คราบดำบนขวดแก้วที่เกิดจากการปนเปื้อนของผงโครไมต์ – สาเหตุ

โครไมต์ (FeCr₂O₄) มีจุดหลอมเหลวสูงมาก (≈2180°C) แต่แก้วโซดาไลม์ที่ใช้ทำขวดมีจุดหลอมเหลวเพียง 1400–1550°C เท่านั้น มันไม่ได้หลอมเหลวทั้งหมด แต่ไอออน Cr³⁺ จะละลายออกมาทำให้เกิดสี อนุภาคขนาดใหญ่จะคงสภาพของโครไมต์สปิเนลที่เป็นของแข็ง ทำให้เกิดจุดดำหรือหินขึ้น

1. ขนาดอนุภาคของผงโครไมต์ดิบมีขนาดใหญ่เกินไป (สาเหตุหลักที่พบได้บ่อยที่สุด)

• การมีอนุภาคขนาดใหญ่กว่า 100 ไมโครเมตร : เฉพาะผิวของอนุภาคเท่านั้นที่เกิดปฏิกิริยาเล็กน้อย ในขณะที่แกนกลางไม่แตกตัว เม็ดแร่โครไมต์สปิเนลที่เป็นของแข็งที่เหลืออยู่จะก่อตัวเป็นจุดสีดำแข็งที่มองเห็นได้ นิวเคลียสของโครไมต์ที่ไม่ทำปฏิกิริยาสามารถสังเกตได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์หลังจากการตัดชิ้นส่วน
• สำหรับขวดสีเขียวเบียร์ทั่วไป แนะนำให้ใช้ ตะแกรงขนาด 325 เมช (≤45 ไมโครเมตร)อย่างน้อยที่สุดต้องใช้ตะแกรงขนาด 200 เมช (≤74 ไมโครเมตร) เศษผงหยาบหรือก้อนที่จับตัวเป็นก้อนมากเกินไปจะทำให้เกิดจุดดำขนาดใหญ่
• การจับตัวเป็นก้อนของผง: ก้อนที่เกิดขึ้นจากความชื้นไม่สามารถแตกตัวได้ในระหว่างการผสม ทำให้เกิด “อนุภาคหยาบเทียม” ในบางจุด และยังทำให้เกิดจุดดำอีกด้วย

2. ความไม่สม่ำเสมอของส่วนผสมในแต่ละชุด และความเข้มข้นเฉพาะจุด

อัตราการเติมผงโครไมต์ต่ำ (โดยทั่วไป 0.2–0.6%) เวลาในการผสมไม่เพียงพอ เครื่องผสมประสิทธิภาพต่ำ หรือการแยกชั้นเนื่องจากความแตกต่างของความหนาแน่นจำเพาะมากเกินไปในวัตถุดิบ ทำให้เกิดการกระจุกตัวของผงโครไมต์ในบริเวณใดบริเวณหนึ่ง อนุภาคที่ทับซ้อนกันไม่สามารถแยกตัวออกจากกันได้ในระหว่างการหลอม ทำให้เกิดจุดดำหรือคราบสีเข้ม

3. กระบวนการหลอมที่ไม่เหมาะสม

1. อุณหภูมิเตาหลอมต่ำเกินไปหรือเวลาในการหลอมไม่เพียงพอสำหรับกองแร่ : ชั้นล่างของกองแร่หลอมเหลวอย่างรวดเร็ว ในขณะที่ชั้นบนมีเวลาในการหลอมสั้น ทำให้แร่โครไมต์ไม่แตกตัวอย่างเพียงพอ อุณหภูมิที่ทางออกและบริเวณด้านหน้าเตาหลอมไม่เพียงพอ ทำให้มีอนุภาคที่ไม่ละลายเข้าไปในกระบวนการขึ้นรูป
2. บรรยากาศรีดิวซ์ : การขาดออกซิเจนภายในเตาเผาหรือผงคาร์บอนมากเกินไปจะทำให้เกิดการรีดิวซ์เฉพาะจุดอย่างรุนแรง ส่งผลให้สีเปลี่ยนไปและเกิดการตกตะกอนของเหล็กโลหะและโครเมียมที่มีวาเลนซ์ต่ำ ทำให้เกิดจุดสีดำคล้ายโลหะต้องรักษาสภาพแวดล้อมแบบออกซิไดซ์เพื่อให้เกิดสีของโครไมต์ โดยสามารถเติมโซเดียมไนเตรตในปริมาณเล็กน้อยเป็นสารออกซิไดซ์ได้
3. การพาความร้อนและการกวนแก้วที่ไม่เพียงพอ: อนุภาคที่ไม่ละลายไม่มีเวลาเพียงพอที่จะถูกกัดกร่อนและละลายโดยแก้วหลอมเหลว

