Kromit Tozu ile Renklendirilmiş Cam Şişelerde Oluşan Siyah Lekelerin Nedenleri
Kromit (FeCr₂O₄) son derece yüksek bir erime noktasına sahiptir (≈2180°C). Şişeler için kullanılan soda-kireç camı yalnızca 1400–1550°C’de erir . Tamamen erimez; bunun yerine, renklendirme için Cr³⁺ iyonları çözünür. Büyük boyutlu parçacıklar katı kromit spinelini tutar ve bu da siyah lekeler veya taşlar oluşmasına neden olur.
1. Ham kromit tozunun aşırı büyük parçacık boyutu (en yaygın birincil neden)
- 100 μm’den büyük iri parçacıkların varlığı : Parçacıkların yalnızca yüzeyi hafifçe reaksiyona girerken, iç çekirdek ayrışmaz. Kalan katı kromit spinel taneleri, gözle görülebilen sert siyah noktalar oluşturur. Kesit alındıktan sonra mikroskop altında reaksiyona girmemiş kromit çekirdekleri gözlemlenebilir.
- Tipik bira yeşili şişeler için 325 mesh (≤45μm) elek önerilir. Minimum olarak 200 mesh tam geçiş (≤74μm) gereklidir. Kaba toz veya topaklarda aşırı elek kalıntısı, büyük siyah lekelere neden olur.
- Toz topaklanması: Nemden kaynaklanan topaklar, karıştırma işlemi sırasında parçalanamaz ve yerel olarak “sözde iri taneli parçacıklar” oluşturarak siyah lekeler meydana getirir.
2. Parti karışımının homojenliğinin düşük olması ve yerel zenginleşme
Kromit tozu ilave oranı düşüktür (genellikle %0,2–0,6). Yetersiz karıştırma süresi, düşük verimli karıştırıcı veya hammaddeler arasındaki büyük özgül ağırlık farkından kaynaklanan tabakalaşma, kromit tozunun yerel olarak yoğunlaşmasına yol açar. Üst üste binen parçacıklar erime sırasında ayrışamaz ve siyah noktalar veya koyu lekeler oluşturur.
3. Yetersiz eritme işlemi
- Fırın sıcaklığının düşük olması veya yığın halindeki malzemenin yetersiz erime süresi : Yığının alt katmanı hızla erirken, üst katmanın kalma süresi kısadır. Kromit yeterince ayrışmaz. Çıkış ve ön ocaktaki yetersiz sıcaklık, çözünmemiş parçacıkların şekillendirme işlemine girmesine neden olur.
- İndirgeyici atmosfer : Fırın içindeki oksijen yetersizliği veya aşırı karbon tozu, güçlü yerel indirgemeye neden olur. Bu durum renk değişimine ve metalik demir ile düşük değerlikli kromun çökelmesine yol açarak metalik siyah lekeler oluşturur. Kromit renklenmesi için oksitleyici atmosfer korunmalıdır; oksitleyici olarak az miktarda sodyum nitrat eklenebilir.
- Yetersiz cam konveksiyonu ve karıştırma: Çözünmemiş parçacıklar, erimiş cam tarafından aşındırılıp çözülmek için yeterli zamana sahip değildir.
4. Yabancı maddelerden kaynaklanan siyah lekeler
- Kromit tozunda doğal olarak bulunan yüksek erime noktalı safsızlıklar: iri taneli gang, manyetit, metalik demir talaşları ve ağır mineral safsızlıkları da siyah lekeler oluşturur. Kromit tozundaki SiO₂, CaO ve elementel demir safsızlıklarını kontrol edin.
- Fırın refrakterinin parçalanması: Krom-magnezyum tuğla ve refrakterden kopan parçacıklar erimiş cama karışır. Bu siyah noktaların mikroskobik özellikleri, ham maddelerden elde edilen kromit taşlarından farklıdır; kesit alma yöntemiyle ayırt edilebilirler.
- Geri dönüştürülmüş cam kırıklarıyla gelen metaller ve refrakter safsızlıklar.
Hızlı tanımlama yöntemi
- Parlatma işleminden sonra sert siyah lekeler kalır → erimeyen kromit spinel parçacıkları (kromit tozunun parçacık boyutu sorunu)
- Küçük kabarcıklar ve yumuşak dokuyla birlikte siyah noktalar → çoğunlukla indirgeyici atmosferin neden olduğu çökelmiş metalik demir.
- Parti veya cevher tozu değişiminden hemen sonra siyah noktaların ani artışı → cevher tozunun elek kalıntısının ve parçacık boyutu dağılımının öncelikli olarak kontrol edilmesi
İlgili düzeltici eylemler
- Kromit tozu: Cam için özel olarak üretilmiş 325 mesh kromit tozu kullanılmıştır . Elek kalıntıları sıkı bir şekilde kontrol edilir, parçacık boyutu dağılımı test edilir ve 100 μm’den büyük parçacıklar uzaklaştırılır. Tozun nemden arındırılması sağlanır ve topaklanmalar parçalanır.
- Parti halinde karıştırma: Homojenliği sağlamak ve tabakalaşmayı önlemek için karıştırma süresini uzatın.
- Eritme: Fırın sıcaklığını sabitleyin ve yeterli arıtma ve bekleme süresini garanti edin; oksitleyici atmosferi koruyun ve aşırı karbon indirgeyici madde kullanımından kaçının.
- Demir ve yab impurities maddelerin uzaklaştırılması için cam kırıkları ön işlemden geçirilmelidir; fırın refrakterinin parçalanması düzenli olarak kontrol edilmelidir.