Chương 3 Chương 3 Gia Công chuẩn bị phối liệu ? • Giữ vai trò rất quan trọng vì tạo điều kiện cải thiện nhiều tính chất của phối liệu cũng như chất lượng của sản phẩm nung Bao gồm • Làm giàu và tuyển[.]
Chương Gia Cơng chuẩn bị phối liệu ? • Giữ vai trị quan trọng tạo điều kiện cải thiện nhiều tính chất phối liệu chất lượng sản phẩm nung Bao gồm : • -Làm giàu tuyển chọn ngun liệu • -Gia cơng thơ gia cơng trung bình loại ngun liệu • -Gia công tinh (nghiền mịn) nguyên liệu, phối liệu • -Chuẩn bị phối liệu theo yêu cầu loại sản phẩm phù hợp với phương pháp tạo hình khác 3.1 NGHIỀN • Tạo độ mịn cho nguyên phối liệu, tạo điều kiện cho phản ứng nhiệt độ cao nung diện tích tiếp xúc hạt lớn, mặt khác trình nghiền mịn tạo số khuyết tật bề mặt tinh thể vật chất nhiều • Gồm nghiền thơ, nghiền trung bình nghiền mịn 3.1.2 Nghiền mịn • Yêu cầu nghiền mịn kích thước hạt vật liệu sau nghiền phải ≤ 63 μm (sàng 10000 lỗ/cm2) cỡ hạt từ 1- 20 μm phải chiếm đa số • Nguyên liệu nạp vào máy nghiền bi thường yêu cầu ≤ mm 3.2 CHUẨN BỊ PHỐI LIỆU • Yêu cầu việc chuẩn bị phối liệu là: • - Đồng nhất: thành phần hoá tỉ lệ loại cỡ hạt, thành phần phối liệu tính chất kĩ thuật khâu khác dây chuyền công nghệ để đảm bảo tính chất cần mong muốn loại sản phẩm sau nung • - Đạt độ đồng cao thành phần hoá, thành phần hạt, lượng nước tạo hình, chất điện giải hay loại phụ gia v.v phối liệu theo thời gian vị trí khác 3.2.1 Kiểm tra nguyên liệu tính phối liệu • Người ta thường tiến hành nghiêm ngặt việc kiểm tra chất lượng đầu vào tất loại nguyên liệu dùng cho trình sản xuất, sản phẩm gốm có yêu cầu chất lượng cao (như gốm mịn, gốm kỹ thuật ) Việc kiểm tra bao gồm: phân tích thành phần hố, thành phần khống, tính chất cơng nghệ nguyên liệu • (chẳng hạn độ dẻo lượng nước tạo hình thích hợp đất sét, khả đổ rót, độ mịn, độ co sấy nung v.v ) để từ tính tốn phối liệu sản xuất xương (hay men) bao gồm cấp phối nguyên liệu một, tính theo % trọng lượng hay phần trọng lượng • Độ chất lượng đạt yêu cầu nguyên liệu, phân tích xác tính tốn phối liệu tiền đề sản phẩm cuối đạt chất lượng cao • Việc tính tốn phối liệu đế sản xuất loại xương gốm nêu phần sau, phối liệu để sản xuất men gốm nêu chương Men phủ chất màu trang trí sản phẩm gốm • Khi tính tốn thiết lập phối liệu nguời ta thường dùng nhiều nguyên liệu loại (chẳng hạn đất sét dùng từ hai đến ba loại) Mục đích để ổn định thành phần phối liệu nguyên liệu có thành phần dao động không mong muốn 3.2.2 Chuẩn bị phối liệu: • Mục đích việc chuẩn bị phối liệu là: • - Tạo phối liệu theo cấp phối • - Tiếp tục nghiền mịn loại nguyên liệu đến cỡ hạt yêu cầu • - Tạo hoà trộn đồng tất loại nguyên liệu phối liệu, có độ ẩm đồng nhất, có thơng số cơng nghệ tối ưu