Quy trình làm gốm sứ

Xử lý, pha chế đất Trong đất nguyên liệu thường có lẫn tạp chất, ngoài ra tuỳ theo yêu cầu của từng loại gốm khác nhau mà có thể có những cách pha chế đất khác nhau để tạo ra sản phẩm ph

Quy trình làm gốm sứ

Quy trình hoàn thiện sản phẩm gốm sứ, một trong những quy trình phức tạp và

nếu hỏng một giai đoạn sẽ làm hỏng toàn bộ sản phẩm

Quy trình

Để làm ra đồ gốm người thợ gốm phải qua các khâu chọn, xử lý và pha chế đất, tạo dáng, tạo hoa văn, phủ men, và cuối cùng là nung sản phẩm Kinh nghiệm truyền đời của dân làng gốm Bát Tràng là "Nhất xương, nhì da, thứ

ba dạc lò"

Quá trình tạo cốt gốm

Chọn đất

Điều quan trọng đầu tiên để hình thành nên các lò gốm là nguồn đất sét làm gốm Những trung tâm sản xuất gốm thời cổ thường là sản xuất trên cơ sở khai thác nguồn đất tại chỗ Làng gốm Bát Tràng cũng vậy, sở dĩ dân làng Bồ Bát chọn khu vực làng Bát Tràng hiện nay làm đất định cư phát triển nghề gốm vì trước hết họ

đã phát hiện ra mỏ đất sét trắng ở đây

Xử lý, pha chế đất

Trong đất nguyên liệu thường có lẫn tạp chất, ngoài ra tuỳ theo yêu cầu của từng loại gốm khác nhau mà có thể có những cách pha chế đất khác nhau để tạo ra sản phẩm phù hợp Ở Bát Tràng, phương pháp xử lý đất truyền thống là xử lý thông qua ngâm nước trong hệ thống bể chứa, gồm 4 bể ở độ cao khác nhau

Bể thứ nhất ở vị trí cao hơn cả là "bể đánh" dùng để ngâm đất sét thô và nước (thời gian ngâm khoảng 3-4 tháng) Đất sét dưới tác động của nước sẽ bị phá vỡ kết cấu hạt nguyên thuỷ của nó và bắt đầu quá trình phân rã (dân gian gọi là ngâm lâu để cho đất nát ra) Khi đất đã "chín" (cách gọi dân gian), đánh đất thật đều, thật tơi để các hạt đất thực sự hoà tan trong nước tạo thành một hỗn hợp lỏng Sau

đó tháo hỗn hợp lỏng này xuống bể thứ hai gọi là "bể lắng" hay "bể lọc" Tại đây đất sét bắt đầu lắng xuống, một số tạp chất (nhất là các chất hữu cơ) nổi lên, tiến hành loại bỏ chúng

Sau đó, múc hồ loãng từ bể lắng sang bể thứ ba gọi là "bể phơi", người Bát Tràng thường phơi đất ở đây khoảng 3 ngày, sau đó chuyển đất sang bể thứ tư là "bể ủ" Tại bể ủ, ôxyt sắt (Fe2O3) và các tạp chất khác bị khử bằng phương pháp lên men (tức là quá trình vi sinh vật hoá khử các chất có hại trong đất) Thời gian ủ càng lâu càng tốt

Tạo dáng

Phương pháp tạo dáng cổ truyền của người làng Bát Tràng là làm bằng tay trên bàn xoay Trong khâu tạo dáng, người thợ gốm Bát Tràng sử dụng phổ biến lối

"vuốt tay, be chạch" trên bàn xoay, trước đây công việc này thường vẫn do phụ

nữ đảm nhiệm Thợ ngồi trên một cái ghế cao hơn mặt bàn rồi dùng chân quay bàn xoay và tay vuốt đất tạo dáng sản phẩm Đất trước khi đưa vào bàn xoay được vò cho thật nhuyễn, cuốn thành thoi rồi ném ("bắt nẩy") để thu ngắn lại Sau

đó người ta đặt vào mà giữa bàn xoay, vỗ cho đất dính chặt rồi lai nén và kéo cho đất nhuyễn dẻo mới "đánh cử" đất và "ra hương" chủ yếu bằng hai ngón tay bên phải Sau quá trình kéo đất bằng tay và bằng sành tới mức cần thiết người thợ sẽ dùng sành dan để định hình sản phẩm Sản phẩm "xén lợi" và "bắt lợi" xong thì được cắt chân đưa ra đặt vào "bửng" Việc phụ nữ sử dụng bàn xoay vuốt tạo dáng ban đầu của sản phẩm là công việc bình thường phổ biến ở mỗi lò gốm cổ Việt Nam (không chỉ riêng Bát Tràng) nhưng lại rất xa lạ với một số người thợ gốm phương Tây Tuy thế, kỹ thuật này đã mất dần và hiện nay không còn mấy người thợ gốm Bát Tràng còn có thể làm được công việc này nữa "Be chạch" cũng là một hình thức vuốt sản phẩm trên bàn xoay nhẹ đà và chủ yếu do thợ đàn ông đảm nhiệm

