Nguyên nhân gây ra các vệt màu trên thủy tinh được nhuộm bằng bột quặng crom.
Các vệt màu là những dải màu sáng tối xen kẽ dọc theo hướng chảy của thủy tinh, gây ra bởi sự phân bố không đồng đều của các ion crom trong thủy tinh nóng chảy. Nguyên nhân gốc rễ nằm ở các yếu tố liên quan đến nguyên liệu thô và quá trình nấu chảy.
1. Các vấn đề phát sinh từ bột quặng crom
Trước hết , vấn đề là kích thước hạt thô quá lớn. Điểm nóng chảy của quặng crom vào khoảng 2150 °C, cao hơn nhiều so với nhiệt độ nóng chảy 1450-1550 °C của thủy tinh soda-vôi thông thường. Các hạt thô nóng chảy và hòa tan chậm, dẫn đến sự làm giàu crom cục bộ. Bột quặng hòa tan một phần chảy dọc theo kênh và tạo thành các vệt tối, cùng với các đốm đen và sự loang màu. Đối với bột quặng crom dùng để tạo màu thủy tinh: cần kích thước 325 mesh. Các hạt quá khổ trên 100 μm phải được kiểm soát chặt chẽ.
Thứ hai , sự phân tán và vón cục kém. Các khối vón cục do độ ẩm gây ra không thể bị phá vỡ trong quá trình trộn. Các cục có hàm lượng crom cao cục bộ đi vào lò nung, không phân tán hoàn toàn và tạo ra các vệt màu theo hướng dòng chảy.
Cuối cùng , sự biến động về thành phần giữa các mẻ sản xuất. Sự thay đổi hàm lượng Cr₂O₃ và Fe₂O₃, hoặc các tạp chất Ca/Mg không ổn định, làm thay đổi độ nhớt của chất nóng chảy và cản trở sự khuếch tán ion crom, gây ra các vệt màu dọc.
2. Các vấn đề về pha trộn và đóng gói
- Thời gian trộn không đủ, trộn không đều. Bột quặng crom được thêm vào với liều lượng thấp (thường là 0,1-2%). Việc trộn không đầy đủ dẫn đến sự khác biệt về nồng độ crom giữa các điểm trong mẻ sản xuất, tạo thành các vệt có thể nhìn thấy sau khi nấu chảy.
- Phương pháp cấp liệu không đúng cách: Việc cấp liệu bột quặng crom tập trung mà không trộn đều với cát silic, soda ash và các nguyên liệu thô khác sẽ tạo ra các vùng có hàm lượng crom cao cục bộ.
3. Các yếu tố của quá trình nấu chảy trong lò
Trước hết , nhiệt độ nóng chảy thấp và thời gian giữ không đủ là nguyên nhân. Nóng chảy ở nhiệt độ thấp hơn mức cần thiết sẽ ngăn cản sự phân hủy và hòa tan hoàn toàn quặng crom. Các ion crom không thể đồng nhất, tạo ra các vệt màu. Nhiệt độ nóng chảy khuyến nghị: 1480-1550 °C.
Tiếp theo là vấn đề đồng nhất hóa và khuấy trộn không đầy đủ. Việc khuấy trộn yếu trong vùng đồng nhất hóa không loại bỏ được sự chênh lệch nồng độ bên trong thủy tinh nóng chảy. Sự khác biệt về nồng độ thể hiện dưới dạng các vệt chảy trong quá trình chảy của thủy tinh.
Quan trọng nhất là việc khử môi trường bên trong lò (yếu tố then chốt). Các chất khử cục bộ như cacbon hoặc sunfua chuyển hóa Cr³⁺ (màu xanh lục bình thường) thành Cr²⁺ (màu xanh lam). Màu sắc cục bộ không đồng nhất tạo ra các vệt xen kẽ xanh lam-xanh lục hoặc các khuyết tật mờ đục.
- Nhiệt độ kênh không ổn định và dòng chảy thủy tinh dao động . Sự thay đổi nhiệt độ trong lò nung làm thay đổi độ nhớt của chất nóng chảy. Các lớp thủy tinh lỏng với nồng độ khác nhau tạo thành các vệt sau khi hình thành.
Trình tự khắc phục sự cố
- Kiểm tra cặn sàng của bột quặng crom để tìm các hạt thô; kiểm tra bột xem có bị vón cục do độ ẩm hay không.
- Kiểm tra quy trình trộn: trộn sơ bộ bột quặng crom phụ gia và thời gian trộn đủ.
- Xác nhận nhiệt độ nóng chảy tối đa và thời gian giữ nhiệt.
- Kiểm tra môi trường lò nung xem có hiện tượng khử cục bộ không; thêm natri nitrat nếu cần.
- Tăng cường khuấy trộn để đồng nhất thủy tinh và ổn định nhiệt độ lò nung.