phù hợp với cơng đoạn tạo hình • Phương pháp chuẩn bị phối liệu truyền thống nghiền trộn chung loại nguyên liệu thành huyền phù nước máy nghiền bi (phuơng pháp nghiền bi ướt) Khi máy nghiền bi quay, chà xát, va đập bi đạn vào vào thân thùng nghiền làm cho liệu nghiền mịn trộn Cho đến phương pháp hiệu có ưu điểm sau: • - Nước mơi trường tốt giúp tăng cường q trình nghiền trộn đều, phối liệu đạt độ đồng cao • - Đất sét, cao lanh thường có độ ẩm dao động, ta cần định xác độ ẩm để tính lượng nước cho vào nghiền (mà không cần sấy khô nguyên liệu chọn phương pháp nghiền khơ) • - Tiêu tốn lượng để nghiền bé nhiều so với nghiền khô • - Hồ sau nghiền đem dùng để tạo hình đổ rót hay tạo hình dẻo sau qua ép lọc khung • Nhược điểm lượng hao mịn bi đạn, lớp lót thường lớn gấp lần so với nghiền khô Cho nên yêu cầu bi đạn lớp lót cần có tính chất giống vật liệu đem nghiền (coi lượng hao hụt bi đạn, lớp lót cấu tử phối liệu) sau lần nghiền cần bổ sung bi đạn Đối với sành mịn sứ vật liệu lót nên dùng đá hoa cương (granit) hay làm silex (một dạng thạch anh vơ định hình), bi đá cuội (flint, SiO2 vơ định hình) hay sứ cứng (sứ corundum); máy nghiền phối liệu • • • • • titanat (TiO2, BaO v.v ) vật liệu lót bi đạn sứ rutin TiO2 Lớp lót làm cao su cứng để khơng làm bẩn liệu tạp chất sắt từ thân thùng nghiền Tỉ lệ nạp liệu thường sau: Liệu nghiền : bi đạn : nước = : 1: đến : 1: 0,5 tuỳ theo yêu cầu độ ẩm hồ ra, lượng loại chất điện giải cho vào Tỉ lệ 1:1:0,5 dùng cho hồ máy sấy phun sản xuất ốp lát ceramic Trình tự nghiền sau: trước hết người ta nghiền nguyên liệu gầy với khoảng 10% đất sét hay cao lanh lọc (để điều chỉnh độ nhớt huyền phù ngăn cản lắng) Lượng đất sét cao lanh lọc lại khuấy thành huyền phù bể khuấy, sau qua kiểm tra thành phần hạt hai huyền phù trộn chung với bể khuấy trộn Hồ phải có độ nhớt biểu kiến thích hợp (0,2-1 Pa.s) trọng lượng thể tích lớn Thời gian nghiền phụ thuộc vào độ lớn thùng nghiền độ mịn nguyên liệu dao động khoảng 10-60 h Người ta theo trình tự nghiền nguyên liệu đầu vào đạt yêu cầu, nghĩa đất sét, caolin lọc trạng thái hạt mịn đạt yêu cầu (ở đất sét số lượng hạt ≤ μm lớn 50%) Chỉ thạch anh tràng thạch cần phải nghiền mịn Nếu ta dùng cao lanh khơng lọc (có lượng hạt thơ-chủ yếu cát cao lanh-lớn) phải điều chỉnh trình nghiền để nghiền cao lanh Người ta nghiền trộn tất nguyên liệu máy nghiền bi mà khơng cần dùng máy khuấy trộn 3.2.3 Tính phối liệu • Chuyển thành phần hóa sang thành phần khống hợp lý: T, F, Q • T: vật chất sét tính theo khống kaolinite • F: tràng thạch kali • Q: thạch anh (SiO2) 3.2.3 Tính phối liệu • Hàm lượng K2O x 5.9081 = orthoclase (K2O.Al2O3.6SiO2) K2O x 1.0823 = Al2O3 có orthoclaze K2O x 3.8230 = SiO2 có