Phơi sấy và sửa hàng mộc

Tiến hành phơi sản phẩm mộc sao cho khô, không bị nứt nẻ, không làm thay đổi hình dáng của sản phẩm Biện pháp tối ưu mà xưa nay người Bát Tràng vẫn thường sử dụng là hong khô hiện vật trên giá và để nơi thoáng mát Ngày nay

phần nhiều các gia đình sử dụng biện pháp sấy hiện vật trong lò sấy, tăng nhiệt độ

từ từ để cho nước bốc hơi dần dần

Sản phẩm mộc đã định hình cần đem "ủ vóc" và sửa lại cho hoàn chỉnh Người thợ gốm đặt sản phẩm vào mà trên bàn xoay nhẹ đà rồi vừa xoay bàn xoay vừa đẩy nhẹ vào chân vóc cho cân, dùng dùi vỗ nhẹ vào chân "vóc" cho đất ở chân

"vóc" chặt lại và sản phẩm tròn trở lại (gọi là "lùa") Người thợ gốm tiến hành các động tác cắt, gọt chỗ thừa, bồi đắp chỗ khuyết, chắp các bộ phận của sản phẩm (như vòi ấm, quai tách ), khoan lỗ trên các sản phẩm, tỉa lại đường nét hoa văn

và thuật nước cho mịn mặt sản phẩm Những sản phẩm sửa lại mà không dùng bàn xoay thì gọi là "làm hàng bộ", phải dùng bàn xoay thì gọi là "làm hàng bàn"

Quy trình lý thuyết sản xuất gốm

Tài liệu đang được giảng dạy tại khoa Silicat đại học Bách Khao, những kiến thức cơ bản và nguyên lý sản xuất gốm sứ

Công nghệ đang được sử dụng phổ biến:

Kết quả điều tra về công nghệ sản xuất gốm sứ do Trung tâm CBC thực hiện tại 83 cơ sở sản xuất cho thấy:

Việc sản xuất gốm, sứ tuy khác nhau ở mỗi cơ sở sản xuất nhưng đều gồm

những công đoạn chung trình bày trên Sơ đồ 5: quy trình công nghệ sản xuất gốm sứ;

Sự khác nhau về công nghệ chủ yếu được phân biệt ở khâu nung sản phẩm

Hiện có 3 loại lò nung đang được các doanh nghiệp sử dụng là lò thủ công

truyền thống, lò tuynel và lò gas con thoi Trong đó các DNNVV quy mô nhỏ chủ yếu sử dụng lò thủ công truyền thống; các DNNVV quy mô vừa chủ yếu

sử dụng lò gas con thoi

Đầu tư, năng suất, chất lượng sản phẩm, chi phí sản xuất, mức độ sử dụng năng lượng và mức độ phát thải khí nhà kính lệ thuộc chủ yếu vào loại lò nung Sử dụng lò thủ công truyền thống tuy chi phí sử dụng năng lượng thấp, nhưng phát

thải khí CO2 lại rất cao, do sử dụng nhiên liệu chủ yếu là than cám, củi và các nhiên liệu phụ khác

Quy trình công nghệ sản xuất gốm sứ

Sơ đồ 5: Công nghệ sản xuất gốm sứ

Giới thiệu công nghệ sản xuất gốm sứ

Quy trình sản xuất xương men

Nguyên liệu gồm có cao lanh, đá trường thạch, đất sét trắng

Các nguyên liệu trên được phối chế theo tỷ lệ nhất định, phù hợp với nhiệt độ nung theo yêu cầu sản xuất sản phẩm Để đạt được nhiệt độ nung theo ý muốn,

cơ sở sản xuất nguyên liệu xương men phải có các công thức phối chế phù hợp Sau khi nguyên liệu được phối chế được đưa vào bình nghiền bi có công suất

từ 8 – 12 tấn/mẻ và nghiền trong 48 giờ Trước khi lấy nguyên liệu bột ra, cán

bộ kỹ thuật phải kiểm tra độ nhỏ của hạt Nếu đảm bảo các yếu tố kỹ thuật mới được ra bột

