Cause delle striature nel vetro colorato con polvere di minerale di cromo

Le striature sono bande di colore chiaro e scuro alternate lungo la direzione del flusso del vetro, causate da una distribuzione non uniforme degli ioni di cromo nel vetro fuso. Le cause principali sono riconducibili a fattori legati alle materie prime e al processo di fusione.

1. Problemi derivanti dalla polvere di minerale di cromo

Innanzitutto , un eccesso di particelle grossolane. Il punto di fusione del minerale di cromo è di circa 2150 °C, molto più alto della temperatura di fusione di 1450-1550 °C del comune vetro sodico-calcico. Le particelle grossolane fondono e si dissolvono lentamente, portando a un arricchimento locale di cromo. La polvere di minerale parzialmente disciolta scorre lungo il canale e forma striature scure, insieme a macchie nere e screziature di colore. Per la polvere di minerale di cromo di qualità adatta alla colorazione del vetro: è necessaria una granulometria di 325 mesh. Le particelle di dimensioni superiori a 100 μm devono essere rigorosamente controllate.

In secondo luogo , scarsa dispersione e agglomerazione. Gli agglomerati indotti dall’umidità non possono essere disgregati durante il processo di dosaggio. I grumi con un contenuto di cromo localmente elevato entrano nel forno, non si diffondono completamente e generano striature di colore orientate lungo il flusso.

Infine , fluttuazioni nella composizione da lotto a lotto. Variazioni nel contenuto di Cr₂O₃ e Fe₂O₃, o impurità instabili di Ca/Mg, modificano la viscosità del fuso e ostacolano la diffusione degli ioni di cromo, provocando striature di colore verticali.

2. Problemi di dosaggio e miscelazione

1. Tempo di miscelazione insufficiente, miscelazione non uniforme. La polvere di minerale di cromo viene aggiunta in basso dosaggio (generalmente 0,1-2%). Una miscelazione inadeguata provoca differenze di concentrazione di cromo da un punto all’altro del lotto, che si trasformano in striature visibili dopo la fusione.
2. Metodo di alimentazione inadeguato: l’alimentazione concentrata di polvere di minerale di cromo senza un’accurata miscelazione a secco con sabbia silicea, carbonato di sodio e altre materie prime crea zone localizzate ad alta concentrazione di cromo.

3. Fattori del processo di fusione in forno

Innanzitutto , bassa temperatura di fusione e tempo di mantenimento insufficiente. La fusione a temperature inferiori impedisce la completa decomposizione e dissoluzione del minerale di cromo. Gli ioni di cromo non riescono a omogeneizzarsi, producendo striature di colore. Temperatura di fusione consigliata: 1480-1550 °C.

In secondo luogo , omogeneizzazione e agitazione inadeguate. Una debole agitazione nella zona di omogeneizzazione non riesce a eliminare i gradienti di concentrazione all’interno del vetro fuso. Le differenze di concentrazione si manifestano come striature di flusso durante la colata del vetro.

Ancora più importante , l’atmosfera riducente all’interno del forno (fattore critico). Gli agenti riducenti locali come il carbonio o i solfuri convertono il Cr³⁺ (normale tonalità verde) in Cr²⁺ (tonalità bluastra). Una colorazione locale non uniforme produce striature alternate blu-verdi o difetti opachi.

4. Temperatura instabile del canale e flusso del vetro fluttuante. Le oscillazioni di temperatura nel forno di alimentazione modificano la viscosità del fuso. Strati di vetro liquido con concentrazioni diverse formano striature dopo la formatura.

Sequenza di risoluzione dei problemi

1. Controllare il residuo setacciato della polvere di minerale di cromo per verificare la presenza di particelle grossolane; ispezionare la polvere per individuare eventuali agglomerazioni causate dall’umidità.
2. Verificare la procedura di dosaggio: premiscelazione della polvere di minerale di cromo con additivo minore e tempo di miscelazione sufficiente.
3. Confermare la temperatura di fusione massima e il tempo di mantenimento.
4. Verificare la presenza di riduzione localizzata nell’atmosfera del forno; se necessario, aggiungere nitrato di sodio.
5. Intensificare l’agitazione per omogeneizzare il vetro e stabilizzare la temperatura del preriscaldatore.