orthoclaze Na2O x 8.4573 = albite (Na2O.Al2O3.6SiO2) Na2O x 1.6440 = Al2O3 albite Na2O x 5.8128 = SiO2 albite CaO x 1.7840 = CaCO3 MgO x 2.0915 = MgCO3 Al2O3 x 2.5318 = T (Al2O3.2SiO2.2H2O) Al2O3* x 1.1783 = SiO2 T Al2O3 x 0,3530 = H2O T Hàm lượng nung (MKN) x 7.18 = T (dùng để tính kiểm tra) Q = 100 - ( T + F ) 3.2.3 Tính phối liệu F = orthoclase + albite • Căn vào lượng K2O Na2O để tính lượng orthoclase hay albite • Tính Al2O3* cách lấy lượng Al2O3 tổng trừ lượng Al2O3 có orthoclase albite • Nếu kết tính kiểm tra T cách lấy lượng nung nhân với 7.18 sai khác nhiều so với việc tính T = Al2O3* x 2.5318 điều có nghĩa nguyên liệu có thêm vật chất hữu hay cacbonat • Khi quy T-Q-F thường phải kể đến lượng tổng oxyt Fe2O3, TiO2, CaO v.v tức 100 - ( T + Q + F ) tổng oxyt • Nếu CaO, MgO ≥ % có nghĩa chúng có mặt nguyên liệu dạng CaCO3 hay MgCO3 3.2.4 Chuẩn bị gia công phối liệu gốm thô – Gia cơng tự nhiên sơ – Gia cơng khí – Chuẩn bị phối liệu gốm mịn 3.3 KIỂM TRA KỸ THUẬT PHỐI LIỆU • Tính đồng • Tính chất lý thông số phối liệu • Tính chất phối liệu sấy, nung The composition of ceramic body (CCB) • The CCB of traditional ceramic bodies lie within certain limits • They are governed by a number of factors • the shaping of the ware (sufficient plastic material) • the drying and firing processes (incorporation of non-clay materials that not shrinking during those processes • the fluxing of the body (feldspar, minerals containing it Cornish stone) The composition of ceramic body (CCB) • Essentially, traditional ceramic bodies are made up of clay, flint (quartz), and feldspar, and can be represented by a triaxial diagram • Batch composition depends on the source of the raw material and cannot be directly used with different clay and feldspar, etc • Rational analysis divides up a composite clay into “ clay substance, quartz, and feldspar • Complete chemical analysis • Finally batch composition is described in terms of parts by weight or percentage weights • Cơ sở phối liệu cho xương dựa vào giản đồ hệ ba cấu tử T- F- Q Gilchrist Klinefelter xây dựng; biểu đồ Zapp (độ chịu lửa hỗn hợp điểm nút ) • Sành mịn: dụng cụ gia đình, hàng mỹ nghệ, gạch men, sành sứ, sành vệ sinh • Sành tràng thạch: T= 50-55%, Q=35-45%, F=6-12% • Sành đá vơi: thay tràng thạch đá vơi (6-12%) • Sành hỗn hợp: thay đá vơi dolomite hay talc • Bán sứ: T=45-50%, ~30% F, Q: cịn lại • Sứ: • Sứ cứng T=40-60%, Q=20-30% F=20-30% • Sứ mềm: T=25-35%, Q=20-45%, F=30-36% Bài tập • 1- Trình bày cơng đoạn cần thiết để chuẩn bị phối liệu phân xưởng sản xuất sản phẩm gốm truyền thống (từ định lượng nghiền bi sau) • 2- Tìm hiểu máy sấy phun • 3- Tìm hiểu máy lọc ép khung sản xuất gốm sứ (tránh nhầm máy lọc bia)