Nguyên liệu sau khi nghiền được đưa qua bộ phận múc lọc để loại bỏ tạp chất

và những hạt có kích thước lớn Cán bộ kỹ thuật kiểm tra độ nhỏ của cỡ hạt nguyên liệu, nếu thấy đảm bảo mới được bơm qua bộ phận khử từ Nguyên liệu sạch được đưa vào máy ép lọc khung bản, được lấy ra khi độ ẩm nguyên liệu chỉ còn 22 – 24%, đưa qua máy luyện và đưa vào phòng ủ ẩm ít nhất 15 ngày trước khi đưa vào sản xuất Quá trình ủ có tác dụng làm tăng độ dẻo của nguyên liệu, dễ tạo hình trong quá trình sản xuất Nguyên liệu sau khi ủ được đưa qua máy luyện và hút chân không sau đó đóng vào túi nilon để bảo quản

và vận chuyển Trước khi đưa vào sản xuất đại trà, phải nung thử nguyên liệu

để kiểm tra đánh giá chất lượng nguyên liệu Để đảm bảo tính ổn định, không xảy ra các sai sót, mỗi lô hàng được sản xuất từ 150 – 200 tấn và được kiểm tra

kỹ về mặt chất lượng trước khi đưa vào sản xuất đại trà hoặc bán Để có được nguyên liệu chất lượng cao, cơ sở sản xuất phải tuyển chọn cẩn thận nguyên liệu đầu vào và các nguyên liệu trên phải được mua từ các nhà cung cấp có uy tín, với số lượng lớn, chất lượng ổn định

Quy trình sản xuất gốm sứ

Đất dẻo trước khi đưa vào tạo hình sẽ được đưa qua máy luyện và hút chân không lần hai và được đùn ra với các kích thước có đường kính khác nhau tuỳ thuộc vào sản phẩm sản xuất Sau đó được đưa qua bàn cắt và đưa vào máy ép lăn, sản phẩm tạo hình được đưa qua buồng sấy Tiếp theo, sản phẩm được đưa qua các công đoạn: sửa, nung sơ (nhiệt độ nung là 700OC), chuốt hàng, trang trí sản phẩm, làm men, cắt chân, lò nung Sản phẩm ra lò sẽ được bộ phận kiểm

tra chất lượng sản phẩm (KCS) phân loại chất lượng, mài chân, đóng gói trước khi đưa đi tiêu thụ

Quy trình nung đốt trong lò thủ công truyền thống:

Quá trình chuẩn bị:

Sản phẩm trước khi nung được đặt vào trong các bao nung bằng Samốt Khi xếp vào trong lò, nhiên liệu than và bao nung sản phẩm được xếp xen kẽ Quá trình chồng lò là một quá trình lao động nặng nhọc với hàng chục tấn hàng được đưa lên cao từ 6 đến 7 m Kỹ thuật xếp lò do những người thợ giàu kinh nghiệm thực hiện Trong quá trình nung đốt, người thợ không điều khiển được nhiệt lượng cung cấp cho lò nung Môi trường nung không sạch Điều đó dẫn đến chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất không cao Theo tính toán, tỷ lệ sản phẩm thu hồi khi nung bằng lò thủ công truyền thống là 65 – 75%

Nhiên liệu chủ yếu là loại than cám 5, cám 6 Trước khi đưa vào lò nung đốt, than được pha trộn theo công thức 50% than cám, 50% chất độn bao gồm giả đất, xỉ than, bùn và nước Sau đó đóng thành các bánh tròn có đường kính khoảng 13 đến 15 cm, phơi khô trước khi đưa vào lò đốt

Quá trình nung đốt:

Công đoạn nung đốt là công đoạn tiêu hao năng lượng chủ yếu

Quá trình nung gồm 3 giai đoạn:

Giai đoạn sấy

Trước khi nung, sản phẩm được sấy từ 1 đến 3 giờ, tuỳ thuộc vào kích cỡ của sản phẩm Các sản phẩm có kích cỡ lớn phải được sấy lâu hơn để tránh bị nứt trong khi nung Mục đích của quá trình sấy là giảm độ ẩm trong sản phẩm nung, nhiệt độ sấy thường vào khoảng 200 OC

Giai đoạn nung (nhiệt độ từ 200 – 1200 C)

