Causes des stries dans le verre coloré par la poudre de minerai de chrome
Les stries sont des bandes de couleur claires et foncées alternées, orientées selon le sens d’écoulement du verre, dues à une répartition inégale des ions de chrome dans le verre en fusion. Les causes principales relèvent de facteurs liés à la matière première et au processus de fusion.
1. Problèmes liés à la poudre de minerai de chrome (les plus fréquents)
Tout d’abord , la granulométrie excessive pose problème. Le point de fusion du minerai de chrome est d’environ 2150 °C, bien supérieur à celui du verre sodocalcique courant (1450-1550 °C). Les particules grossières fondent et se dissolvent lentement, entraînant un enrichissement local en chrome. La poudre de minerai partiellement dissoute s’écoule dans le canal et forme des traînées sombres, ainsi que des taches noires et des marbrures. Pour la poudre de minerai de chrome destinée à la coloration du verre, une granulométrie de 325 mesh est requise. Les particules de plus de 100 µm doivent être strictement contrôlées.
Deuxièmement , une mauvaise dispersion et une agglomération. Les agglomérats dus à l’humidité ne peuvent être désagrégés lors du dosage. Des amas présentant localement une forte teneur en chrome pénètrent dans le four, ne diffusent pas complètement et génèrent des stries colorées orientées dans le sens de l’écoulement.
Enfin , la fluctuation de la composition d’un lot à l’autre. La variation de la teneur en Cr₂O₃ et Fe₂O₃, ou les impuretés instables de Ca / Mg, modifient la viscosité du bain fondu et entravent la diffusion des ions chrome, provoquant des stries de couleur verticales.
2. Problèmes de dosage et de mélange
- Un temps de mélange insuffisant et un mélange hétérogène entraînent l’ajout de poudre de minerai de chrome en faible dose (généralement 0,1 à 2 %). Ce mélange inadéquat provoque des différences de concentration en chrome d’un point à l’autre du lot, qui se transforment en stries visibles après fusion.
- Méthode d’alimentation inappropriée L’alimentation concentrée en poudre de minerai de chrome sans mélange à sec complet avec du sable de silice, du carbonate de sodium et d’autres matières premières crée des zones locales à forte teneur en chrome.
3. Facteurs du processus de fusion au four
Tout d’abord , une température de fusion trop basse et un temps de maintien insuffisant sont à l’origine du problème. Une fusion à une température trop basse empêche la décomposition et la dissolution complètes du minerai de chrome. Les ions chrome ne peuvent alors pas s’homogénéiser, ce qui provoque des stries colorées. Température de fusion recommandée : 1 480 à 1 550 °C.
Ensuite , l’homogénéisation et l’agitation insuffisantes. Une agitation trop faible dans la zone d’homogénéisation ne permet pas d’éliminer les gradients de concentration au sein du verre en fusion. Ces différences de concentration se manifestent par des stries lors de l’écoulement du verre.
Le plus important est l’atmosphère réductrice à l’intérieur du four (facteur critique). Les agents réducteurs locaux, tels que le carbone ou les sulfures, transforment le Cr³⁺ (de couleur verte normale) en Cr²⁺ (de couleur bleuâtre). Une coloration locale irrégulière produit des stries bleu-vert alternées ou des défauts de transparence.
- Instabilité de la température du canal et fluctuation du flux de verre : les variations de température dans le creuset modifient la viscosité du verre en fusion. Des couches de verre liquide de concentrations différentes forment des stries après la coulée.
Séquence de dépannage
- Vérifier la présence de particules grossières dans les résidus de tamisage de la poudre de minerai de chrome ; inspecter la poudre pour détecter toute agglomération due à l’humidité.
- Vérifier la procédure de dosage : prémélange de la poudre de minerai de chrome contenant un additif mineur et temps de mélange suffisant.
- Vérifier la température de fusion maximale et la durée de maintien.
- Vérifier l’atmosphère du four pour détecter une réduction locale ; ajouter du nitrate de sodium si nécessaire.
- Renforcer l’agitation pour homogénéiser le verre et stabiliser la température du foyer.