4. จุดด่างดำแปลกปลอมที่เกิดจากสิ่งเจือปน

• สิ่งเจือปนที่มีจุดหลอมเหลวสูงซึ่งมักพบร่วมกับผงโครไมต์ ได้แก่ แร่หยาบ แมกเนไทต์ เศษเหล็ก และแร่หนักอื่นๆ ก็ก่อให้เกิดจุดดำเช่นกัน ควรควบคุมปริมาณ SiO₂, CaO และธาตุเหล็กในผงโครไมต์ให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม
• การหลุดร่อนของวัสดุทนไฟในเตาหลอม: เศษชิ้นส่วนจากอิฐโครมแมกนีเซียและวัสดุทนไฟเข้าไปในแก้วหลอมเหลว ลักษณะทางจุลภาคของจุดดำเหล่านี้แตกต่างจากหินโครไมต์จากวัตถุดิบ การตัดแบ่งส่วนสามารถแยกแยะความแตกต่างได้
• โลหะและสิ่งเจือปนที่ทนความร้อนซึ่งมาจากเศษแก้วรีไซเคิล

วิธีการระบุตัวตนอย่างรวดเร็ว

1. ยังคงมีคราบดำแข็งหลงเหลืออยู่หลังการขัดเงา → อนุภาคโครไมต์สปิเนลที่ไม่หลอมละลาย (ปัญหาขนาดอนุภาคของผงโครไมต์)
2. จุดสีดำที่มีฟองอากาศเล็กๆ และเนื้อสัมผัสอ่อนนุ่ม → ส่วนใหญ่เกิดจากการตกตะกอนของเหล็กโลหะเนื่องจากสภาวะบรรยากาศแบบรีดิวซ์
3. พบจุดดำเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วหลังจากเปลี่ยนชุดการผลิตหรือผงแร่ → ควรตรวจสอบเศษที่เหลือจากการร่อนและขนาดอนุภาคของผงแร่เป็นลำดับแรก

การดำเนินการแก้ไขที่เกี่ยวข้อง

1. ผงโครไมต์: เลือกใช้ผงโครไมต์ขนาด 325 เมชสำหรับใช้ในงานแก้วโดยเฉพาะควบคุมปริมาณเศษผงที่เหลือจากการร่อนอย่างเข้มงวด ทดสอบการกระจายขนาดอนุภาค และกำจัดอนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่า 100 ไมโครเมตร รักษาผงให้ปราศจากความชื้นและสลายก้อนที่จับตัวเป็นก้อน
2. การผสม: ยืดเวลาการผสมเพื่อให้ส่วนผสมเข้ากันเป็นเนื้อเดียวและป้องกันการแยกชั้น
3. การหลอม: ควบคุมอุณหภูมิเตาหลอมให้คงที่และตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีเวลาการกลั่นและการคงสภาพที่เพียงพอ รักษาบรรยากาศออกซิไดซ์และหลีกเลี่ยงการใช้สารรีดิวซ์คาร์บอนมากเกินไป
4. ทำการเตรียมเศษแก้วก่อนเพื่อกำจัดเหล็กและสิ่งเจือปน ตรวจสอบการหลุดร่อนของวัสดุทนไฟในเตาหลอมอย่างสม่ำเสมอ