Sau giai đoạn sấy, nhiên liệu được đưa thêm vào buồng đốt và đốt trong

khoảng thời gian từ 4 – 5 giờ Thời gian bảo ôn là 30 phút Khi ngọn lửa trong gầm gi sáng trắng là lúc than trong lò đã cháy đều, lúc đó dừng đốt củi để than

tự cháy trong lò Quá trình này kéo dài từ 10 – 12 giờ Quá trình nung đốt lò than thủ công được thực hiện chủ yếu dựa vào kinh nghiệm nung đốt của các thợ lò Quá trình cháy trong lò là một quá trình tự nhiên, nhiệt độ nung phụ thuộc vào chất lượng than cám, cách phối liệu, đấu chế và số lượng than chồng vào lò

Theo kinh nghiệm khi chồng lò thì lượng than chồng ở xung quanh tường lò và cửa lò nhiều hơn ở giữa lò Than dùng trong gầm gi được đấu chế có tỷ lệ than cao hơn để dễ bén trong quá trình nung (tỷ lệ than 80%, chất độn 20%)

Giai đoạn làm nguội

Quá trình làm nguội là một quá trình tự nhiên, thời gian từ khi chồng lò đến khi

ra lò phải mất từ 4 – 5 ngày tuỳ theo sản phẩm nung đốt lớn hay nhỏ Trong quá trình dỡ lò, vì sản phẩm và nhiên liệu được xếp chồng xen kẽ nên đây cũng

là một khâu rất nặng nhọc, ảnh hưởng đến sức khoẻ của người lao động do bụi than và hơi nóng

Những hạn chế của lò thủ công truyền thống đốt than:

Công việc xếp sản phẩm vào lò và ra lò rất nặng nhọc, tốn nhiều lao động, Suất tiêu hao nhiên liệu cao,

Tỷ lệ thu hồi sản phẩm thấp,

Chất lượng sản phẩm không cao,

Chỉ nung được trong môi trường oxy hoá, không nung được trong môi trường khử (gốm chất lượng cao cần nung trong môi trường khử),

Không điều chỉnh được nhiệt độ theo ý muốn trong quá trình nung,

Hàm lượng tro thải lớn từ 33 – 40%,

Gây ô nhiễm môi trường do phát thải nhiều loại khí thải trong quá trình nung như khí: CO, CO2, SO2

Quy trình nung đốt bằng lò gas con thoi:

Giới thiệu về lò gas con thoi:

Lò gas con thoi có dạng hình hộp vuông hoặc chữ nhật, lò có nhiều kích cỡ khác nhau, thể tích lò từ 1 – 36 m3

Lò được cấu tạo gồm vỏ lò, xe nung (xe goòng), phà trung chuyển, hệ thống đường ray, ống khói, hệ thống cấp nhiên liệu, đồng hồ đo nhiệt độ, đầu dò nhiệt (can nhiệt), hệ thống ống dẫn ga từ kho tới lò, van điều áp, đồng hồ đo áp suất, hệ thống bép phun liệu nằm hai bên sườn lò, bình bọt an toàn

Xe nung mặt trên có các kênh dẫn khói, kênh khói được thông với ống khói qua vách hậu lò, ống khói có hệ thống để điều chỉnh áp suất trong buồng nung Nhiên liệu của lò gas con thoi là gas hoá lỏng LPG gồm 2 loại chính là butan 50% C4H10 + propan 50% C3H8; nhiệt lượng = 11.827 kcal/kg

Quy trình vận hành lò gas con thoi

Các công đoạn làm mộc tương tự như lò thủ công truyền thống

Lò gas được trang bị các tấm kê nung bằng vật liệu chịu nhiệt cao Công đoạn chồng xếp lò theo trình tự: từng lớp sản phẩm trên mặt xe, lớp nọ cách lớp kia bằng các cục kê giữa các tấm kê, sản phẩm được xếp ở dạng như các giá hàng Lúc xếp sản phẩm, xe nung để ở ngoài Khi xếp đủ sản phẩm, đủ chiều cao, xe được đẩy vào buồng lò Sau khi kiểm tra an toàn, bắt đầu châm lửa một số bép phun để dấm sấy (chú ý chưa vội đóng cửa lò để tránh nổ khi lượng gas trong

lò cao) khoảng 2 – 3 giờ hoặc dài hơn tuỳ theo sản phẩm dày mỏng Khi đạt được nhiệt độ sấy như yêu cầu thì châm lửa toàn bộ bép và điều chỉnh áp theo quy định từng giai đoạn Nâng nhiệt theo quy trình đường cong nung, đồng hồ báo tới nhiệt thiêu kết, tuỳ theo chủng loại sản phẩm mà điều chỉnh áp để bảo

