Como ajustar a diferença de cor quando se utiliza pó de cromite na produção de vidro verde

O pó de cromite produz uma cor verde-azeitona principalmente devido ao Cr³⁺ . Uma vez convertido em Cr²⁺ , a cor muda para cinzento-azulado. A cromite contém ferro naturalmente associado. Cinco causas principais para a diferença de cor são: o teor de Cr₂O₃, o teor de Fe₂O₃, a atmosfera do forno, a finura do pó e a uniformidade da mistura do lote.

Identificação rápida de fenómenos

• A cor varia entre lotes → Variação na alimentação de Cr₂O₃ ou na composição mineral.
• No mesmo forno, os produtos apresentam uma coloração amarelo-esverdeada de um lado e cinzento-azulada do outro → Flutuação da atmosfera de oxidação-redução (problema mais frequente)
• Manchas ou estrias localizadas num lote → Granulometria insuficiente do pó, mistura inadequada, fusão incompleta

I. Ajuste da matéria-prima (Controlo prioritário. A flutuação da composição mineral do pó de cromite é o principal fator desencadeante)

Defina as especificações e realize a inspeção de receção da farinha de cromite . Os principais índices a monitorizar são: Cr₂O₃, ferro total (Fe₂O₃), granulometria e humidade. Não se concentre apenas no Cr₂O₃.

1. Índices químicos: Cr₂O₃: 44-46%; Fe₂O₃: 26-28%. O teor de ferro controla diretamente a intensidade do tom amarelo. Um teor mais elevado de Fe resulta num tom amarelo-azeitona mais intenso; um teor mais baixo de Fe resulta num tom verde-esmeralda.
2. Tamanho das partículas: recomenda-se uma granulometria de 325 mesh ou mais fina. A espinela cromítica espessa dissolve-se lentamente e provoca manchas e estrias de cor. Mantenha o tamanho das partículas consistente em todos os lotes; evite misturar materiais com granulometria de 200 mesh e 325 mesh.
3. Realize testes de fusão em pequena escala com novos lotes de minério do mesmo fornecedor. Teste os valores L/a/b com um colorímetro. Aprove a produção em massa apenas após a aprovação nos testes. Não misture diretamente diferentes minérios no silo.
4. Pré-homogeneização da matéria-prima: Empilhe, espalhe e vire o pó de cromite a granel assim que chegar. Ou misture amostras de múltiplos pontos por lote para garantir uma distribuição uniforme de Cr e Fe por todo o lote.
5. Estabilizar as matérias-primas de base: Corrigir o nível de Fe₂O₃ na areia de quartzo, carbonato de sódio e dolomita. O excesso de ferro proveniente das matérias-primas básicas amplificará a tonalidade amarela e provocará uma coloração verde-amarelada descontrolada no vidro.

II. Ajuste fino da fórmula (para profundidade de cor ou mudança de amarelo para azul)

Comece com testes em pequenos pedaços de cadinho. Prossiga para a produção em grande escala apenas quando o ΔE cumprir os requisitos. Faça pequenos ajustes de cada vez.

• Cor muito clara (valor L elevado): Aumente ligeiramente a dosagem de pó de cromite, calculando com base no teor efetivo de Cr₂O₃ em vez do simples incremento de peso do pó de minério bruto.
• Cor muito escura (valor L baixo): Reduza a dosagem do pó de cromite em pequenos incrementos.
• Verde com tonalidade amarela excessiva (valor +b elevado): Opção 1: Mudar para pó de cromite com menor teor de Fe₂O₃. Opção 2: Adicionar um agente oxidante em traços para suprimir a formação de Fe²⁺.
• Cor cinzento-azulada e opaca (valor a negativo): Normalmente causada por atmosfera redutora, não pode ser resolvida apenas adicionando mais pó de cromite. Adicione oxidantes como o nitrato de sódio/nitrato de potássio para eliminar o Cr²⁺. Ao mesmo tempo, reduza os agentes redutores, incluindo o pó de carbono, o pó de carvão e as aparas de madeira nos materiais da mistura.

Dosagem normal para o vidro de garrafa de cal sodada: Contribuição calculada de Cr₂O₃ proveniente do pó de cromite: 0,3–1,8%. Dosagem principal para o vidro verde-azeitona (tipo cerveja): 0,8–1,5%.

III. Controlo da atmosfera do forno de fusão

✅ Condição ideal: Atmosfera fracamente oxidante para estabilizar o crómio como Cr³⁺. Deficiência de oxigénio ou condição redutora rica em combustível: o Cr³⁺ converte-se em Cr²⁺, resultando em vidro opaco cinzento-azulado e variação de cor entre fornos.

Medidas de ajustamento:

1. Estabilizar a relação ar-combustível e aumentar adequadamente o ar de combustão. Evitar a combustão prolongada com baixo teor de oxigénio.
2. Adicione uma pequena quantidade de nitrato de sódio (oxidante) aos materiais da mistura para estabilizar o Cr³⁺ e neutralizar as zonas redutoras localizadas. Não utilize dosagem excessiva para evitar defeitos de formação de bolhas.
3. Controle rigorosamente as impurezas que contêm carbono nos materiais do lote. Remova os contaminantes de carbono, os resíduos de papel e as manchas de óleo dos pedaços de vidro.
4. Mantenha uma proporção estável de pedaços de vidro. Proporções variáveis ​​de cacos de vidro trazem agentes redutores e impurezas de ferro variáveis. Pré-misture os lotes de pedaços de vidro.

IV. Processo de dosagem, mistura e fusão

1. Precisão na pesagem: O pó de cromite é um corante em concentrações muito baixas, por isso utilize balanças de alta precisão. Erros manuais na pesagem de pequenos ingredientes podem facilmente causar diferenças de cor entre lotes. Para melhorar a dispersão, pré-misture o concentrado (pó de cromite pré-misturado com carbonato de sódio) antes de o adicionar ao lote principal.
2. Mistura: Mantenha um tempo de mistura fixo para garantir a completa dispersão do pó mineral. Estabilize a humidade do material; o pó aglomerado cria manchas e estrias de cor.
3. Temperatura de fusão e tempo de retenção
   • Temperatura muito baixa: Dissolução incompleta da espinela cromítica, coloração pálida com manchas negras.
   • Temperatura excessivamente elevada: a volatilização do crómio leva ao desvanecimento da cor. A flutuação da temperatura do forno induz diretamente a alteração da cor.
4. Estabilizar a posição da pilha, a sequência de alimentação e a espessura da camada do lote. Garantir a consistência na duração da fusão, refinação e homogeneização.
5. Pressão estável no forno: A pressão negativa flutuante provoca a entrada de ar ou falta localizada de oxigénio e diferença de cor transversal.

V. Gestão da Conformação e Inspeção

1. A espessura da parede influencia o valor L: a diferença visual de cor pode surgir da espessura irregular da parede do artigo, em vez da variação do corante. Estabilize o peso da gota e os parâmetros de formação.
2. Teste padronizado de diferença de cor: Adote uma fonte de luz D65 e espessura de amostra fixa. Recolha amostras e meça os valores Lab* a cada 2 horas ou por ciclo de queima com um medidor de diferença de cor. Defina o controlo interno ΔE ≤ 2,0 como aceitável. Guarde amostras de referência padrão.
3. Gestão de cacos de vidro: Armazene os cacos de vidro verdes reciclados separadamente. Evite misturá-los com pedaços de vidro transparentes ou âmbar. Mantenha a proporção de pedaços de vidro constante; mudanças bruscas na percentagem de cacos de vidro alteram diretamente a tonalidade da cor.