‌شود. نوسان دمای کوره مستقیماً باعث انحراف رنگ می‌شود.
- موقعیت توده، توالی تغذیه و ضخامت لایه بچ را تثبیت کنید. مدت زمان ذوب، پالایش و همگن‌سازی ثابتی را تضمین کنید.
- فشار کوره پایدار: نوسان فشار منفی باعث ورود هوا یا کمبود اکسیژن موضعی و اختلاف رنگ عرضی می‌شود.
V. مدیریت شکل‌دهی و بازرسی
- ضخامت دیواره بر مقدار L تأثیر می‌گذارد: تفاوت رنگ بصری ممکن است به جای تغییر رنگ، ناشی از ضخامت ناهموار دیواره قطعه باشد. وزن تخته و پارامترهای شکل‌دهی را تثبیت کنید.
- آزمایش استاندارد اختلاف رنگ: منبع نور D65 و ضخامت نمونه ثابت را اتخاذ کنید. مقادیر آزمایشگاهی* را هر 2 ساعت یا در هر بار کارکرد کوره با دستگاه اختلاف رنگ سنج نمونه‌برداری و اندازه‌گیری کنید. کنترل داخلی ΔE ≤2.0 را به عنوان قابل قبول تنظیم کنید. نمونه‌های مرجع استاندارد را نگه دارید.
- مدیریت خرده شیشه: خرده شیشه سبز بازیافتی را جداگانه نگهداری کنید. از مخلوط کردن با خرده شیشه شفاف یا کهربایی خودداری کنید. نسبت خرده شیشه ثابتی را حفظ کنید؛ تغییر ناگهانی درصد خرده شیشه مستقیماً تُن رنگ را تغییر می‌دهد.