ôn dài hay ngắn nhằm làm cho sản phẩm kết khối

Nguyên lý cháy của lò gas là nhiên liệu được phun từ 2 hàng bép bố trí dọc hai bên sườn lò, cháy tự nhiên, chuyển động theo hướng lên nóc và cuộn ngang,

chạy vào kênh dẫn khói theo nguyên lý lửa đảo, trên đường đi dòng khí cháy cấp nhiệt cho sản phẩm Thời gian gia nhiệt và suất tiêu hao nhiên liệu cho một

mẻ lò phụ thuộc vào chủng loại sản phẩm và nhiệt độ thiêu kết Khi nung xong,

lò được làm nguội tự nhiên, nhiệt độ được hạ xuống đến 100 – 200 OC là an toàn đối với sản phẩm

Nguyên liệu và sản phẩm

Nguyên liệu chính cho sản xuất gốm sứ là cao lanh, đá trường thạch, đất sét trắng Các chuyên gia khẳng định rằng Việt Nam có nhiều mỏ khoáng sản chất lượng cao, có thể sản xuất men và màu cho sản xuất gốm sứ Cả nước hiện có

123 mỏ cao lanh trữ lượng 640 triệu tấn; 184 mỏ sét đỏ trữ lượng 1.130 triệu tấn; 39 mỏ sét trắng trữ lượng 53 triệu tấn; 13 mỏ thạch anh và 20 mỏ cát thạch anh có tổng trữ lượng 2.130 triệu tấn; 25 mỏ dolomit trữ lượng 800 triệu tấn Sản xuất gốm sứ ở Việt Nam đã trải qua nhiều thế kỷ, các công thức sản xuất xương, men, màu vẫn là những bí quyết của các làng nghề Nguồn nguyên liệu chất lượng cao, cùng với những bí quyết sản xuất lâu đời kết hợp với công nghệ hiện đại ngày nay đang tạo ra những sản phẩm gốm tinh xảo hơn, đáp ứng được nhu cầu và kỳ vọng của người sử dụng trong nước và quốc tế

Các sản phẩm gốm sứ hiện nay rất phong phú, gồm nhiều chủng loại khác nhau Từ các sản phẩm truyền thống như các loại bình, lọ, ấm chén, bát đĩa , hiện nay đã phát triển thêm nhiều sản phẩm có giá trị cao hơn như các sản phẩm gốm sứ trang trí nội ngoại thất, tranh gốm nghệ thuật, đồ trang sức, sứ kỹ thuật, sứ xây dựng

Máy và thiết bị chủ yếu

Bảng 43: Danh mục thiết bị, máy móc đang được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp gốm sứ

STT Tên thiết bị ,máy móc

1 Máy nghiền bi nước

2 Máy khuấy huyền phù

3 Máy sàng rung

4 Máy khử từ

5 Máy ép khung bản

6 Máy luyện hút chân không

7 Máy nghiền búa

8 Máy chống lắng

9 Máy tạo hình ép dẻo

10 Máy tạo hình ép lăn

11 Máy tạo hình rót áp lực

12 Bàn sửa máy & thủ công

13 Máy nén khí

14 Máy tạo mẫu khuôn

15 Máy lau chân sản phẩm

16 Hệ thống lò nung

17 Đồng hồ đo nhiệt độ

18 Đồng hồ đo áp xuất

19 Hệ thống buồng sấy

20 Quạt khói

21 Tủ điều khiển buồng sấy

22 Máy mài chân sản phẩm

23 Máy cắt bìa đóng hộp SP

Năng lượng và vấn đề ô nhiễm môi trường

Năng lượng được sử dụng trong sản xuất sản phẩm gốm sứ hiện nay là điện, than, củi, gas Xu thế sử dụng lò gas đang tăng mạnh do các doanh nghiệp cần nâng cao chất lượng sản phẩm nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường ngày càng cao

ở trong nước và xuất khẩu Đa số các sản phẩm xuất khẩu đều được nung đốt bằng lò gas Nung bằng lò gas cho sản phẩm đạt chất lượng cao và đồng đều,

tỷ lệ thành phẩm cao Tuy vậy, tỷ lệ doanh nghiệp sử dụng lò thủ công truyền thống đốt than còn rất cao (Ví dụ, ở làng nghề Bát Tràng có 600 lò đốt than so với 320 lò gas) Nhiều doanh nghiệp, hộ gia đình sử dụng lò thủ công đốt than

để sản xuất sản phẩm có tính đại trà, giá rẻ có thể cạnh tranh với hàng Trung Quốc

Do lò thủ công truyền thống còn chiếm số lượng lớn nên vấn đề ô nhiễm môi trường rất nặng nề trong sản xuất gốm sứ, đặc biệt trong các làng nghề tập trung nhiều doanh nghiệp Ô nhiễm do khí thải, bụi than đang ảnh hưởng trực